小型玻璃堆的製作:
(1)主要材料:
①蓋片(顯微鏡載物片上用)15片。每片規格:厚02mm,每邊20mm。
②厚3-4mm的有機玻璃或硬質塑料塊。
(2)做法:①把15片蓋片逐個用酒精棉球擦幹淨,疊放在一起。
將a、b、c、d四角點少許白乳膠,使其粘成一整體(或用透膠布包邊)。
②用有機玻璃或硬塑料,做一個寬5mm的邊框A,按上轉軸和支架。玻璃鑲在邊框中心。使用時,將邊框連同玻璃堆一起繞OO軸轉一角度(玻璃麵與光線成33°角即可)。
巧做“單縫衍射”實驗衍射現象是波特有的現象之一,光的衍射現象也是證明光具有波動性的重要實驗。
我們利用現有的實驗器材——遊標卡尺改裝成了一個縫寬可以連續變化的單縫,配以激光光源,即能看到單縫衍射的發生和隨縫寬變化的完整的過程,北京十九中趙瑩老師介紹具體做法如下:
取兩個精度是005mm的遊標卡尺的遊標(這種卡尺的遊標上除有固定螺旋外,還有微調螺旋)。按照其卡腳上半部的形狀用薄鐵皮做成如圖1所示的一對帶套筒的遮光屏,將它們套在兩個卡腳上部,並將兩個遊標組裝在同一把主尺上。將兩遊標移近,觀察兩個遮光屏的製作是否合乎如下要求:
①兩個遮光屏在同一平麵上;②兩屏間的縫上下等寬,可以完全合攏,且縫的走向與主尺垂直。
調整兩屏使其符合要求後,即可用它來做實驗了。演示如下:
調好兩遊標間的距離,旋緊兩個固定螺旋,將主尺用小台鉗固定在講台桌邊,激光器放置其後,讓激光束剛好能穿過兩遮光屏間縫的中央,打到教室(暗室)的後牆壁上。
開始時可讓縫間距略大於激光束的寬度,使光束未經任何障礙直接打到教室的後牆上,則牆壁上所顯示的是一個很亮的圓光斑。兩手同時旋動兩遊標的微調螺旋,使兩個卡腳同時相向移動,使縫間距緩慢變窄,直至完全閉合,觀察牆壁上的光斑變化。在這過程中,當縫間距減小到約兩毫米時開始觀察出衍射現象,但條紋及間距很窄。這以後,縫間距越窄,衍射現象越明顯,條紋及間距越寬,中央主極強的寬度也越寬。當縫完全合攏時,牆上衍射光斑完全消失,一片黑暗。
這一連續變化的現象非常直觀地顯示了光的衍射現象產生的條件、衍射條紋的特點及其與縫寬的關係。對學生接受這部分知識帶來了極大的方便,解決了教學中的一個難點。
泊鬆亮斑的衍射演示實驗及照片製作
現行高中物理課本光的衍射一文中,關於菲涅爾衍射現象,敘述了“當實驗證明了圓板陰影的中心確定有這樣一個亮斑時,光的波動理論確切無疑地被證實了”。陝西師大張長庚老師建議用下列器材,讓教師在課堂上或學生自己在課外演示這一現象,無疑對學生加深了解光的衍射現象是大有裨益的。
器材:
激光光源或使用22V聚光燈泡作光源、支架、磁鐵、鋼針、鋼珠(Φ3-Φ4mm)、光屏、感光底片、相紙。
泊鬆亮斑的演示(1)在支架上固定磁鐵,將鋼針用膠布固定在磁鐵上針尖向下,將鋼珠吸引在針尖下,激光光源距鋼珠兩米遠左右照亮鋼珠,在鋼珠附近處,放一張白紙作光屏,便於調節支架使鋼珠處在激光光源正中心處(最好選用上下、左右可調節的支架,利於調節鋼珠處在光源中心)。
調好後取走白紙,在距鋼珠3-4米遠處的光屏上便明顯地出現了泊鬆亮斑。
(2)在沒有激光光源條件下,可使用22V的聚光燈泡作光源,距鋼珠2-3cm照亮鋼珠,適當調節光源距鋼珠、鋼珠距光屏的距離,也可在光屏上得到泊鬆亮斑,學生可在課外自己動手做這一實驗,但現象不如用激光光源明顯。
(3)障礙物也可用濃墨計滴在玻璃上製取,直徑與鋼珠大小相同。
泊鬆亮斑照片的製作在全黑房間內,將感光底片放置在泊鬆亮斑處,使用SO正片感光約20秒,經暗室顯形、定影便可獲得底片,經印製即可得到泊鬆亮斑照片。如果直接使用感光相紙,放在泊鬆亮斑處曝光,經暗室處理,便可獲得一張成負像的泊鬆亮斑照片。
使用HN-1型激光光源製得泊鬆亮斑效果頗佳。
用螺旋測微器觀察光的衍射