“分光计调整和使用”实验常见问题讨论

结合“分光计调整和使用”实验教学实践,总结了教学中学生常遇到的、包含分光计的调整和实验数据分析过程中6个方面的问题:快速调节载物盘,使盘面垂直于中心转轴;避免过度使用“各半调节法”;准直管所用狭缝宽度的选择;分光计调整至标准状态的确认;望远镜无法观察到三棱镜其中一个表面反射回的狭缝像;计算三棱镜顶角时测量数据“过零”的问题.在此基础之上,给出了这些问题出现原因及相应的解决方案.

光杠杆镜面和望远镜光轴初始不垂直度对放大率的影响

结合光杠杆测量微小伸长量的光学原理,详细分析了静态拉伸法测量金属丝杨氏弹性模量的实验中,光杠杆镜面初始不竖直对光杠杆放大率造成的影响.分析结果表明,随着光杠杆镜面初始时与竖直方向夹角的增大,其放大率与传统教材中的放大率公式相比,将非线性地增加,进而对金属丝杨氏弹性模量的测量精度造成影响.最后给出了降低此影响的实验仪器调节步骤建议.如采用新增加的仪器调节建议,可将金属丝杨氏弹性模量测量精度的影响降低到1‰以内.

一类摩擦振子现象的研究

从理论和实验两方面研究了第33届国际青年物理学家锦标赛中的摩擦振子问题.建立了物理模型,并通过对摩擦振子系统做受力分析,得到摩擦振子的运动状态微分方程.搭建实验系统,观测摩擦振子的质心变化,实验结果与理论分析基本一致.在理论分析的结果基础上,采用控制变量法,仿真模拟各参量对摩擦振子运动状态的影响.研究结果表明,摩擦振子系统中物体的质量、圆柱之间的距离及其旋转角速度、圆柱与物体的摩擦因数等参量均会对摩擦振子的运动状态(周期、振幅等)产生影响,但空气阻力对运动状态的影响不明显.

基于LabVIEW的光偏振态转换及检测仿真设计

利用LabVIEW软件设计了光偏振态转换以及检测的仿真系统,该系统可实现线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、非偏振光和部分偏振光的电场振动面的实时显示,并且能够准确仿真出半波片、1/4波片以及偏振片等偏振转换器件对光偏振状态的转换,最后还能实现偏振光的强度检测仿真.