用CBL和光学探头做光的频闪测量.doc

第二篇 光学 课题1：用CBL和光学探头做光的频闪测量 （本篇的内容可以在拓展课物理实验中作为参考） 生活中有许多的物理现象已经为大多数人所熟悉，但其中真正的规律可能和人们所认为的有一定的区别。这个案例中就是对我们生活息息相关的照明设备进行研究，从而能对这些物体，准确地说是发光的器材的特性有一个正确的认识。实验的方法比较简单，对环境的要求不高，起步的实验是对日光灯进行测量，所以在学校的任何一个实验室或普通教室里就可以进行。实验的效果应该说是非常好的。当这个实验学生能熟练掌握后就能将实验拓展到任何一个发光物体上，只要发光体的光强在仪器能承受的范围内，一般就实验效果是非常理想的。这个实验需要对TI计算器程序中的有关采样频率进行适当的调节，因为如果采样的频率低于光强的变化频率，那实验的结论将无法得到，而每一种发光体的发光特性的不同，将会对在实验中适当调节采样频率提出比较高的要求。教师可以在实验中对学生的采样频率的设置中进行指导，使学生能对这种可以调节采样频率的实验方法有一定的认识，从而加深对TI实验程序的理解。 一、准备器材： TI图形计算器（83+、92） CBL 光强探头 连接线 日光灯 电脑显示器 白炽灯 照相机闪光灯 二、实验步骤： （一）、步骤一、频闪实验（日光灯光强的测量） 请将你测量时所用的采样频率和测量图象以及测量得到的光强变化频率填写在表格中。 按照示意图将所有的仪器都正确连接，请将所有的接口插紧。 2、按ON，打开TI-83+。 3、按APPS键后，弹出程序选择菜单，将光标移到PHYSICS项目上。 4、按ENTER键后，我们会看到有关PHYSICS程序的说明。注意程序的版本，如果你使用的程序的版本比较低，请升级到必威体育精装版版本，这样才能使以后的实验能顺利进行。 5、按ENTER键后出现的PHYSICS程序的主菜单。在这个实验中我们先选1：设置探头。 6、按ENTER键后看到的是设置探头的数量的界面。我们只有一个电压探头，所以选1，设置只有一个探头。 7、按ENTER后，弹出设置探头种类的界面。选1，光强探头设为当前探头 8、按ENTER，又回到了主菜单中，这次我们选2，采集数据。 9、按ENTER，在出现的采样菜单中选择2，时间图像。 10、再按ENTER，出现的界面要求我们填写采样的时间间隔和采样的总数。这个实验可以用这样的设置，得到的效果会很好，当然也可以让学生尝试用其它的设置方案。 11、按ENTER键后程序会将刚才的设置重新显示一边，让你复合一下设置是否正确。 12、按ENTER键后程序会出现提示，是使用已有的时间设置还是重新修改设置。如果不修改我们就选1 13、再按ENTER，如果你刚才所设置的采样间隔比较大，就会出现现在的界面，程序会问你是用实时显示的方式还是非实时显示的方式。这个实验我们可以选1。如果时间间隔比较小就不会出现这个界面而直接跳到下一步。 14、按ENTER键后程序就让你准备实验，你要将所有的设备都连接正确。日光灯测量的时候只要将探头对准发光的地方就可以了。 15、按ENTER键后就开始了采样。结束后就出现了一个反馈的窗口，将时间数据保存在L1，将光强探头数据保存在L2。 16、可以请同学分析图像的含义，图像是否呈现了明显的周期性的变化规律，那周期该怎样从图中读出呢？（一般实验的结果都为100Hz） 17、学生的报告 实验次数 采样间隔 采样总数 图象的描绘 光强变化频率 （二）、步骤二、其它发光体的光强测量 请将你测量时所用的采样频率和测量图象以及测量得到的光强变化频率填写在表格中。 和前面的日光灯频闪实验一样，将设置作好。 将电脑的刷新率调节到某一个显示器能接受的数值上。然后开启一个画板程序，让全屏出现白色（或者是其他的单色）。 3、按ENTER键后程序就让你准备实验，你要将所有的设备都连接正确。对准显示器的屏幕时最好将探头紧贴屏幕上的一点，不要晃动。同时应对准屏幕上静止的，单色的部分，防止因为动态的变化造成测量的不准确。 4、按ENTER键后就开始了采样。结束后就出现了一个反馈的窗口，将时间数据保存在L1，将光强探头数据保存在L2。 5、这样的图像与刚才的日光灯频闪图像有一定的区别，但是同样也有规律可循。它也表明了屏幕上的一点的发光是呈现周期性的。请同学读出图象所表示的周期是多少，并和刚才设置的电脑屏幕的刷新频率进行对比。(一般两者的误差在1、2Hz之间) 实验次数 采样间隔 显示器刷新频率 图象的描绘 光强变化频率 （三）、步骤三、守株待兔（用光强变化来触发） 这里的触发信号是非常短暂的，人的眼睛是有视觉暂留的，但是