NObook物理实验是一款辅助初高中教师教学用的软件,我们可以在联网的时候直接从浏览器访问使用。在无网的环境下,我们可以下载安装客户端进行使用。软件包含了个实验器材和个配套的实验资源。
实验资源分为电学、家庭电路、声学、光学、热学、力学、力和运动、和近代物理。涵盖了初高中教师所用到的所有的实验。在资源中我们可以直接点击实验加号创建这个实验,实验可以直接使用。该实验支持再次编辑。在右边栏是实验的器材库。刚才提到器材库有个器材,我们可以任意的去拖拽器材,比如说连接做一个简单电路,开关一、开关二、都可以控制灯的这个亮度。
我们再去组一个电路。
导线可以用这种方式删除。也可以这样移动,我们先不接这根导线,现在组成的一个电路,两个开关都同时闭合,才能使电路形成通路。
清空整个屏幕。我们也可以新建一个实验,把器材都清掉之后,从器材库中可以任意的去拿出器材,根据教学的不同需求,选择实验所需要的实验器材。现在对实验进行一个快速的组装,连接电路可以由这个库中提供的导线在两端点进行快速的连接,也可以直接从两端进行连接。电压表并联在灯泡的两端,滑动变阻器滑片位置可以任意的调节。
我们闭合开关,移动滑变器的滑片时,包括电流表的示数、电压表示数、灯的亮度都会随着电流的变化而变化。当出现错误操作时,比如说操作过程中,我们使电流超过了电流表的量程,那么电流表也会有烧坏的提示,我们可以点击扳手符号,进行快速的修复。任何器材都可以任意的添加,比如说电阻箱,把电阻箱串联在电路中,对电阻箱可以像真实电阻箱一样,去调整这个电阻箱的参数,每个器材的参数可以通过设置自主的修改。
比如说它的电压,它的功率,是否可以熔断。下面字母是器材的名称。电流表也是一样。这种任意组装由于有强大的基尔霍夫定律作为底层引擎的算法去实现的。我们再看另外一个例子,这是一个电磁学的实验。这是一个带电的小球,让它与这个金属小球相碰,那么通过接触,金属小球带电,我们可以看到他们是同种电荷相互排斥的现象。在去讲解原理的时候,为什么会出现这种现象?
咱们去设置区去把他的场线、等势面、打开、来去观察这种现象。那么场线和等势面根据实际情况形成相应形状,它是动态叠加的过程,咱们可以放入很多的器材进行叠加、咱们试着放入一个负的电荷,跟他去接触一下。那么这样在这教学中,像这些虚拟不可见的场线,就可以形象地表示出来了,让学生感受到学习更加的生动形象。
在软件的右上方,咱们可以切换不同的板块。比如说组建一个光学实验,光学的器材也是任意拖拽,可以旋转,我们来做一个光色散的实验。这是等边三棱镜,在这个光路上咱们可以任意叠加透镜,这个透镜的形状也可以任意更改,选中它,可以看到它的四周都会出现了这个圈,调节,这个现框可以旋转,把它变厚一些。这些光路都是实时动态变化的,咱们来去看一个全反射的现象。用一个全反射玻璃砖,再去讲这个色光,通过这个全反射玻璃砖的时候不同颜色的色光由于折射率不同,所折射出来的不同色光的顺序也是不一样的。这种形象的实验,学生再去理解这个知识点的时候,不再是一些文字性的规律,而是直观形象的画面。
在光学中我们还有一些特殊的组件,像杨氏双缝干涉实验,这是一高中的实验,光具座实验,这是一个初中的实验,研究凸透镜成像的实验,透镜高度可以任意调节,每一个部件都能灵活的移动,探究凸透镜的成像,在它的属性中,可以让它自动对焦,移动到最佳的位置。我们可以看到这样一个现象,物近像近,物远像远像变大这样一个现象。那么当物距小于1倍焦距,在同侧成一个虚像。再给大家看其他的实验。这是个力学实验。力学有很多的器材,这有一个力学的场景,比如说所处的重力加速度、空气阻力等,咱们来演示一个平抛的实验。这是一个平抛竖落仪,拉起来可以随时暂停去观察小球在空中所处的位置始终属于水平线。
在这里我们可以调节加速度,比如说在月球上做这个实验,或者是在这个完全失重状态下做这个实验。当物体在不受任何力的情况下做匀速直线运动,再来一次,所有的这个实验器材都是可以相互交互的。比如说我在这个球的前进的路上放一个小车,咱们开始实验。他是与其他的器材进行了交互,发生了碰撞,现在是一个失重的状态,所以这些物体都是悬浮在空中,咱们把这个加速度调回来,这只是一小部分实验。我们再看一个家庭电路的实验,家庭电路中提供了进户线、电能表,开关、可以在这个属性中进行不同样式开关和电表型号的切换。跟以前一样,这是一种自由diy式的组装,进行连接开关、为了教学,我们还会把一些教学上的重点,突出出来,比如说电灯的内部构造,用这个测电笔呢去检测一下,哪部分是带电,哪部分是不带电的。还有各种的家用电器,我们来接一个家用电器来看一下。
黄色为地线,比如说电冰箱,比如说电烧水壶,把插头插上,我们可以看到它的工作状态,烧水壶把水烧开了。再给大家看一个板块,力和运动板块。力运动板块,从宏观到微观,从微观的电子在这个电磁场中的运动到宏观天体的运动,都可以展现,这里展示的是一个电子在磁场中做偏转运动。这个参数是老师可以自主设置的,比如说把这个磁场改为向外,这个磁场的大小可以任意去调整,比如说长、宽、都是可以去调。我们来播放一下,这个磁场方向相反,小球的运动方向也相反。在这我们能追踪他的各种轨迹,比如说把他的这个受力,受到伦兹力,它的速度都追踪可视化出来,咱们再去复制一个磁场。咱们看一下,对于每一个球受到的力,包括这个球,它的速度都可以显示出来。这是咱们讲的的微观情况。
在这个教学过程中,我们从微观微小的粒子到宏观天体的运动,再到物体的碰撞,到一些各种机械波,都是可以模拟出来的,像阿尔法散射等等。还有一个板块是近代物理板块,在这有一些近代物理实验,比较比较前沿的技术,电子衍射、光电效应,阿尔法散射、探究光电效应等等。