① 初二物理的简单实验装置
1、市面上来激光笔不源贵，还挺好玩，买一个，由于激光笔射出光线 平行度好，可近似认为是平行光
找三个点（三点一线的），顺着射过去，演示光直线性原理，检测你家地面、墙壁、家具等的直线度（这个是（3）要求的解决实际问题的）。
找个小镜子，可以演示各种反射原理
向鱼缸里照射（用手机拍下照片）可以演示各种折射原理，
找个小孔（很小的孔，或者卖的专门的图形接头），射到墙上，可以演示光衍射原理，
找个放大镜射过去，光斑大小变化，演示折射原理，位置不同光斑大小变化，演示放大镜物像间关系。
等等，凡是做过的物理题都可以拿来试试仿真下....
2、物态变化
最简单的是小药店（大药店不卖）买个，注射针管，
吸点水，里面没有气泡的情况下，用手堵住吸孔，继续拔，会看到水像沸腾一样冒泡，
原理是压力越低，液体沸点越低， 属于【气化】过程
重要的是你在以后的生活中自己注意观察思考，你会发现很多身边有意思的东东。
② 初中物理创新实验
关于召开枣庄市初中学生创新实验展评大会的通知 枣教研字[2010] 23号
(点击数:340 发布时间:2010-11-29)
枣教研字[2010] 23号
关于召开枣庄市初中学生创新实验
展评大会的通知
各区（市）教研室、市直各学校：
为迎接山东省第二届初中学生创新实验展评大会，经研究，决定于2010年12月中旬我市举行初中生创新实验展评大赛。现将有关事宜通知如下：
一、参加展评人员
本市普通初级中学在校学生。
二、展评内容及展评办法
（一）展评内容
1．创新实验金点子现场演讲
2．创新实验成果现场操作展示
（二）展评办法
1．推荐人数：滕州市7人以内，市中区、峄城区、台儿庄区、山亭区各4人以内，薛城区5人以内，高新区1人，枣庄市十五中2人，枣庄市实验学校1人。
2．展评时间：物理：2010年12月18日；化学：2010年12月19日；生物另行通知。
3．展评地点：物理：枣庄十五中东校；化学：枣庄十五中西校；生物另行通知。
4．参评学生于当天上午8：30准时到展评学校抽签确定比赛顺序（不到者视为自动放弃）。
5．每位参评学生在10—15分钟之内演讲自己的创新实验金点子或展示自己的创新实验成果。
6．本次展评设学生及指导教师一、二、三等奖，颁发获奖证书。
三、展评说明
1．各区（市）于2010年12月15日前，将参评有关创新实验的设计方案电子稿发送到枣庄市教研室。
2．实验所需的所有器材、药品由参赛单位自带。
3．参赛学生每人需带实验创新方案10份，比赛时供评委参考。
4．创新实验展评办法见附件。
附件一：创新实验的基本要求和评价标准
附件二：实验创新方案文本参考格式
枣庄市教学研究室
2010年11月23日
附件一 创新实验设计的基本要求和评价标准
1．初中学生实验创新的基本要求
实验目标
重视科学问题解决，致力于探求未知的科学事实、原理和规律。
实验原理
实验原理科学，有利于科学问题的解决
实验装置
实验装置简便，安全性好，对环境无污染
实验操作
实验操作简捷，技术手段先进，条件控制准确
实验现象
实验现象直观、鲜明，有利于揭示实验本质
实验创新点
实验特色鲜明，有创新性
2．初中生创新实验展评的评分标准
评价指标
评分细则
权重（%）
得分
说明
实验设计的目的性（15）
1.准确、简练地表述本实验设计目的、亮点，清晰地讲解达到实验目标的操作
10
2.实验设计所蕴含的功能能切实达到本实验设计的目标
5
实验的
科学性
（20）
1.实验原理正确
5
2.实验装置合理
5
3.从实验现象到本质的推理科学严密
5
4.实验操作规范、顺序正确
5
实验设计
的创新性（30）
实验设计思路、实验功能、实验方法、实验材料、实验装置等有所突破和创新
30
实验的
可行性（18）
1.实验操作简便、实验现象明显
6
2.实验所需仪器和药品为实验室常见，或在生活中易得
6
3.实验有一定的推广价值
6
实验安全性（17）
1.实验方案环保
6
2.能指出实验可能出现的环境污染和安全隐患，并有相应的防范措施
6
3. 实验装置稳实、简洁、流畅
5
总 分
注：初中生“实验创新金点子”的评分参考上述标准执行。
附件二：实验创新方案文本参考格式
(文本为Word文档，A4 纸，页边距：上下各2.6，左右各3.17，行距固定值，22磅)
首先在文本的左上角方框内注明参加展评的项目类型（金点子演讲/现场成果展示），之后按照下文所列举的项目一一叙述清晰。
一、创新实验名称 ×××××××(小三号黑体，居中)
(作者单位，城市，邮编 五号宋体，居中)
二、创新实验目的 ××××××× (五号宋体，固定值，行距1.25，下同)
三、实验仪器及用品 ×××××××
四、实验装置图及说明
五、实验操作
六、实验创新点及其意义
③ 大学物理实验中某个实验的改进方法
实验内容及方法的改进（冰的溶解热实验）（如果需要的话发你邮箱，有些图片）
（一）、实验装置的改进
1本实验的原装置图如右图所示：
1.1对实验器材存在问题的分析与思考
实验过程中对本装置的观察分析与应用，使我对此装置的优缺点有了深入了解。该装置原理简易明了，在此次实验中为一近似的量热孤立系统。在实验的实际操作过程中，有一步骤却给同学们带来极大的不便，从而也会因个别同学不留心操作不够规范而造成较大的误差。
仔细观察该装置后不难发现，该装置若想与外界没有热量交换则必须盖子密封性绝热性良好，于是在绝热盖部分与瓶子十分紧凑，这就对本实验的操作造成了不利影响。
