分光計實驗教學探索范文

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摘要：

在分光計調整和使用實驗中，分光計的調整是重點，重點中調整出雙面綠“十”字像是難點。本文結合教學實踐，提出了實現分光計快速調整的教學方法，從而提高了學生的興趣和實驗效率。

關鍵詞：

分光計；調整方法；平面反射鏡

分光計是一種精密測角儀器，廣泛用于測量折射率、色散、波長等物理量，學習和使用分光計對實驗技能培養起著重要的作用。因此，分光計的調整和使用是本校大學物理實驗的一個重要內容。但是由于分光計的結構及操作較為復雜，對于學生來說，在規定的課堂教學時間內完成分光計的調節非常緊張。所以，本文緊扣實驗重、難點，通過教學實踐，總結了快速調整分光計的方法，從而提高了學生的實驗效率和興趣。

一、預習工作

物理教學部非常重視預習在實驗中的作用，并多方促進學生更加有效地預習。首先，網上預習。物理教學部網站中的大學物理實驗板塊，包含每一個實驗的實驗室環境、預習要點、仿真實驗和小視頻。在做分光計實驗前，教師會要求學生上網預習，明確分光計各部分的結構和光路原理、看懂“分光計的調整與使用”小視頻、并在仿真實驗上完成“用自準法測棱鏡的頂角”實驗（有演示），最后查閱資料:為什么綠“十”字像在“十”字分劃板上“十”字處，如何快速調整出雙面綠“十”字像？其次，“無預習報告不能做實驗”，學生在預習報告上完成預習題目。經過這樣的預習，大部分學生原理清晰，不僅對分光計不再畏懼，還對分光計在實驗室環境下的調整有了濃厚的興趣。

二、調整方法與技巧

教師就學生預習報告的情況設置講解內容。在“調整出雙面綠“十”字，使望遠鏡光軸與分光計中心軸大致垂直”這一過程上，介紹一些調整方法和技巧，幫助學生高效完成實驗。具體如下。

1.目測粗調。固定讀數盤；調節載物臺下三個螺釘，使其等高后，固定載物臺；調節望遠鏡、平行光管仰俯角螺釘，使它們等高且都與載物臺平面基本平行。旋轉游標盤使載物臺下兩個螺釘的連線和望遠鏡光軸基本平行。

2.細調。首先調整目鏡調節手輪直至清晰地看到“十”字分劃板上的黑“十”字刻線，然后使雙面平面反射鏡緊貼望遠鏡鏡筒，調節物鏡焦距直至清晰地看到“十”字分劃板上的綠“十”字像。接下來有兩種方法可以快速調整出雙面綠“十”字。

第一種方法：將平面鏡緩緩遠離鏡筒放到望遠鏡正前方載物臺的兩個螺釘連線的中垂線上。此過程中保證綠“十”字一直在視野范圍內，慢慢松開平面鏡，確定綠“十”字像的位置：在望遠鏡視野中、上方或下方。無須調節，直接轉動游標盤使載物臺和平面鏡一起轉180°，望遠鏡再次正對平面鏡，這時視野較暗，觀察是否有綠“十”字像，如果有，無須再說。如果沒有，則再次將平面鏡緊貼望遠鏡鏡筒，然后緩緩放到載物臺上，并確定此次綠“十”字像的位置，在望遠鏡上方或下方。結合先前情況分析造成這種情況的主要原因來自于望遠鏡還是載物臺，如果兩次都在上方或下方，則只用調節望遠鏡仰俯角螺釘，使綠“十”字像出現在視野中，如果一次上方一次下方，則先調節載物臺距離望遠鏡最近的螺釘，使綠“十”字像出現在視野中，再次將平面鏡轉至正面觀察，若反射像仍然位于鏡筒外側，則重復上述方法，一般不超過3次就能使兩面綠“十”字像都出現在視野中。

第二種方法：“鏡外找像”和“只在正面調節”。將平面鏡放到望遠鏡正前方載物臺兩個螺釘連線的中垂線上。如果望遠鏡視場中看不到綠“十”字像，轉動載物臺，使平面鏡的法線與望遠鏡的光軸有一個微小的夾角，用眼睛緊貼望遠鏡鏡筒外側，上下移動眼睛的位置，就可以找到平面鏡中的綠“十”字像，確定綠“十”字像是在望遠鏡視野的上方還是下方，先調節望遠鏡的仰俯角螺釘使望遠鏡目鏡與眼睛等高，再將平面鏡轉回正對位置，目鏡視場中就會出現綠“十”字像。將游標盤轉180°，使望遠鏡再次正對平面鏡，這時視野較暗，觀察是否有綠“十”字像，如果有，結合先前判斷的情況根據“各半調節法”調整，如果沒有，則仍采取“鏡外找像”法，確定綠“十”字像是在望遠鏡視野的上方還是下方，此時只做判斷而不做任何調整，待把平面鏡轉回正面后看著視野中的綠“十”字像再做相應的調整。如果先前的像在視野下方，則將望遠鏡目鏡端向下調節，當綠“十”字像隨著目鏡端的調整反向移動至視場上邊緣時，再調節載物臺上距離望遠鏡最近的螺釘使綠“十”字像回到原先的位置。再次將平面鏡轉至反面，若反射像仍然位于鏡筒下方，重復上述方法，一般不超過3次就能找到反面的像。這樣就實現了不丟失正面的像，同時又找到了反面的像。對于綠“十”字像是在望遠鏡視野上方的情況也可用此法找到。最后結合“各半調節法”將綠“十”字像調整到目標位置：分劃板上“十”字處。一般上，接下來平行光管的調節以及分光計的使用都沒有太大問題，按照常規方法來做即可。

三、結束語

課前的網上仿真預習，使學生對分光計的調整和使用有了感官認識。課堂上望遠鏡結構的分析，讓學生明白平面鏡正對望遠鏡時，視野會稍暗，綠“十”字像應該和“十”字分劃板的上“十”字重合；兩種快速調出雙“十”字像方法的介紹，使學生興趣盎然，大大提高了實驗效率和教學效果。

作者：趙麗華 單位：西安交通大學城市學院