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DSLR(Digital Single Lens Reflex Camera的缩写)即数码单镜头反光相机，随着电子信息技术及光信息技术的发展，已经逐步走进人们的生活，成为众多摄影爱好者的宠儿．近十年来，普通数码相机(DC)已经在很大程度上取代了传统胶片相机，且近几年来逐步走进了中学物理课堂．但是，笔者发现在一些课堂教学活动中，DSLR与普通数码相机相比，不论是在演示效果，还是在后期处理方面都有着较大的优势．笔者设想如果能将DSLR引入到中学物理课堂教学中，定会取得更好的教学效果．下面就让笔者通过举例来说明DSLR在中学物理教学实践中所具有的优势．
1 获得频闪照片——更准确
在中学物理教学中，诸如进行研究自由落体运动规律、探究平抛运动规律等教学内容时，往往需要通过分析运动过程中各个阶段的运动细节来推导出运动规律．这时，我们往往借助频闪照相法来锁定物体在不同时刻的运动状态，然后将所得的若干张照片进行合成，通过后期测量和计算来总结归纳此种运动的规律．传统的胶片照相不仅相机的快门速度较低，而且后期冲洗合成周期较长，存在诸多弊端．但自从数码相机问世以来，我们可以通过用数码相机将运动过程记录下来，然后将所得图片导入到计算机中进行后期图像处理(如用Photoshop等软件均可达到)．但是普通数码由于采用的是电子快门，相机的快门时滞(锁定焦点的情况下感光元件记录下一张照片的时间)比较长(一般为0.2秒到0.5秒之间)，而数码单反相机采用机械快门，快门时滞较短(一般在几十毫秒以内)．快门时滞的长短在连续拍摄时(如对自由落体运动进行频闪照相时)，对所摄照片的画质影像较大．如果用传统数码相机进行自由落体频闪，往往会因为时滞较长，而产生运动物体的拖影现象，这在后期相片处理的时候是比较麻烦的．用时滞较短的DSLR进行自由落体频闪照相，当采用高感光度(ISO为100－25600)时，虽然会产生少量的噪点，但是可以把拖影的问题完全避免，而卡片机一般不具备高感光度．这样，在后期用软件对图像处理时会大大减少工作量，并且在测量距离参数时也会相应地减少误差．
2 验证平面镜成像原理中的距离关系——更简便
众所周知，物理中探究平面镜成像原理是利用“蜡烛在平面透明玻璃板中成像”实验来巧妙验证的．但是，该实验对于学生来说不够直观，步骤较多，理解难度较大．其实，我们可以通过借助DSLR相机镜头上的测距窗(尼康等多个品牌的镜头上配有测距窗)，通过数量关系，在误差允许的范围内，粗略验证平面镜成像原理中的距离关系，即像和物关于平面镜对称，像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离．具体操作步骤如下：首先使相机的光学平面与镜子的距离保持在一米以内(便于准确读数)，将焦点锁定在平面镜的边框A点(如图1所示)，此时可以通过测距窗直接读出相机光学平面到平面镜(镜子)之间的距离，即相机到达平面镜的距离，记为d1．然后，将镜头向平面镜的左侧进行一个微小的侧移，此时可以在镜子的B点看到镜头在平面镜中所成的虚像，此时对B点进行对焦，通过对焦来完成对此次测距窗距离的读数，并记下此次的读数为d2．通过对比d2和d1的大小可得数量关系，从而从数值关系上，间接证明了像与物到平面镜的距离相等，像和物是关于平面镜对称的．该实验操作简便，且数量关系直观，便于学生理解，学生感觉可信度较高．而传统的数码相机，因为镜头上没有测距窗，又无法更换镜头，所以要测距离，只能通过结合相机的主要光学参数和复杂的公式进行距离计算，所以无法完成该实验．
3 检验光波是否为横波——更直观
人教版高中教材选修3—4第十三章第6节中，设计了一个检验光波是否为横波的实验(如图2所示)．该实验可以通过运用DSLR常用配件偏振镜来实现．实验中先将一个相机偏振片置于自然光源(如太阳)下，透过偏振镜观察光源，可以看到偏振片是透明的．然后以光的传播方向为轴，旋转偏振片P，可以发现光强度在旋转过程中没有明暗变化．接着，在偏振片P后放置另一个偏振片Q，仍以光传播方向为轴旋转偏振片Q，观察此时透过两个偏振镜片的光强度如何变化．通过观察，很容易发现在旋转偏振片Q的过程中，透过两个偏振片的光强度发生了明显改变，并且在旋转到某个位置时，光强度最大．通过这样一个简易的小实验，让同学们非常直观地理解光波是横波这一特性．同时，通过让同学们在试验中观察DSLR偏振镜片，纠正了很多同学对俯振镜片是类似于“带有狭缝”的镜片的误解，获得了较好的教学效果．