1.2实验器材的主要缺陷
实验中很重要的一步是放入冰块，然后立即记录15秒后的数据。其不利因素可分为两个方面：其一是十五秒内要把冰块放入杯中并盖好瓶塞，时间太过于紧迫，很难在如此短的时间内完成，因此记录数据时已经过了十五秒，造成记录数据不准确，最终绘图时误差也比较大。另一方面为放冰块时杯中热水的温度仍旧高于室温，如此大幅度地打开杯子盖子会造成杯中热量的散失，对流现象明显，孤立系统很难再满足条件。
2改进后的装置图如下（为表示出瓶盖的翻转，选择了两个方向的视图）：
2.1改进构想
原实验装置的不足之处主要在于盖子打开放冰时散热以及打开时不方便，对此部分做出改进：将杯盖改装成绕中轴旋的盖子，然后在边缘加一橡胶圈起固定作用。此种改进方法近似于翻盖式的垃圾桶，投冰时免去了手动打开合上盖子的过程，大大缩短了操作时间和此过程中的热量散失。
2.2改进后的思考
该实验装置改进后的确克服了原来的一些缺陷与不足，但也存在一些小的问题值得思考。比如装置的密封性要得到保证等。改进后的装置也要尽量使用绝热性良好的材料，尽可能地减少散热。
（二）、实验原理和数据处理的改进
1.采用环境温度的水溶解冰
系统的温度始终低于环境温度，系统只从环境中吸热，因吸热造成终温偏高，为此做散热修正。
修正方法：先做出冰溶解曲线得到实测终温，然后做系统吸热升温曲线，升温曲线为斜率很小的直线，将直线延长与纵轴相交，交点处的温度就是修正后的终温。
采用环境温度的水后，冰的溶解速率降低，溶解过程变慢，慢过程的对测温的准确度是有利的。但较长时间得内系吸收的热量不可忽视。系统吸收的热量
按照吸热升温曲线可求出系统的散热常数k，由牛顿冷却定律，
散热常数R很小，溶解的过程中近似地认为k不变。因吸热温度升高
（ 为修正后的终温）
2.溶解过程中不进行搅拌
搅拌过程破坏了溶解的平衡，并且由于是低温溶解，该溶解过程比较慢，搅拌使溶解过程起伏，所以不进行搅拌测出的温度即为比较准确的平衡时温度了。
④ 高一物理，蜡块运动试验，曲线运动的轨迹怎么算呢高手来！！
红蜡块实验是现行《人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修2》第五章《曲线运动》的第2节“质点在平面内的运动”中的重要演示实验。该节的教学目标为：①知道物体的运动轨迹不是直线时，需要建立平面直角坐标系进行研究；②经历蜡块运动位置、轨迹的研究过程；③经历蜡块速度的研究过程，体会运动合成所用的方法；④初步认识运动的合成与分解遵循平行四边形定则；⑤能够初步分析运动的合成与分解问题；⑥能够用图示方法表示合速度与分速度。在这一节中我们首先要关注的是质点在平面内的曲线运动问题。这样我们就要在两维空间研究质点的位置、轨迹和速度问题，所以需要建立平面直角坐标系进行研究。同时要牢牢把握住教科书中指出的：“在本节的实验和例题中，物体沿着相互垂直的两个方向的分速度都不随时间变化，但以上思想和方法对其他运动也是适用的。”因此在完成研究质点位置、轨迹和速度问题后，需要让学生体会这样的研究方法，并把它与力的合成与分解进行对比。这样看来做好演示试验是上好该课的关键。教科书在实例选择时没有选用轮船渡河的现象来研究，主要是考虑有的学生对这一现象生活体验不够，缺乏感性认识，且演示困难；而蜡块实验演示方便，操作简单，直接能够在课堂里观察，可以直观的让学生了解平面内的曲线运动。同时对蜡块位置、轨迹和速度的研究也是十分简单方便，并能够清楚的反应出运动合成所用的方法，帮助学生体会这类问题的研究方法。由此可见，红蜡块实验在该节教学内容中的重要性。
标记线1
标记线2
图1
但是该实验在操作时存在以下困难：①实验中常常由于红蜡块两头形状的不同，每次比较时需要倒置两次才能获得有效的实验数据。这不仅操作麻烦，也产生不必要的实验干扰；②实验中水平方向用手直接移动，难以做到匀速运动；③实验中蜡块运动轨迹不易描述，使描轨迹的学生活动难以开展。为了解决上述困难，笔者对该实验进行了改进，改进后的演示仪器不仅解决了上述困难，并且仪器制作简单，实验操作方便，实验效果比较理想。
1、实验装置的改进
(1)玻璃管选取洞庆一根长1m内径略大于1cm的玻璃管（如图1），一端封闭装满水。在距玻璃管底端15cm处及距顶端10cm处各贴一圈黄色标记线，实验中只研究红色标记物在这两根标记线之间的运动情况，这样可以避免浮体由静止开始做变加速运动过程的影响。
(2)原红蜡块用改制的浮体来代替，如图2所示用泡沫塑料制作出一个圆柱体，直径比玻璃管内径小3mm左右，将细铁丝缠绕在圆柱体上，以便通过U形磁铁将浮体从顶端移至下端，这样设计可以避免将玻璃管来回倒置。所绕铁丝的长度可以控制浮体在水中上浮速汪颤缓度的大小，以达到最佳实验效果。同时在圆柱体外贴上红色薄油纸，使改制后的浮体与红蜡块更为接近。
图2
(3)为了使实验更加稳定，选取测定匀加速直线运动加速度实验中的塑料小车，将玻璃管固定在小车上（如图3），并让小车在一长木板上通过绳子由电动机牵引运动。
（4）电动机选用工作电压为交流220伏电动窗帘上配套的专用电机设备，它的专用机械结构使电机具有强大而又稳定的 图3
牵引力，正常牵引速度在每秒2厘米左右，这非常符合我们实验的要求。实验中电困模机的转速还可以借用调光台灯的电压控制电路来实现，使牵引的小车不仅能做匀速运动，还能做变速运动以满足研究各种运动合成的需要。
（5）为了能在实验中描出运动物体的轨迹，选用一块边长在80厘米左右的正方形透明有机玻璃板，并在板上画出方格用于定位蜡块运动时所处的位置。
