激光笔在高中物理实验中的应用_激光笔论文

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小激光笔价廉(每只4~6元),易购,用它来做高中物理实验非常方便。

一、用于学生实验“用单摆测定重力加速度”的光电计数器的光源

1.原因

学生做“用单摆测定重力加速度”的实验时,既要用停表测单摆做30~50次全振动时所用的时间,又要用机械计数器统计全振动的次数,所以容易出错。而使用激光笔做光电计数器的光源组装的实验装置可半自动统计单摆的振动次数。

2.实验装置(如图1)

1铁架台 2停表 3光敏电阻 4激光笔 5单摆

3.原理与使用

先调整好单摆小球的位置,使它静止时正好挡住激光笔射到光敏电阻上的光;打开计数器电源开关,按一下“清零”按钮(见图2),实验可以开始了。

1数码管 2计数器电源开关 3光电计数器“清零”按键 4光敏电阻 5单摆振动区域 6单摆 7激光笔

在单摆振动起来的同时按下停表,使之计时开始,单摆小球每经过一次光敏电阻,即挡住一次激光笔照到光敏电阻上的光,使计数器得到一次脉冲信号,经过计数器对脉冲信号处理,由数码管显示挡光次数(见图2)。

把数码管所统计的挡光次数除以2,就得到单摆的全振动次数。再把停表的总时间除以单摆的全振动次数,就得到单摆的平均周期。进而求出重力加速度。

二、用激光笔做全反射光学实验

当激光笔的激光射到装有溶少量牛奶的水的圆形透明塑料桶上时,(加入牛奶是为了能看清水中激光的光路),见图3,调整激光的入射角度,只要入射角i大于等于48.8°(水的临界角为48.8°时,便可发生全反射,反射光线射到贴在墙上的白纸上,产生一个红色的亮点。并且亮点的高度低于桶内水面的高度。

1白纸 2带牛奶的水 3激光笔 4透明塑料桶

三、用激光笔做光的折射实验

实验器材:同光的全反射实验。

实验过程:当激光的入射角慢慢减小,i小于43.8°时,发生折射,见图4。并且纸上的亮点高度高于水面的高度。

1白纸 2带牛奶的水 3激光笔 4透明塑料桶

四、用激光笔做光的干涉、衍射实验

此实验简单、实用,由于激光的相干性好,亮度高,所以在白天上课时做此实验效果明显,全班的学生都可从全教室的天花板上看得到激光产生的清晰的干涉条纹和衍射条纹(见图5)。由于激光是向上射在天花板上,从而避免了射入学生眼睛的可能性,安全性更高。

1教室天花板 2光的衍射条纹 3单缝(0.25mm) 4激光笔 5双缝(缝宽0.25mm) 6光的干涉条纹

五、用激光笔做光的偏振实验

1.原因

J2508型的“光的偏振演示器”的光源灯泡为“12V50W”卤钨灯,要由J1201型或J1201-1型低压电源供电,供电电压为交流12V。此光源的缺点是:①卤钨灯的灯丝易烧断;要用专用的低压电源供电,若用常用的高中学生电源供电,则因电源的功率小,合闸后会自动断开;②整套光源,电源装置笨重,使用不方便。为此我用激光笔原光源“12V50W”的卤钨灯和J1201型低压电源,取得了良好的实验效果。见图6。

1激光笔 2光具座 3起偏器 4检偏器 5方毛玻璃

2.使用

打开激光笔开关,使激光射到起偏器上(见图6);当转动检偏器时,即可看到毛玻璃屏上的光斑由明到暗或由暗到明的变化,当起偏器与检偏器的偏振化方向一致时,毛玻璃上的光斑最亮;当它们互相垂直时,激光光斑消灭。

以上是本人的激光笔在高中物理实验中的应用,供参考。

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