家庭物理实验常遇问题及解决策略

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1、家庭物理实验常遇问题及解决策略家庭物理实验常遇问题及解决策略一、杨氏双缝干涉测量波长实验及具体操作　　托马斯杨（ThomasYoung，17731829）于1801年进行了一次光的干涉实验，即著名的杨氏双缝干涉实验，并首次肯定了光的波动性。下面是笔者的具体操作步骤。　　实验目的：利用杨氏双缝干涉原理测量波长。　　实验器材：红色教学激光笔、自制双缝、遮光筒、测微显微镜、数码照相机、刻度尺、硬纸板、书立。　　实验原理：如图：　　实验步骤：　　1.组装实验装置；　　2.调节书立的高度使激光笔、双缝、遮

2、光筒在同一高度上；　　3.打开激光笔，调节双缝水平位置；　　4.用数码照相机连续多次拍摄条纹及刻度尺，使照片同时包含刻度线及全部亮纹；　　5.用刻度尺测量双缝至屏距离l，重复测量3次，取平均值l=41.60cm；　　6.重复步骤2～5数次，获得多组数据；　　7.取下双缝，利用测微显微镜测量双缝缝宽d=0.1463mm；　　8.亮条纹宽度测量方法：　　⑴将实验步骤4中所拍摄的照片放大；⑵读取并记录照片中刻度尺5.0mm所对应实际长度X1；⑶读取并记录照片中5个条纹间距ΔX所对应实际长度

3、X2；⑷根据公式计算得ΔX；⑸根据多张照片取平均值。实验结论：所测激光笔的红波波长约为647.3nm（教学激光笔激光波长参数为650nm）。　　误差分析：　　1.测量d时使用测微显微镜，较准确；测量时，绝对误差不差过1mm，相对误差不超过0.25%；　　2.在计算ΔX的过程中，由于相机屏幕的折光影响，对照片中5mm刻度及亮条纹的实际长度影响可达0.5mm～1mm，相对误差1.6～3.0%左右。　　二、家庭做杨氏双缝干涉测量波长实验可能遇到的问题　　1.实验精度较低。家庭中

4、由于条件所限，实验精度会大大降低。对于一般的定性试验来说，难度还不是很大。但对于精度要求较高的定量实验来说，家庭物理实验的条件就显得不足了。笔者在家做的杨氏双缝干涉测量波长实验中，条纹间距ΔX为毫米级，双缝宽d为10-4米级，在家庭实验条件下很难精确测量。　　2.实验器材较难获得。一些专业的器材在一般家庭中很难获得。比如在双缝干涉实验中需要用到的光具座、测量头、双缝、遮光筒等。　　三、解决措施　　1.加大试验装置的尺寸。较大的实验装置不仅可以使实验现象更加明显，还可以降低达到实验所要

5、求精度的难度，从而降低试验的相对误差。　　2.巧用转化法处理问题。转化法是物理学的基本方法之一，有些问题经过转化，就可以由难变易，由复杂变简单。　　3.精简实验装置的部件。双缝干涉测量波长实验中，光具座的主要作用是支撑和方便读取缝屏距l。由于l数值较大，即便使用普通米尺测量，误差也不会超过1%，因此，笔者在实验中没有准备光具座，而是改用书立和硬纸板支撑实验装置，并用刻度尺直接测量l。　　4.核心部件尽量正规。对家庭物理实验的自制双缝而言，间距需进行测量。由于d极小，仅约0.1mm，用常用工具本文

6、由.L.收集整理根本无法测量，且极易产生较大的实验误差，导致实验失败。事实证明，在核心部件上使用精密仪器可使相对误差减小50～80%。当然，对于测微显微镜这种精密仪器，我们在使用过程中一定要仔细认真，严格按照操作规程进行操作。