2、实验的操作过程
实验1：探究物体运动的独立性
实验时先让学生观察红色浮体在玻璃管静止时匀速上升，再让学生观察红色浮体在上升的同时小车在电动机的牵引下在水平的长木板上做匀速运动（如图4）。激发学生思考：红色浮体在竖直方向上的运动是否会因水平的运动的变化而产生影响？如何设计实验来探究这个问题？在学生提出各种想法后的基础上，引导学生设计实验方案：玻璃管静止时，测出红色浮体在两根标记线间运动的时间T1；红色浮体在匀速上升的同时玻璃管在水平方向上做匀速运动，测出红色浮体在两根标记线间运动的时间T2。如果T1、T2在实验误差允许的范围内近似相等，则可以说明红色浮体在水平方向上的运动不影响它在竖直方向上的运动。实验过程中给学生分发计时秒表，让学生来测量两次的时间，让学生在探究活动中体验物理规律。
实验2：探究合运动物体的轨迹
如图4
当物体同时参与两个运动时，其合运动是怎样的轨迹对学生来说是一个非常值得探究的问题。实验时先让学生对水平和竖直都作匀速运动时会是怎样的轨迹进行猜测，再提出用什么方法来记录物体的运动轨迹，引导学生用描点法来描绘红色浮体的轨迹。实验时将画有方格线的透明有机玻璃板竖直放置在长木板后面，学生在板的后面用较粗的红色记号笔记录红色浮体的运动过程中的位置，一般每隔1s描一次红色浮体的位置，这样设计主要考虑描点时不要影响玻璃管的运动。正常情况下描绘出的实验图线是一条比较理想的直线。然后再让学生研究竖直方向匀速运动而水平方向作加速运动时是怎样的运动轨迹，重复上面的学生活动过程，并通过台灯调光电路使红色浮体在水平方向作加速运动。实验中得到一条曲线的轨迹对学生进一步理解运动合成的概念有重要意义。
设计这样的实验装置可以使得学生更好的观察运动的合成与分解问题，并可以与学生进行互动，使更多学生参与到物理实验的操作过程中来，在学习运动合成的过程中，也能体验通过设计实验来研究物理问题的方法。
⑤ 你认为实验过程中还存在哪些问题,应如何改进
近年来实验室事故频发，往事历历在目。吸取教训、总结经验，是预防事故发生的最好办法。目前，大部分实验室都存在着哪些安全问题?应对这些问题的解决方案又有哪些?SLD中检实验室为你分享本篇文章，关于实验室工程中的安全相关问题汇总，接下来就一起来看看吧!
实验室安全面临的问题
技术方面存在的问题
1.规划设计考虑不周，造成安全隐患
由于规划设计人员对各类实验室的功能要求缺乏一定程度的了解，尤其是对一些特殊实验室的特殊要求知之甚少，因此在实验室建设的规划设计中对设施和装备的安全要求考虑不周，工程设计上存在漏洞，包括人与机械、作业环境之间匹配不当等，造成了安全隐患。
2.安装防护门窗，堵塞安全通道
近年来，实验室内贵重实验仪器设备大量增加，为了防止这些设备被盗窃，不少实验室普遍加装护窗，增设全封闭的金属门，有的甚至将双向通道走廊的一头封闭，改为单向通道走廊。一旦发生意外，因通道严重受阻，逃生不畅，后果不堪设想。
3.安全设施陈旧落后
实验室安全资金投入严重不足，一是消防设施配备不足，不少现有设施因陈旧而无法使用;按规定，实验室应配置固定式灭火系统或移动式消防器具，但因资金缺乏而未配备或配备数量不足。二是实验室用房紧张。一些需要分开存放的物品不能做到分开存放，而且一些设备的安全操作距离也不够。三是环保设施不能满足要求。一些可能产生有毒气体的实验室未配备通风系统，仅用排气扇代替;一些应经过处理才能排放的废水，因设施不完善而放任自流;一些固体废物没有按照国家标准进行处理，作为一般垃圾外运，对社会安全造成隐患。四是缺乏应急动力供应系统。一些实验室设备在使用时不能突然停电，否则会造成设备损坏甚至报废，但因资金缺乏而未配备应急供电系统或双环路供电系统。五是不少高校因为资金问题而没有建立现代化的实验室监控系统，无法有效地做好“四防”工作。
管理方面存在问题
1.实验室建设无安全审核制度
在实验室的建设工程设计或改造项目中，没有对安全功能进行审核的程序和制度，就是有也不尽完善，以至某些工程完工后给使用者带来安全隐患。
2.安全管理体制不完善，安全责任不明确
一是部分实验室安全工作的专门组织机构和体系，难以建立对整个实验室安全工作实行全面管理的领导体制，没有落实法定代表人是单位安全第一责任人的要求。二是部分单位没有专人负责实验室的安全工作，没有配备专职实验室安全员，无法层层落实管理职责，安全责任不明确。三是职能部门缺少专门的科室和专业技术人员，很难实现对实验室安全进行专业管理，与系部的实验室安全管理之间缺乏有效地衔接和必要技术指导。
安全事故发生的原因及其应对措施
实验室安全事故发生的原因主要为不安全环境和不安全行为，不安全环境是事故的间接原因，不良管理是事故的基本原因，而人的不安全行为是事故的直接原因。大小事故的结果都可能造成生命的伤害和财产的损失，都会影响正常的教学和科研工作。因此，实验室安全管理的中心内容就是防止人的不安全行为，消除物质环境的不安全状态，阻断事故连锁的进程而避免事故的发生。为避免事故的发生，应采取相应的措施。
1.对安全环境因素
对安全环境因素，要求实验室设计、仪器布局、试剂放置、气源、电源线路、电源功率、通风设置、防感染设置、下水管道、实验室废弃物处置、消防设施等应有合理的设计，制定和公布恰当的实验室安全级别。妥善保养一切通用的和个人用的安全防护用具，对其经常进行检查是非常重要的。
2.对人的不安全因素
