改进实验装置与方法，提高实验效果

物理学是一门实验科学，是以观察实验为基础的由“物”及“理”的科学，因此实验在物理教学中占有举足轻重的地位，它是完成教学任务的重要手段。

　　中学物理实验，虽然年年内容重复，但不能保证每次都能成功，即使准备好的实验，第二天也不一定百分之百顺利地进行，因为实验仪器受环境、位置、温度、湿度、气候以及实验装置(包括蚁器和材料选择)与方法等因素影响。为此我们经多年实验教学的探索，积累经验，改进教具和实验方法，解决了实验教学中的难点和重点，增强了实验效果。例如：

　　一、静电实验过程中使用的静电仪器，一般是在高电压( 数量级)，微电量( 数量级)的状况下进行工作的，也就是说“高电压电量少”，又分布在表面，因此极容易通过空气和绝缘体内部及表面三条路径将电荷“泄漏”，所以绝缘是静电实验首要考虑的问题。我们的做法是1．平时，注意保持仪器干燥清洁，还对验电球、静电支架，验电器，验电连接杆等仪器做了改进，用塑料泡沫和有机玻璃作绝缘部分，并用一块大的塑料泡沫板铺在静电仪器下面，进行实验操作，以增加绝缘程度。2．通常环境下湿度与温度有相互的联系，气温愈高空气中饱和水汽的密度愈大，漏电机会也越多，有时准备好的静电实验移入课堂后，效果不佳，这是因为-个坐满学生的教室，如果没有良好的通风，室内相对湿度较大，导致仪器绝缘电阻下降。所以在阴雨潮湿天气做静电实验时，要对仪器进行烘干去湿，但要注意烘干时间不易过长，温度不能超过50℃，否则降低绝缘性能，而且仪器也会变形。3．选择使用静电高压电源：(1)感应起电机在静电实验中用来获得大量电荷和几万伏静电高压，可单独用来进行一系列静电实验；如静电感应，火花放电，尖端放电，与其它仪器配合还可进行导体表面电场分布，静电场的电力线分布，真空管的放电等实验。但是感应起电机易受气候影响，潮湿明雨天而不易起电。(2)感应圈产生高压5一6万伏，具有正负极感生脉冲电压，适用于光谱管组，X伦琴射线管，阴极射线管等实验。(3)JD一3型静电高压电源，以电子元件组成，能产生20万伏连续可调静电高压，可在任何气候条件下代替感应起电机，进行静电实验(而感应圈则无法代替)，但没有自动放电装置，实验完要及时用放电叉放电，否则不小心被电麻。此外静电实验装置与起电机、感应圈、高压电源尽量远离，因为这些高压电源在放电过程中所形成的电晕放电和火花放电，导致空气电离的加剧，造成过量电子或离子飞向带电体，促使实验装置漏电。带电体的连接一般用螺旋导体(漆包线，裸铜线及金属链条等)悬空连接或用专用连接杆及放电叉。

　　二、教学电表作为理科实验教学的通用仪表，用来测量电压、电流、电阻、功率等。实验室现有5种不同测量范围及准确度为2.5级和5级的电表，使用时，按测量要求插好通路板，直流电路注意正负极接线连接等以外，在定量实验中，还应当注意电表的准确度等级及量程的选择。准确等级反映了电表基本误差的大小，电表误差愈小，精度愈高，准确级别愈低。电表的误差以量程乘以级别的百分数表示，误差的计算公式△＝Am×a％式中Am为量程、若电表的量程Am是100mA、级别为2.5级，则表示允许误差为100mA×(土2.5％)＝土2.5mA。若量程是10mA，则△＝10mA×(土2.5％)＝士0.25mA，如果我们要测电流是几mA，用上述100mA量程表，则误差就在2.5mA以内，而用10mA量程的表,则误差就在O.25mA以内。可见标有这类级别的电表除级别外，量程的选择不同对测量准确也有很大的影响。因此使用时要选择适当的量程，一般读数为量程的左右为好。

　　三、在高中物理“研究匀速直线运动规律”“研究匀变速直线运动规律”“验证牛顿第二定律”“验证动量守恒定律”等演示实验中，现常用气垫导轨，气垫导轨和它配用数字计时器都是比较先进和精密的仪器，实验误差比较小，但实验过程中一般要用挡光片和使用数字计时器，由于测定方法不同使系统误差也不同。(1)挡光片宽度的影响，例如在“验证牛顿第二定律”实验中求加速度的实验值a时是利用了关系的式中V2和V1是滑块分别通过两个光电门的平均速度即和，设挡光片宽度L在配用计时器S1功能计时单位时，。显然挡光片越窄所测的平均速度越接近即时速度。但是这也不是说挡光片越窄，实验误差越小，这里还有一个数字计时器的误差问题。(2)对一台时基讯号即使是比较准确的计时器，在它的读数末位数上也还存在有土1的固定误差(仪器技术指标)。实验室有J020--3、J201-3型数字计数器，有三位读数，两挡计时单位1ms和10ms。例如取计时单位为1ms时，计时器显示致是0.18，测量值有可能0.17、9.18、0.19, 如果我们取计时单位为10m计时，计时器显示的数字1.81，测量值有可能是1.80、1.81、1.82，所以对不同实验选择不同计时单位对实验结果有一定影响。在实验中被测时间　相对长的，选10ms挡较为合适。

　　四、高中物理“分子运动基础”中“布郎运动”这节课，书中只用示意图抽象描绘了，悬浮在液体中的微粒不断地受到液体分子的撞击，当分子的撞击作用是不平衡时，在某一瞬间微粒在某一个方向受到的撞击作用强，它就沿着这个方向运动，在下一瞬间；微粒在另一方向受到撞击作用强，它又向着另一方向运动，这样就引起了微粒的无规则的布郎运动。为了让学生亲眼目睹微粒的布郎运动，我们把这个难度较大实验作为学生用显激镜分组观察。几年实践证明，仪器和材料选择，是极为重要的，选一般显微镜和载物玻璃片，实验很难调试成功，要选用：(1)XSB一01型带有聚光镜的显微镜。(2)目镜×16，物镜×10／0.25，(3)那种带有凹的载物玻璃片应改为盖玻片，用滴管滴上一滴悬浊液，盖上盖玻片，使两片盖玻片粘合即行，注意内中不要留气泡，并且掌握物镜与盖玻片之间有0.5cm调节范围，直到微粒清晰可见为止，那情景煞是好看，微粒的无规则运动仿佛天上繁星闪烁，或沉或浮，颤动不止。至于带有微粒的悬浊液，不管是花粉，炭素墨水，还是干的广告色粉加清水均可泡制。这个实验调试好后，在一段教室里都可进行观察。以上所述不过是个人粗浅体会和认识，谨以此抛砖引玉。
(责任编辑：泉水)

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