這一現象進一步說明:用紫外光照射帶電鋅板時,鋅板上有電子逸出,同時,也有負電荷到達鋅板,可用方框說明之。
前者導致靜電計指針偏角增大,後者導致偏角減少。短暫時間內出現偏角微微增大的現象說明光電效應占了上風,因為光電子吸收光子能量到逸出鋅板經曆時間極短,而空氣中的電子飛向鋅板過程必經頻繁碰撞,不能在很短時間內到達鋅板。所以,此時鋅板上正電荷增多。
靜電計指針偏角增大。後來出現靜電計指針偏角減小說明後一種情況占了上風,即逸出鋅板的光電子數較飛到鋅板上的電子數少。由此可見,在本實驗中,電離、電場作用效果更甚!
因此,在用靜電計演示光電效應現象時,最好選用給鋅板帶負電的方法,以免造成混淆甚至得出相反的結果難以向中學生解釋。
“光的偏振”輔助實驗的兩點改進
現行高中物理課本第一冊“光的偏振”一節在利用偏振片觀察光的偏振現象這一實驗前,安排了兩個輔助實驗——利用繩波演示橫波的偏振和利用彈簧中的疏密波說明縱波沒有偏振現象演示好這兩個輔助實驗,不僅能形象地說明橫波和縱波的主要區別在於能否發生偏振現象,而且能幫助學生更好地理解和分析用偏振片演示的光的偏振現象。
江蘇省江陰縣中學徐漢屏老師在教學實踐中,對這兩個輔助實驗作了兩點改進:
其一,將水平演示改為豎直演示。課本上描述的繩波和彈簧中的疏密波都是沿水平方向傳播的,由於實際上演示用的繩子和彈簧都不可避免地具有一定的重量,其中部分因重力作用而下垂,給演示帶來不便,效果也不明顯。若將繩子或彈簧豎直放置,將其上端固定,下端作為波源豎直演示。
其二,將兩個木柵改為一個木柵。演示時,可將木柵水平放置,並以波的傳播方向為軸旋轉360°,讓學生觀察波的傳播情況。這樣做,不光可以省去一個木柵,便於一手引起波動一手旋轉木柵,而且與後麵的偏振片演示實驗(實驗時也是將偏振片以入射光線即光波的傳播方向旋轉的)更加吻合,更容易引起學生的聯想與類比。
改進後的這兩個輔助實驗分別。
自製教具——玻璃堆
做光的偏振實驗,除了用偏振片做透射光偏振和用黑玻璃片做反射光的偏振外,還可以自製玻璃堆做折射光的偏振實驗。
玻璃堆,可以做成圓筒形、方筒形和小型三種,河北山海關一中劉守勤如下分述:
圓筒形玻璃堆的製作:
(1)主要材料:
①廢蠟紙筒兩個(直徑粗些的其他硬紙筒更好)。
②廢玻璃若幹。
③硬紙板幾小塊(可用廢紙盒折成)。
(2)做法:
①將兩個蠟紙筒截成四段,使每段都成為具有一個橢圓形斜截麵與筒軸成33°角。
②把馬蹄形橢圓按在紙上,用硬紙板做四個外圈與橢圓大小一樣的、邊寬5mm的橢圓環,用膠糊粘在橢圓而上。
③畫出一個橢圓麵的內接矩形,長、寬比例大約為2∶1,按矩形大小將薄玻璃片(1-2mm厚)切成30小塊。
④在蠟紙筒外用硬紙板做兩個長約200mm的筒套。每個筒套緊緊的套上兩個馬蹄形筒,每個筒使兩個橢圓麵相對,且平行。在兩個橢圓麵之間各鑲上15片切好的小玻璃片。把筒套與筒用膠糊粘牢,即成兩個玻璃堆,兩個玻璃堆可以那樣套在一起使用,以光線為軸轉動其中一個玻璃堆可以看到光源通過兩個玻璃堆的光的亮度做周期性的變化,即圖示或其中一玻璃堆轉過180°時透過的光最強;若從圖示位置將其中一個玻璃堆轉過90°或270°時,則透過兩玻璃堆的光最弱。
方筒玻璃堆的製作:
(1)將廢罐頭鐵皮3尺寸(單位mm)剪成長方形,沿兩長邊虛線翻過1mm的邊,再沿與短邊平行的虛線彎成正四棱柱形方筒,焊好接縫。
(2)按尺寸把顯微鏡的載物片(每片厚08mm)切好,倒去四角。把玻璃片鑲在筒內。AB、CD處焊好兩個卡子。
玻璃堆也可以跟偏振片配合使用。左手持一個圓筒或方筒玻璃堆,右手再拿一偏振片,對著天空。使入射光跟偏振片平麵垂直,跟玻璃堆筒軸方向一致,這時更使偏振片以入射光線為軸旋轉,可以看到偏振片的顏色忽而深忽而淺。