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1、几个物理光学实验的改进与设计论文 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 一、用多媒体手段观察双缝干涉条纹 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 改进
2、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 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
3、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 本演示实验的优越之处有三点：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 此实验在湖北省物理教研会年年会上展示赢得了与会专家一致好评 二、光的干涉衍射单元的随堂分组实验的设计 在光的干涉衍射教学中让学生在课堂上都
4、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 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 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 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
5、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 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 三、将薄膜干涉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 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 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 观察空气薄膜的干涉现象不局限于牛顿环现象只是利用两块载玻
6、片规格为75.0mm25.0mm2.0mm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涉花纹若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则观察薄膜干涉条纹更容易若改用酒精灯钠焰（火焰上洒了食盐）则能观察到黄条纹如果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摸索我们解决了如下几点：用直径5mm以下的钢球代替圆盘；用磁铁吸引大头针大头针尖吸引钢球悬挂；用氦氖激光光源照射钢球调整好球离光源的距离3m以上使激光束略大于钢球截面激光束盖过钢球后在5m以外的白屏上形成球的阴影实验果然成功球影中心有一个圆形亮斑并且有许多同心圆环使学生确信光是一种波 以上改进和设计实验有不妥之处敬请读者指点
