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物理(心得)之几个物理光学实验的改进与设计

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物理论文之几个物理光学实验的改进与设计 <br />  高二物理光学部分,理论性强、内容抽象。在教学中,做好实验能提高教学效果。这里,我们改进、设计了几个实验,供大家参考。 <br />  一、用多媒体手段观察双缝干涉条纹 <br />  通常做双缝干涉演示实验有两种方法,其一是采用激光光学演示仪,使激光束透过双缝,在光屏上观察单色光的干涉条纹;其二是采用光的干涉衍射偏振演示仪,使白光或者单色光依次透过单缝、双缝,然后经观察筒来观察干涉条纹。两种方法都必须在较暗的教室里实验,所形成的双缝干涉条纹都较小且暗淡,教室里的大部分学生,只有靠近装置才能观察到装置和条纹。为此,我们设计了用多媒体手段观察双缝干涉条纹实验,即用视频展示台拍摄条纹,用电视机或投影机播放,取得了较好的实验和教学效果。 <br />  改进的双缝干涉演示实验所需的器材为:学生分组用双缝干涉仪的部分套件(0.2mm双缝、单缝、长圆筒、短圆筒、两个支架、红色和绿色滤光头),光具座及其插杆3支,12V5W灯泡,电源,21英寸彩色电视机(或者投影机),清晰度高于400线的视频展示台(或者摄像头),实验场所的光线不需太暗。 <br />  装置的组合方法为:在光具座上,依次通过插杆放置灯泡、装有单缝的短圆筒、装有双缝的长圆筒,长、短圆筒套接为一体。展示台的摄像头对准长圆筒的末端,展示台的视频输出传至电视机。 <br />  装置的调整分三步。一是调整灯泡、单缝、双缝的位置,使三者等高共线。二是调间距,即灯泡与单缝相距10cm,长圆筒末端与摄像头间距20cm。三是摄像头的拍摄方位与焦距调整。应先调焦至广角,以便能在电视机屏上观察到灯泡灯光透过单、双缝后形成的亮斑的图象。然后逐步调焦放大图像,并微调拍摄方位,使亮斑变为干涉图样,且始终居于机屏的中央,直至彩色条纹达七条以上,并且亮度较大为止。 <br />  本演示实验的优越之处有三点:①能让教室的每位学生,观察白光的双缝干涉形成的放大的清晰的彩色条纹。②在单缝前分别套上绿色、红色滤光头,观察和比较相同物理条件下形成的绿条纹和红条纹的间距差异,红纹间距略大,直观地说明红光比绿光的波长大。③利用展示台电视机展示细小的单缝、双缝及组合装置,使学生对实验装置有清楚的了解。 <br />  此实验在湖北省物理教研会2002年年会上展示,赢得了与会专家一致好评。 <br />  二、光的干涉衍射单元的随堂分组实验的设计 <br />  在光的干涉衍射教学中,让学生在课堂上都动手操作观察到实验现象,无疑会收到良好的教学效果。通过自制和组织教具,不难实现下述两个随堂实验。 <br />  实验一:在暗教室里,用眼睛贴近自制的单缝,透过单缝观察点光源或者线光源的衍射现象。用同样的方法,透过自制的圆孔、自制的双缝,分别观察圆孔衍射现象,双缝干涉现象。 <br />  自制单、双缝的办法是:在生物载波片上,贴上一张优质的不干胶标签。再用小刀刻出单缝和双缝,缝宽不少于0.2mm,两缝的缝距不大于0.2mm。可刻出多种规格的单缝、双缝,供比较实验现象。 <br />  自制圆孔的办法是:用大头针在厚纸片上刺成大小不一的小圆孔。 <br />  设计红、绿色线光源有两种办法。其一,在线状灯泡前加上滤光片;其二,把投影仪的透光玻璃板遮成一条水平狭缝,并在狭缝上盖上红色或者绿色的滤光片,使投影仪的灯光变为一条滤色了的水平光带投向观察者,即形成一条水平线光源。此线光源可供更多的学生同时利用。 <br />  实验二:用半导体激光器的光束对准自制的圆孔、单缝、双缝,观察单色光的圆孔衍射现象,单缝衍射现象,双缝干涉现象。 <br />  三、将薄膜干涉实验设计为边讲边实验课 <br />  实验有两项内容,观察液体薄膜的干涉现象,观察空气薄膜的干涉现象。选取的实验器材简单,组织方便。 <br />  观察液体薄膜的干涉现象,课本P188已明确了实验方法,但准备实验所需的肥皂液的制作有一个便捷的 <br />  方法。即采用如下体积比配制:甘油:洗洁精:水=1/4 :1:10。所配制的溶液在铁环上形成的液体薄膜的厚度均匀,寿命长,大大改善实验效果。 <br />  观察空气薄膜的干涉现象,不局限于牛顿环现象,只是利用两块载玻片,规格为75.0 mm×25.0 mm×2.0mm。用透镜纸将载玻片擦净,然后把两载玻片合拢,用手...

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发布时间:2023-01-16 13:34:52 页数:4
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文章作者:U-67198

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