冉绍尔汤森实验及改进

冉绍尔汤森实验及改进

曾允

摘要：介绍了冉绍尔汤森实验过程，对冉绍尔汤森效应进行实验验证。随后着重介绍了对该实验的改进措施以及改进成果。最后对实验进行了总结，并对如何进一步改进实

验作出展望。

关键词：冉绍尔汤森，计算机采集

1.引言

1912年，德国物理学家冉绍尔在研究电子与气体原子的碰撞中，发现碰撞截面的大小与电子的速度有关。当电子能量较高时，氩原子的截面散射截面随着电子能量的降低而增大；当电子能量小于十几个电子伏特后，发现散射截面却随着电子的能量的降低而迅速减小。1922年，英国物理学家汤森也发现了类似的现象。进一步的研究表明，无论哪种气体原子的弹性散射截面(或电子平均自由程)，在低能区都与碰撞电子的能量(或运动速度υ)明显相关，而且类似的原子具有相似的行为，这就是著名的冉绍尔-汤森效应。

在这一实验中，首先测量了室温和液氮低温环境温度下充氙闸流管中的加速电子被氙原子散射形成的散射和透射电流，以此验证了冉绍尔-汤森效应。随后拆卸实验仪器，深入探究了仪器的工作原理和微电流放大器电路的电路图的电位分布。应用单片机和”arduino”软件测出了实验需要检测的电压信号，并且用C语言编写了采集程序试图画出实验现象的图线，从而达到使用计算机采集数据并演示的目的。

2.实验原理

a)散射截面：

电子与原子或亚原子碰撞时,经过路程x散射概率为

在经典物理中,我们定义粒子的平均自由程为这时有

b)碰撞管结构：

碰撞管由四部分组成：阴极，加速极，

等势空间，收集极。其基本结构如图

所示。

c)测量原理：

室温情况下，E f=3.00V，E c=1.52V，测得透射电流I P、散射电流I s和扫描电压E a之间的关系图如下：

低温情况下，E f=3.00V，E c=1.52V，测得透射电流I P?、散射电流I S?和扫描电压E a之间的关系图如下：

根据P S=1?I P

I s I S?

I P?

； Q=?1

L

ln I P

I s

I S?

I P?

可得散射几率P S与扫描电压的平方根√E a（代表电子速率）之间的关系图，以及散射截面Q与扫描电压E a（代表电子能量）之间的关系图：

从图中可看出，散射截面在低能区与碰撞电子能量密切相关，此现象称为冉绍尔汤森效应。散射截面最小时，电子能量为0.40eV。经典的气体分子运动论无法解释冉绍尔汤森效应，只有德布罗意波粒二象性假设和量子力学建立后，这种效应才得到了圆满的理论解释。

对于实验中存在的缺陷，进行了如下改进：

a)实验仪器体积过大：实验仪器外壳庞大，但实际上主要工作部分并不占用很大体积，只

是两片铺不满仪器底面的电路板。仪器正面的仪表必须占用一整块的面板，导致实验仪器必须体积很大。因此，改为将实验要检测的物理量直接从电路板中引出应用计算机采集，省去导致仪器体积庞大的示数监测面板。还将数据采集单片机放进实验仪器箱，从箱子中引出数据线，不增加仪器的体积。实验电源箱体积也相当庞大，但其内部占用空间也很小。实验改进设想将电源与微电流计融合放在一个箱子中，使用一个示数面板显示电源供电参量，但尚未实施。

b)实验数据采集处理繁琐：一般冉绍尔汤森实验的数据是显示在仪表面板上的，数据量庞

大，需要用实验记录本记录成千上万的数据点，数据处理还时需要逐个输入电脑，用软件绘图，得到实验曲线。改进后实验应用单片机采集电压，即时地记录并画出图线。实验结束后可以直接保存实验数据和图线，大幅度减少实验时间，简化实验操作。

c)实验现象演示不明显：冉绍尔汤森实验的最后结果是要得到散射截面随电子能量的关系

曲线。交流部分的实验有示波器可以演示，而直流部分的实验无法得到直观现象，只能在记录实验数据后用计算机软件作图。对该实验加以改进的主要思路就是希望测得的实验数据能够即时绘制成图，便于演示实验现象。

d)实验需要液氮降温：液氮携带不便，不易保存。冉绍

尔汤森实验用保温杯装液氮不易操作，且液氮在空气

中持续汽化，需要随时补充。考虑到几何因子不随环

境温度、气压等参数的变化而变化，改进实验内置冉

绍尔汤森电子管的几何因子，作为已知变量存入计算

机当中。这样就可以省去使用液氮降至低温测量几何

因子的实验步骤。右图为实验测得的几何因子与加速

电压之间的关系曲线图。

5.实验结果

实验装配了冉绍尔汤森实验仪、电压感受器、单

片机（含扩展板）、电脑，利用”arduino”软件向单片

机中烧录了串口通讯程序，利用C语言编写了终端采

集以及作图程序。

实验利用”arduino”软件自带的读数功能，测得单

片机输出信号，如右图所示。

图中数值是单片机输出的扫描电压测量值，与仪

器实际的扫描电压数值E a=1.58V 相符，误差较小。

利用C语言终端采集程序测得单片机输出信号，如下图所示。

6.总结

本实验成功地测得低能电子与气体原子的散射几率P S与电子速度的关系，计算得出原子的弹性散射有效截面Q，并测得散射截面最小时电子的能量E min=0.40eV，验证了冉绍尔汤森效应。本实验通过“实验仪器>>电压感受器>>单片机>>电脑”的流程，成功采集到一个通道的数据，与仪器数据相符。

但须指出，本实验仍然存在以下几点不足。

首先，冉绍尔汤森实验测量数据不多，没有考虑温度变化对各曲线的影响。但由于本实验旨在改进仪器，所以这一问题不是实验的关键。

其次，单片机输出信号不稳，实验采用多次测量取平均值的方法可行，但未必可靠。

再者，终端采集程序只读出一个通道的数据，而另一个通道没有反应。利用”arduino”软件检测发现另一个通道有信号输出，因此可以认为是第二个通道的C语言程序有漏洞，但实验未能找出漏洞原因，进而导致数据信号单一无法作图。

另外，实验没有想出确切可行的办法来同时测量透射电流I P、散射电流I s和扫描电压E a 这三组数据，因为这涉及如何分辨单片机输出的信号来自于哪一个电压感受器。实验甚至有想过设计一个开关来切换，但是一方面输出信号还要经过不同的定标，另一方面C语言终端采集程序还没能读出第二个通道的数据。

