科普实验主题简况表

科普主题实验简介

主题实验一 “无摩擦”的气垫导轨

【实验模块】

1. 测量物体运动的平均速度；★★

2. 测量作直线运动物体的瞬时速度；★★★

3. 探究加速度与物体受力、质量的关系；★★★★

4. 验证动量守恒定律。★★★★

【简介】

气垫导轨是一种力学实验仪器，在气垫导轨上物体的运动可近似看成是“无磨擦”运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。本实验主题以研究物体的运动为核心目的，利用气垫导轨做中学物理实验中各种运动类实验，如验证动量守恒定律，研究弹簧振子的运动规律，研究物体的加速度等，实验结果和理论值非常接近。

主题实验二 质量及其测量

【实验模块】

1. 了解质量单位的定义；★★

2. 了解常见的质量测量工具及其原理；★★★

3. 利用物理天平测量一张A4纸的质量。★★★

【简介】

引力质量和惯性质量是表征物体内在属性的同一个物理量的不同表现，并且已经证明了两者是相等的。质量的单位千克是以普朗克常数为基准定义的。生活中常用天平、秤来测量物体的质量，对于汽车、火车和更大的构件，则用装有很大量程的力传感器的“电子地中衡”“电子吊秤”来测量。对于大如星球等天体质量则是依据万有引力定律测量，而小到微观粒子的质量则用质谱仪测量。本实验要求利用物理天平测量一张A4纸的质量，并用分析天平做检验。

主题实验三  物理摆及其应用

【实验模块】

1. 摆的原理及应用；★★

2. 实验室中的摆；★★★

3. 研究简谐振动的运动规律。★★★★

【简介】

从伽利略发现摆的等时性，惠更斯制成第一架计时摆钟，胡克探索圆锥摆以及傅科利用傅科摆研究地球自转等，各种物理摆为人类探索自然提供了良好的平台，并在生活中有广泛的应用，如钟表、牛顿摆、蛇形摆和龙形摆等。

实验室提供了各种摆动装置：如单摆、三线摆、复摆及扭摆等，利用这些装置我们可以研究丰富的物理过程，如简谐振动、阻尼振动和受迫振动等，还可发现有趣的物理现象并探索其中的物理规律，如物理相图及非线性混沌等。

主题实验四 有趣的静电现象

【实验模块】

1. 摩擦起电★★

   两种电荷的相互作用★★

2. 电荷在导体上的分布★★★

3. 静电感应★★★★

4. 感应起电机★★★★★

5. 静电现象的应用★★★★

【简介】

在静电系列演示实验中，利用橡胶棒和玻璃棒演示摩擦起电展示基本的起电方式，利用韦氏起电机演示感应起电等；利用验电羽演示电荷之间的相互作用；利用验电幡、枕形导体演示电荷在导体上的分布情况；利用感应铃、静电跳球、电单摆等演示静电感应现象；利用金属网演示静电屏蔽现象；模拟演示尖端放电现象；模拟演示静电除尘现象等关于静电的基本应用。

主题实验五 常用电子元器件的识别与测试

【实验模块】

1. 电阻器的识别与测试；★★★

2. 二极管的识别与测试；★★★

3. 电容器的识别；★★

4. 简易控制电路连接与元件测试。★★★★

【简介】

电阻、二极管、电容和电感等元器件是电路中的基本元器件，利用它们可以构成多种功能的电路。本主题实验将介绍和学习这些常用电子元器件的检测方法，要求初学者能识别电子元器件的外形和符号，正确读出所标注的参数，知道各类电子元器件的用途、检测和使用方法，并能通过设计连接一个简易电路对相关元件的电压电流特性进行测量。

主题实验六 使用示波器研究电路元件性质

【实验模块】

1. 不同波形电信号的观测；★★

2. 利萨如图形的演示；★★★

3. 利用示波器观测电容的充放电性质；★★★★

4. 利用示波器直观演示元件伏安特性曲线。★★★★

【简介】

示波器可以显示电信号变化过程的图形（又称波形），又可显示两个相关量的函数图形。由于电学量、磁学量和各种非电量转换来的电信号均可利用示波器进行观察和测量，所以示波器是现代科学技术各领域中应用非常广泛的测量工具。

