分光計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索范文

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摘要：

在分光計(jì)調(diào)整和使用實(shí)驗(yàn)中，分光計(jì)的調(diào)整是重點(diǎn)，重點(diǎn)中調(diào)整出雙面綠“十”字像是難點(diǎn)。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出了實(shí)現(xiàn)分光計(jì)快速調(diào)整的教學(xué)方法，從而提高了學(xué)生的興趣和實(shí)驗(yàn)效率。

關(guān)鍵詞：

分光計(jì)；調(diào)整方法；平面反射鏡

分光計(jì)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(xué)習(xí)和使用分光計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)起著重要的作用。因此，分光計(jì)的調(diào)整和使用是本校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要內(nèi)容。但是由于分光計(jì)的結(jié)構(gòu)及操作較為復(fù)雜，對(duì)于學(xué)生來說，在規(guī)定的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成分光計(jì)的調(diào)節(jié)非常緊張。所以，本文緊扣實(shí)驗(yàn)重、難點(diǎn)，通過教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了快速調(diào)整分光計(jì)的方法，從而提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率和興趣。

一、預(yù)習(xí)工作

物理教學(xué)部非常重視預(yù)習(xí)在實(shí)驗(yàn)中的作用，并多方促進(jìn)學(xué)生更加有效地預(yù)習(xí)。首先，網(wǎng)上預(yù)習(xí)。物理教學(xué)部網(wǎng)站中的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)板塊，包含每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、預(yù)習(xí)要點(diǎn)、仿真實(shí)驗(yàn)和小視頻。在做分光計(jì)實(shí)驗(yàn)前，教師會(huì)要求學(xué)生上網(wǎng)預(yù)習(xí)，明確分光計(jì)各部分的結(jié)構(gòu)和光路原理、看懂“分光計(jì)的調(diào)整與使用”小視頻、并在仿真實(shí)驗(yàn)上完成“用自準(zhǔn)法測棱鏡的頂角”實(shí)驗(yàn)（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(diào)整出雙面綠“十”字像？其次，“無預(yù)習(xí)報(bào)告不能做實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告上完成預(yù)習(xí)題目。經(jīng)過這樣的預(yù)習(xí)，大部分學(xué)生原理清晰，不僅對(duì)分光計(jì)不再畏懼，還對(duì)分光計(jì)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的調(diào)整有了濃厚的興趣。

二、調(diào)整方法與技巧

教師就學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告的情況設(shè)置講解內(nèi)容。在“調(diào)整出雙面綠“十”字，使望遠(yuǎn)鏡光軸與分光計(jì)中心軸大致垂直”這一過程上，介紹一些調(diào)整方法和技巧，幫助學(xué)生高效完成實(shí)驗(yàn)。具體如下。

1.目測粗調(diào)。固定讀數(shù)盤；調(diào)節(jié)載物臺(tái)下三個(gè)螺釘，使其等高后，固定載物臺(tái)；調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡、平行光管仰俯角螺釘，使它們等高且都與載物臺(tái)平面基本平行。旋轉(zhuǎn)游標(biāo)盤使載物臺(tái)下兩個(gè)螺釘?shù)倪B線和望遠(yuǎn)鏡光軸基本平行。

2.細(xì)調(diào)。首先調(diào)整目鏡調(diào)節(jié)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(yuǎn)鏡鏡筒，調(diào)節(jié)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(diào)整出雙面綠“十”字。