最后，对此实验的改进没能大幅度缩减仪器体积，未作出合适的整合和包装。

总的来说，如果考虑到以上几点，并找到合适的解决办法，那么实验还可以进一步完善。

特别致谢：

感谢实验中心白翠琴老师的指导帮助

感谢袁同学提供C语言程序模板

感谢陈骏同学协助修改C语言程序

参考文献：

戴道宣、戴乐山，近代物理实验（第二版），高等教育出版社

冉绍尔汤森效应实验

实验5-3 冉绍尔－汤森效应实验 作者：任学智 同组者：关希望 指导老师：周丽霞 一. 引言 1921年，德国物理学家冉绍尔（Carl Ramsauer ）用磁偏转法分离出单一速度的电子，对极低能量0.75～1.1eV 的电子在各种气体中的平均自由程做了研究。结果发现，氩气（Ar ）气中的平均自有程e λ远大于经典力学的理论计算值。以后，他又把电子能量扩展到100eV 左右，发现Ar 原子对电子的弹性散射截面Q （与e λ成反比）随电子能量的减小而增大，在10eV 左右达到极大值，而后又随着电子能量的减小而减小。 1922年，现代气体放电理论的奠基人、英国物理学家汤森（J.S.Townsend ）和贝利（Bailey ）也发现了类似的现象。进一步的研究表明，无论哪种气体原子的弹性散射截面（或电子平均自由程），在低能区都与碰撞电子的能量（或运动速度v ）明显相关，而且类似的原子具有相似的行为，这就是著名的冉绍尔-汤森效应。 冉绍尔-汤森效应在当时是无法解释的。因为经典的气体分子运动论把电子看成质点，把气体原子看成刚性小球，它们之间碰撞的散射截面仅决定于原子的尺寸，电子的平均自由程也仅决定于气体原子大小及其密度 n ，都与电子的运动速度无关。不久，在德布罗意波粒二相性假设（1924年）和量子力学理论（1925～1928年）建立后，人们认识到，电子与原子的碰撞实际上是入射电子波在原子势场中的散射，是一种量子效应，以上实验事实才得到了圆满的理论解释。 冉绍尔-汤森效应是量子力学理论极好的实验例证，通过该实验，可以了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的碰撞规则和测量原子散射截面的方法，测量低能电子与气体原子的散射几率以及有效弹性散射截面与电子速度的关系。 本实验的目的主要有：了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的碰撞规则和测量的原子散射截面的方法；测量低能电子与气体原子的散射几率Ps 与电子速度的关系；测量气体原子的有效弹性散射截面Q 与电子速度的关系，测定散射截面最小时的电子能量；验证冉绍尔-汤森效应，并学习用量子力学理论加以解释。 二. 实验原理 1.理论原理 冉绍尔在研究极低能量电子（0.75eV —1.1eV ）的平均自由程时，发现氩气中电子自由程比用气体分子运动论计算出来的数值大得多。后来，把电子的能量扩展到一个较宽的围进行观察，发现氩原子对电子的弹性散射总有效截面Q 随着电子能量的减小而增大，约在10eV 附近达到一个极大值，而后开始下降，当电子能量逐渐减小到1eV 左右时，有效散射截面Q 出现一个极小值。也就是说，对于能量为1eV 左右的电子，氩气竟好像是透明的。电子能量小于1eV 以后Q 再度增大。此后，冉绍尔又对各种气体进行了测量，发现无论哪种气体的总有效散射截面都和碰撞电子的速度有关。并且，结构上类似的气体原子或分子，它们的总有效散射截面对电子速度的关系曲线V F Q =（V 为加速电压值）具有相同的形状，称为冉绍尔曲线。图B8-1为氙（Xe ），氪（Ke ），氩（Ar ）三种惰性气体的冉绍尔曲线。图中横坐标是与电子速度成正比的加速电压平方根值，纵坐标是散射截面Q 值，这里采用原子单位，其中a 0为原子的玻尔半径。图中右方的横线表示用气体分子运动论计算出的Q 值。显然，用两个钢球相碰撞的模型来描述电子与原子之间的相互作用是无法解释冉绍尔效应的，因为这种模型得出的散射截面与电子能量无关。要解释冉绍尔效应需要用到粒子的波动性质，即把电子与原子的碰撞看成是入射粒子在原子势场中的散射，其散射程度用总散射截面来表示。

心理学效应大全

1 心理学效应大全 1、蝴蝶效应起源——一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶偶尔扇动了几下翅膀在两周后可能引起美国得克萨斯州的一场龙卷风暴。在心理学上蝴蝶效应表现为一种不同于普通的连锁效应的因果性不明显的情绪反应和行为。症状—— 因为几天前发生的一点小小不顺利而开始心情烦躁在压抑和郁结状态中小的情绪波动渐渐在心底形成轩然大波最终以不可预见的狂躁模式爆发出来。时间累积得越久崩溃的后果越不堪设想。2、狄德罗效应起源——18世纪法国一位哲学家丹尼斯.狄德罗某天友人赠其一件高级睡袍他非常喜欢。但当他穿上之后开始觉得家里的一切家具和装饰都显得粗陋庸俗于是不得不把旧的东西一件件更新但最终她仍不觉得开心因为他最终发现“自己竟然被一条睡袍胁迫”。症状——永远不能填满的欲望黑洞因为“人往高处走”到达一个阶段各方面都要求配套上升。街道要搭配建筑豪宅要搭配名车鞋子要搭配礼服礼服要搭配名钻6767搭配的顶端永远是自己力所不能及。3、齐加尼克效应起源——源于法国心理学家齐加尼克做的一次实验。他将受试者分成两组分别去完成20项工作。其间他对其中一组进行干预使他们的工作不能顺利完成而让另一组毫无阻碍顺利完成全部工作。尽管所有受试者接受任务时都非常紧张但顺利完成任务者紧张状态随之消失而未能完成任务者思绪总是被那些任务困扰紧张状态持续存在。症状——在接受一项工作时人会产生一定的紧张心理只有当任务完成时紧张才会解除。而工作中的人往往不停地受到叠加任务因此紧张状态无时无刻存在并叠加累积在周末假期休息时甚至都无法放松长期疲惫不堪最终导致神经衰弱和亚健康的出现。4、罗森塔尔效应起源——古希腊传说中塞浦路斯岛一位年轻的王子皮格马力翁酷爱艺术通过锲而不舍的努力终于雕塑了一尊女神像。面对自己的作品他爱不释手整日深情注视。天长日久女神竟然奇迹般复活并成为了他的妻子。这个故事说明期待是一种力量。1968年美国心理学家罗伯.罗森塔尔提出了该项理论。此理论有一个我们最常听到的例子两个病人同住一家医院其中一人患了癌症而另一人并无大碍。但医生把两人的诊断书弄混了。结果那个真正的病患得知后整天心情轻松开心地在医院住了一段日子便健康地出院了。而那个原本身体无恙的人却终日活在对死亡与病痛的恐惧中最后真的罹患绝症在抑郁绝望中死去。症状——心理暗示。当别人给予充分信赖和期待的时候自己相信自己一定能完成任务困难便会得到解决。反之便被低迷的情绪主宰最终失败。 5、蔡戈尼效应起源——1927年心理学家蔡戈尼做了一个实验将受试者分为甲乙两组同时演算相同的数学题。其间让甲组顺利演算完毕而一组演算中途突然下令停止。

