文档介绍：频闪照相法的替代频闪照相法的替代四川省达州高级中学刘泽川【实验目的】在新课课程改革环境下,高中物理实验教学更注重学生对科学精神的领悟,动手操作能力的培养。实验研究的手段也越来越丰富,其中频闪照相技术已经作为研究物体运动的重要手段,能够更加生动、形象的研究物体运动的规律。专业的频闪技术是在同一张底片上间隔相等的时间多次曝光获得的,也就是在同一相片上显示一个物体在不同时刻的位置,其效果就好象在不同时刻所拍的透明相片重叠在一起,得到一幅在同一个画面内有不同时刻物体影像的频闪相片。但频闪照相技术,设备昂贵,中学实验室很难承受;实验条件苛刻,操作要求高,非一般物理实验室特别是中学物理实验室能够具备的。在实际教学中中常常只作为一种方法向学生介绍。为了让学生更加形象的理解频闪照相技术,我们通常通过课件模拟,但学生没有自己亲自动手做实验,无法获得真实的实验体验,而且课件模拟数据是人为预设,不是来自实验数据,其科学性也有待商榷。基于此结合教学经验,笔者试制了一套简易的频闪照相设备,它不同于一般的课件模拟,我们所得到的照片是建立在真实的图像数据之上的,能很好的反映它的真实性,误差也符合中学物理实验的要求,其效果与专业的频闪照相仪非常接近。【实验原理】随着数码技术的发展和应用,原来在专业高档相机的连拍功能,现在家用相机基本都具备了这个功能,甚至还有少部分手机也已具备了此功能。而数码相机的连拍功能是通过机内软件控制来实现的,所以相邻照片的时间间隔是十分精准的(本实验所用canon450D每一秒钟5张)。拍出来的数码照片,能够轻易的实现编辑合成(photoshop软件来实现),我们把一系列连续的照片进行拼接,其效果就好象在不同时刻所拍的透明相片重叠在一起,得到一幅在同一个画面内有不同时刻物体影像的频闪相片。【实验器材】(1)照相设备:佳能EOS450数码相机,三角架,连接电脑数据线。(2)处理设备:带Photoshop软件的电脑一台。【相机测试】为了实验更加准确,就需要对相机连拍功能时间间隔的稳定性进行测试。第1张第2张第3张第4张第5张相机调到高速连拍模式,用三脚架固定好,对准应经启动的数字秒表(本实验用手机附带功能)进行连续拍摄,得到如下一系列照片:通过照片发现连续拍摄照片的时间间隔∆t=,误差为1/100s,在允许的误差范围内稳定,完全能够满足本实验的要求。【实验1】匀变速运动的研究一、匀变速直线运动演示设备:1m左右长木板(白底黑网格)一块,带轮小车一个,大铁球1个,带电磁铁和导轨的斜槽。二、本实验说明:1、由于本实验要得到清晰的频闪照片,笔者通过反复尝试发现如果选用小车做水平方向的匀变速运动,由于小车体积比较大在照片中占有的比例较大,导致相邻图像间距较小,在后期照片处理时图像很容易重叠在一起,得到频闪照片不理想,如下图。最后选择了密度大体积较小的金属小球作为实验对象。2、为了减小小球下滑的摩擦力,在木板上面安装了金属轨道。安装时先用螺丝将轨道平整的安装在木板上,再用万能胶将轨道与木板粘好,让轨道与木板连接更加牢固,小球运动的轨道面更加平整,不至于在滑行时发生形变。3、本实验中,如果用手静止释放小球,很难真正让小球静止释放,总是习惯性的给小球一个初速度,同时很难做到同时从小球两侧释放,很容易导致轨道平面侧向震动,影响实验。为了克服这一点,笔者选择了通过电磁铁来控