趙 力

（山東省青島第39中學(xué)，山東 青島 266003）

物理實(shí)驗(yàn)中，瞬間變化的可視化是物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)難點(diǎn).數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中，傳感器具有每秒可測(cè)量幾十次，上百次，上萬(wàn)次的高采樣率，并將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為“可視化”的曲線(xiàn).下面我們應(yīng)用數(shù)字化傳感器實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：吹脹的氣球爆裂瞬間，氣球中的氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能減小，溫度降低.（注：本實(shí)驗(yàn)采用心慧牌無(wú)線(xiàn)數(shù)字傳感器.）

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）如圖1所示，將溫度－壓強(qiáng)傳感器的快速響應(yīng)溫度探頭和壓強(qiáng)連接管插在氣球中.然后吹脹氣球.

圖1

（2）在溫度－壓強(qiáng)傳感器USB口插上傳感器藍(lán)牙模塊，在計(jì)算機(jī)USB口接入PC機(jī)藍(lán)牙.

（3）打開(kāi)傳感器開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)DataLAB軟件，點(diǎn)擊“采集”，軟件自動(dòng)識(shí)別傳感器并顯示壓強(qiáng)－時(shí)間圖像和溫度－時(shí)間圖像.待氣球內(nèi)溫度基本穩(wěn)定時(shí)，用針刺破氣球.

（4）點(diǎn)擊“停止采集”，得到氣球爆裂過(guò)程中溫度、壓強(qiáng)變化如圖2所示.

圖2

實(shí)驗(yàn)分析：圖2表示，氣球爆裂瞬間，氣體膨脹對(duì)外做功，氣球中的氣體壓強(qiáng)突變，與此時(shí)間對(duì)應(yīng)的氣體溫度開(kāi)始降低，說(shuō)明氣體膨脹時(shí)內(nèi)能減小.

應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可有效地解決暫態(tài)現(xiàn)象測(cè)量的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)難題.同時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量、記錄和呈現(xiàn)完全由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)驗(yàn)圖線(xiàn)描繪實(shí)時(shí)化，課堂教學(xué)效率大幅度提高.