初中物理演示实验的改进之我见

初中物理演示实验的改进之我见 “没有演示实验的一堂课是不可想象的。”这是德国物理教学界流传着这样一种说法，由此可见，演示实验在物理教学中的地位和作用是不容置疑的。物理教材中已编入了大量的演示实验，其中有些实验因为自身设计或实际教学条件的局限，效果还不够理想；从演示实验的意义和作用来看，教材上某些章节演示实验数量还不够，教材里有的图片完全可以改成演示实验，必要时还需加入一些演示实验。笔者就改进初中演示实验的途径和原则浅论一、二。 一、演示实验的改进的途径 1、补充演示实验的数量 教材已列出大量实验，但仍有的章、节还没有演示实验或数量还不够。有和没有演示实验，教学的效果有很大区别，根据教学的实际情况，适时加入演示实验很有必要。 初二“液化”概念的教学，由于学生在生活中已经积累了一定量的感性素材，小学自然和初一地理学过“大气中的水蒸气会凝结成小水珠”，学生已经形成了液化的前概念，按教材列举一些液化现象，然后分析得出结论：“降低温度，气体液化”。这样的教学也能够建立“液化”的概念，但这种建立过程太粗略，停留在知识的识记上，课堂教学也枯燥。这节课是在学生已有的“液化”前概念的基础上，强化正确的认识，更深地认识“液化”，并要求学生会用“液化”解释生活中的有关物理现象。教学时可插入两个演示实验。先在秋高气爽的十月准备一瓶冰冻矿泉水，用抹布擦干净后展示在学生面前，立即唤醒

学生生活中的经历和脑中已有疑问“过一会，瓶外会有水珠出现？”，“瓶外为什么会有水珠出现？”学生很快进入教师设置的物理情景，教师趁机发问“瓶外的水珠从哪里来？”经过教师的讨论、分析、学生确定“水珠不是从瓶内渗出来的”，“水珠从空气中来”。教师进一步追问：“水珠是怎么从空气中变来的？”然后，演示下面实验，同时加热两只盛有冷水的烧杯，并引导复习、分析：“杯中的水有没有发生物态变化？”学生答：“蒸发”，“蒸发成的水蒸气，人眼为什么看不见水面上方的水蒸气？”（强调水蒸气是无色无味气体，空气中有大量的水蒸气）。取两块玻璃片，一片在火上烤热，另一片不烤。两片分别放在烧杯上片刻，待冷玻璃片上生成了明显的水珠时，而热玻璃片上没有生成水珠，把两块玻璃片同时展示给同学们看。“水珠是怎么来的？”“水蒸气遇冷凝结成小水珠”，随后要学生观察，拿走玻璃片的杯口上方有“白气”出现，“‘白气’是什么？”据分析，讨论得出“白气”是水蒸气遇冷凝结成的小水滴（及时矫正“白气”是水蒸气的错误前物理认识。）此时，刚才冰冻矿泉水瓶壁外已出现大量的水珠，学生心中关于水珠从哪儿来的谜底与“水”俱来。实验后接着进行归纳、应用……这样，学生不仅清晰的形成了“液化”的概念，还能较容易联系生活实际解释有关现象，在实验的帮助下一系列观察、思考、分析、归纳，让学生真正体验揭示自然界谜底乐趣。实践证明，这样教学，学生对“雾”、“露”以及早晨、晚上池塘上方的“白气”等现象分析，解释轻松而又准确。 当学生头脑中已有的错误前物理概念，与物理概念、规律相抵触矛盾

冉绍尔—汤森效应实验

中国石油大学近代物理实验实验报告成绩： 班级：应物11—4 姓名：辛拓同组者：武丁仓教师：亓鹏 冉绍尔—汤森效应实验 【实验目的】 1、了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的的碰撞规则和测量的原子散射截面的方法。 2、测量低能电子与气体原子的散射几率Ps与电子速度的关系。 3、测量气体原子的有效弹性散射截面Q与电子速度的关系，测定散射截面最小时的电子能量。 4、验证冉绍尔—汤森效应，并学习用量子力学理论加以解释。 【实验原理】 1、理论原理 电子与原子的碰撞实际上市入射电子波在原子势场中的散射，是一种量子效应。冉绍尔在研究极低能量电子（0.75eV-1.1eV）的平均自由程时，发现氩气中电子自由程比用气体分子运动论计算出来的数值大得多。后来，把电子的能量扩展到一个较宽的范围内进行观察，发现氩原子对电子的弹性散射总有效截面Q随着电子能量的减小而增大，约在10eV附近达到一个极大值，而后开始下降，当电子能量逐渐减小到1eV左右时，有效散射截面Q出现一个极小值。也就说，对于能量为1eV左右的电子，氩气竟好像是透明的。电子能量小于1eV以后Q再度增大。此后，冉绍尔又对各种气体进行了测量，发现无论哪种气体的总有效散射截面都和碰撞电子的速度有关。并且，结构 V为加速电 压值）具有相同的形状，称为冉绍尔曲线。 2、测量原理 当灯丝加热后，就有电子自阴极逸出，设阴极电流为I k，电子在加速电压的作用下，有一部分电子在到达栅极之前，被屏板接收，形成电流I S1；有一部分穿越屏板上的矩形孔，形成电流I0，由于屏板上的矩形孔与板极P之间是一个等势空间，所以电子穿越矩形孔后就以恒速运动，受到气体原子散射的电子到达屏板，形成散射电流I S2；而未受到散射的电子则到达板极P，形成板流I P，因此有 I k = I0+ I S1 I S = I S1 + I S2 I0 = I P + I S2 电子在等势区内的散射概率为 Ps=1?Ip/Io 可见，只要测量出I P和I0即可以求得散射几率。