第一種方法：將平面鏡緩緩遠(yuǎn)離鏡筒放到望遠(yuǎn)鏡正前方載物臺(tái)的兩個(gè)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(nèi)，慢慢松開平面鏡，確定綠“十”字像的位置：在望遠(yuǎn)鏡視野中、上方或下方。無須調(diào)節(jié)，直接轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤使載物臺(tái)和平面鏡一起轉(zhuǎn)180°，望遠(yuǎn)鏡再次正對(duì)平面鏡，這時(shí)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(yuǎn)鏡鏡筒，然后緩緩放到載物臺(tái)上，并確定此次綠“十”字像的位置，在望遠(yuǎn)鏡上方或下方。結(jié)合先前情況分析造成這種情況的主要原因來自于望遠(yuǎn)鏡還是載物臺(tái)，如果兩次都在上方或下方，則只用調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡仰俯角螺釘，使綠“十”字像出現(xiàn)在視野中，如果一次上方一次下方，則先調(diào)節(jié)載物臺(tái)距離望遠(yuǎn)鏡最近的螺釘，使綠“十”字像出現(xiàn)在視野中，再次將平面鏡轉(zhuǎn)至正面觀察，若反射像仍然位于鏡筒外側(cè)，則重復(fù)上述方法，一般不超過3次就能使兩面綠“十”字像都出現(xiàn)在視野中。

第二種方法：“鏡外找像”和“只在正面調(diào)節(jié)”。將平面鏡放到望遠(yuǎn)鏡正前方載物臺(tái)兩個(gè)螺釘連線的中垂線上。如果望遠(yuǎn)鏡視場中看不到綠“十”字像，轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，使平面鏡的法線與望遠(yuǎn)鏡的光軸有一個(gè)微小的夾角，用眼睛緊貼望遠(yuǎn)鏡鏡筒外側(cè)，上下移動(dòng)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(yuǎn)鏡視野的上方還是下方，先調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的仰俯角螺釘使望遠(yuǎn)鏡目鏡與眼睛等高，再將平面鏡轉(zhuǎn)回正對(duì)位置，目鏡視場中就會(huì)出現(xiàn)綠“十”字像。將游標(biāo)盤轉(zhuǎn)180°，使望遠(yuǎn)鏡再次正對(duì)平面鏡，這時(shí)視野較暗，觀察是否有綠“十”字像，如果有，結(jié)合先前判斷的情況根據(jù)“各半調(diào)節(jié)法”調(diào)整，如果沒有，則仍采取“鏡外找像”法，確定綠“十”字像是在望遠(yuǎn)鏡視野的上方還是下方，此時(shí)只做判斷而不做任何調(diào)整，待把平面鏡轉(zhuǎn)回正面后看著視野中的綠“十”字像再做相應(yīng)的調(diào)整。如果先前的像在視野下方，則將望遠(yuǎn)鏡目鏡端向下調(diào)節(jié)，當(dāng)綠“十”字像隨著目鏡端的調(diào)整反向移動(dòng)至視場上邊緣時(shí)，再調(diào)節(jié)載物臺(tái)上距離望遠(yuǎn)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(zhuǎn)至反面，若反射像仍然位于鏡筒下方，重復(fù)上述方法，一般不超過3次就能找到反面的像。這樣就實(shí)現(xiàn)了不丟失正面的像，同時(shí)又找到了反面的像。對(duì)于綠“十”字像是在望遠(yuǎn)鏡視野上方的情況也可用此法找到。最后結(jié)合“各半調(diào)節(jié)法”將綠“十”字像調(diào)整到目標(biāo)位置：分劃板上“十”字處。一般上，接下來平行光管的調(diào)節(jié)以及分光計(jì)的使用都沒有太大問題，按照常規(guī)方法來做即可。

三、結(jié)束語

課前的網(wǎng)上仿真預(yù)習(xí)，使學(xué)生對(duì)分光計(jì)的調(diào)整和使用有了感官認(rèn)識(shí)。課堂上望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的分析，讓學(xué)生明白平面鏡正對(duì)望遠(yuǎn)鏡時(shí)，視野會(huì)稍暗，綠“十”字像應(yīng)該和“十”字分劃板的上“十”字重合；兩種快速調(diào)出雙“十”字像方法的介紹，使學(xué)生興趣盎然，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率和教學(xué)效果。

作者：趙麗華 單位：西安交通大學(xué)城市學(xué)院