理论教育 实验设计中的转换法:将难以测量的物理量转换为易于测量的物理量

实验设计中的转换法:将难以测量的物理量转换为易于测量的物理量

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)转换法在实验中,有很多物理量,由于其自身属性的缘故,难以用仪器、仪表直接测量,或某些现象直接显示有困难,为此常借助于力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换,用等效的思想,把不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量,这种方法就叫转换法。

实验设计中的转换法:将难以测量的物理量转换为易于测量的物理量

(一)转换法

在实验中,有很多物理量,由于其自身属性的缘故,难以用仪器、仪表直接测量,或某些现象直接显示有困难,为此常借助于力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换,用等效的思想,把不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量,这种方法就叫转换法。

例如,音叉的振动不易直接观察,但是借助水面溅起的水花或将音叉的振动传给细线悬挂的泡沫塑料球,可以清楚地表示音叉的振动情况;在研究牛顿第一定律时,将物体运动状态的变化快慢转换成相同初速度下运动距离的长短;在研究磁场的强弱时,将它转换成吸引大头针数量的多少,或吸引铁块时对弹簧测力计的拉力大小。

(二)累积法

把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅便于测量,还提高了测量的准确度、减小误差,这种方法称为累积法。例如,在测量一张纸的厚度时,可以先测量100张纸的厚度,再将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实值。另外,要测量出一张邮票的质量,测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用累积法来完成。(www.daowen.com)

(三)比较法

比较法就是在一定的实验条件下找出研究对象之间的同一性和差异性。比较是认识事物的基础,因而广泛应用于物理实验中,在物理学中由于研究对象的广泛性和多样性,比较的形式也是灵活多样的,可以是比较某物理现象在实验时间内前后的变化情况,可以是对几类物理现象变化过程的比较,也可以是比较同一对象在不同条件下的变化情况等。

例如,在研究凸透镜成像规律的实验中,就是比较物体在u>2f、f<u<2f和u<f三种不同情况下通过透镜所成像的不同,从而总结出凸透镜成像的规律和特点;通过比较,可知酒精和水混合后总体积减小,从而可推知物体内分子之间有空隙。

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