教育中的各种效应

教育中的各种效应 1、角色效应现实生活中，人们以不同的社会角色参加活动，这种因角色不同而引起的心理或行为变化被称为角色效应。人的角色的形成首先是建立在社会和他人对角色的期待上的，由于很多班主任普遍存在着对学生社会角色期望的偏差，比如"好学生"的标准就是"学习好"，而学习好的标准就是成绩好，这对学生的成长和角色发展都带来了很多消极的影响。学生出现了角色概念的偏差，一些学生常以"我的爸爸是经理"、"我的爷爷是高干"等为炫耀，把自己与长辈的角色等同起来，颠倒了角色概念的关系，致使这类学生养成狂妄自大、目中无人的畸形心态。在班级管理中班主任要根据学生的实际合理地确定学生的角色，通过采取角色扮演、角色创造等形式实现学生的角色行为。 2、暗示效应暗示效应是指在无对抗的条件下，用含蓄、抽象诱导的间接方法对人们的心理和行为产生影响，从而诱导人们按照一定的方式去行动或接受一定的意见，使其思想、行为与暗示者期望的目标相符合。一般说来，儿童比成人更容易接受暗示。管理中常用的是语言暗示，如班主任在集体场合对好的行为进行表扬，就是对其他同学起到暗示作用。也可以使用手势、眼色、击桌、停顿、提高音量或放低音量等等。有经验的班主任还常常针对学生的某一缺点和错误，选择适当的电影、电视、文学作品等同学生边看边议论，或给学生讲一些有针对性的故事，都能产生较好的效果。 3、门槛效应心理学家查尔迪尼在替慈善机构募捐时，仅仅是附加了一句话"哪怕一分钱也好"，就多募捐到一倍的钱物，这就是著名的"门槛效应"，这一效应的基本内容就是由低要求开始，逐渐提出更高的要求。查尔迪尼分析认为，对人们提出一个很简单的要求时，人们很难拒绝，否则怕别人认为自己不通人情。当人们接受了简单的要求后，再提出较高的要求，人们为了保持认识上的统一和给外界留下前后一致的印象，心理上就倾向于接受较高要求。这一效应告诉我们在对学生提出要求时要考虑学生的心理接受能力，应少一些，小一些，这样才会取得好的教育效果。 4、奖惩效应奖励和惩罚是对学生行为的外部强化或弱化的手段，它通过影响学生的自身评价，能对学生的心理产生重大影响，由奖惩所带来的行为的强化或弱化就叫做奖惩效应。心理学实验证明，表扬、鼓励和信任，往往能激发一个人的自尊心和上进心。但奖励学生的原则应是精神奖励重于物质奖励，否则易造成"为钱而学"、"为班主任而学"的心态。同时奖励要抓住时机，掌握分寸，不断升化。当然"没有惩罚就没有教育"，必要的惩罚是控制学生行为的有效信号。惩罚时用语要得体、适度、就事论事，使学生明白为什么受罚和怎样改过。同时还应注意的是奖惩的频率，从心理学的研究结果看，当奖惩的比例为5：1时往往效果最好。 5、拆屋效应鲁迅先生曾于1927年在《无声的中国》一文中写下了这样一段文字："中国人的性情总是喜欢调和、折中的，譬如你说，这屋子太暗，说在这里开一个天窗，大家一定是不允许的，但如果你主张拆掉屋顶，他们就会来调和，愿意开天窗了。”这种先提出很大的要求，接着提出较小较少的要求，在心理学上被称为"拆屋效应"。虽然这一效应在成人生活中多见，但也有不少学生学会了这些。如有的学生犯了错误后离家出走，班主任很着急，过了几天学生安全回来后，班主任反倒不再过多地去追究学生的错误了。实际上在这里，离家出走相当于"拆屋"，犯了错误相当于"开天窗"，用的就是拆屋效应。因此，班主任在教育学生的过程中，教育方法一定要恰当，能被学生所接受，同时，对学生的不合理要求或不良的行为绝不能迁就，特别要注意不能让学生在这些方面养成与班主任讨价还价的习惯。 6、链状效应有一句俗话是"近朱者赤近墨者黑"，在心理学上这种现象被称为链状效应，它是指人在成长中的相互影响作用。这种效应在年龄低的学生中表现得尤为明显。就学生的链状效应看不是单方面的，既表现在思想品德方面的互相感染，也在个性、情绪、兴趣、能力等方面发生综合影响。利用学生的链状效应，让不同性格的学生在一起可以取长补短。因此作为班主任，应有意识地优化学生周围的环境，如让娇生惯养的学生与独立性较强的朋友做伴，胆小畏怯的学生应和勇敢坚强的学生交友。 7、禁果效应"禁果"一词源于《圣经》，它讲的是夏娃被神秘智慧树上的禁果所吸引去偷吃，被贬到人间，这种被禁果所吸引的逆反心理现象，称之为"禁果"效应。由于青少年处在特殊的发育期，好奇心强，逆反心理重，因此常出现禁果效应。它给我们的启示有两个：①不要把不好的东西当成禁果，人为地增加对学生的吸引力。②要把学生不喜欢而又有价值的事情人为地变成禁果以提高其吸引力。 8、名人效应美国心理学家曾做过一个有趣的实验，在给大学心理系学生讲课时，向学生介绍说聘请到举世闻名的化学家。然后这位化学家说，他发现了一种新的化学物质，这种物质具有强烈的气味，但对人体

我在物理教学中的不足与改进措施

我在物理教学中的不足与改进措施 三中甄焕苗 在初中物理教学中,往往以教师的讲解和演示为主，学生处于被动地位，课堂气氛沉闷为了切实贯彻“以实验为基础”的教学原则，真正把物理实验作为物理教学的重要内容和有力工具，充分发挥实验的教学功能,我们提倡在教师的指导下，通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识。通过学生自己阅读材料，自己做实验，还可以讨论讲述，改变学生学习中的被动地位，使课堂气氛不再沉闷。这样，不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证物理规律，而且能够提供科学的思维方法，加深对基本知识的认识程度，培养学生用实验方法探索物理知识的能力。使他们学习的主动性、积极性得到充分发挥，激发学生的求知欲，培养学生的探索能力。 一、以实验作为新课的设疑引学，起到激发学习兴趣的作用，而且能够极大地调动学生的学习积极性。 在学习“平面镜成像”一节时，我做了一个演示实验引入，在玻璃板前面点燃一只蜡烛，后面放一个烧杯，当向烧杯中倒水，会出现一个奇特的现象，蜡烛在水中燃烧，使学生产生浓厚的兴趣。 在“浮力的应用”一节的学习中，我在水槽中同时放入了一个小钢球和一个大塑料片，让学生观察到小钢球沉底和大塑料片浮在水面上，从而引发学生思考：物体在液体中的上浮和下沉仅取决于它自身的受力情况。 再如，大气压强这一概念，对初中学生来说是比较抽象的，教学中我安排了大小试管的实验，先把两个试管套在一起，倒置，小试管下落，学生分析是试管受重力导致的。后将大试管内灌满水，再将小试管底向下插入，倒置，发现小试管反而上升了，给学生以很深刻的体会。然后又设计了两个对比性实验，每做一个实验，都引导学生观察现象，思考问题，分析问题，步步深入。首先做“水杯--厚纸片”演示实验，让学生思考：放开手后，厚纸片会不会掉下来？当学生看到厚纸片不会掉下来这个意想不到的现象时，无不感到新奇有趣。这时，再因势利导提出：“上述实验中厚纸片受到哪些力的作用？为什么厚纸片不会掉下来？”学生很自然领会到厚纸片不会掉下来一定受到一个向上的压力作用，这个压力只能是大气产生的，由此可见，大气对厚纸片产生了压强。进而向学生提出：“课本上要求做这个实验时，杯里要装满水，若杯里只盛少量水，甚至不装水，这个实验能不能成功？”为了开阔学生的思路，又进一步提出若用小刀片把厚纸片与杯的接触处撬开一个小口子，将会出现什么现象？然后再做实验加以验证。实验结果与分析、推理的一致性，加深了学生对大气压强的认

