中二科學｜光的反射、折射與色散備課指引（導師用）

中二科學｜光的反射、折射與色散備課指引（導師用）｜法線量角、臨界角判斷與彩虹原理

2026-11-06

學生個個都聽過「光會折射」，但一到畫圖就用界面量角、把入水後的線畫得離法線更遠。問題不是唔識定義，而係由第一堂開始就沒有人規定：所有角都由法線量起。

本堂目標　學生能夠：① 用法線講出入射角等於反射角，並指出平面鏡的像距等於物距；② 判斷光由空氣入水、由水入空氣時折射線靠向還是離開法線，並算出 30 度入射角的折射角（約 19.5 度）；③ 講出發生全反射的兩個條件，並用臨界角 41.8 度判斷 45 度入射的光在玻璃內會不會全反射。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
量角	量一個角由哪裡量起	由法線（垂直界面的虛線）量，不是由界面
直線傳播	光在均勻介質怎樣走	直線走，所以可以用光線表示
比較大小	1.50 與 1.33 哪個大	1.50 大，代表玻璃比水密光學密

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–8 分	一道打斜的光	把雷射筆斜射向水杯，問光線在哪裡轉向	畫出看到的三段路徑
8–20 分	反射定律	畫法線，逐格量出入射角與反射角，示範平面鏡像距	自己畫一次並標出兩個角
20–32 分	折射方向	空氣入水靠法線、水入空氣離法線，用 30 度算出 19.5 度	講出兩個方向的規則並各畫一圖
32–44 分	臨界角與全反射	由 n 等於 1.5 算臨界角 41.8 度，判斷 45 度會全反射	判斷三個入射角會不會全反射
44–56 分	色散與彩虹	稜鏡分出七色，講紫光慢所以彎得多，紅光彎得最少	排出三色的偏折次序並解釋
56–60 分	離場檢查	三題收回即批，錯的標明跌在哪一幕	獨立完成

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：所有角由法線量起

反射定律只有一句：入射角等於反射角，而兩個角都是由法線量起。法線是垂直界面那條虛線，不是界面本身。
學生圖畫錯，九成都是由界面量角：由界面量 30 度，實際入射角是 60 度，之後所有計算全錯。所以第一件事不是講公式，而是規定「先畫法線，再標角」。
平面鏡再加一條：像距等於物距。物件離鏡 30 cm，像就在鏡後 30 cm，兩者相距 60 cm，不是 30 cm。

要學生複述：所有角都由法線量起，入射角等於反射角。

第二幕：折射：入密靠法線

光由空氣入水或玻璃，是由光疏去光密，速度變慢，折射線靠向法線，所以折射角小於入射角；反過來由水入空氣，折射線離開法線。
折射率 n 等於 sin i 除以 sin r。玻璃 n 等於 1.50：入射角 30 度，sin 30 等於 0.5，除以 1.50 得 0.333，對應折射角約 19.5 度。
順手講速度：玻璃內光速是 3 乘 10 的 8 次方除以 1.50，得 2.0 乘 10 的 8 次方米每秒。要學生明白「變慢」不是比喻。

要學生做：算出 40 度入射角在水中（n 等於 1.33）的折射角，答案約 28.9 度。

第三幕：臨界角與色散

全反射要同時滿足兩個條件：光由光密去光疏，而且入射角大於臨界角。玻璃的臨界角由 sin c 等於 1 除以 1.50 得出，約 41.8 度。
所以 45 度入射的光在玻璃內一定全反射——潛望鏡與光纖就是靠這條。要強調 30 度不會，因為 30 小於 41.8。
色散：白光在稜鏡內分成七色，紫光折射率最大、走得最慢、彎得最多，紅光最少。彩虹就是水滴內一次折射、一次內反射、再一次折射的結果。

要學生講：為甚麼紫光比紅光彎得多（折射率大、速度慢）。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
反射作圖題	物件離鏡 30 cm，畫出像的位置	先畫法線，再照像距等於物距往鏡後放	像在鏡後 30 cm，物與像相距 60 cm
折射計算題	30 度入射空氣入玻璃（n 等於 1.50）	sin i 除以 n 得 sin r，再取反正弦	折射角約 19.5 度，靠向法線
全反射判斷題	玻璃內 45 度入射，會不會全反射	先算臨界角，再比大小	會，因為 45 大於 41.8 度
色散排序題	紅、綠、紫在稜鏡中的偏折次序	折射率越大彎得越多	紫大於綠大於紅

合理性檢查（一定要教）：合理性檢查：由空氣入水，折射角一定小於入射角；入射角 0 度（沿法線）時光不轉向，折射角也是 0 度；臨界角只有「由密到疏」才有，由空氣入玻璃永遠不會全反射；反射角與入射角永遠在同一側的相反方向，兩個角相加不是 90 度。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
鏡中距離	物件離平面鏡 25 cm，物與像相距多少	看學生有沒有把 25 當答案
水中折射	40 度入射空氣入水（n 等於 1.33）	看是否靠向法線，答案約 28.9 度
全反射判斷	玻璃內三個入射角：30、41.8、45 度	看是否三個都與臨界角比一次

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
由界面量角	在界面上標 30 度就當入射角	「所有角都由法線量。你由界面量 30 度，其實入射角是 60 度，之後全部要重算。」
折射方向講反	「光入水會離開法線」	「入水是去更密的介質，變慢，所以要靠向法線。你看鉛筆在水裡好像斷開，就是這個效果。」
以為任何情況都會全反射	「光由空氣射入玻璃會全反射」	「全反射要先由密去疏。由空氣入玻璃，無論幾斜都只會折射。」
紫光彎得最少	「紅色彎得最多，所以彩虹紅色在最外」	「紫光折射率最大，彎得最多。彩虹紅色在外是因為視角，不是因為它彎得多。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

中學物理章節索引　全科章節一覽
備課指引總索引　其他科目的同類章節
本章重做　用 50 度入射角重算折射角與判斷全反射

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
反射角由哪裡量	由法線量	答「由界面」＝回到第一幕
空氣入玻璃 30 度的折射角	約 19.5 度，靠向法線	答「大於 30 度」＝重講第二幕
玻璃的臨界角	約 41.8 度，45 度會全反射	答不出條件＝回到第三幕

09　導師常問

中二需要背折射率嗎？

只需記玻璃 1.50、水 1.33 兩個常用值，其餘題目會給，重點是會用 sin i 除以 sin r。

沒有雷射筆怎樣示範？

用裝水玻璃杯加鉛筆已足夠看到折射；全反射用裝水膠樽側面看，一樣明顯。

色散與彩虹要計數嗎？

不用計，但要講得出紫光折射率最大、彎得最多，因為下一章光學儀器會再用。

立即免費搵導師導師登記 →

本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。