实验方法在物理学中的作用

 17世纪是现代自然科学的开端,其有三个重要的标志:一是专业研究学会的形成;二是仪器的发明,且17世纪为我们制造了大量科学研究的基础工具;三是无形的仪器--实验方法。实验方法的提出和形成极大地改变了我们认识世界的方式,实验方法通过实验仪器的发明和使用为我们提供了一种和自然界交流的手段和工具.     

浅谈中学物理实验教学

物理实验中包含有丰富的物理思想,它解决问题的途径和方法对我们有很大的启示 做好学生实验,可以帮助我们提高运用所学知识分析、解决问题的能力.同时,物理实验教学是素质教育的重要组成部分,通过观察现象,演示实验和学生实验,能培养学生的观察能力和实验能力,培养学习科学的兴趣和实事求是的科学态度,树立创新意识.教育专家调查表明,中国大学生的理论水平比国外学生强,但创新动手能力却不如人家.追究起来是我们在中学的实验教学中先天不足.所以研究中学物理实验教学对提高人才的全能型素质有重要意义.     

关于电容、电感对交流电的影响实验的改进设计

如何简便而又明显的利用实验来验证或者探究电容和电感对交变电流的影响呢?我们未采用普通高中课程标准实验教科书物理<选修3-2>介绍的实验,而是利用如下的实验;实验现象明显,易于比较,效果较好.现将实验电路以及实验的具体操作方法介绍如下.     

光电效应演示实验的探讨和改进方法

高中物理课本(乙种本)下册在介绍光电效应时,介绍了如下的一个实验:“把一块擦得很亮的锌板连接在灵敏验电器上,用弧光灯照锌板(如图1),验电器的指针就张开一个角度,表示锌板带了电.进一步检查知道锌板带的是正电.”这个实验按课本所述的方法做,一般是不易做成功的,我们多年来,不断实验都没有获得满意的效果(即使是用伦琴射线来照射).经过不断研究我们获得了效果较好的光电效应演示实验方法.     

对测定液体表面张力系数实验的一点改进

为了提高实验质量,我们对现行的测定液体表而张力系数实验方法进行了如下改进.用毛细管升高法测定液体表面张力系数σ公式为:     

镜头自动设计的进展(Ⅱ)

在前一部分中,我们已经概括地叙述了透镜自动设计的理论及方法。在这第二部分中,再就我们在改善自动设计程序的效率方面所作的种种赏试作一评述。首先,我们从各种各样的方法中,选择阻尼最小二乘法(简称为D.L.S法)这样一种数学方法並给出其实验结果。在这个实验中,我们采用只有两个变数的一个比较简单的透镜,对各种方法进行了比较。阻尼最小二乘法(D.L.S法)程序的效果在很大程度上取决于如何控制和使用好阻尼因子。在第二个实验中,我们探讨了控制阻尼因子的最佳方法。在探讨实际的自动设计程序时,如何处理边界条件是存在着许多的困难。最为困难的是不但不要对变数以过多的约束而且又要不破坏边界条件,此外还要尽可能地节省计算时间。     

原子轨道方法研究He2+-He碰撞中电荷转移过程

应用双中心的原子轨道强耦合方法研究了He2+-He碰撞中的电荷转移过程,计算了随入射离子能量变化的单电子俘获总截面及各个次壳层的态选择截面,并与其它理论结果和实验结果进行了比较,发现我们的理论结果与实验很好的符合.针对中国科学院近代物理研究所最近的实验测量,我们也计算了电荷转移过程的微分截面.     

投影法和直接打点法研究平抛运动

高中物理第一册中“研究平抛物体的运动”的学生实验,采用有孔的纸卡片找小球的落点.在教学中我们觉得,该方法费时问,描出的抛物线也往往不是一条平滑曲线.因此,我们现在采用如下所示两种方法.     

超导体磁场穿透深度测量中的数据分析问题

讨论了目前在超导体磁场穿透深度λ测量中常用的几种数据分析方法.着重指出对于那些只能测量λ随温度的变化值Δλ(T),而无法测量其绝对值的实验而言,一种合适的数据分析方法对于我们从实验中得出正确的结论尤其重要.而微分归一法将有效地克服目前此类实验中常用数据处理方法的不足,从而实现理论与实验间的无参量比较. 关键词： 超导体 磁场穿透深度     

电弧等离子体激发温度的测量

电弧等离子体温度一般为4000℃～10000℃,测量这样高的温度,目前仍然是一项重要的科研课题.进行高温的测量方法很多,如分子带状光谱法、光谱线多普勒宽度法、光谱线相对强度法、散射法、声速法、巴脱尔斯方法等.我们在近代物理实验中开出此实验,其目的是让学生掌握一种测量高温的方法,同时在实验过程中得到科学方法与实验技能的训练.经过二年级的教学实践,取得了较为满意的结果.     

负离子与气体碰撞单电子脱附的实验研究

本文主要介绍我们在负离子与气体碰撞单电子脱附实验研究中采用的方法和装置.该实验利用增长率测量法,由于实验测量中采用同一个粒子探测器对入射束和产生的中性粒子进行测量,大大降低了实验误差.实验系统由铯溅射负离子源、同位素分离器、反应靶室和粒子探测器组成.负离子的能量范围为5～30 keV,实验结果的不确定度约为±8%.     

