测量玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数-复旦大学物理教学试验中心.PPT

自然冷却法 得到最满意的结果 相关系数R值达到4个9 * 介绍一个设计性研究性实验— 测量玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数 复旦大学物理系 马秀芳 沈元华 2008.10 目录： 一． 引言 二． 实验原理 三．实验方法 四. 开设成设计性研究性实验的方法 题目来源 07年亚奥赛的一个实验考题 科研成果--激光测温 题目特点 涉及到的知识面是基础知识，但要独 立设计和完成，需要一定的理论基本 功和灵活应用的能力 先进性、实用性和独特性 讨论时获得一致好评，团长称赞最漂亮的一个，奥赛组委会授予“最佳命题奖” 也可以成为一个好的设计性研究性实验 一. 引言 二 . 实验原理 三. 实验方法 四. 开设成设计性研究性实验的方法 1.自己提出设计方案，独立进行实验，对测量过程中所发现的问题，及测量结果进行综合分析,研究误差来源,并设法减少误差。 设计进入误区(测量光斑的移动量与T 的关系)—提示干涉条纹的变化—走出误区设计出方案. 测量时发现所测得的m~ T 曲线线性不好总是呈S形波动。 可控温电炉—跳过双金属片使无间断加热—结果：线性好了，但系统误差变大（原因：升温过程太快，样品的升温落后于铝块）—控制变温速—虹吸冷却降温法 由实验得到两个规律：一是降温过程控制得越均匀，得到的数据线性越好；二是降温速度越缓慢，得到的数据线性越好。 结论： 控制变温的速度是关键，它与测量结果的准确度有关，控制变温过程的均匀性只与测量结果的精确度有关。控温过程越均匀，线性越好，因而测量的不确定度小。但匀速而不缓慢是不行的。 归纳总结实验规律和科学工作的能力得到了提高 缺点:时间太长 2.除了要求学生就实验提供的实验装置和器材，提出设计方案，进行实验，还要求学生对实验本身的设计思想进行思考 例如：样品为什么设计成这种形状？它的各个部分（如A的高度、平行度；B和B’的楔角等）有什么要求？ 现在的加热装置有什么优缺点？如为什么要用大铝块、小铝块？它们的大小、形状和材料如何选择？铝块中各孔的直径、深度如何确定？加热器（如电炉）类型的选择. 测温器件（如温度计）类型与量程、精度的选择等等，可以如何改进？ 如有足够的时间，可以让学生重新设计加热装置，进行实验，以资比较。 3.实验效果 培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，并提高了他们总结实验规律和科学工作的能力。 开阔了学生的思路，使学生学习到如何构思实验原理，设计可行的实验方案的方法。 如学生小结写道： “本是一个简单且普通的实验，却因为经过对样品及装置的探究而变得无限有趣，实验的设计过程都不是一个简单的过程，这个实验设计过程既充满乐趣又有无限挑战，我们必须达到这个水平，须更努力学习才行。” “形状奇特的样品原来暗含道理，原理及设计构思精妙新颖，很多思路都要求灵活地思维方式和仔细认真地观察，启发我们在思考时放开思想，敢于打破常规思路。” *