波长直读式光波实验测量仪

福建省培元中学

作者：蒋煌延

项目简介

摘要：一种高中光波实验仪器，用于观察和演示（配有专用摄像头可进行多媒体演示）白光和单色光单缝衍射及双缝干涉图样、激光圆孔与圆盘衍射图样；测量单色光的波长，直接读数；观察光的偏振现象等多项光波实验。研制过程中采用多项创新设计，具有功能实用、操作简便、现象明显、测量准确的优点。

一、背景和设计思路：光的衍射、干涉及波长测量实验是高中课程标准规定的内容，但现行仪器存在组装繁锁、光路调整难度很大、实验效果极差等问题。本项目拟从提高光源性能、改进光路结构设计、创新测量方法三个方面进行研究、设计与制作。

二、原理和方法：本项目研制基于1.光的衍射、2.光的干涉、3.光的偏振等三项光学原理。当发生双缝干涉时，双缝间距d、双缝至屏距离L、相邻两条亮（暗）纹间隔△X与波长λ之间有λ＝△X·d/L,这也是波长测量方法的依据。本项目将△X·d值作为固定参数，进而可确定λ与L的对应关系，将λ值一一标示在与L值对应的遮光管内筒标尺上，实验时按规定的△X·d值调节L，在标尺上读出λ值。

三、创新与贡献：本项目的三项原创技术发明：1．直读式波长测量方法，波长λ测量值直接读出，无需计算。2．推拉伸缩式可调节长度L的遮光筒结构设计。3．全光路“管件拼装”与“榫卯对嵌定位”装配方式。本项目的二项重大技术更新：1．点发光型大功率LED作光衍射、干涉实验光源。2．单色光LED作实验光源，而非复合光经滤光获取单色光。

四、仪器使用情况和完善的设想：经实际使用，与现行仪器相比，本仪器在操作便捷度，现象清晰度与能见度，测量的准确度等指标均大幅度提高。学生可在一课时内完成高中物理光的干涉、光的衍射、波长测量、光的偏振等多项实验，且实验效果极佳。今后，要进一步研究、完善仪器各项性能，制定“仪器技术标准”。建议在高中物理实验教学中推广应用，实现量化生产，使之成为真正的“实用新型教具”。

探究影响压力作用效果因素的演示实验装置

广西桂林市大河初级中学

作者：龙琼

项目简介

1、项目摘要：原物理课本演示“压力作用的效果与哪些因素有关”实验装置，是将压力小桌放入沙槽中，观察小桌陷入砂中的深度，来比较在不同因素下压力作用的效果。但该装置在演示操作时存在弊端：沙子不透明，陷入深度不直观，当条件改变时，小桌陷入的深度改变不明显。我曾用矿泉水瓶演示这个实验，虽然实验现象比较明显，但没有固定装置，瓶子下落高度不好控制，而且瓶子下落入砂子中会倾斜。教具的功能是：1）演示压力的作用效果与什么因素有关。2）演示重力势能的大小与什么因素有关。

2、背景和改进的基本思路：本人在讲授“探究压力的作用效果与什么因素有关”时，因原有装置与课本演示装置相同，演示效果不明显，学生不便观察。因此，本人设计了这套装置，将通过比较柱体下落陷入沙子的深度，转换成比较柱体下落的高度，来比较压力产生的效果。

3、科学方法：控制变量法，比较法，转换法。原理：力可以改变物体的形状。

4、创新点：①．实验现象直观：这套装置是将柱体下落陷入沙子的深度，转换成便于观察的柱体下落的高度，学生根据观察到塑料管上端露出色块长度或指示灯发光数目的多少，来比较柱体在不同因素下产生的效果。②．记录的数据少：该装置演示“影响压力作用效果因素”时，只要比较各柱体下落后塑料管上端色块长度变化或指示灯发光数目的变化，即可得出实验结论。演示“影响重力势能大小的因素”时，只需记录同一柱体在不同高度下落时，塑料管上端色块长度变化或指示灯发光数目的变化这一组数据。这样可以让学生在观察实验时思路清晰，既可以提高教学效果，同时也能激发学生的学习兴趣。③．装置的稳定性强：柱体下落前、后有塑料管套住，不会晃动，方便学生随时随地观察实验现象。④．具有多功能性：该装置还能演示“影响重力势能大小的因素”。

5、项目的使用情况和进一步完善的设想：该教具在使用时已得到了学生的认可。

微小形变演示仪

天津市塘沽紫云中学

作者：祁正群

项目简介

1、项目摘要：物理中很多概念是抽象得让人无法想象，譬如说书放在水平桌面上我们都难以想象桌面发生了形变——向下弯曲。借鉴于大学物理实验电阻的测量实验等实验，进行改进、创新并设计制作成高中物理演示教具。这里微小形变演示器借助电路，在压力作用时通过木板发生形变，产生压力，即而使电流发生变化，这一变化通过电流表反映出来，即用电测量法来测量。

2．项目的背景和改进的基本思路：物理中的很多现象不明显，微小的形变的演示，高中物理实验中常用的放大方法有杠杆放大，光点反射放大，点光源投影放大，投影仪放大、挤压玻璃瓶法等。但这些种方法有的不易观察，有的不好操作。通过电学的放大电流，施加压力使物体发生形变，通过指针滑片改变电路中的电阻值，即而改变电流。再通过电流表直观的来显示电流变化。即通过电流表示变化把木板发生的微小形变演示出来。

3．应用了转换放大的思想，综合利用了力学和电学的基本知识，在教学中可以让学生体会到力学量去转化为电学量的思想。

4．创新点：把力学的微小形变通过电学去显示出来。

5．通过设计制作，逐步完善，把微小形变的程度能够清晰的显现出来。作为教具在日常的教学中使用。