基于仿真实验平台改善牛顿环教学效果研究
2021-12-06刘祥
科技信息·学术版 2021年29期



摘要:本文以大学物理实验课程中牛顿环实验操作读数显微镜的教学为例,结合仿真实验的操作演示。此对于改善牛顿环教学质量具有较为明显的成效。
关键词:牛顿环;仿真实验平台;辅助教学
1.前言
牛顿环具体现象为:用单色光(或复色光)照射放在平面玻璃上的平凸透镜,其现象是明暗相间的单色(彩色)同心圆,相邻同心圆的距离随着远离圆心将越来越近[1]。牛顿环是一种薄膜干涉现象,球面上的透射和平面上的反射光线是两束相干光,经相互干涉形成干涉条纹。在干涉现象中,不论何种干涉,相邻干涉条纹(亮纹或暗纹)的光程差的改变量都等于相干光的波长,可见光的波长虽然很小,但干涉条纹间的距离或干涉条纹的数目是可以计量的。因此,通过对干涉条纹数目或条纹移动数目的计量,可以得到以光的波长为单位的光程差。利用光的等厚干涉可以测量光的波长,检验表面的平面度,球面度,光洁度,以及精确测量长度,角度和微小形变等,在科学研究与计量技术中有着广泛的应用。
在物理实验教学中,要观察到清晰的牛顿环现象以及准确测量牛顿环不同环的直径,需要求学生较为熟练使用读数显微镜。由于仪器调节和数据测量需要结合现象去操作,作为教师要让学生能较为更快理解相应操作原理,需要解决的主要问题是牛顿环现象与具体操作调节的同步呈现。例如,调节读数显微镜物镜焦距 看清牛顿环现象;调整钠灯角度位置防止光源不足影响观察及测量等操作都需要实验者亲自通过显微镜观察,教师一对多教学的操作演示就会存在局限性,最终导致学生不理解操作严重影响数据精度[2]。……
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