matlab+gui在物理实验教学中的应用new

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1、试周刊2012年第35期MATLABGUl在物理实验教学中的应用余少洪(江西师范大学附属中学，江西南昌330046)摘要：本文介绍了MATLABGUI在物理实验教学中的应当光垂直入射到平凸透镜后在空气层上、下表面发生反用。利用MATLABGUI设计牛顿环仿真实验界面，界面内容丰射形成两束相干光．这两束光在平凸透镜下表面相遇发生干富，交互性好，可以设置参数，显示仿真结果，有益于实验教学涉，光程差为：和学生自学。8=2d+⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)关键词：MATLABGUI物理实验仿真0其中d是入射点出空气层厚度，入是入射光

2、波长。干涉半径一、引言r与透镜半径R的关物理实验是物理理论课教学的延伸，是理解理论知识、认r=2Rd⋯⋯⋯⋯‘⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一(2)识规律的有效途径。有些实验比较抽象难懂，且需要比较稳定则相干光强的相位差为：的环境。仪器调节时间也比较长，不利于现场演示。在实验教学中使用计算机仿真，利用仿真结果指导实验，可以取得很好△‘p：21T⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．(3)。的效果。目前有不少文献利用MATLAB强大的科学计算、数值牛顿环干涉的光强分布为：模拟和图像处理等功能．对实验进行仿真[1_4]，本文基于MAT—L

3、ABGUI设计，建立牛顿环实验仿真界面。界面美观，交互性I(rnc0s2)]好，可以通过在界面上改变参数，显示不同的实验结果，而且可以根据需要扩充相关实验内容。不但可以用于演示相关实／11其中r=、／x‘+v。验，还方便学生自学．有利于提高学生的创新能力，同时也为根据(4)式，编写实验演示控件的回调函数代码为：建立网络实验室打下基础Lambda=str2num(get(handles．bc_edit，。String‘))；R=str2nun二、牛顿环实验仿真(get(handles．bj—edit,'String。))；1．模块界面％

4、获取在界面上输入的光波长和平凸透镜的半径一个完整的GUI设计过程主要包括两个步骤[5-63：一是图NCL=256；x=一4：8／1000：4；y=x；[x，Y]=meshgrid(x，y)；形界面的结构设计．编排各个控件的布局，设置各个控件的属I=cos((pif)(．^2+YY2)／R+Lambda／2)／Lambda)．^2：％求干涉光强性。牛顿环实验的主要目的：一是观察牛顿环所产生的等厚干eolormap(gray(NCL1)；Ir=-256一I*NCL；涉条纹。二是用牛顿环来测定平凸透镜的曲率半径。根据需axesfllandl

5、es．axesl1％获取界面坐标的句柄函数要．界面使用了七个按钮(PushButton)，标识分别是实验原理，imagex，YIr1；％显示干涉条纹实验步骤，实验演示，数据处理，思考与练习，返回主界面和退axisof；axissquare；出系统等，用鼠标点击任一个项目，则会执行相应的功能；一点击实验演示控件，则执行回调函数，得到仿真结果。可个坐标轴对象(Axes)m于显示图片，如图1所示。二是功能设以在界面上设置不同的参数(入射光波波长和平凸透镜的曲计，为控件编写相应的回调函数(Callback1，具体实现界面的各率半径)．显示不同

6、的实验结果，直观地分析各参数的变化对种功能实验结果的影响。如图3是h=0．0005mm、R=3000mm时的仿真结果。图4是在入射光源波长不变、R=8000mm时的仿真结果。比较两个仿真结果，可以看出，随着透镜曲率半径增大，牛顿环条纹变疏，仿真结果与理论结果

7、10]一致。图1牛顿环实验仿真主界面2．实验演示模块实验演示模块的功能是显示实验结果，界面使用了三个图3牛顿环仿真结果(R=3OOOmm)按钮(PushButton)，标识分别是实验演示、返回和退出系统；二个静态文本框(StaticText)~J于输入人射光的波长和平凸透镜的曲率

8、半径；一个坐标轴对象(Axes)用于显示仿真结果。牛顿环是一种通过分振幅获取相干光的等厚干涉现象，如图2所示图4牛顿环仿真结果(R=8OOOmm)3．数据处理模块图2牛顿环实验光路示意图透镜的曲率半径的计算公式为：139万方数据2012年第35期考试N：F,J物理探究式实验教学的几点体会沈春芳(张家港市锦丰初中，江苏张家港215625)当代社会知识更新速度加快，传统的教学方式在充分发学生经过实验探究和分析、讨论后得出这样的结论：①挥积极作用的同时也暴露出自身的局限性，逐渐落后于教育小球在水平面上的运动距离不同，水平面越粗糙，小球运动改

9、革的步伐．因此以新课程改革为契机，深入理解、实施探究的距离越短，反之越长。②原因是小球所受的摩擦力不同。水式学习方式尤为紧迫。下面就当前物理实验教学的几种常见平面越粗糙，小球所受的摩擦力就越大，反之越小。⑧绝对光形式谈谈