自制水位报警装置与光的折射定律

马丽 徐晓梅 陈伟 李月梅

[摘 要]光的折射定律是初中光学的重要知识，人教版教材以学生溺水这一问题为情境引出光的折射定律。受此启发，设计并制作了一个水位报警装置，使折射现象、折射规律可视化;另外，运用光的折射定律能很好地解释教材中提出的“岸上看水塘中的水，会觉得水浅”的问题，警示学生在水塘边要注意安全。

[关键词]自制水位报警装置;光的折射定律;生活物理

[中图分类号]    G633.6        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）26-0055-02

光的折射定律是初中光学的重要知识，也是后面学习凸透镜成像和眼睛等知识的基础。在人教版八年级上册物理教材中，以“清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，实际上，却因看到的深度与池水实际深度不一致而引发溺水问题”为情境，引入折射定律的学习。这对刚接触物理的初中生来说，该导入环节相对抽象，不易于理解。为此，制作水位报警装置作为该现象的演示教具，引导学生认识并理解光的折射定律，并借此辅以游泳安全警示教育。

一、装置原理与制作

（一）装置原理

根据光的折射定律，有效利用水槽、报警系统、Arduino UNO控制串口屏、激光发射器等器材，设计制作水位报警装置，用此装置演示光从一种介质进入另一种介质的现象。在水槽未加水时，调整激光束，使其照射在接收器A上，屏幕显示“安全水位”。当水槽加水到一定深度后，激光束照射在接收器B上，串口屏显示“水深危险”，同时报警系统发出蜂鸣声。

（二）装置制作……