学生实验用可变焦水透镜的设计及制作-论文.pdf

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1、第32卷总第471期物理教学探讨Vo1．32No．4712014年第9期(上半月)JournalofPhysicsTeaching(S)9．2014．55．e物理实验出ee学生实验用可变焦水透镜的设计及制作曹蕴瑞苏州市振华中学校，江苏苏州215006摘要：利用低成本、低损耗的简单材料．设计、制作可变焦的水透镜：使用该教具能够直观形象地演示晶状体凸度的连续调节，加深对人眼成像原理以及近视、远视的理解，解决教学中的难点问题，对培养学生的创新动手能力、提高科学素养具有一定意义。关键字：水透镜；可变焦；模拟人眼成像中图分类号：G

2、633．7文献标识码：A文章编号：1003—6148(2014)9(s)一0055—3在当前的初中物理课程中，有关于人眼的成第四，要装到光具座上实现可调节成像操作。像原理以及视力矫正的课程内容，由于条件的限建材市场有与污水管配套的墙卡，正好能起到这制(目前中学物理光学实验配备的器材都是固定个作用，白的PVC墙卡由于白边反射光。成像效焦距的透镜)无法模拟人眼晶状体变焦调节的作果没有金属墙卡更清楚。金属墙卡每边都有起防用。苏科版物理教材上设计的视力矫正也是用普滑作用的黑色橡胶，在这个实验里主要有以下作通透镜代替人眼晶状体。先

3、戴上眼镜找清晰像的用：①固定和防滑；②密封(防水)；③吸收多余光位置．再拿掉眼镜找清晰像的位置，然后推出近线，成像更清晰。视眼镜的作用。对于学生而言，逆向思维写出正第五。水透镜和生物课程中的眼球模型的结向结论有一定困难。若要正向模拟近视眼的情况合可使水透镜用于小学科学以及初中生物课程再给之带合适的镜片，得出眼镜的作用，就需要中人眼成像原理的演示与解释。直观形象，充分一个可变焦能模拟晶状体的水透镜。发挥其优势。生物模型中的瞳孑L大小可以通过遮1设计过程光纸调节大小使视网膜上成像更清晰。在眼球模水透镜的制作方法有很多，但要能

4、成清晰的型中出水口改至下侧。可以一定程度上防止使用像，研究视力的矫正，且能反复利用，就对该器材过程中由于橡皮管弯折引起的堵塞。有较高的制作要求了。2制作材料第一，要找既能装水又可改变水量的素材。PVC排污管、金属墙卡、橡皮筋、橡皮管、速比较之下PVC水管最合适，但是自来水管内径太干胶、水笔芯或吸管、安全套、砂纸、锯工、螺丝细。所以选择了排污管f内径40mm和50mm)。而刀、电枪钻40和50的相比之下40的清晰度高些。50会有3制作步骤成像重影现象(主要是由于内径越大，两边橡皮3．1把PVC管锯成和铁夹(墙卡)同宽的环膜

5、受重力的影响下垂越明显)。圈，用沙纸打磨切面。第二，橡皮膜的选择。既要透明度高又要能3．2用电枪钻在PVC管相应位置钻孔。承受一定水压不破的材料。在截好的水管两侧要3．3用安全套包裹住PVC管，管壁两侧浅刻各刻一圈槽．把橡皮膜装上后，用橡皮筋固定在凹槽便于橡皮筋缚牢。槽里，防止滑脱。3-4用吸管插入PVC管上的钻孔．百得胶封第三，改变水量可用注射器(10ml或者20m1)，口，用金属墙卡固定。注射器和水笔芯的连接可用直径为6mm的医用3．5套上橡皮管和针筒(如图1)命名为“水橡皮管。透镜”。Vo1．32NO．471物理教

6、学探讨第32卷总第471期(S)9．2014．58otlrtlalofPhvsicsTeachin2014年第9期(上半月)斑斓的干涉条纹。变形；松手后，圆环迅速被“压扁”而重物仍保持2．3创设有助于学生发现问题、提出问题的良好静止；在整个过程中，圆环反复拉伸、压缩，重物学习情境的下落也忽快忽慢。从客观上说，人们往往对身边经常发生的事3未来展望情习以为常，视而不见。一定程度上束缚了学生尽管高速摄影技术在近几年来才开始为人的想象力。如何鼓励学生对身旁的现象进行细致们所重视并应用到科学研究、体育竞技、军事、艺观察并进一步地思

7、考一直是一个难题。使用高速术等诸多领域，但其发展速度之迅猛令人始料不摄影技术向学生呈现被忽略的生活现象中不为及：商业化高速摄像机已经能拍摄每秒100万帧人知而又丰富多彩的细节。有助于提高学生的观的视频：2011年12月麻省理工学院Andreas察思考能力和提出问题的能力。Velten等人甚至已经获得帧率等效于每秒5000一次闪电的整个过程不超过O．5秒．肉眼只亿帧的影片．如此高的帧率使直接研究光子的运能看见一道明亮的闪光：而在高速摄影机拍摄的动细节成为可能。这也从侧面证明了这项技术的画面中，被电离而发光的空气指示着闪电寻

8、找路广阔应用前景。径的过程．在与地面接通之后，放电也不是一次在现今市场上，普通卡片机开始具备一定的就完成的，而是在地面和云层之间来回数次。高速连拍和高速摄影功能。以CasioFH100为2．4呈现新的有力证据。使抽象概念和规律形象化例。能以640x480的像素分辨率实现120帧／秒惯性是一个非常抽象的概念．“任何物体