教学用干涉双缝仪摄影和光源改进_教学参考-查字典物理网

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教学用干涉双缝仪摄影和光源改进

查字典物理网 2016-03-14

一种教学用简易双缝干涉仪摄影显示系统,将小型家用摄像头和干涉仪上观测用的目镜直接用螺纹套连接在一起,不需要螺丝钉等多余的设备,力求简单易推广于物理课堂教学。

1.2 教学用简易双缝干涉仪摄影系统的制作:

将摄像头的镜头调整到合适的位置(使其能微距摄影),在小摄像头的镜头上纹上或套上一层螺纹,并在双缝干涉以上的目镜接口上如法炮制,便可以将小摄像头和目镜像拧瓶盖一样的拧在一起。在拧紧的过程中可以根据需要适当调整摄像头到目镜的距离,对光过程和普通双缝干涉仪相同。得到的图像将呈现在与摄像头连接的电脑屏幕上(研究用)或投影在大屏幕上(教学用)。成本低廉,不需购买任何配套用具,自己都可以用身边的材料进行制作。

1.3课堂上师生互动寓教于乐:将摄像头的镜头调整到便于微距摄影的位置后,将一个口径合适带螺纹的塑料瓶瓶颈剪下,套在双缝干涉仪的目镜接口上。再在瓶盖上打个洞,将摄像头的镜头伸入洞中,把瓶盖和摄像头小心地粘在一起。这样便可以将小摄像头和双缝干涉仪目镜像拧瓶盖一样的拧在一起,再把摄像头用USB和电脑相连。然后对干涉仪进行常规调整,由于教师可以边调试仪器边通过电脑屏幕看到调试效果,所以对光的工作只要一个人便能轻松完成。

把电脑与大屏幕相连,全体师生都可以亲眼看到双缝干涉的现象了。学生们和老师一同操作干涉仪并在大屏幕上对干涉现象进行观察,可以非常好地做到师生互动,利于提高学生的学习积极性,也便于老师指导。

2.2激光二极管或单色LED作光源:

现在与教学用双缝干涉仪配套的都是配合滤光片的白炽灯,白炽灯发热大,本来就比较耗能。如果配上滤光片,过滤了多数波长的光,不仅更加浪费能量,还容易导致光线不够亮,不便使用。而没有被滤光片挡住的那部分光有太过刺眼,妨碍师生调整仪器。如果使用激光二极管或发光二极管(LED)作光源,由于本身就具有极好的单色性,就不再不需要使用滤光片。激光二极管发出的本来就是相干光,还可以省去制造线光源的单缝。激光二极管所需电压比白炽灯小数倍,却能发出极高亮度的激光,便于实验。只要不是直射入眼,也不会让人感到刺眼。由于是用摄影仪进行观察,所以不必担心观察时被强光照伤眼睛。而发光二极管的优点在于亮度更好调整,使用变阻器便能轻松调节亮度。LED是冷光源功率小能耗少,颜色种类多便于更换,寿命长且价格低廉,也比滤光片好保养(不怕摔坏弄脏)。

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