4 同步观察课堂实验——更清晰
在中学物理课堂中，有很多需要同学们认真、细致观察的演示实验，但由于条件有限，大多数时候教师只能在讲台上演示，因此，很多同学无法近距离观察实验现象．数码相机在教学过程中的应用很好地解决了这个问题．教师可以通过数码相机AV接口与电脑、电视机或者投影仪连接，把数码相机当做探头，全程“直播”实验过程，从而让全班同学都能够比较清晰地观看到实验过程．但是，在一些需要精密观察的实验中，如游标卡尺和螺旋测微仪的读数，油膜法测量分子直径等实验中，用普通数码相机做探头，在投影仪幕布上画面并不十分清晰，给读数造成了一定的困难．此种情况下，如果改用DSLR相机做探头，并换上微距镜头，会达到非常好的观察效果．这是因为在DSLR的工作系统中，无论是采用CCD还是CMOS，数码单反相机的传感器尺寸都远远超过了普通数码相机．因此，数码单反的传感器像素数不仅比较高(目前最低600万)，而且单个像素面积更是民用数码相机的四、五倍，因此拥有非常出色的信噪比，可以记录宽广的亮度范围．600万像素的数码单反相机的图像质量绝对超过采用2／3英寸CCD的800万像素的数码相机的图像质量．并且在DSLR中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱镜，我们可以在观景窗中看到外面的景物．与此相对的，一般数码相机(DC)只能通过LCD屏或者电子取景器(EVF)看到所拍摄的影像．显然经过处理所成的像要比光线直接成像效果差很多．从而，使用DSLR可以使同学们在投影幕布上更加清晰地看到实验中的每一个细节，从而达到演示实验的教学目的．
其实，DSLR相机中所蕴含的丰富物理知识也是中学物理教学中一笔宝贵的财富．比如，机身较重增加了相机的惯性，从而使相机在使用的过程中更稳，不易因产生晃动而影响画质．相机中的五棱镜通过对光线的折射，使进入人眼的图像与实际拍摄物体是成一一对应的关系，而有别于传统相机中成像左右相反等等．这些都是我们可以在中学物理课堂中进行开发和利用的宝贵资源．
当然，DSLR也存在着诸多“软肋”，比如价格较昂贵，保养和使用方法较繁琐．但是，随着科技的进步，入门级单反的价格也一直控制在5000元左右，对于大部分的学校都是有条件配备的．笔者深信，数码设备将逐步走进中学物理课堂，DSLR也将助力中学物理教学，使常规教学与现代技术结合，为新时代的物理教育注入新的活力．
1 获得频闪照片——更准确
在中学物理教学中，诸如进行研究自由落体运动规律、探究平抛运动规律等教学内容时，往往需要通过分析运动过程中各个阶段的运动细节来推导出运动规律．这时，我们往往借助频闪照相法来锁定物体在不同时刻的运动状态，然后将所得的若干张照片进行合成，通过后期测量和计算来总结归纳此种运动的规律．传统的胶片照相不仅相机的快门速度较低，而且后期冲洗合成周期较长，存在诸多弊端．但自从数码相机问世以来，我们可以通过用数码相机将运动过程记录下来，然后将所得图片导入到计算机中进行后期图像处理(如用Photoshop等软件均可达到)．但是普通数码由于采用的是电子快门，相机的快门时滞(锁定焦点的情况下感光元件记录下一张照片的时间)比较长(一般为0.2秒到0.5秒之间)，而数码单反相机采用机械快门，快门时滞较短(一般在几十毫秒以内)．快门时滞的长短在连续拍摄时(如对自由落体运动进行频闪照相时)，对所摄照片的画质影像较大．如果用传统数码相机进行自由落体频闪，往往会因为时滞较长，而产生运动物体的拖影现象，这在后期相片处理的时候是比较麻烦的．用时滞较短的DSLR进行自由落体频闪照相，当采用高感光度(ISO为100－25600)时，虽然会产生少量的噪点，但是可以把拖影的问题完全避免，而卡片机一般不具备高感光度．这样，在后期用软件对图像处理时会大大减少工作量，并且在测量距离参数时也会相应地减少误差．
2 验证平面镜成像原理中的距离关系——更简便