冉绍尔-汤森效应

冉绍尔-汤森效应 ——验证和测量气体原子散射截面与电子能量的关系 摘要：实验研究发现，电子与气体原子发生碰撞，散射截面的大小与电子的速度有关，惰性气体（Ar、Kr、Xe）原子对电子的弹性散射截面存在极大值与极小值；无论哪种气体原子的弹性散射截面，在低能区都与碰撞电子的能量明显有关，而且相似原子具有相似的行为，称为冉绍尔-汤森效应。冉绍尔-汤森效应是量子力学理论极好的实验验证，通过实验可以研究分析，气体分子对低能电子的弹性散射几率以及散射截面和电子平均自由程与电子能量的关系。 关键词：电子能量散射截面充气闸流管加速电压室温与液氮条件 实验历史背景：早在1921年，德国物理学家冉绍尔用磁偏转法分离出单一速度的电子，对极低能量0.75~1.1eV的电子在各种气体中的平均自由程作了研究。结果发现，Ar气中的平均自由程远大于经典热力学的理论计算值。惰性气体（主要讨论Ar）原子对电子的弹性散射截面在10eV左右存在极大值；同时在能量约为0.37eV时，电子的自由程出现极大值；在能量降到约0.2eV时，Ar的散射截面呈现极小值，且接近于零。无论哪种气体原子的弹性散射截面，在低能区都与碰撞电子的能量明显有关，而且相似原子具有相似的行为。 在经典理论中，散射截面与电子的运动速度无关，而冉绍尔与汤森的实验结果表明它们是相关的，需要用量子力学理论作出合理解释。 左图为氩、氪、氙的冉绍尔曲线

实验原理： 1.散射截面 设想B粒子杂乱分布在一个很薄的平面层上，单位面积上平均有n个粒子，当一个A粒子垂直入射到这一平面层，可能会通过与B粒子的相互作用而离开入射束。将这一事件的发生概率记为P，定义散射截面：σ=P/n . 在厚层下，经过路程x而散射的概率Ps（x）=1-exp(-x/λ).在经典物理学中，粒子的平均自由程等于总散射截面nσ的倒数（λ=1/nσ）。 2.测量原理 测量气体原子总散射截面的原理图 灯丝被加热，电子自阴极逸出，设阴极电流为I k ，电子在加速电压的作用下，有 一部分电子在到达栅极之前，被屏极接收，形成电流I s1 ；有一部分穿越屏极上的 矩形孔，形成电流I ，由于屏极上的矩形孔与板极P之间是一个等势空间，所以电子穿越矩形孔后就以恒速运动，受到气体原子散射的电子则到达屏极，形成散 射电流I s2；而未受到散射的电子则到达板极P，形成透射电流I p . 电子在等势区内的散射概率为: P S =1-I p /I I p 可以直接测得，至于I 则需要用间接的方法测定。由于阴极电流I k 分成两部分 I 0和I s1 ，它们与I k 成比例，定义几何因子f , f= I / I s1 几何因子f是由电极间相对张角及空间电荷效应所决定，即f与管子的几何结构及所用的加速电压、阴极电流有关。由以上2式得到： P S = 1-(1/f)*( I p / I s1 )

冉绍尔-汤森效应实验

冉绍尔-汤森效应实验 【摘要】 加速电子与充氙闸流管中的氙原子碰撞，电子被散射，把闸流管先后浸入77K 液氮和在室温下测俩观众的栅极及板极电流。得出散射概率、散射截面与电子能量的关系，低能电子与气体原子的散射几率与电子速度的关系，验证冉绍尔-汤森效应。用量子力学解释这一效应 测量氙原子的电离电位。 【实验原理】 当灯丝加热后，就有电子自阴极逸出，设阴极电流为K I ，电子在加速电压的作用下，有一部分电子在到达栅极之前，被屏极接收，形成电流1S I ；有一部分穿越屏极上的矩形孔，形成电流0I ，由于屏极上的矩形孔与板极P 之间是一个等势空间，所以电子穿越矩形孔后就 以恒速运动，受到气体原子散射的电子则到达屏极，形成散射电流2S I ；而未受到散射 的电子则到达板极P ，形成板流P I ,因此有 10S K I I I += 2 1S S S I I I += 20S P I I I += 电子在等势区内的散射概率为: 01I I P P S - = (1) 可见，只要分别测量出P I 和0I 即可以求得散射几率。从上面论述可知，P I 可以直接测得，至于0I 则需要用间接的方法测定。由于阴极电流K I 分成两部分1S I 和0I ，它们不仅与K I 成比例，而且他们之间也有一定的比例关系，这一比值称为几何因子f ，即有

10 S I I f = (2) 几何因子f 是由电极间相对张角及空间电荷效应所决定，即f 与管子的几何结构及所用的加速电压、阴极电流有关。将式（2）带入（1）式得到 111S P S I I f P - = (3) 为了测量几何因子f ，我们把电子碰撞管的管端部分浸入温度为77K 的液氮中，这时，管内掉气体冻结，在这种低温状态下，气体原子的密度很小，对电子的散射可以忽略不计， 几何因子f 就等于这时的板流*P I 与屏流* S I 之比，即 * * =S P I I f (4) 如果这时阴极电流和加速电压保持与式(1)和(2)时的相同，那么上式中的f 值与式(3)中掉相等，因此有 * * -=P S S P S I I I I P 11 (5) 设L 为出射孔S 到板极P 之间的距离，则 )exp(1QL P S --= (6) 当f<<1时，由(5)、(6)两式得 ??? ? ??-=** P S S P I I I I L Q ln 1 测量不同的加速电压Ea 下的Ps 的值，即可由上式得到总有效散射截面Q 与a E 的关系曲线。 使用直流加速电压的测量线路图

初中物理演示实验六忌

初中物理演示实验六忌 一、忌课前准备不充分 演示实验作为一种教学手段，是教师备课的重要内容，需要教师认真研究和准备。有的教师轻视课前演示实验的准备工作，结果造成演示失败或出现意想不到的情况，以致在课堂上手忙脚乱，“强行”让学生接受结论，教学效果很不理想。造成这种情况的原因是多方面的：有的是思想认识存在问题，对实验教学不重视或持怀疑态度；有的是疏忽大意，以为实验内容简单、以前做过或曾看见别人做过，不必特意准备；还有的是怕麻烦。这些都是演示实验教学的大忌。 教师在课前首先要准备好与实验有关的全部仪器、材料。其次是在课前反复操作，直到熟练的地步，对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除。第三是掌握演示时间，注意与教学进度紧密配合。第四是教师要考虑除大纲和教材中规定的演示实验外，还可以适当补充哪些小实验，或对现有的实验作必要的改进，以提高教学效果。例如在讲解蒸发吸热这一问题时，教师可用方座支架、小烧瓶、细玻璃管、有色水和小烧杯等组装一个伽利略气体温度计，用它来演示蒸发吸热现象比直接用普通温度计演示现象清晰、直观。第五是要考虑在演示过程中如何引导学生观察，启发学生思维，最大限度地发挥演示实验的作用。 二、忌操作不规范 操作规范是指教师在使用仪器、连接和装配仪器及演示现象时动作要准确、标准。例如在使用托盘天平时，取用砝码、移动游码必须用镊子而不能用手；点燃酒精灯后火柴签不能随手扔在地上，要放在专门的废物杯中；电路的连接应先接线路、后接电源，拆卸时先断电源、后拆线路；导线两端接头不是钩、叉时要注意导线在接线柱上的绕向应同螺母旋紧的方向一致等。教师的一举一动都会给学生留下深刻的印象，起到潜移默化的作用。教师的规范操作，不仅是实验成功的前提，而且会使学生养成严谨求实的良好实验习惯。 三、忌实验用语不准确 教师在介绍实验仪器、阐述实验过程和总结实验结论时，语言必须准确而不含糊。有的教师在进行演示实验时不注意语言的准确表达，对学生正确认识仪器、形成概念、掌握定律就会产生不良的影响。例如在称呼仪器名称时就有三种错误现象：一是随意更改仪器名称，如将滑动变阻器称为电阻器，将斜面小车称为木板小车等。二是将类似的仪器混为一谈，如将圆筒测力计、平板测力计称为弹簧秤。三是方言和普通话夹杂使用，对仪器的读音不准。 四、忌唱独角戏，不让学生参与配合 演示实验不能先由教师做给学生看，再讲给学生听，使演示与讲解脱节。那样做忽视了学生学习的主动性，把学生当作被动接收的“仓库”，完全没有发挥出

