液壓式變焦鏡片

香港特别行政区博愛醫院鄧佩瓊紀念中學

作者：胡曉晴

辅导教师：劉穎詩

项目简介

1、项目摘要：以液體的壓力，調節透明薄膜的表面弧度，以改變鏡片的焦距，達致變焦效果。

2、项目选题：根據老師的指引，要我們研究有助生活的發明，而我看到爸爸受老花困擾，一般變焦鏡片的設計，令他要經常除下，戴上眼鏡，非常不便，於是我想有一個可以變焦的鏡片，幫助他就好了。

3、设计目的：解決長者「老花」問題，所帶來的視覺障礙。

4、研究过程：搜集資料→設計→購買材料→製作樣本→測試→改良→完成。

5、科学原理：物理：光學，液壓原理。

6、主要贡献(创新部分)：可用於不同範疇，如相機鏡頭、用於微細工作的工作鏡、望遠鏡、顯微鏡等。

7、同类研究的情况调查：市面一般的老花鏡片的不能變焦，這發明的變焦範圍較廣闊，靈活，具適應性另外市面上亦有變焦產品：但是利用雙液體，加上改變電流來變焦，通常只應用於眼鏡。

8、进一步完善的设想：找出更清晰，質素更好的物料，如矽膠/液態矽；加上電子技術令變焦效果變得自動化。

激光衍射测距仪

上海市七宝中学

作者：倪文宇

辅导教师：季忠刚

项目简介

1、摘要：本项目利用光栅方程，创新将其应用于测距，研究激光衍射测距效果的实现与改进，研制能够取得较好效果的测距仪。本文采用提拉镀膜法制作了光栅，并利用此光栅制作了一套测距系统，该系统结构简单，造价便宜，且便于使用。实验验证该系统测量线性度非常好。利用此装置实测了实验室走廊25米内的一些距离，最大误差均小于2%。

2、选题：生活常常需要测距。用卷尺测量时难以拉直、容易下垂等缺点使测量不准，且不方便；而精确方便的激光测距仪常用于科学研究，价格也离日常生活有些遥远。高中物理课上老师讲到杨氏双缝干涉，想到是否利用其原理，做一款经济实惠又方便准确的测距仪？

3、目的和基本思路：目的：用激光通过光栅的衍射来测距。思路：利用杨氏双缝干涉公式Δx=λD/d测量x求得D，由光栅方程以及小角近似，得到条纹间距x正比于距离D。若能测得条纹间距x，就能测得发射端和接收端的距离D.。

4、研究过程：1)用双缝干涉实验和光栅衍射实验验证原理的可行性。2)选取和制作合适的光栅用于测距装置。3)制作简易衍射测距仪并验证测距效果。4)对装置的结构以及测量方法进一步优化。

5、科学方法、科学原理：科学方法：控制变量，逐差法取平均值处理数据，列表法、作图法分析数据。科学原理：利用光栅方程实现测距。

6、创新点：物理中的光栅方程广为人知，但先前这一原理从未被运用于测距，本课题创新地将其运用于测距领域，并取得了直观方便准确的测量效果。

7、他人同类研究的情况：调查检索中虽有利用激光测距的研究方面有相关研究报道。但其中没有利用光栅衍射原理和光栅方程公式实现测距的研究。

8、进一步完善该项目的设想：目前使用的直接测量法和Δx不变量法都存在近处或远处测量的一定局限性，设想能否通过一定的方案和优化将两者结合统一，互相弥补，从而获得一种经济实惠又同样方便准确的新的测距手段和测量仪器。

PhyMo：交互式物理实验仿真软件

北京市第二中学

作者：彭博

辅导教师：王海生  何亮  王丹力

项目简介

走入中科院软件所实验室后，在参与幼教软件测试的工作中，思考是否可以将幼教软件界面简单、交互便捷、易于使用的特点应用到操作复杂的中学物理实验仿真软件设计上，使物理实验仿真软件能够真正有效促进中学生物理学习，让中学生在使用时更加专注于物理实验本身所包含的物理知识，而不是软件的使用方法。

首先，对目前主流物理实验仿真软件进行调研，并对其优劣进行对比与分析。通过问卷调查，收集使用者对这类物理实验仿真软件的不同看法及意见，为以后对物理实验仿真软件的设计提供参考。在对调研结果进行分析的基础上，对交互式物理实验仿真软件进行交互方式、系统界面以及实验内容的设计，力争为用户提供一个更加简单的物理实验仿真软件。在设计完成之后，按照设计对软件进行编写、开发，在开发过程中对每一个功能进行更详细的设计并逐一实现。在开发完成后，对软件进行测试工作，修复其中存在的问题，优化系统性能，对软件功能进行进一步完善。最终完成物理实验仿真软件：PhyMo。

本项目具有以下特点：1、以学习者的角度进行实验设计，加入拓展和探究实验。用户可以通过改变物理参数来达到不同的实验效果，可以查看数据表格以及数据图线查看实验结果，可以通过撰写实验报告归纳、得出结论，使其可以更深入地掌握所学知识。2、采用笔交互方式进行软件操作，减化操作步骤和流程，参数选择与值的确定均用笔势操作完成。3、界面简洁，结构布局合理清晰，易于使用者使用。4、软件可以模拟现实和理想环境下的实验过程及结果。5、为实验仿真软件的设计开发提供一种新的设计思路：界面简单、操作便捷、易于使用、探究内容丰富、以学生学习为主体。