对人的不安全因素，不仅需要规范的管理制度，实验室安全操作规程，落实实验室安全责任人，更重要的是要使所有的实验室工作人员都应具备一般有关实验室安全、危险以及防止事故的知识。每一个在实验室里工作的人都应该认识到自己对实验室安全所负有的责任，如果发现实验室有任何不安全的因素时，应立即迅速而坚决地加以纠正。进入实验室工作的人员，在开始一项新的实验工作时，应事先了解操作过程中可能存在哪些危险，并预备好预防措施。
实验室安全事故的主要类型
1.火灾性事故
火灾性事故的发生具有普遍性，几乎所有的实验室都可能发生。酿成这类事故的直接原因是：
(1)忘记关电源，致使设备或用电器通电时间过长，温度过高，引起着火;
(2)操作不慎或使用不当，使火源接触易燃物质，导致着火;
(3)危险化学品泄漏遇火源或热源引发爆炸起火;
(4)供电线路老化、超负荷运行，导致线路发热，导致着火;
(5)乱扔烟头，接触易燃物质，导致着火;
(6)燃烧反应实验或失控化学反应导致的燃烧火焰或高温物质如加热过的坩埚引燃易燃物质;
(7)加热用火如酒精灯、电炉等忘记关，致使物料逸出或烧干引发火灾等。
2.爆炸性事故
爆炸性事故多发生在具有易燃易爆物品和压力容器的实验室，酿成这类事故的直接原因是：
(1)违反操作规程，引燃易燃物品，进而导致爆炸;
(2)设备老化，存在故障或缺陷，造成易燃易爆物品泄漏，遇火花而引起爆炸;
(3)在实验时误操作导致的燃烧热能释放;
(4)爆炸性物品受热或撞击，引发爆炸事故;
(5)高压高能气瓶装置操作不当或不合格发生物理爆炸事故
(6)生产工艺、设备或系统不完善，导致危险化学品爆炸;
(7)密闭容器或狭小空间内进行化学反应，反应突然增加压力、泄漏等发生爆炸事故。
3.化学污染类事故
这类事故主要表现在：
(1)化学废液收集不当导致环境及地下水污染;
(2)废水排放管路受阻或失修改道，造成有毒废水未经处理而流出，引起环境污染;
(3)设备老化，存在缺陷和故障造成有毒物质泄漏或有毒气体排放不出，酿成中毒;
(4)盛放挥发性的化学试剂瓶，用完后忘记盖盖。
4.压力气瓶类事故
这类事故主要表现在：
(1)压力气瓶遇高温或强烈碰撞引起爆炸;
(2)易燃气体在空气中泄漏达到一定浓度时遇明火发生爆炸;
(3)有毒气体泄漏造成中毒和环境污染。
5.药品类毒性事故
这类事故主要表现在：
(1)违反操作规程，将食物带进有毒的实验室，造成食物中毒;
(2)配置或使用有毒试剂时，不在通风柜中操作，造成人体、皮肤吸收，引起慢性中毒;
(3)设备设施老化，存在故障或缺陷，造成有毒物质泄漏或有毒气体排放不畅，酿成中毒;
(4)有毒试剂不经减毒处理排放，从而引起环境污染。
实验室安全管理对策
1.健全实验室安全管理机构，明确管理责任
实验室由于专业不同、门类不同，需要有专门的机构负责实验室安全方面的管理。从上至下要建立实验室的安全管理体系，有明确的安全管理层次和安全职责。
2.重视安全基础性工作，加强安全标准化建设
实验室安全的基础性工作是大力加强安全标准化实验室建设。着重从以下四个方面展开：
(1)实验室安全运行组织管理标准化。主要是制定以实验室安全运行为目标的实验室安全管理全过程的各项详细的、可操作的管理标准。
(2)实验室安全条件标准化。主要是保证实验室房屋及水、电、气等管线设施规范，实验室设备及各种附件完好，实验室现场布置合理、通道畅通，实验室安全标准齐全、醒目直观。实验室安全防护设施与报警装置齐全可靠。
(3)实验室安全操作标准化。主要针对各实验室的单个实验或高档仪器设备制定操作程序和管理规范，实现标准和规范化操作。
(4)实验室安全教育制度化。定期进行实验室的必要安全教育工作，做到“未雨绸缪，防患于未然”。同时做好实验室安全通报工作。
3.加大实验室安全设施的投入，提高安全系数
对现有的实验室在防火、防爆、防毒、防盗、防辐射、防传染等安全设施方面加大投资力度，根据实验室危险因素的具体情况，更新、改造、配备必要的劳动保护设施和用品，安装必要的实验消防、通风、防爆设施，以期及早发现隐患，杜绝事故发生。
4.加强实验室安全教育，进行安全培训
安全教育是防止事故发生的预防性工作。实验室管理层要充分重视实验室安全教育工作，制定安全教育制度和长期的安全教育培训规划，加大实验室安全教育的投入，定期组织进入实验室工作的教师和对学生进行系统安全技术知识学习的培训，强化安全意识，做好安全管理工作。SLD中检实验室技术建议应开设安全教育网页，开辟安全教育专栏，定期组织安全教育讲座，进行一些灭火、自救的演习，不断提高有关人员的安全技术水平，熟练掌握事故应急处理方法，使每一个在实验室工作和学习的人员都具备处置突发事件的能力。
小结
这是从实验室的技术和管理方面，从人员方面看多是由于化学知识匮乏、操作不规范、安全意识缺乏等原因造成，作为实验室管理人员，首先要规划好实验室分析人员的素质培训问题，因为实验室是“以人为本”的实验室，不管是先进实验室安全意识的培养、实验技能的掌握还是仪器操作、维护保养的培训，都能更好的避免安全事故的发生和确保实验室工作的安全运行。
⑥ 高中物理自感视频 [高中物理教材中自感演示实验的改进]
在物理教学过程中，演示实验是学生认识物理规律的感性基础，是学生加深对物理概念和物理规律或原理理解的重要环节。而演示的现象的好坏将对学生造成直观上的正面或负面影响，进而会对学生学习物理概念或规律的理解造成正迁移或负迁移。比如，自感现象是一种特殊的电磁感应现象，它在生产技术中应用较为广泛，但学生不易接受，难以理解。现行高中物理新教材选修3―2第四章第6节中研究自感现象是通过如图1、图2所示的电路来演示的。其中图1为演示通电自感现象原理图，图2为演示断电自感现象原理图。教师做好这两个实验，有利于学生理解尘掘散自感现象，是上好这节课的关键。