冉绍尔-汤森德效应

冉绍尔——汤森德效应 摘要：冉绍尔——汤森德效应是在研究低能电子的平均自由程时发现的一种气体原子与电子弹性碰撞的散射截面Q与电子能量密切相关的现象。此现象与经典理论相矛盾，需要用量子理论解释。 关键词：散射截面碰撞概率加速电压补偿电压电离电位 一、引言 1921年德国物理学家冉绍尔在研究低能电子的平均自由程时发现：在惰性气体中，当电子的能量降到几个电子伏时，气体原子与电子弹性碰撞的散射截面Q（与平均自由程成反比）迅速减小；当电子能量约为1电子伏时，Q出现极小值，而且接近零。如果继续减少电子能量，则Q迅速增大，这说明弹性散射截面与电子能量密切相关。 1922年英国物理学家汤森德把电子能量进一步降低，用另外的方法研究平均自由程随电子速度变化的情况，也发现类似现象。随后，冉绍尔用实验证明了汤森德的结果。 冉绍尔——汤森德效应在当时无法解释，因为经典理论认为气体原子与电子弹性碰撞的散射截面仅决定于原子的尺寸，而与电子的运动速度无关，只有在波粒二象性和量子力学建立后，这种效应才得到圆满解释。因此冉绍尔——汤森德效应也验证了量子力学的正确性。 图1 惰性气体的冉绍尔曲线 如图1所示的是Xe、Kr、Ar三种惰性气体的冉绍尔曲线。因为电子的速度与加速电压V的平方根成正比，故横坐标采用平方根√V表示，纵坐标为散射截面Q，采用原子单位。由图1可以看出，结构相近的物质，其冉绍尔曲线的形状相似。 二、冉绍尔——汤森德效应的理论描述

在量子力学中，碰撞现象也称作散射现象。粒子的碰撞过程有弹性碰撞与非弹性碰撞两大类。在弹性碰撞过程中，粒子A 以波矢k 2|k|= mE （1） 沿Z 入射到靶粒子B （即散射中心）上，受B 粒子作用偏离原方向而散射，散射程度可用总散射截面Q 表示。 讨论粒子受辏力场弹性散射的情况。取散射中心为坐标原点；设入射粒子与散射中心之间的相互作用势能为U (r )，当r → ∞时，U (r )趋于零，则远离散射中心处的波函数Ψ由入射粒子的平面波Ψ1和散射粒子的球面散射波Ψ2组成 12() ikr ikz r e e f r ψψψθ→∞→+=+ （2） 这里考虑的是弹性散射，所以散射波的能量没有改变，即其波矢k 的数值不变。θ为散射角， 即粒子被散射后的运动方向与入射方向之间的夹角；f(θ)称散射振幅。 总散射截面 220|()|2|()|sin Q f d f d π θπθθθ =Ω=?? （3） 利用分波法求解满足式（3）边界条件的薛定谔方程 2 2 ()2U r E m ψψ??-?+= ??? （4） 可求得散射振幅为 1 ()(21)(cos )sin i e l l l f l P e k δ θθδ∞ == +∑ （5） 从而得到总散射截面 2 00 4(21)sin l l l l Q Q l k π δ ∞ ∞ ====+∑∑ （6） 中心力场中，波函数可表成不同角动量l 的入射波和出射波的相干叠加，l ＝0, 1, 2…的分波，分别称为s , q , d …分波。势场U (r )的作用仅使入射粒子散射后的每一个分波各自产生相移δl 。δl 可通过解径向方程 2222212(1)()()()0l l d d m l l r R r k U r R r r dr dr r +????+--=???????? （7） 求得，要满足 1()sin()2l l kr l R r kr kr πδ→∞→ -+ （8） 这样，计算散射截在Q 的问题就归结为计算各分波的相移δl ；式（6）中的Q l 为第l 个分波的散射截面。 在冉绍尔-汤森德效应实验里，U (r )为电子与原子之间的相互用势，可以把惰性气体的势场近似地看成一个三维方势阱 ,()0,U r a U r r a -≤?=?>? （9） U 0代表势阱深度，a 表征势阱宽度。对于低能散射，ka <<1，δl 随l 增大而迅速减少，仅需

个常见心理学效应

１、“破窗效应” 美国斯坦福大学家詹巴斗进行一项试验，他找了两辆一模一样的汽车，把其中的一辆摆在帕罗阿尔托的中产阶级社区，而另一辆停在相对杂乱的布朗克斯街区。停在布朗克斯的那一辆，他把车牌摘掉了，并且把顶棚打开。结果这辆车一天之内就给人偷走了，而放在帕罗阿尔托的那一辆，摆了一个星期也无人问津。后来，詹巴斗用锤子把那辆车的敲了个大洞。结果呢？仅仅过了几个小时，它就不见了。 ２、“狄德罗效应”，（也称为“配套效应”） 18世纪，法国有个哲学家叫丹尼斯·狄德罗。一天，朋友送他一件质地精良、做工考究、图案高雅的酒红色睡袍。狄德罗非常喜欢，可他穿着华贵的睡袍在家里寻找感觉，总觉得家具颜色不对，地毯的针脚也粗得吓人。于是为了与睡袍配套，旧的东西先后更新，书房终于跟上了睡袍的档次，可他仍觉得很不舒服，因为“自己居然被一件睡袍胁迫了”，于是就把这种感觉写成了一篇文章《与旧睡袍别离之后的烦恼》。两百年后，美国哈佛大学经济学家朱丽叶·施罗尔在《过度消费的美国人》一书中，把这种现象称作为“狄德罗效应”，也称为“配套效应”。 ３、蝴蝶效应 什么是蝴蝶效应？1979年12月，洛伦兹在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后，所谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走，名声远扬了。 ４、“鲶鱼效应” 挪威人爱吃沙丁鱼，但是当渔民将捕捞的沙丁鱼运回渔港时，发现大多数的沙丁鱼已经死了，死鱼卖不上价，怎么办呢?聪明的渔民想出了—个办法，那就是将沙丁鱼的天敌——鲶鱼与沙丁鱼放在一起。每当渔民出海捕鱼时，总先准备几条活跃的鲶鱼，一旦把捕获的沙丁鱼放入水槽后，便把鲶鱼也放入水槽，鲶鱼因其活力而四处游动，偶尔追杀沙丁鱼，沙丁鱼呢，则因发现异己分子而自然紧张，四处逃

