物理实验第22卷第3期 有很重要的意义,运用这种实验手段通常可以量技术,以开扩视野 将难于测量量变换为比较容易测量量,而且提 参考文献 高测量的准确度.同时对测量仪器也提出了更 高的要求·例如在上述两例子中,为了使落球1[美]威·弗·马吉物理学原著选读M]北京商 能准确地沿量筒轴线下落,采用了以激光为光 务印书馆,1986 源的光电传感器,只有沿着轴线下落的小球才2丁士章等简明物理学史M1太原山西人民出版 能被采集到数据,同样,在测量单摆周期与幅角 社,1988 的关系时,由于由幅角变化引起的周期变化是3郭奕玲等物理学史M]北京清华大学出版社 十分微小的,因而用秒表几乎无法准确测量,借 4贾玉润等大学物理实验M↓上海:复旦大学出版 助于开关型集成霍尔传感器这一高科技的测时 社,1987 技术,可以准确测出这种微小的变化·所以,高5南京师范大学普通物理实验室普通物理实验教程 等学校开设此类实验,一方面可以让学生掌握 M南京南京师范大学出版社,1997 外推法实验思想的基本原理,以开拓思路,激发 (2001-09-06收稿) 创新意识另一方面能让学生接触到先进的测 (上接2页)60~80am的绝缘软导线,两端外线透过铜丝网(铜网要稀疏)照射锌板,都没 分别接到灵敏电流计A,B端,手拿导线的中间有电流显示对换直流高压电源的电极,仍用可 部分放入蹄型磁铁磁场中并做切割磁感应线运见光、红外线照射锌板,还是没有电流显示.当 动,灵敏电流计立即显示有感应电流可非常明用紫外线灯发射的紫外线照射到锌板上时,灵 显地验证磁场、导线运动速度、感应电流三者的敏电流计立即显示有电流关掉紫外线灯,灵敏 方向关系即右手定则·也可以用之定性验证法电流计显示没有电流(若对换直流高压电源的 拉第电磁感应定律 电极,再用紫外线照射锌板,也没有电流)这表 示例2:演示交流发电机原理 明电流是由于紫外线照射,使锌板上的电子摆 把交流发电机模型的输出端接到灵敏电流脱锌板束缚成为光电子(已成为离开锌板的自 计输入端A,B,使发电机的转子从中性面位置由电子),在外加电场的作用下飞向铜网而形成 开始旋转,先缓慢摇动发电机转子,摇一周,两的电流.直观地演示了光电效应现象 侧(左、右)发光二极管显示电流的大小、方向变 化一个周期再逐步加快转速,两侧发光二极管 交替显示也快且亮度(即电流)也较大但始终m,y 与电流值同步当转速快到一定程度以后,两侧 电子灵敏电流计 发光二极管交替闪光加快到两侧二极管几乎 直发光,无法分辨出其(电流)方向变化这正好 说明50Hz交流电通过灯泡而看不出灯光闪烁 图3光电效应演示电路 的道理指针式灵敏电流计不可能显示出来这5参考文献 样好的效果 示例3:演示光电效应现象 1杨军闪光式交变电流演示仪[物理实验,1994, 演示电路接线如图3.先用可见光光源、红 14(4):166167 (2001-09-20收稿,2001-12-28收修改稿) c1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.有很重要的意义, 运用这种实验手段通常可以 将难于测量量变换为比较容易测量量, 而且提 高测量的准确度Ζ 同时对测量仪器也提出了更 高的要求Ζ 例如: 在上述两例子中, 为了使落球 能准确地沿量筒轴线下落, 采用了以激光为光 源的光电传感器, 只有沿着轴线下落的小球才 能被采集到数据; 同样, 在测量单摆周期与幅角 的关系时, 由于由幅角变化引起的周期变化是 十分微小的, 因而用秒表几乎无法准确测量, 借 助于开关型集成霍尔传感器这一高科技的测时 技术, 可以准确测出这种微小的变化Ζ 所以, 高 等学校开设此类实验, 一方面可以让学生掌握 外推法实验思想的基本原理, 以开拓思路, 激发 创新意识; 另一方面能让学生接触到先进的测 量技术, 以开扩视野Ζ 4 参考文献 1 [美]威·弗·马吉. 物理学原著选读[M ]. 北京: 商 务印书馆, 1986 2 丁士章等. 简明物理学史[M ]. 太原, 山西人民出版 社, 1988 3 郭奕玲等. 物理学史[M ]. 北京: 清华大学出版社, 1993 4 贾玉润等. 大学物理实验[M ]. 上海: 复旦大学出版 社, 1987 5 南京师范大学普通物理实验室. 普通物理实验教程 [M ]. 南京: 南京师范大学出版社, 1997 (2001209206 收稿) (上接 22 页) 60～ 80cm 的绝缘软导线, 两端 分别接到灵敏电流计A ,B 端, 手拿导线的中间 部分放入蹄型磁铁磁场中并做切割磁感应线运 动, 灵敏电流计立即显示有感应电流, 可非常明 显地验证磁场、导线运动速度、感应电流三者的 方向关系即右手定则Ζ 也可以用之定性验证法 拉第电磁感应定律Ζ 示例 2: 演示交流发电机原理 把交流发电机模型的输出端接到灵敏电流 计输入端A ,B , 使发电机的转子从中性面位置 开始旋转, 先缓慢摇动发电机转子, 摇一周, 两 侧(左、右) 发光二极管显示电流的大小、方向变 化一个周期Ζ再逐步加快转速, 两侧发光二极管 交替显示也快且亮度(即电流) 也较大, 但始终 与电流值同步Ζ当转速快到一定程度以后, 两侧 发光二极管交替闪光加快到两侧二极管几乎一 直发光, 无法分辨出其(电流) 方向变化Ζ这正好 说明 50H z 交流电通过灯泡而看不出灯光闪烁 的道理. 指针式灵敏电流计不可能显示出来这 样好的效果Ζ 示例 3: 演示光电效应现象 演示电路接线如图 3Ζ先用可见光光源、红 外线透过铜丝网(铜网要稀疏) 照射锌板, 都没 有电流显示Ζ对换直流高压电源的电极, 仍用可 见光、红外线照射锌板, 还是没有电流显示Ζ 当 用紫外线灯发射的紫外线照射到锌板上时, 灵 敏电流计立即显示有电流Ζ关掉紫外线灯, 灵敏 电流计显示没有电流(若对换直流高压电源的 电极, 再用紫外线照射锌板, 也没有电流) Ζ这表 明电流是由于紫外线照射, 使锌板上的电子摆 脱锌板束缚成为光电子(已成为离开锌板的自 由电子) , 在外加电场的作用下飞向铜网而形成 的电流Ζ 直观地演示了光电效应现象Ζ 图 3 光电效应演示电路 5 参考文献 1 杨军. 闪光式交变电流演示仪[J ]. 物理实验, 1994, 14 (4): 166～ 167 (2001209220 收稿, 2001212228 收修改稿) 62 物理实验 第 22 卷 第 3 期 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved