分光計試驗教學的改進-2019年精選文檔

1、分光計實驗教學的改進Improvement of Spectrometer Experiment Teaching/Han Zhe, Huang HongyunSpectrometer is the instrument to measure the angle of deflection of parallel light. Howto adjust is difficult for students. It puts forward four suggestions for the improvement of spectrometer teaching. They are: to use

2、 tabulation in teaching, to adjust by using measuring instrument, to strengthen the observing regulation of telescope, to improve the ways of regulation in order to avoid the environmental influences.Author 's address Foundation Department, Tangshan College, Tangshan, Hebei, China 063000分光計是一種精確

3、測量平行光偏轉(zhuǎn)角度的光學儀器, 它可以測定反射角、折射角、衍射角等。一些光學量則可通過測量相關 角度來確定 , 如三棱鏡頂角、 折射率等。 因此, 分光計的調(diào)整和使 用是大學物理實驗課程中重點講授的一個基本實驗。 但由于分光 計結(jié)構(gòu)復雜 , 原理不直觀 ,操作步驟繁多 , 調(diào)節(jié)精度要求高 , 所以 如何讓學生在 2 個學時內(nèi)深刻理解并且完全掌握 , 對授課教師來 講是一個考驗。筆者通過教學實踐 , 摸索出一些教學方法的改進 措施。1 列表對比講解分光計各部件的結(jié)構(gòu)及功能 分光計結(jié)構(gòu)復雜 , 僅調(diào)節(jié)螺釘就有 17 個之多 , 它們的位置功 能各不相同 , 教師在講授時一般是按它們所在儀器部件的順

4、序結(jié) 合儀器分別介紹。 但由于內(nèi)容太多太雜 ,學生感覺混亂 , 能夠記住 的不多 , 到用的時候就更找不到 , 甚至忘了還有具此功能的調(diào)節(jié) 螺釘。為此 , 課前先將各調(diào)節(jié)螺釘?shù)拿Q、功能、位置歸納起來 , 并將功能近似的螺釘對比列入表中緊鄰的位置。 如調(diào)節(jié)上下位置 的螺釘包括平行光管和望遠鏡筒俯仰調(diào)節(jié)螺釘各 1 個、載物臺調(diào) 平螺釘 3 個, 共 5 個螺釘 ,這些都是用來調(diào)節(jié)鉛直面方位的 , 筆者 就把它們擺放到緊鄰的位置 , 歸納為一大類 ,并在功能上注明其 所調(diào)節(jié)的部件 , 讓學生學習時對比著學 , 操作時對比著看 , 起到一 目了然、舉一反三的效果。同時又把調(diào)節(jié)水平面方位的螺釘、鎖 緊

5、各部位的螺釘分門別類。課上介紹儀器時先介紹分光計各部件 , 使學生對分光計有一 個總體的認識 , 再對照列表介紹各調(diào)節(jié)螺釘?shù)墓δ?, 讓學生逐個 認識各螺釘 , 同時又相當于復習了各部件。學生做實驗時可以參 考黑板上的列表 , 邊做邊對照復習 , 逐漸弄清各部件的構(gòu)造及功 能, 從而在更短的時間內(nèi)學會使用分光計。2 借助簡單儀器進行分光計的調(diào)節(jié) 學生做實驗時往往急于求成 , 忽略對儀器的目測粗調(diào)這一步 驟, 實驗剛開始就對著望遠鏡筒找平面鏡反射回來的綠十字像,直接進入細調(diào)環(huán)節(jié) ; 有的學生雖然進行了目測粗調(diào) , 但由于只靠 眼睛看 , 沒有參照物作為標準 , 調(diào)節(jié)達不到理想的效果。 這些直接

