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怎样设计简单的物理实验 　　所谓设计物理实验，就是根据实验原理，运用尽可能简单的仪器，通过较少的步骤而取得显著的实验效果，物理学史上，许多著名的实验以其巧妙的设计而令人赞叹不已。例如，17世纪伽利略设计研究惯性定律,自由落体的实验;历史上持续了近300年的测定光速的实验;1911年卢瑟福研究原子内部结构的粒子散射实验等，由于我们的知识所限，对这些实验还难于理解，我们自己设计的实验相对都比较简单，但是这些实验也总是包含着一些基本的设计思想，如果你能掌握好这些基本思想，并能巧妙的运用于我们的学习中，那么我们的实验技巧会得到很大的提高。中学物理实验中常用的的实验方法有以下几种： 　　 　　一、转换法 　　 　　也称间接方法。在物理实验中，常有一些现象因不明显而不易观察或者不易直接观察，这就要借助于力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换，以间接地实现可观察、容易观察或观察效果明显的目的。这里说的转换主要是从效果相当的思想出发进行的转换。弹簧秤是把力的大小转换为弹簧的伸长量来观察，微小压强计是把压强变化转化为连通器两边液面差的变化来观察；电流表、电压表是把电流强度和电压的大小转化为指针的偏转角度来观察。这都是很典型的利用了转换的方法。为了研究物体发声的原因，通过观察，提出物体发声的原因是物体振动引起的，这一假设是否正确呢，我们可以设计实验来验证。如图1所示，拿一个音叉，用小锤敲击它，音叉发出了声音，但是难于观察到音叉在振动，此时我们可以采用许多办法，例如，用手轻轻地接触音叉，感受音叉在振动。为了使更多的人观察到它的振动，教材中设计用细线拴一个小乒乓球，轻轻地接触音叉，通过观察乒乓球被弹出，从而说明音叉在振动，实验尽管是很简单的，但是其设计思想确实非常巧妙的。这个实验还可以用来研究声音的响度与振幅等因素的关系。 　　 　　二、比较法 　　 　　物理实验常通过对一些物理现象或物理量的比较，来达到异中求同或同中求异的实验目的，此即比较法。物理实验常通过对一些物理现象或物理量的比较，来达到异中求同或同中求异的实验目的，此即比较法。例如，在“阿基米德原理”一节的教学中，掌握浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受到的重力。即F排=G排=ρ液V排#8226;g，为了突破真个难点，我们可以采用对比实验：当把一个物体全部浸入液体中，来研究V排与物体体积的关系。最后，通过前后对比，我们就容易掌握了V排的这个概念。即当物体全部进入在液体中时V排等于物体的体积，部分浸入液体中时，V排小于物体的体积，但都等于物体浸入液体中的那部分体积。又如：在“电磁感应”概念的教学中，教师先点明，在以下实验中，使用的灵敏电流计、导线、开关、磁场及磁场中运动的导体都是完全一样的，现在，按下述步骤进行演示：（1）电路闭和，当导体在磁场中不运动或平行于磁场线运动时，电流计指针不偏转，表明导体中不产生电流。（2）电路闭和，一部分导体在磁场中作切割磁场线运动，电流计指针偏转，表明导体中产生了电流。（3）在前步实验的基础上，分别取磁场线方向相同而改换导体运动方向，再取导体运动方向相同而改换磁场线方向，观察电流计指针偏转方向有何不同。（4）电路断开，导体在磁场中作切割磁感线运动，观察电流计指针是否偏转。在实验过程中，引导学生比较（1）、（2）两步的差同，就可以建立电磁感应这一现象的感性熟悉，比较（2）、（4）两步的差同，可以使这一感性熟悉深化，即明确感应电流产生的条件；比较（3）步实验的不同条件，不同现象，就可以理解决定感应电流方向的两个因素。最后，教师指出联系：左手定则。类似地，能否用什么方法来解决感应电流方向、磁场线方向、导体运动方向这三者的关系呢？于是引出右手定则，并通过例题让学生练习使用这一定则。这堂课，学生较牢固地把握了电磁感应这一重要物理现象，体会到了比较法在物理实验中的运用。 　　 　　三、放大方法 　　 　　在实验观测过程中，有些物理量因太小而不能直接观测时，就可以借助于声、光或叠加等方法，将待测量放大后再去观测。如放大镜、望远镜、显微镜等仪器的设计都源于放大的思想。还有的实验中，需要测量一些微小量，如金属丝 　　的直径，纸的厚度，一段头发的质量等，可以将细导线缠绕 　　在木棒上，测出若干圈导线所占的长度，然后求出直径等，用的都是这种方法。 　　又如光杠杆放大，测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法，是使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大的方法，它是一种物理实验中常用的光学放大法。光杠杆测量原理如图2所示。它由一面装在一个三脚金属架上的平面镜构成，配合望远镜尺组来测变化极微小的长度。使用时，将光杠杆的面前脚放在一个固定位置，后脚放在被测量的点上，使镜面垂直于地面，望远镜尺组放在镜面的正前方，当物体为原长时，由望远镜中可以看清楚标尺