中学物理演示实验教学的现状及改进策略

中学物理演示实验教学的现状及改进策略 物理学是一门以实验为基础的自然科，在物理学发展的过程中，每个概念、定律都离不开与其相关的物理实验，实验在物理学的发展中有着巨大的意义和推动作用，可以说，离开了物理实验，就没有物理学的发展。美国的中学教育十分重视培养学生的动手能力和独立思考并解决问题的能力。在美国中学物理教学中演示实验教学占据了相当大的比例，物理教师一般都配备有专用的实验室和陈列室，学生以班级为单位轮流在实验室上课，而陈列室则放满了要展示的实验教具。我国物理实验教学的现实情况确实令人担忧，但是造成这种现状的原因是多种多样的，首先，在我国中西部地区教育经费严重不足，大部分乡镇中学的仪器配置均达不到国家三类标准，仍有大量的学校没有专门的实验设备和器材。其次是实验教学水平和设备维护上的缺陷，许多乡镇中学缺乏合格的实验员和设备管理人员，而一般乡镇中学的物理教师往往没有受过专业的物理实验操作培训，即使受过培训一般也跟不上课程改革的需要。因此，将中学物理教学实践与教学理论相结合，通过演示实验使学生学习的知识更好的得到同化和顺化，将知识变成自身所具有的能力。 一、中学物理演示实验教学现状的调查分析

（一）应试教育的升学压力与实验教学之间的矛盾 简单的追求升学率而忽视学生的科学发展，物理教师演示实验教学理念和教学手段陈旧僵化。目前，升学应试压力对物理演示实验教学的冲击，这也是当前物理教学中最为突出尖锐的矛盾。在保证教学进度的情况下只能压缩学生自主探究和讨论的实践。 （二）实验设备、教师操作水平在地区与学校之间分配不均 实验室和实验设备还是比较全面的，均能按照教材和课程标准完成相关实验。实验室是去年刚刚更新过的，实验设备还是比较完善的，常规的中学物理实验和创新实验都是能够完成的。调查演示实验的操作效果和试验成功率时，重点中学的老师均表示：“学校配备了专门的实验员对设备仪器进行维护，老师的自身专业素质都比较完善，独立完成中学阶段的实验都较为顺利。”而普通中学的教师则反映：“我校并没有专业的实验员，每一个教师都是多面手身兼多职，学校人手不足啊”。 （三）教师在演示实验教学方面热情较高但是缺乏专业学习培训 利用日常生活常见的材料自制实验器材，来解决看似十分复杂的物理概念，可以激发学生的学习兴趣，达到由浅入深的效果。可是我们的时间、精力和知识都不太充足，要是

几个初中物理实验的改进与创新

初中物理实验的若干改进和创新 龙门镇初级中学杨丹 引言物理学是一门以观察和实验为主的科学,实验教学则是物理教学的一种重要手段，在初中物理教学中，根据初中学生的好奇心强、认知能力有限的特点，积极开展物理实验教学，不仅能培养学生的信息收集和整理等基本技能，而且可以培养学生观察能力、思维能力、动手能力以及终生学习和创新的意识，培养学生实事求是的科学态度，激发学生的学习热情。多年来，我在物理教学中通过对实验的不断探究、改进和实践，将教材中几个实验加以改进，达到了良好的教学效果。 一自制简易的实验器材是解决问题的根本途径 1 、自制简易的激光光源 光学实验中的激光光源灯泡很容易坏，也为老师的教学增加了不少麻烦。因此我试着自制了一个简易的激光光源，使整个光学实验顺利完成。方法如下：买一个玩具激光手电筒，在废灯泡芯上取一小段玻璃柱，将玻璃柱装在激光电筒的前盖内，适当调整玻璃柱的角度，一个实用的光源就做好了。 2 、自制浮沉子 演示浮沉条件时，课本上曾用鸡蛋与盐水做或用青霉素的瓶子加水做。在实际操作时前者操作复杂，后者根本不能实现。 我是这样制作的：取一个5cm左右的塑料笔盖，再取一个螺丝旋进笔盖内做配重，另一端用用气球上的橡皮膜扎住，然后放入盛有大半瓶水的矿泉水瓶中，盖紧瓶盖，不能漏气，手捏矿泉水瓶即可实现浮沉，同时可观察到橡皮膜发生形变，说明浮沉的原因。 3、自制灵敏度高的演示温度计 当使用温度计上演示实验课时，可见度非常差，我自制的演示温度计，不但可见性好，而且灵敏度高。用日光灯起辉器的铝质外壳做测温泡，在铝筒口上紧塞一只橡皮塞，塞子的中间钻一小孔，注入红色的墨水适量，再把一内径2-3mm的玻璃管紧插入孔内，并伸到接近底部的位置。在玻璃管背面衬上白色背景的刻度板，就可以做成一个灵敏度高的温度计。可用来演示蒸发吸热，比热容实验。 4.导体与绝缘体的相对性 用一个25W的白炽灯与一个白炽灯的废灯芯串联安在竖放的木板上，用插头接入220V的电压。当用酒精喷灯加热废灯芯到红热状态时，灯泡发光，停止加热，温度降低灯泡又熄灭。此实验应使

2.1-冉绍尔效应

实验冉绍尔—汤森德效应 一、引言 1921年德国物理学家冉绍尔（C. Ramsaüer）在研究低能电子的平均自由程时发现：在惰性气体中，当电子能量降到几个电子伏时，气体原子核电子弹性碰撞的散射截面Q（它与平均自由程λ成反比）迅速减小；当电子能量约为1电子伏时，Q出现极小值，而且接近零。如果继续减小电子能量，则Q迅速增大，这说明弹性散射截面与电子能量密切相关。 1922年英国物理学家汤森德（. Townsend）把电子能量进一步降低，用另外的方法研究λ随电子速度变化的情况，亦发现类似的现象。随后，冉绍尔用实验证实了汤森德的结果。后来，把气体原子的弹性散射截面在低能区与碰撞电子能量密切相关的现象称为冉绍尔—汤森德效应。

冉绍尔—汤森德效应在当时无法解释， 因为经典的气体分子运动把电子看作质点， 把气体原子看作刚性小球，它们之间碰撞的 散射截面仅决定于原子的尺寸，而与电子的 运动速度无关。只有德布罗意波粒二象性假 设和量子力学建立后，这种效应才得到圆满 的理论解释。因此，冉绍尔—汤森德效应称 为量子力学理论极好的实验佐证。 图1是Xe，Kr，Ar三种惰性气体的冉绍尔曲线。因为电子速度与加速电压V的平方根成正比，故横坐标用V表示，纵坐标为散射截面Q，采用原子单位。由此可见，结构相近的物质，其冉绍尔曲线的形状相似。 二、实验目的 1. 通过测量氙原子与低能电子的弹性散射几率，考察弹性散射截面与电子能量的关系，了解有关原子势场的信息。 2. 学习研究低能电子与气体弹性散射所采用的实验方法。 三、实验原理