6、造成以后的調(diào)節(jié)越調(diào)越亂 , 加大了調(diào)整的難度 , 直至完不成實驗。 以往的教學中目測粗調(diào)是用眼睛看 , 將望遠鏡和平行光管對 成直線 （ 即調(diào)節(jié)望遠鏡和平行光管共軸 ）, 將載物臺、望遠鏡和平 行光管調(diào)成水平 （ 即調(diào)節(jié)載物臺、望遠鏡和平行光管與分光計主 軸垂直 ）?，F(xiàn)在 , 為學生提供水平儀和米尺 , 改目測粗調(diào)為儀器測 量。首先 , 用水平儀檢查桌面 , 將分光計放在桌面最平整的位置 , 保證分光計的主軸垂直。 其次, 將水平儀放到載物臺上 , 調(diào)節(jié)載物 臺下的 3 個調(diào)平螺釘 , 使載物臺的基座各處均處于同一水平高度 即載物臺水平。再次 , 用米尺作為基準調(diào)節(jié)望遠鏡和平行光管上 下左右位

7、置 , 使其成一條直線 （即兩者光軸共線 ） 。最后將水平儀 分別放到望遠鏡和平行光管 2 個不同位置 , 調(diào)節(jié)它們水平。實驗 中米尺與水平儀結(jié)合使用 , 反復調(diào)節(jié) , 直至達到調(diào)節(jié)要求。3 分光計細調(diào)時需隨時從望遠鏡外進行觀察 目測粗調(diào)進行完之后 , 一般在望遠鏡筒內(nèi)即可看到平面鏡反 射回來的綠十字像 , 可以進行下一步的細調(diào)了。但有的學生由于 前期調(diào)節(jié)精度不高也可能找不到像 , 這時可讓其結(jié)合從望遠鏡外 的觀察來調(diào)整儀器 : 用眼睛沿望遠鏡筒邊緣外側(cè)觀察平面境內(nèi)是 否有綠十字像 , 若有, 即眼睛能夠看到像 , 而望遠鏡卻不能接收到 像, 說明望遠鏡不夠水平 ,需再調(diào)節(jié)其俯仰螺釘 ; 若無

8、, 則說明載 物臺不夠水平 , 其上的平面鏡不能將光線沿原路反射回來 , 則需 調(diào)節(jié)載物臺 3 個調(diào)平螺釘。在望遠鏡內(nèi)能夠成功觀察到載物臺上平面鏡兩面反射回的 綠十字像后 , 后面的調(diào)節(jié)按傳統(tǒng)教學方法進行講授 , 學生在不出 錯的情況下一般都能很快將分光計調(diào)好。 但有的學生由于初次接 觸分光計 , 經(jīng)常不小心用錯調(diào)節(jié)螺釘 , 致使前面的調(diào)節(jié)已被打亂 他還在毫不知情的情況下調(diào)節(jié) , 越調(diào)越亂。比如有的學生調(diào)節(jié)載 物臺時弄混了載物臺下的 3 個調(diào)平螺釘 , 致使載物臺嚴重不平 , 目測已經(jīng)是歪斜了 , 從望遠鏡內(nèi)細微調(diào)節(jié)根本不可能再調(diào)回來 , 只能從鏡外再調(diào)。 所以經(jīng)常提醒學生細調(diào)只能對儀器進行微小的 改動 ,差得太多還得從望遠鏡外觀察調(diào)節(jié)。如果分光計狀況與教 師說的不符 , 就要隨時離開望遠鏡內(nèi)的觀察 ,而從鏡外整體上檢 查分光計是否還能夠達到目測的要求。4 改進調(diào)節(jié)手段 , 避免環(huán)境對調(diào)節(jié)的影響 實驗室的地面、桌面是不可能完全水平的 , 可以靠水平儀來 選擇最平整的位置來放置分光計。 另外在調(diào)節(jié)上也可采用“返來 復去”法來避免桌面不平 : 即細調(diào)調(diào)節(jié)載物臺時學生記住載物臺 是從哪一邊轉(zhuǎn)過 180°的 , 再轉(zhuǎn)回來時還從剛才轉(zhuǎn)過的那一邊往 回轉(zhuǎn) ,避免總是朝一個方向轉(zhuǎn)而由于桌面不平產(chǎn)生螺旋誤差。此外為了使學生能夠清晰地觀察到平