本实验主要利用示波器：1.观察不同电信号，了解用示波器测量电信号的电压、周期、频率等参数；2.了解两个互相垂直方向的正弦振动的合成轨迹；3.观测电容的充放电性质，电容电感的振荡图像；4.观测线性、非线性元件的伏安特性曲线。

主题实验七  串并联电路的实验探究

【实验模块】

1. 认识串联和并联电路

2. 学会连接串联电路和并联电路；★★

3. 通过实验探究串联和并联电路的一般规律；★★★

【简介】

串联电路是用电器首尾依次连接在电路中，只有一条路径，任何一处断路都会出现断路（图1）。并联电路是把电路中的元件并列地接到电路中的两点间，电路中的电流分为几个分支，分别流经几个元件的连接方式（图2）。本实验主题是利用发光二极管实现串并联电路连接，观察发光现象，总结出串并联电路中电流和电压的规律，并认识二极管的单向导电性。

主题实验八 万物有图有“真像”

【实验模块】

1. 观察并自组小孔成像；★★

2. 使用读数显微镜和生物显微镜观察并测量微小物体——发丝、羽翅及花瓣结构等；★★

   显微镜放大率的测量；★★★

3. 电子显微镜简介。★★★★

【简介】

物体成像揭示光的直线传播、折射、反射及粒子与物质相互作用等规律。光学、生物、电子显微镜等显微技术将人类的视野带入一个全新的微观世界，帮助人们深层次探究人体、动物、植物纤维到新材料等各种物体（物质）的内部构造，助力科学家观察肉眼所不能分辨的微小物体形态结构及特性。显微技术在生物学、医学、材料科学以及其它涉及人类生产生活的各个领域已有诸多广泛的应用，未来也必将发挥越来越重要的作用。本实验主题通过学生亲身体验显微仪器在微小物体观测方面的应用，使学生更深刻理解光的直线传播、折射、反射原理及粒子与物质相互作用等规律。

主题实验九 认识光学元件之魅力

 【实验模块】

3D电影----认识偏振片；★★

1. 观察透镜成像；★★★

2. 组装显微镜和望远镜；★★★★

【简介】

随着科学技术的发展，光学领域各种新型光学器件与应用也是层出不穷，如3D电影、光催化、光制氢、光伏太阳能电池、激光器、各种光源、各种无损光学测量等。但是，观察光之美和新型光学器件的组装，离不开各种光学元件，如偏振片、透镜。

本实验主题主要是利用偏振片实现光的控制，主要是观察旋转检偏器，光强出现明暗变化。透镜是光学仪器的基本元件，首先观察凹透镜成虚像，凸透镜成放大虚像、放大和缩小实像，了解透镜成像规律；其次利用透镜组装显微镜，望远镜。

主题实验十 色彩的奥秘

 【实验模块】棱镜色散；★★

1. 物体颜色观察；★★

2. 肥皂泡水膜的干涉；★★

3. 圆孔衍射和双缝干涉；★★★★

【简介】

光学是一个古老而又新颖的学科，也是一个充满“美”的学科。光学与色彩具有密切关系：化学实验中常见美丽的火焰，植物的花叶，动物的羽毛，天上的霞光、彩虹，各种宝石、山岳河海的名胜等等，均带有色彩，光学之美无处不在。随着科学技术的发展，光学领域各种新型光学器件与应用也是层出不穷，如3D电影、光催化、光制氢、光伏太阳能电池、激光器、各种光源、各种无损光学测量等。光之美的观察离不开光的色散和干涉。

本实验主题主要是利用三棱镜实现分光，观察色散；基于干涉，观察水膜干涉所产生的五彩现象；基于双缝干涉和圆孔衍射深入了解光之色彩的产生之理。