该实验的设计虽有利于演示的分步、分类完成，笔者认为却存在以下三点不足：
分两个电路来演示，易使学生形成错觉，认为通电与断电自感是发生在不同的电路中；
图2所示的断电自感实验，若线圈L的自感系数不够大，则断电时线圈产生的自感电动势与形成的自感电流较小，不会使小灯泡发出较强的亮光，自感现象就不容易观察到；
核心问题：这两个实验装置都不能显示自感电动势(或感生电流)的方向。
演示通电自感现象时，实验易操作，实验现象较为明显散银，但在演示断电自感现象时，为了使现象明显，往往实验时要求12>11，以达到断电时灯泡有明显的闪耀的效果。但在实际操作中，经常因为12过大而将灯泡烧坏，造成实验器材损耗，不便于课堂上重复再现实验现象。另外，由于灯泡闪亮，只说明有电流流过，无法辨析电流方向的变化，不便于教学重点难点的突破。，为此，在教学中对实验装置进行以下改装，就可很好地解决上述问题，达到较好的效果。
一、实验装置改进方法1
1.装置原理图(图3)
2.改进说明
(1)图3是将课本中介绍的断电自感装置图中的灯泡A，用氖管代替。
(2)将单刀闭合式开关，改成点触式弹片开关。
3.优点
(1)改用“弹片点触式”开关，断电更方便、更易操作，断电更瞬时。
(2)改用氖管后，开关闭合时氖管不发光，开关断开时自感电动势使氖管闪亮红光，现象对比明显，效果更好。且氖管的耐压值较高，不易烧坏。
二、实验装置改进方法2
1.实验改进的设计思想
(1)用一个电路来演示通电和断电自感现象。
(2)在改制教具时尽量考虑学校实验室现有器防的利用。
(3)兼用传统的小灯泡和具有单向导电性的发光二极管，能判断出自感电动势(或感生电流)的方句。
2.实验装置原理图(图4)
3.改进说明
(1)在各支路中，按图示串接三个发光二极管。
(2)D1、D2导通时发红光，D3导通时发绿光。
4.改进后的演示实验优点
(1)取材方便，利用学校实验室现有器材，操作简单，现象明显直观。
(2)使用具有单向导电性的发光二极管，不仅可以用来演示自感现象通电和断电时的两种情况，而且通过二极管导通时发出不同色光来反映电流流向，使抽象问题具体化，对比明显，可视性强。有利于教学难点的突破。
三、实验装置的拓展使用
1.装置原理图(图5)
2.柘派氏展说明
(1)将改进1中的氖管取下。
(2)从点触开关的两接线柱分别引出两导线M、N。
(3)要求8位同学(也可增加参与学生人数)左右手依次如图5抓紧。
(4)第一名同学的左手抓紧M，第8名同学的右手抓紧N。
3.操作说明
(1)闭合电键前，要求学生谈体会(无感觉)。
(2)闭合电键后，要求学生谈体会(无感觉)。
(3)断开电键后，同学们迅速收回双手(有电击感觉，课堂气氛活跃，学生有较强的探究欲望)。
4，优点
(1)师生互动，学生参与面广；实验效果明显，学生体验深刻。
(2)改装方便，具有普适性。
5.建议
该拓展实验，作为新课导入实验，能很好地激起学生的探究欲望。
实践证明，通过这样的教学处理，可以使学生对结果非常信服，不会感到电磁感应规律抽象难以理解，并且使课堂气氛非常的活跃，大大加强了课堂师生之间的互动；与此同时，学生不仅学到了自感现象及其原理，也为进一步学习电磁场内容中的振荡电路打下坚实的实验基础。
(见习编辑郭振玲)
⑦ 意识波粒二象的详细论证(3)
意识具有波粒二象性的革命性认识是以著名的单电子双缝实验为可靠的实验基础，以数学家冯·诺依曼对双缝实验整个过程的严谨数学分析而论证出只有意识才能导致波函数坍缩这一重要结论，在此基础上进一步逻辑推导出意识必然具有波粒二象性的全新认识。
单电子双缝实验是量子力学最根本最重要的一个实验，2002年，美国《物理世界》杂志将其评选为物理学十大最出色实验的第一名 [1] ，也可以说它是人类历史上最神奇的一个物理实验。这个小小实验把波粒二象性和量子之谜的诡异性展现得淋漓尽致，极大的冲击了我们的世界观，长期以来困惑了包括爱因斯坦在内的众多物理学家，围绕这个实验现象的解释，至今依然争论不休。物理学家理查德·费恩曼说：“单电子双缝实验包含了量子力学的核心，事实上，它包含着独一无二的奥秘。我们不能通过说明它如何作用来消除这个奥秘．我们只是告诉你，它是怎样起作用的。在告诉你它怎样起作用的同时，我们也将告诉你所有量子力学的基本特色。” [2]
单电子双缝实验是最严格可靠的经验现象，也是最深邃难解的经验现象，它也是唯一的将观察者的意识不得不考虑在内的物理实验，它是哲学思考最可靠的逻辑起点，包含了哲学的几乎所有重大问题和根本奥秘，涉及到实在和反实在（本体论）、先验和经验（认识论）、因果律（薛定谔演化和狄拉克抉择）、自由意志（海森堡抉择）、逻辑论（形式逻辑、辩证逻辑和量子逻辑）、时空本质（二象性时空）以及心物交互（相干叠加性）等几乎全部重大哲学问题，其中甚至暗含了灵魂不朽和终极归宿的神学问题，也是哲学、科学和神学重新获得统一的最关键的起点。甚至也可以这样说， 以单电子双缝实验为哲学思考的阿基米德基点，可以撬动整个宇宙。
关于这个实验可以详细查看以下动画演示，该动画非常形象生动的演示了电子双缝实验的神奇现象。
