大学物理实验中测定金属丝在受力时的微小伸长量,通常使用的是静态拉伸法。金陵科技学院学生吴官东、黄潇和戈明月,针对目前测量仪器笨重、测量精度不够高的缺点,设计出一套基于线阵CCD与迈克尔逊干涉仪的金属丝杨氏模量测量方案,该作品在苏州科技大学举行的江苏省高校第十四届大学生物理及实验科技作品创新竞赛决赛中获得一等奖。
本作品改装了精密光学仪器迈克尔逊干涉仪,将干涉仪的一块平面镜与待测金属丝和拉力传感器相连,当金属丝中拉力变化时,平面镜位置随之变化,光屏上的干涉条纹会发生移动,由条纹移动数目可得知平面镜移动的距离,进而获得金属丝的微小伸长量,从而提高了测量结果的精度;为方便读数、降低出错率,本作品使用线阵CCD捕获激光干涉的光强信号,并用单片机编程对条纹移动进行自动计数,增加了测量过程的便捷性。
“该作品将多个物理实验相结合,用光学的方法测量力学量,提高了测量结果的精度、降低了不确定度;用拉力传感器测定金属丝拉力,比传统大学物理实验中的加砝码精确,并可实现拉力连续变化;用单片机控制CCD线阵实现干涉圆环移动自动计数,操作更便捷,且准确度更高。”指导老师姜悦介绍说。
江苏省高校第十四届大学生物理及实验科技作品创新竞赛经江苏省教育厅批准,由江苏省高校大学生物理及实验创新竞赛组织委员会主办、江苏省物理学会和苏州科技大学共同承办,旨在促进本省高校物理及实验教学改革,激发广大学生刻苦学习、勇于创新的精神,全面提高学生科学素质及实践能力。包括南京大学、南京理工大学等在内的全省49所高校大学生携411项作品参赛,大赛设一等奖42项、二等奖80项、三等奖126项。
近年来,金陵科技学院在南京软件科技大学创建过程中,大力推进“南京化战略”,积极创新人才培养模式,切实培养适应地方经济社会发展需要的高级应用型人才。5年来,该校基础课部物理教学团队共指导20多组学生在江苏省高校大学生物理及实验科技作品创新竞赛中获一、二、三等奖计17项,多名教师获得“优秀指导教师”称号。 孙 嫣