1. 冉绍尔—汤森德效应的理论描述 在量子力学中，碰撞现象也称为散射现象。离子的碰撞过程有弹性碰撞和非弹性碰撞两大类。 在弹性碰撞过程中，粒子A 以波矢k （ mE 2= k ）沿Z 方向入射到靶粒子B （即散射中心）上，受B 粒子作用偏离原方向而散射，散射程度可用总散射截面Q 表示。 讨论粒子受中心力场弹性散射的情况。取散射中心为坐标原点；设入射粒子与散射中心之间的相互作用势能为U (r )。当r →∞时，U (r )趋于零。则远离散射中心处的波函数Ψ由入射粒子的平面波Ψ1和散射粒子的球面散射波Ψ2组成 ()r e f e ΨΨΨikr ikz r θ+=+??→?∞→21 这里考虑的是弹性散射，所以散射波的能量没有改变，即其波矢k 的数值不变。θ称为散射角，即粒子被散射后的运动方向与入射方向之间的夹角；f (θ)称为散射振幅。 总散射截面 ()?Ω=d 2 θf Q 利用分波法求解满足前式边界条件的薛定谔方程

狄德罗效应

狄德罗效应 狄德罗效应是一种常见的“愈得愈不足效应”，在没有得到某种东西时，心里很平稳，而一旦得到了，却不满足。

18世纪法国有个哲学家叫丹尼斯·狄德罗。有一天，朋友送他一件质地精良、做工考究的睡袍，狄德罗非常喜欢。可他穿着华贵的睡袍在书房走来走去时，总觉得家具不是破旧不堪，就是风格不对，地毯的针脚也粗得吓人。于是，为了与睡袍配套，旧的东西先后更新，书房终于跟上了睡袍的档次，可他却觉得很不舒服，因为“自己居然被一件睡袍胁迫了”，就把这种感觉写成一篇文章叫《与旧睡袍别离之后的烦恼》。200年后，美国哈佛大学经济学家朱丽叶·施罗尔在《过度消费的美国人》一书中，提出了一个新概念——“狄德罗效应”，或“配套效应”，专指人们在拥有了一件新的物品后，不断配置与其相适应的物品，以达到心理上平衡的现象。 先说生活中的“狄德罗效应”吧，人们分到或买到一套新住宅，为了配套，总是要大肆装修一番，铺上大理石或木地板后，自然要以黑白木封墙再安装像样的灯池；四壁豪华后自然还要配红木等硬木家具；出入这样的住宅，显然不能再破衣烂衫，必定要“拿得出手”的衣服与鞋袜；就此“狄德罗”下去，有的也就觉得男主人或女主人不够配套，遂走上了离妻换夫的路子。 狄德罗效应给人们一种启示：对于那些非必需的东西尽量不要。因为如果你接受了

一件，那么外界的和心理的压力会使你不断地接受更多非必需的东西。 如何才能摆脱“狄德罗效应”的摆布呢？大哲学家苏格拉底有他的处理方式。 有一天，几位学生怂恿苏格拉底去热闹的集市逛一逛。他们七嘴八舌地说：“集市里的东西可多了，有很多好听的、好看的和好玩的，有数不清的新鲜玩意儿，衣、食、住、行各方面的东西应有尽有。您如果去了，一定会满载而归。”他想了想，同意了学生的建议，决定去看一看。 第二天，苏格拉底一进课堂，学生们立刻围了上来，热情地请他讲一讲集市之行的收获。他看着大家，停顿了一下说：“此行我的确有一个很大的收获，就是发现这个世界上原来有那么多我并不需要的东西。” 随后，苏格拉底说了这样的话：“当我们为奢侈的生活而疲于奔波的时候，幸福的生活已经离我们越来越远了。幸福的生活往往很简单，比如最好的房间，就是必需的物品一个也不少，没用的物品一个也不多。做人要知足，做事要知不足，做学问要不知足。” 升级换代的“狄德罗效应” 2004-09-02 08:49:57 来源:南方日报王宁 今天，人们在装修房子时，往往会将与装修格调不合的旧家具处理掉

关于初中物理声音波形的教学反思与实验改进

关于初中物理声音波形的教学反思与实验改进 淮安市淮阴区码头中学王国武 物理学是一门以实验为基础的科学，研究物理问题的根本方法是进行观察和实验，物理实验既是物理教学的基础，也是物理教学的内容与手段。在初中物理教学中，根据初中学生的好奇心强、认知能力有限的特点，积极开展物理实验教学，可以培养学生观察能力、思维能力、动手能力和创新意识，培养学生实事求是的科学态度，激发学生的学习热情，可以说各种类型的物理实验，具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程，为学生的学习提供了丰富的感性材料，强化了学生的感知并纠正在感知中形成的错觉，从而达到发展智力、培养能力的目的。 现行八年级物理上册苏科版课本第一章中提到了波，在第一节中课本仅仅是通过水波、弹簧中的疏密波让学生对“波”产生感性认识，在第二节图1-14中又涉及到波形的概念。实际上波是高中的教学内容，在八年级上册物理教师教学用书中也只是提到用示波器来演示声音的波形，而初二学生刚学习物理，对于波是什么没有理性的理解，只能靠感性的理解，于是我认为这样学习物理就违背了物理学的精神，也违背了素质教育的精神。任何事物都在发展，都需要不断地完善，现行初中物理教材也是如此，因此教师在课堂上的实验上必须采取一些改进和更新，下面就这方面谈谈我的看法。 在第一节中学生已经知道了声音是由于物体振动产生的，那么波是怎么来的呢，我们先看高中阶段利用砂摆(用线悬挂起来的盛砂漏斗)描迹，显示简谐振 动的图象的实验。砂摆实验分两步做：第一步， 下面的平板不动，让摆球振动，结果在板上是 一条直线，这是由于各个不同时刻的位移在板 上留下的痕迹相互重叠而形成。第二步，匀速 拉动平板，从振动漏斗中漏出砂流在板上形成 一条曲线，显示了各个时刻漏斗的位移。教师 归纳说这条曲线就是漏斗的振动图象，它揭示 了振动物体的位移随时间的变化规律。通过实 验点拨，使学生较直观地由感性认识上升为理 性认识，促进学生良好素质的形成。 实验中砂摆的振动没有发出可听声，如果 利用这个高中阶段的实验来让刚学物理的初二学生理解声音是一种波、声音的波形的话很困难，而且采用传统的"砂摆"实验,只有围在实验装置周围的几个同学可以看到振动曲线情况,如果让所有学生看到现象就会影响教学进度,效果也不是很明显。因此想到如果设计一个能让所有学生在自己的座位上就能观察到的振动曲线,教学过程会变得形象、直观,教学效果会更好一些.。 对此，我设计用一个振动物体,把它的振动情况通过反光镜反射到屏幕上,这样就要在振动物体上放置一个发光体,或者用一束光照射到振动物体的振片上（振片上粘上平面镜）,通过一些简单操作将振动的情况反射到大屏幕上,这样就解决了振片振动的可视性问题. 装置的组成:激光笔, 振动物体(振片上可粘一个小平面镜),反光镜。使用时，打开激光笔开关,使一束红光照射在未接通电源的振动物体的振片上，反射