在电子双缝实验中，当我们将一束电子流经过中间的双缝打到最终的显示屏上，根据经验常识，电子只是类似足球一样的颗粒状的单一微小物体，在日常世界中，假如我们连续的踢出大量足球而经过中间有两道狭缝的墙，那么最终的球网上只会形成两道条纹，绝无可能形成多道干涉条纹。可是，电子双缝实验的结果却与我们的常识经验严重背离，屏幕上最终形成的是只有波才能形成的干涉条纹。
那么会不会是大量电子互相碰撞才造成如此呢？它们如果互相碰撞确实有可能改变电子运动的路径，虽然不一定形成干涉条纹，但还是应该把这种可能性彻底排除掉。于是我们可以改进实验装置， 让电子枪一个一个地先后发射电子，间隔时间可以超过一秒钟 ，然后再看一下实验结果究竟如何。
当一个电子被打过去时，屏幕上只出现一个亮点，更多的电子过去，就有更多的亮点出现。初看起来，这些点杂乱无章，而随着时间的推移，当越来越多的电子被打过去时，大量的电子形成的大量的点逐步组成了只有波才能形成的干涉条纹！
由于电子是一个一个的前后相隔很长时间才发射出去的，那么根据这个可以逻辑推断出单个电子必须是一种广延性的波，同时通过双缝进而自身和自身发生干涉，如此才能形成只有波才能形成的干涉条纹，可是这怎么可能呢？一个电子根本不可能是一个波，因为我们日常观察到的波都是多粒子的集群波动现象，单个的局域小粒子怎么可能是广延的集群性的波？又怎么可能如分身术一样同时通过两道狭缝？这是双缝实验产生的神秘难解的现象之一。
为了解决上面的困惑，我们需要观察电子到底是如何通过双缝的，是不是真的有神奇的“电子分身术”，于是我们在双缝旁边安装了探测器，看看电子到底从哪条缝通过，如何通过的，这个实验被称为“which-way”实验，1998年德国Konstanz大学的Dürr和Rempe完成了该实验。 [3]
实验结果再次超出了人们的想象，当我们去通过探测器观察电子到底如何同时通过双缝时，电子竟然又老老实实地从一个缝隙穿过去，干涉条纹也随之消失！屏幕上出现的是两条经典亮条纹！也就是说， 小小的观察竟然改变了电子的存在特性，使得电子从波动又变成了粒子，观察为什么会有如此的神奇作用？ 这样的实验结果更让我们迷惑不已，这究竟是为什么呢？
单电子双缝实验最初是物理学家费曼在1961年提出的思想实验。由于这个实验需要的缝隙大小在纳米量级，当时的技术条件无法实现。1974年意大利Bologna大学的科学家Merli、Missiroli和Pozzi用“单电子”来实验[4]，他们让单个电子穿过双棱镜，一种和双缝有类似功能的电子光学器件。让电子有间隔地、一个一个发射出去。然后在荧屏上记录电子的位置，最终观察到干涉条纹的出现。
真正实现了费曼提出的单电子双缝实验，是2013年美国和加拿大科学家罗杰·巴赫（Roger Bach）和达米安·波普（ Damian Pope）等人所完成的实验[5]。他们在镀金硅膜上制造了一个宽62纳米，长4微米，缝间距为272纳米的双缝。为了每次遮住一条缝，一个由压电致动器控制的微小遮罩可以在两缝间来回滑动。实验中电子由一个钨灯丝产生，并在600伏电场中被加速，之后校准成电子束。在电子穿过双缝后，将会在一个多通道感光底片上被观测到。在这个实验中，两个狭缝都可以随意机械式地打开和关闭，最重要的是，它具备了一次检测一个电子的功能，该实验的电子源强度很低以至于每秒仅约一个电子被观测到，这保证每次仅单个电子将穿过双缝，经过长达两个多小时的实验，最终实验图像显示的依然是干涉条纹。
从1801年最早的杨氏双缝实验到2013年的单电子双缝实验，跨度达到200年，让我们见证了波粒二象和量子世界的神奇。
双缝实验有力的证明了电子这样的物质粒子也有波动性，但是对物质粒子波动性的理解却经过了长期的激烈争论，德布罗意以及薛定谔等量子物理的开创者们，包括爱因斯坦在内，对波动性的理解都受到了经典物理观念的影响，产生了种种错误，甚至爱因斯坦直到临死之前，都没有接受量子力学对波粒二象的理解。
对双缝实验的第一种解释是纯粒子观点的解释，这种观点认为电子只能是粒子，而不可能是波动。之所以形成干涉条纹是因为不同粒子之间相互作用而导致的，所谓的波动性是由于有大量电子分布于空间而形成一种疏密波，类似于空气振动出现的纵波，由于分子密度疏密相间而形成的一种波动性分布。但是这种看法却与实验现象是明显矛盾的，因为在试验中，我们让电子一个一个地从电子枪发射而出，虽然刚开始无法形成干涉条纹，但只要时间足够长，屏幕上仍将出现明暗相间的干涉条纹。这表明电子的波动性并不是很多电子在空间聚集在一起时才显现出来，单个电子也有波动性。将电子理解成纯粒子，夸大了粒子性的一面，抹杀了波动性的一面，这是一种片面的错误理解。
对双缝实验的第二种解释是纯波动观点的解释，这种观点认为电子并非离散性的小颗粒，而是三维空间连续分布的物质波包，波包大小即粒子大小，波包的群速度即电子的运行速度，因而产生了干涉现象，薛定谔早期就坚持这种观点。但是这种观点也遇到了非常严重的困难，因为经过严格的计算以后，随着时间的推移，单个粒子的物质波包必定要扩散，也就是说，粒子将会越来越胖，这又明显违背实验结果，因为试验中我们观察到的单个电子，都是局域在空间内的很小区域，是颗粒状的。而且如果电子是三维空间的物质波包，那么在电子衍射实验当中，电子波碰到晶体发生衍射，我们在空间中不同方向上将看到电子的一部分，这又和实验是严重矛盾的，我们从来观察到的都是一个一个的完整的电子。将电子理解成纯波动，夸大了波动性的一面，抹杀了粒子性的一面，也是一种片面的错误理解。