高中物理与初中物理实验部分的对接研究

在中学物理教学中, 实验教学不容忽视. 通过对比初中《 九年义务教育物理课程标准》和《 普通高中物 理课程标准》 , 以及研究现行初高中物理教材中实验教学内容及要求. 我们发现, 初高中物理实验的教学内容既有 延续性, 又有一定的跳跃性. 从初中的观察演示实验, 到高中的验证探究型实验, 实验方法设计的教学显得越来越 重要     

分光计调节方法的探讨

分光计实验一般的高等工科院校都有,但也是诸实验中调节仪器部件最多、教师和学生都感到较为困难的实验.这个实验中最主要最难的就是使望远镜的光轴垂直于分光计的光轴,根据我们多年来的实践,摸索出了较快的调整望远镜的方法,现介绍供大家参考.     

用动态平板法测定不良导体的热导率

在普通物理热学实验中,测定不良导体热导率的实验为数不多.为适应该方面的需要,我们根据学校的具体情况,并参考了国外有关资料,设计了本实验装置.经过两年来的实验操作,我们认为本实验方法简便,装置可靠,数据也比较稳定,而且基本训练内容充实,很适于安排为学生实验。现将实验的有关情况作一简略介绍,以资交流. (一)原理　将一平板样品材料置于恒温热源So和冷源(即吸热装置)S之间。冷源S为扁圆柱形铜块,周围加以绝热,如图(1)所示.设恒温热源So的温度为To,冷源温度为T,且To>T.显而易见,在dt时间内,由热源So通过平板样品传到冷源的热量 dQ…     

偏光显微镜实验一点改进 碎粒晶片配制方法及其实验效果

引言　近代物理实验大纲订有偏光显微镜题目.做偏光显微镜实验,一要有偏光显微镜,国产偏光显微镜(如XPT-6型)能满足要求;二要有晶片(即加工晶片),这是个关键问题,通常要由专问单位来加工,一般学校又没有这种条件.由于缺乏晶片,要做偏光显微镜实验就有困难.我们用碎粒法配制成晶片(即碎粒晶片),解决了加工晶片的困难,基本满足了偏光显微镜实验的要求.我们在实验教学中,要求学生用自己配制的晶片进行实验,这样作不仅使实验教学生动活泼,引起了学生对物理实验的兴趣,同时也培养了学生的实验技能和分析问题解决问题的能力.一碎粒晶片配制方法 …     

关于原子模型的对话

 学生:我们学习高中物理的原子结构这部分内容,觉得现代物理知识很新奇,尤其是它的研究方法与力学和电学的研究方法很不相同.老师:你指的是研究现代物理常用的模型方法吧,那是物理学研究中最重要的方法之一.在研究原子结构时,由于我们对微观客体不能直接进行观察,所以必须通过实验获得一定的观测资料进行分析,提出一种假说,即一种原子模型去替代客观原型.模型在提出时首先要履行其解释功能,不论什么模型,它们都要能解释已知的实验现象.比如说,汤姆生模型能解释原子的电中性,卢瑟福模型能解释α粒子散射实验.学生:用模型去解释已知的实验现象,但不一定能解释将来发现的实验现象,这也算一种科学方法吗?老师:是啊！模型作为一种假说,光能解释巳知的实验现象还不够.随着实践的发展,它应该受到实践的检验,履行其判据功能,当它与新的实验结果一致时就被肯定;不一致时就被否定(扬弃)。     

穆斯堡尔谱仪的中温热扫描技术

为了配合金属材料特别是非晶磁性材料的研究,我们研制了一台能进行热扫描测量的穆斯堡尔谱仪中温装置.该装置的特点是:具有恒温及恒速升温和降温的功能.利用这一功能既能做不同温度的恒温M谱,又能进行热扫描测量.由于用穆斯堡尔热扫描技术能在不加外磁场的情况下,准确地测量样品的居里温度Tc,因此国外早已应用了这一方法. 本文参照国外文献[1,2]对用穆斯堡尔热扫描技术测量样品的Tc进行了尝试,大量实验结果表明用该方法测量样品的Tc是准确可靠的.我们已将该方法列入了常规的测试方法中. 一、实验装置和基本原理 与M谱仪配套的中温实验设备…     

医学物理基础实验内容的设计

一、我们的观点 目前,在各医学院校的医用物理学课的实验选题中,一般归结为四类内容,(1)普通物理实验,(2)医用电子学实验,(3)医疗仪器的原理和使用,(4)以生物材料为样品的物理实验. 我们认为医学物理基础实验应该是根据医科学生培养的特点来选取(1)类,即普通物理实验范畴内的题目,因为物理实验的设计思想、理论、方法和技术带有自然科学研究的普遍适用性,这对于医学也不例外.至于其他方面的内容,虽然也很重要,但是,若把它们列入一年级学生的医学物理基础实验,并不恰当.因为这时学生还没有学医学基础课,通过实验并不能理解医学中物理测量的特…     

含缺陷光子晶体传光特性的实验研究

选择MgF2和ZnSe两种材料设计制作了一维缺陷光子晶体,从理论和实验上对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了研究.在实验中,一般用光谱仪来测量通过光子晶体的透射光谱,由于光谱仪价格较贵,这种方法不利于制作实用的光子晶体传感器.我们用CCD和光栅代替光谱仪,利用白光光源代替激光器,建立自动测量实验系统进行了实验研究.实验中利用压电陶瓷来改变缺陷层厚度,模拟缺陷层的变化,通过CCD测量衍射光位置来测量透过的光频.实验结果表明,缺陷层厚度的变化和透射光频率之间呈线性关系,通过测量透射光频的变化,可以测量引起缺陷层变化的物理量,这与理论分析一致,说明本实验方法可行.本实验方法研制实用的光子晶体传感器具有一定意义.     

液体粘滞系数测定(落球法)的误差分析

进行误差计算不仅可以反应实验质量,还可以帮助我们找出提高实验质量的方法,以指导我们对实验作进一步改进。本文目的就是想通过对一个实验的偶然误差分析,找出改进实验的一般方法。