几个物理光学实验的改进与设计论文

第页共页几个物理光学实验的改良与设计论文几个物理光学实验的改良与设计论文高二物理光学局部，理论性强、内容抽象。在教学中，做好实验能进步教学效果。这里，我们改良、设计了几个实验，。一、用多媒体手段观察双缝干预条纹通常做双缝干预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预条纹；其二是采用光的干预衍射偏振演示仪，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预条纹。两种方法都必须在较暗的教室里实验，所形成的双缝干预条纹都较小且暗淡，教室里的大局部学生，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预条纹实验，即用视频展示台拍摄条纹，用电视机或投影机播放，获得了较好的实验和教学效果。改良的双缝干预演示实验所需的器材为：学生分组用双缝干预仪的局部套件〔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，21英寸彩色电视机〔或者投影机〕，明晰度高于400线的视频展示台〔或者摄像头〕，实验场所的光线不需太暗。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。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，使亮斑变为干预图样，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。本演示实验的优越之处有三点：①能让教室的每位学生，观察白光的双缝干预形成的放大的明晰的彩色条纹。②在单缝前分别套上绿色、红色滤光头，观察和比拟一样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理解。此实验在湖北省物理教研会2023年年会上展示，赢得了与会专家一致好评。二、光的干预衍射单元的随堂分组实验的设计在光的干预衍射教学中，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。实验一：在暗教室里，用眼睛贴近自制的单缝，透过单缝观察点光或者线光的衍射现象。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，双缝干预现象。自制单、双缝的方法是：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，供比拟实验现象。自制圆孔的方法是：用大头针在厚纸片上刺成大小不一的小圆孔。设计红、绿色线光有两种方法。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程度狭缝，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程度光带投向观察者，即形成一条程度线光。此线光可供更多的学生同时利用。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，双缝干预现象。三、将薄膜干预实验设计为边讲边实验课实验有两项内容，观察液体薄膜的干预现象，观察空气薄膜的干预现象。选取的实验器材简单，组织方便。观察液体薄膜的干预现象，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。观察空气薄膜的干预现象，不局限于牛顿环现象，只是利用两块载玻片，规格为75.0mm×25.0mm×2.0mm。用透镜纸将载玻片擦净，然后把两载玻片合拢，用手使两载波片间的空气膜足够薄，压紧并相对摩擦一下，让自然光经玻片反射到人眼，即可看见形状各异的彩色干预花纹。假设在两玻璃片之间用很少的油，压紧并相对摩擦一下，形成油膜，那么观察薄膜干预条纹更容易。假设改用酒精灯钠焰〔火焰上洒了食盐〕，那么能观察到黄条纹。假如挤压力越大，挤压处的条纹就越宽。实验贴近生活，简单明了。四、泊松亮斑实验180多年前为证实菲涅耳光的波动理论而做的有名的泊松亮斑实验，我们教学多年来始终不能再现，经过探索，我们解决了如下几点：①用直径5mm以下的钢球代替圆盘；②用磁铁吸引大头针，大头针尖吸引钢球悬挂；③用氦氖激光光照射钢球，调整好球离光的间隔3m