木板加激光笔自制简易多功能光学实验演示仪

来源 :中学物理·初中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nihaoalinlin
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  光学实验的演示对学生理解光学规律和光的本质起了非常重要的作用,而由于环境和实验本身精度的要求,对光学实验的调节和展示提出了较高的要求,学校通常配用激光演示仪,存在以下三方面不足:一是价格方面,激光演示仪价格昂贵,大部分学校只能购置一二台,不易普及;二是演示效果方面,激光演示虽然射出来的强度大,但是光只能从一个方向入射,很难演示光路可逆;三是操作方面,激光演示仪比较笨重,不容易携带和操作.
  
  针对激光演示仪存在的不足,我们自制的简易多功能光学实验演示仪,能演示初中光学大部分实验,尤其是演示光路简单轻便,现象直观准确,(尤其演示光路)实验效果好.而且该实验仪操作简单,便于携带,制作成本低,容易推广使用.
  
  1制作方法
  
  1.1制作材料
  
  木板两块(一块长约长40 cm宽15 cm,另一块约长37 cm宽31 cm),A4白纸8张.螺丝钉16颗,小铁板两块,薄铁板(长约长20 cm宽10 cm),白油漆.
  
  1.2制作步骤
  
  (1)将木板涂上白油漆,晾干.
  
  (2)用4张A4白纸用502胶水平整贴在长37 cm宽31 cm木板上,用4张A4纸复印圆,并将它平整贴在木板上.
  
  (3)用电钻钻合适的小孔(如图1),将旋转按钮(废旧激光演示仪拆下的)装上(如图2),并用铁板打上螺丝钉,将长37 cm宽31 cm木板竖直固定在长约长40 cm宽15 cm木板上.
  
  
  2演示方法
  
  2.1探究光的折射规律
  
  实验器材简易多功能光学实验演示仪,半圆玻璃砖(激光演示配套用,可直接用),激光笔加扩束器(2套)
  
  实验步骤(1)如图3所示,让激光笔发出的红光以一定角度斜射入玻璃砖上(如入射角为60度),可以看见光从空气斜射入玻璃砖时是靠向法线方向偏折的,读出折射角的大小.
  
  (2)如图4所示,减小入射角,可以发现折射角也减小.
  
  
  (3)如图5所示,将另一支激光笔从下面沿原来折射光线方向射入,发现刚好从原来入射光线方向射出.
  
  将以上步骤重复做三次,可以得出结论:光从空气斜射入玻璃时,折射光线、入射光线和法线在同一平面,折射光线与入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,折射角会随着入射角减小而减小,在折射现象中,光路可逆.
  
  
  2.2探究凸面镜对光线的发散
  
  实验器材一个自制“简易多功能光学实验演示仪”,激光笔加扩束器(4套),凸面镜.
  
  实验步骤(1)将两支扩束器并列排好并套好激光笔,让激光笔发出二条平行光射向凸面镜,发现光线会发散.
  
  (2)实验操作如图6和图7所示.
  
  
  2.3探究凹面镜对光线的会聚
  
  
  此外,该仪器还可以演示光的反射,凸透镜,凹透镜对光线折射作用.玻璃砖对光线折射作用等.
  
  创新之处:(1)废物利用,制作成本低;(2)实验器材简单轻便;(3)操作简单,演示效果明显,尤其是演示光路,大大提高上课的效率;(4)多功能,可以用来探究光学大部分实验.
  
  该仪器荣获“广州市初中物理自制教具比赛”二等奖,第29届广州市科技创新大赛银奖.
  
  【广东省教育科学规划课题《初中演示实验改进、创新及其在教学中的应用研究》(课题批准号:2012YQJK058).】
  
  
  
  
  
  
  這次测量的结果和指针万用表差异这么大,但子航并没有显出吃惊的样子,他想了想说“老师,我猜想数字万用表测电阻时电流特别小.”我鼓励他说:“根据二极管伏安特性曲线推断应该是这样的,你在网上查查吧.”过了一会,他兴奋地把我喊过去,“老师,咱们分析对了,数字万用表电阻档提供的测试电流非常小,通常为0.1 μA~0.5 mA”.
  
  细心的子航又发现:用200 M量程时,示数为1.9 M,这样用2 M、20 M时应该并没有超量程,他想了想说“我猜想数字万用表和指针万用表设计原理不同,低档位时工作电流更小,是这样吗?”我顺势鼓励他说,“这只是猜想,你如果要完全解决这个问题,还得学习模拟电路和数字电路的知识.”
  
  这次指导学生进行探究活动对我启发很大,首先我感受到学生身上有很强的探究欲望,老师应该积极鼓励,而不应简单地直接告诉他结果,这就像影迷最痛恨的事就是“剧透”;更不要阻止,这很可能扼杀了一个年轻的“爱迪生”.
  
  指导过程中应注意顺势引导,在方向、方法上适时指点,细节的东西尽可能让学生独立完成,让他体会独立分析解决问题后的愉悦感,这样可以培养学生的问题意识和探究能力.
  
  
  
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