1926年，量子论的奠基人之一马克斯·波恩在《碰撞过程的量子力学》 [6] 这篇论文第一次提出波函数的统计诠释，从而化解了这个难题，并且被无数实验所确证，波恩也因此而获得1954年的诺贝尔物理学奖。根据波函数的统计诠释，电子的波动并非真实三维空间的物理波，而是一种抽象的概率波。在数学上，用一个函数表示描写粒子的波，这个函数叫波函数。描述粒子的波函数，实际上刻画的是粒子在空间的概率分布。当电子通过双缝时，概率波发生了自身和自身的相干叠加，此时表现为波动性，进而产生了干涉条纹。当电子到达屏幕时，我们对它进行观测，电子的波函数就发生了瞬时性的随机坍缩，进而呈现为显示屏的上的一个小亮点，此时表现为粒子性。虽然一个电子的出现是随机的，但大量电子却符合概率分布，于是，当大量电子出现的时候，便形成了干涉条纹。
电子从开始发射到通过双缝，再到达最后的屏幕上究竟是如何的行踪呢？彼得·柯文尼教授如此回答："如果认为量子力学给出了最基本的描述，那么询问电子的行踪就没有意义，除非电子已经打到了屏幕上。因此我们只好得出结论说，电子是以某种方式扩散在空间和时间之中，它从两条狭缝中都穿过并且自己与自己发生干涉，直到最后奇迹般地瞬间瓦解在屏幕上某一点处，这地点完全是随机的。因而，我们可以说，电子是处处在，同时又是处处不在。" [7]
电子的处处在，意思是说它在全空间（整个宇宙）都有分布的概率，即便遥远的仙女星系依然有分布概率，只是概率值非常微小。电子的处处不在，意思是说尽管它在全空间都有分布的概率，但是它却没有出现在任何空间位置上（这里的空间是指物理空间），除非对电子的波函数进行观测，促使其坍缩到一个具体的空间位置上，让其显现出来。而电子一旦坍缩显现出来，那么它在全空间范围内的其他空间位置的不同的分布概率值，瞬间全部变为零，即便是遥远的仙女星系的概率分布值也瞬间变为了零。
经典物理中的波动，指的是某一实在的物理量在空间中通过介质的周期性连续传播过程，并且可以产生相干叠加现象，波动的特性由振幅 、频率 、波长等物理量来描述。经典波动弥散性的分布在空间中，一列波通过某地，另一列波同样也能通过某地，两列波在同一地点是可以相干叠加的，波具有可“入”性。经典物理中的粒子，则是一整份地出现在空间中的分立性（离散性）的客体，这种客体具有确定的位置，质量、电荷、动量等，并且在时空中有一条确定的连续性轨道，经典粒子整体性的集中于某个区域空间，一个粒子在某地，它就不能同时在另一地，一地被一粒子所占据，另外的粒子就不能占据，粒子是不可“入”的[8]。粒子运动的特征由动量、质量、密度、粒子的几何尺寸等物理量来描述。在传统的经典物理学看来，波动性和粒子性是完全对立的。一个弥散，一个集中；一个连续，一个分立；一个可叠加，一个不可叠加，二者不可能共存于一个客体中。
电子究竟是什么？它既不是经典粒子，也不是经典波动，但我们可以说它是粒子和波动两重性矛盾的统一，这就是波粒二象性。 电子不是经典的粒子，是因为它没有经典粒子确定的连续性轨道，它在空间中非连续性的跃迁，量子粒子保留了经典粒子的颗粒性（分立性，离散性）。电子不是经典的波动，是因为它并非真实的物理波，而是抽象的概率波，量子波动保留了经典波动的相干叠加性。马根瑙（H . Margenau ）在指出对波粒二象性的一些常见误解后也说道：“电子既不是粒子也不是波动，按照今天最广泛地持有并且同已经建立起来的量子力学理论程式相协调的观点，一个电子是一件抽象的事物，它不再能使用日常经验所熟悉的样子去直觉地理解。” [9] 对波粒二象性，我们要尽量避免使用直观图像的方式去想象，因为任何直观的图像，都是来自于经验性的经典认识，而固守经典认识必定对波粒二象产生曲解，要真正理解波粒二象性，必须彻底抛弃经典物理和经验性认识的观念束缚。
当我们不观察时，电子是一种不确定的量子叠加态，由波函数所描述，并且波函数是全空间的概率性分布，因而是概率波，其实全空间性的波函数正是一个整体性的完整抽象粒子。当我们观察电子的波函数时，全空间性的整个电子波函数随机坍缩成了局域空间上的单一具体粒子。电子的叠加态似乎意味着它可以“同时”在很多地方，处处在，却又处处不在。但是我们却从未经验观察到这种奇怪的量子叠加态，我们看到的任何宏观物体以及自我都是只能在空间的一个位置上，而不可能既在北京，又在上海。
对波粒二象的解释，和我们的日常经验以及形式逻辑的排中律都有严重的冲突。也因此，量子力学的开创者们，包括德布罗意、薛定谔、爱因斯坦在内的物理学家，都难以接受玻尔、海森堡以及波恩等人提出的整个量子理论的解释。爱因斯坦和玻尔还为此争论了几十年，屡战屡败，屡败屡战，是物理学上持续时间最长，争论最激烈也最富有哲学意义的世纪辩论。虽然量子力学的解释众说纷纭，然而实验却一再证明了量子理论的正确性，可是它的基础问题却至今让人困惑不解，难怪玻尔说：“谁不惊异于量子理论，谁就不理解它”。物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）也在康奈尔大学的一个讲座上说道：“我想我可以有把握地说，没有人真正理解量子力学”。
量子力学逐渐成为了一种计算工具，大多数物理学家们觉得只要理论实用就可以，干吗非要理解它呢？就像鸵鸟一样，将头埋在沙里，不去看它吧，这就是“闭嘴，计算”解释。这种实用主义和工具主义的闭嘴计算解释并不能让我这样喜欢追根问底的人满意，现在我们就要深入的考察波粒二象之谜，这就需要谈到冯诺依曼的一个惊天认识： 意识导致波函数坍缩 。
参考文献：
1.乔治·约翰逊.最美丽的十大物理实验[J]. 物理教学探讨. 2009(18): 24-25.
