刊物属性
  • 刊物名称:校园英语
  • 国内刊号:CN 13-1298/G4
  • 国际刊号:ISSN 1009-6426
  • 邮发代号: 18-116
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  • 作者:王碧智 字数:3907 点击:

    【摘要】在核心素养的导向下,结合本校实际,以《用双缝干涉实验测定光的波长》实验为例,作为开发校本实验教学的尝试。即根据教材,结合本校实际情况,在实验仪器选的选择上,提出了适合本校的新方案,并通过实验数据,在误差允许范围内测出激光波长。由此能锻炼学生动手能力,有利于提升学生核心素养。

    【关键词】实验教学;双缝干涉;波长

    本校的调查结果表明,有94.81%的学生肯定实验教学的对理解物理知识的作用,但是却只有约59.59%的学生希望物理课堂教学中老师能进行课堂演示实验或参与实验。结果表明,虽然约95%学生很肯定实验对学习物理的重要性,但却只有约60%的学生希望通过课堂实验学习新的物理知识。说明还有约30%学生虽然认为实验对学习物理有帮助,但却不太喜欢甚至不喜欢实验。

    结合实际教学经验,究其原因,从学生的角度,是有些学生畏惧或不喜欢动手实验和观察思考,正因如此,学生就由于缺乏锻炼导致学习能力和学科素养偏低。从教师的角度,少数教师本着能讲清楚就不用做实验的观念,因此习惯了从理论上或从教材等途径总结物理规律。因此在此现状下,教师们应尽量多设计与生活联系紧密、可行性高、适合本校教学的实验。比如可以借助生活中简易的材料也能完成相应实验,用于课堂中或课外,让学生感受做实验没有想象的那么难。本文以《用双缝干涉实验测定光的波长》实验为例,作为校本实验教学的尝试。

    一、教材与现状分析

    用双缝干涉实验测定光的波长,是高中物理教材中的实验内容之一,此实验主要让学生观察双缝干涉现象,掌握光的波长的测定方法,并定量测量计算光的波长。教材中使用双缝干涉仪进行实验,而在一般的实验室中,双缝干涉仪数量有限,很难让每位学生能参与到实验中,所以老师们如何能让每位同学都能同时观察到干涉现象,以及进行实验测量?

    为了让尽量每一位同学都能参与实验,结合实际条件,提出用简便的材料自行制作和进行实验的建议,锻炼学生的动手能力,让每位学生都能同时观察实验现象和测量。当然,也有部分学校是有条件进行分组实验从而达到教学目标的,而教材这种实验方案是适合安排在正式课堂中的,为了满足课堂之余的拓展,比如开展特色课堂,新的实验方案也显得极有必要。

    二、改进方案

    用双缝干涉实验测定光的波长,,即需要先发生双缝干涉现象。

    首先,需要单一颜色的相干光,就选择价值仅为9.9元的激光笔的激光或教学用的翻页笔的激光作为光源;用两个价值仅为1元钱的硅胶门吸套在激光笔两端,使激光能水平照射。

    其次,双缝是发生干涉现象的关键,为了能简便制作双缝以及观察到清晰的条纹,可以从一次性透明饭盒剪下长宽分别约5cm的塑料片,再选用黑色胶带,剪下长约5cm、宽度均匀约为2mm的一条,贴在小塑料片中间,再在两边留下细缝之余贴上两条完整的黑色胶带,使双缝间距约为d=2mm或2.5mm。

    另外,就以课室或实验室的墙壁作为形成干涉条纹的屏。

    实验步骤:1、水平放置激光笔,使激光垂直照射到课室后面墙壁;2、竖直放置双缝,使激光垂直照射到双缝,就能在课室后面看到清晰的条纹,如图1;3、用量程为20m分度值为2mm的皮尺测量从双缝到墙壁上条纹的距离L;4、用普通的毫米刻度尺测量条纹间距?x,选好第1条暗条纹,数至第11条暗条纹,测出距离,则?x=。改变双缝到墙

    壁间的距离,重复以上步骤,多测量几组数据。

    三、实验数据与误差分析

    通过实验测出5组数据如表1所示,根据表中数据和公式,计算得出激光波长。

    其中d=2.5mm 平均值=657mm,红色激光笔参数为650nm,实验结果在误差允许范围内。本实验误差主要来源是d,L,?x的测量误差,其中影响最大的是双缝间距d和条纹间距?x的测量误差。此外,自制的双缝以及实验过程中条纹形成的调节也带来一定误差。

    四、实验评价

    第一,可作为课堂演示实验。把双缝和宽度可调的单缝分别固定在盒子上,如图2,方便进行演示实验,用一张纸即可作为可活动的屏,同时能方便改变缝与屏之间的距离,从而在课堂中展示和观察双缝干涉和单缝衍射现象,使课堂教学内容更完整。

    第二, 可作为学生分组实验或课外拓展实验。双缝制作取材简单方便,学生可自行制作双缝,增强动手能力,用普通的夹子也可固定双缝,即可进行实验和测量,让每一位同学参与到实验中,从而弥补仪器欠缺带来的遗憾。同时可以作为课外拓展实验,丰富课外活动,有利于提升学生的核心素养。