众所周知，物理中探究平面镜成像原理是利用“蜡烛在平面透明玻璃板中成像”实验来巧妙验证的．但是，该实验对于学生来说不够直观，步骤较多，理解难度较大．其实，我们可以通过借助DSLR相机镜头上的测距窗(尼康等多个品牌的镜头上配有测距窗)，通过数量关系，在误差允许的范围内，粗略验证平面镜成像原理中的距离关系，即像和物关于平面镜对称，像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离．具体操作步骤如下：首先使相机的光学平面与镜子的距离保持在一米以内(便于准确读数)，将焦点锁定在平面镜的边框A点(如图1所示)，此时可以通过测距窗直接读出相机光学平面到平面镜(镜子)之间的距离，即相机到达平面镜的距离，记为d1．然后，将镜头向平面镜的左侧进行一个微小的侧移，此时可以在镜子的B点看到镜头在平面镜中所成的虚像，此时对B点进行对焦，通过对焦来完成对此次测距窗距离的读数，并记下此次的读数为d2．通过对比d2和d1的大小可得数量关系，从而从数值关系上，间接证明了像与物到平面镜的距离相等，像和物是关于平面镜对称的．该实验操作简便，且数量关系直观，便于学生理解，学生感觉可信度较高．而传统的数码相机，因为镜头上没有测距窗，又无法更换镜头，所以要测距离，只能通过结合相机的主要光学参数和复杂的公式进行距离计算，所以无法完成该实验．
3 检验光波是否为横波——更直观
人教版高中教材选修3—4第十三章第6节中，设计了一个检验光波是否为横波的实验(如图2所示)．该实验可以通过运用DSLR常用配件偏振镜来实现．实验中先将一个相机偏振片置于自然光源(如太阳)下，透过偏振镜观察光源，可以看到偏振片是透明的．然后以光的传播方向为轴，旋转偏振片P，可以发现光强度在旋转过程中没有明暗变化．接着，在偏振片P后放置另一个偏振片Q，仍以光传播方向为轴旋转偏振片Q，观察此时透过两个偏振镜片的光强度如何变化．通过观察，很容易发现在旋转偏振片Q的过程中，透过两个偏振片的光强度发生了明显改变，并且在旋转到某个位置时，光强度最大．通过这样一个简易的小实验，让同学们非常直观地理解光波是横波这一特性．同时，通过让同学们在试验中观察DSLR偏振镜片，纠正了很多同学对俯振镜片是类似于“带有狭缝”的镜片的误解，获得了较好的教学效果．
4 同步观察课堂实验——更清晰
在中学物理课堂中，有很多需要同学们认真、细致观察的演示实验，但由于条件有限，大多数时候教师只能在讲台上演示，因此，很多同学无法近距离观察实验现象．数码相机在教学过程中的应用很好地解决了这个问题．教师可以通过数码相机AV接口与电脑、电视机或者投影仪连接，把数码相机当做探头，全程“直播”实验过程，从而让全班同学都能够比较清晰地观看到实验过程．但是，在一些需要精密观察的实验中，如游标卡尺和螺旋测微仪的读数，油膜法测量分子直径等实验中，用普通数码相机做探头，在投影仪幕布上画面并不十分清晰，给读数造成了一定的困难．此种情况下，如果改用DSLR相机做探头，并换上微距镜头，会达到非常好的观察效果．这是因为在DSLR的工作系统中，无论是采用CCD还是CMOS，数码单反相机的传感器尺寸都远远超过了普通数码相机．因此，数码单反的传感器像素数不仅比较高(目前最低600万)，而且单个像素面积更是民用数码相机的四、五倍，因此拥有非常出色的信噪比，可以记录宽广的亮度范围．600万像素的数码单反相机的图像质量绝对超过采用2／3英寸CCD的800万像素的数码相机的图像质量．并且在DSLR中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱镜，我们可以在观景窗中看到外面的景物．与此相对的，一般数码相机(DC)只能通过LCD屏或者电子取景器(EVF)看到所拍摄的影像．显然经过处理所成的像要比光线直接成像效果差很多．从而，使用DSLR可以使同学们在投影幕布上更加清晰地看到实验中的每一个细节，从而达到演示实验的教学目的．
其实，DSLR相机中所蕴含的丰富物理知识也是中学物理教学中一笔宝贵的财富．比如，机身较重增加了相机的惯性，从而使相机在使用的过程中更稳，不易因产生晃动而影响画质．相机中的五棱镜通过对光线的折射，使进入人眼的图像与实际拍摄物体是成一一对应的关系，而有别于传统相机中成像左右相反等等．这些都是我们可以在中学物理课堂中进行开发和利用的宝贵资源．
当然，DSLR也存在着诸多“软肋”，比如价格较昂贵，保养和使用方法较繁琐．但是，随着科技的进步，入门级单反的价格也一直控制在5000元左右，对于大部分的学校都是有条件配备的．笔者深信，数码设备将逐步走进中学物理课堂，DSLR也将助力中学物理教学，使常规教学与现代技术结合，为新时代的物理教育注入新的活力．