为便于教师在课堂上描述复杂运动轨迹,利用MATLAB软件模拟物体的运动过程,从而使学生能够直观地理解题意,并在此基础上顺利发现解题思路.

表面张力是表征液体表面性质的物理量,其测量在医学、表面物理等领域中具有重要的研究意义.本文提出了利用数字全息的方法实现非接触、高精度液体表面张力的测量.首先搭建了基于 Mach-Zehnder干涉光路的无透镜傅里叶变换数字全息装置,对 CCD拍摄的全息图进行傅里叶逆变换,实现数值再现,再利用傅里叶变换的位相解包裹算法获得相位图,进而得到静态液滴的剖面轮廓.将液滴剖面轮廓与杨-拉普拉斯显式精确解进行拟合得到液体的表面张力系数.通过多次测量得到在温度 20℃下水表面张力系数的相对误差为 0.42%.

以"常见传感器的工作原理及应用"为例,结合自制积件式多功能传感器教具,创设问题情境,以问题驱动学生思考与分析,通过实验探究与方案设计解决实际问题,从而培养学生的科学思维能力.

将传统的欠阻尼振动法改进为受迫振动法,结合实时图像采集和虚拟仪器测量技术测量液体黏度.采用磁动式扬声器提供周期性驱动力使小球做受迫振动,通过USB摄像头实现对小球运动图像的实时采集,利用虚拟仪器测量技术进行图像分析、目标追踪和数据可视化处理,测定小球的共振频率,进而得到液体的黏度.在温度为30℃、质量分数为96.0％时测得甘油黏度为(0.299±0.004)Pa·s,相对偏差为0.67％.

浓度是表征溶液特征的物理量,其测量在生物医学、材料科学等领域具有重要的研究意义.本文利用自制简易光栅光谱仪搭建了溶液浓度实时测量系统.光路采用双光束有利于减小吸收光谱的抖动,从而提高测量系统的稳定性;简易光谱仪结合机器视觉技术实现对浓度在线测量的功能.由朗伯-比尔定律建立吸光度A-浓度c的工作曲线,自主设计程序实时测量待测样品的吸收光谱得到吸光度,并根据工作曲线测量样品的浓度.由该装置测量得到高锰酸钾溶液浓度的相对误差在1％以内,表明该测量系统能够快速、精确地测量溶液浓度.