2.[美]费曼.《费恩曼物理学讲义(第3卷)》[M].上海科学技术出版社.2013
3.Merli P G, Missiroli G F and Pozzi G On the statistical aspect of electron interference phenomena[J].Am.J. Phys. 1976.44 306–7
4.Dürr S, Nonn T, Rempe G. Fringe Visibility and Which-Way Information in an Atom Interferometer[J]. Physical Review Letters. 1998, 81(26): 5705-5709.
5.Bach R, Pope D, Liou S. Controlled double-slit electron diffraction[J]. New Journal of Physics. 2013, 15.
6.M.Born,"Zur Quantenmechanik der Stossvorgange",Z. Physik 37,863-867
7.彼得·柯文尼. 《时间之箭-揭开时间最大奥秘之科学旅程》[M]. 湖南科学技术出版社, 2002.
8.赵国求. 波粒二象性的有机统一[J]. 武钢大学学报. 2000(02): 1-6.
9.关洪. 《一代神话:哥本哈根学派》[M].武汉出版社, 2002.
下一篇:※ 意识波粒二象的详细论证(4)
上一篇: ※ 意识波粒二象的详细论证(2)
※意识波粒二象的完整系列论证
——
⑧ 迈克尔逊最早用迈克尔逊干涉仪做什么
迈克尔逊干涉仪，是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器
迈克尔逊的名字是和迈克尔逊干涉仪及迈克尔逊－莫雷实验联系在一起的，实际上这也是迈克尔逊一生中最重要的贡献。在迈克尔逊的时代，人们认为光和一切电磁波必须借助绝对静止的“以太”进行传播，而“以太”是否存在以及是否具有静止的特性，在当时还是一个谜。有人试图测量地球对静止“以太”的运动所引起的“以太风”，来证明以太的存在和具有静止的特性，但由于仪器精度所限，遇到了困难。麦克斯韦曾于1879年写信给美国航海年历局的D.P.托德，建议用罗默的天文学方法研究这一问题。迈克尔逊知道这一情况后，决心设计出一种灵敏度提高到亿分之一的方法，测出与有关的效应。
1881年他在柏林大学亥姆霍兹实验室工作，为此他发明了高精度的迈克尔逊干涉仪，进行了著名的以太漂移实验。他认为若地球绕太阳公转相对于以太运动时，其平行于地球运动方向和垂直地球运动方向上，光通过相等距离所需时间不同，因此在仪器转动90°时，前后两次所产生的干涉必有0.04条条纹移动。迈克尔逊用最初建造的干涉仪进行实验，这台仪器的光学部分用蜡封在平台上，调节很不方便，测量一个数据往往要好几小时。实验得出了否定结果。
1884年在访美的瑞利、开尔文等的鼓励下，他和化学家莫雷（Morley,Edward Williams，1838～1923）合作，提高干涉仪的灵敏度，得到的结果仍然是否定的。1887年他们继续改进仪器，光路增加到11米，花了整整5天时间，仔细地观察地球沿轨道与静止以太之间的相对运动，结果仍然是否定的。这一实验引起科学家的震惊和关注，与热辐射中的“紫外灾难”并称为“科学史上的两朵乌云”。随后有10多人前后重复这一实验，历时50年之久。对它的进一步研究，导致了物理学的新发展。迈克尔逊的另一项重要贡献是对光速的测定。早在海军学院工作时，由于航海的实际需要，他对光速的测定开始感兴趣。
1879年开始光速的测定工作。他是继菲佐、傅科、科纽之后，第四个在地面测定光速的。他得到了岳父的赠款和政府的资助，使他能够有条件改进实验装置。他用正八角钢质棱镜代替傅科实验中的旋转镜，由此使光路延长600米。返回光的位移达133毫米，提高了精度，改进了傅科的方法。他多次并持续进行光速的测定工作，其中最精确的测定值是在1924～1926年，在南加利福尼亚山间22英里长的光路上进行的，其值为（299796±4）km/s。迈克尔逊从不满足已达到的精度，总是不断改进，反复实验，孜孜不倦，精益求精，整整花了半个世纪的时间，最后在一次精心设计的光速测定过程中，不幸因中风而去世，后来由他的同事发表了这次测量结果。