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光的波动性实验仪器的创新设计

2021-03-15张志春彭朝阳

物理教学探讨 2021年2期

张志春 彭朝阳

摘  要:创新设计并自制了光的波动性演示实验仪器,并较好地呈现了光的干涉和衍射图样,为光的波动说的教学提供了有力支持。该实验仪器具有很强的实用性、可复制性以及低成本性等特征。

关键词:光;衍射;干涉;演示实验;暗箱

中图分类号:G633.7 文献标识码:A     文章编号:1003-6148(2021)2-0049-2

衍射和干涉是各种波均能发生的特有现象,干涉现象形成的实质是波的叠加,波的干涉以波的叠加原理为基础。机械振动在介质(如水、空气)中的传播形成了机械波,相互联系的变化的电场和磁场由近及远的传播形成了电磁波(如光波)。无论是机械波还是电磁波,二者均能发生干涉和衍射现象。波的衍射和干涉均为高中物理课程内容的重要组成部分[1]。

为促进学生更好地认识和理解光的波动本性,需要用实验为其提供丰富的感性认识。笔者参考有关资料[2-4],利用身边常见、易得的廉价材料,对光的波动性演示实验仪器进行了创新设计。介绍如下:

1    实验仪器主要部件制作及组装

自制仪器主要由如下几部分组成:(1)移动式条纹接收光屏:由废旧纸板、A4纸及硬质活动杆组合而成,活动杆用来控制光屏前后移动实现条纹动态变化;(2)暗箱:由废旧完整纸箱加工而成,其上合适位置设计有光源入射孔、观察孔、光源放置平台(在纸箱外部)等。暗箱的设计为实验提供了有利的观察环境,使实验不受环境条件干扰;(3)圆孔转换器件:由厚度、硬度适当的非透明纸片加工制作而成,为仪器核心部件之一。……

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