大學物理光電虛擬仿真實驗

大學物理光電虛擬仿真實驗是昆明理工大學建設的虛擬仿真實驗課程。

基本介紹

• 中文名：大學物理光電虛擬仿真實驗
• 建設院校： 昆明理工大學
• 課程負責人： 張亞萍
• 授課教師：張永安、許蔚、李迅鵬、葉一飛

課程簡介

大學物理光電實驗構成複雜，實體實驗中問題比較多,導致教學難度大，實驗消耗高。根據大學基礎物理專業，套用性強,實踐性強的特性。項目套用大學物理晶體加工為切入點,對實驗中經常遇到的問題可以重複體驗，並通過互動式操作,改變傳統教學中時間空間等限制,有效解決專業化人才培養中的實驗環境特殊,實驗資源缺乏等問題。提高學生技能的同時,又培養學生對專業的熱愛,保證了教學效果又極大的節約教學成本,規避實驗風險。

課程目標

1.薄透鏡成像

在自準法測定薄凸透鏡焦距的實驗教學過程中，會遇到一個奇怪的現象:學生在調好光學元件共軸後，由近及遠地移動凸透鏡至某一位置，在物屏上就可以觀察到一個等大、倒立的像，按照自準原理，此時測出透鏡與物之間的距離應是透鏡的焦距;然而這樣測出來的焦距只有透鏡實際焦距的一半。那么，導致錯誤結論的原因在哪兒?觀察到的像怎么形成的，是不是自準的像?對此問題教師必須給予學生合理的解釋，並引導他們得出正確的結論。

2.干涉法測量微小量

光的干涉測量法和光的衍射測量法測量徽小長度變化量的方法。通過對實驗裝置進行相應的改造與組裝，並用其測量原理和方法以及相關的實驗裝置對金屬受熱時的微小伸長量及線脹係數進行了相應的測定，同時對實驗結果和誤差進行了比較與分析。實驗表明，2種測量方法中千分表測量法的相對誤差和標準偏差均接近最小值，是2種方法中最理想的測量方法。該實驗也有利於激發學生的創新意識，培養他們的研究潛能。

3.利用鋼尺測量雷射的波長

把普通鋼尺在日常生活中常常用來粗測物體的長度，但是如果有精妙的實驗方案，利用小小的鋼尺完全可以較精確的測量出雷射的波長。這聽來似乎完全“不可思議”。如果能夠巧妙的利用光的波動性的話，這個奇蹟完全可以創造。而且本試驗所需器材簡單易找，完全來源的於日常生活，符合“從生活到物理”的新課程理念。是學生課下作為“探究性”實驗的極好素材。

4.太陽能電池實驗

太陽能是一種新能源，對太陽能的高效率利用可以解決人類日趨增長的能源需求問題和環境問題。因此，太陽能電池的利用和太陽能電池特性的研究是當前的一個熱門課題，許多國家正投人大量的人力物力對太陽能電池相關領域進行研究。目前在不少高校的普通物理實驗中已經開設了太陽能電池特性研究實驗，對太陽能電池的光學和電學性質進行研究。這類實驗既新穎，又有實用性，讓學生在實驗過程中對太陽能利用這一熱門課題，有一個感性的認識實驗室的條件，在傳統“太陽能電池伏安特性測量”實驗基礎_上引進以Labcoder數據採集分析系統為核心的計算機輔助測量設備，實現了太陽能電池輸出參數的實時、動態採集，可以讓學生能夠迅速直觀地觀測到不同實驗條件下太陽能電池輸出參數的改變，提高了實驗效率。

5.晶體偏光稜鏡加工虛擬實驗

1.學生在三維實驗場景中操作實驗，掌握晶體偏光稜鏡加工的實驗步驟。

2.學生在系統中對晶體進行粗磨工藝、細校工藝、拋光工藝、鍍膜工藝和膠合工藝包裝等工藝後加工出晶體偏光稜鏡。

3.學生操作方解石晶體用280#砂研磨，用切割機切割成正方形，定光軸，修磨，切半，拋光，膠合，校驗等步驟製作晶體偏光稜鏡，最終包裝晶體偏光稜鏡.