听完景安的做法,韩启愣了一下。
“好像?”
“也是?”
通常来说,利用不同的液体测量另一种材料最常用的两种方法就是‘贝克线法’和‘临界角法’。
而这两种方法他之前上物理实验课的时候也学习过。
为啥自己会突然转到利用反射系数计算折射差这条路线上来?
思索了好一会,韩启才明白。
不知不觉间,他已经受到了思维超频卷的影响。
利用菲涅尔反射公式,通过反射光强最小点匹配折射率,这种计算反射系数折射差的路线无需显微镜,只用激光和光强传感器,器材要求最低,易于实现。
而贝克线法和临界角法这两种方法对于器材的要求都相对较高。
前者绝对依赖专业显微镜,操作需技巧。后者不借助折射仪时,光路搭建和临界角精确测量非常困难。
也就是说,他在不知不觉的思索间,已然开始深入物理实验最底层、最容易解决问题的思路了。
想到这,韩启总算是回过神来。
他笑着看向景安,解释道:“我只是觉得这种方式不需要显微镜,只用激光和光强传感器,器材要求最低,易于实现而已。”
还没等景安说话,耳边另一道带着感兴趣的声音传来。
“继续,按照你的想法将你的实验做完!”
回过神来,韩启扭头看去,说话的正是教导他们物理竞赛的扈炳芳老师,这会正眼眸中带着感兴趣的神色看着他。
“扈老师。”
韩启连忙打了个招呼。
一旁,扈炳芳点点头,颔首道:“继续做你的实验。”
韩启点点头,重新从桌上拿起了试管。
反射光强法测量折射率的步骤总共是五步,至少他预想的实验步骤是这样的。
第一步是配制混合液,得到一系列折射率已知的混合液。
第二步是搭建光路,第三步是测量反射光强,第四步则是确定匹配点。
而最后,则是在最小值附近细化混合比例,配制更多混合液(如ϕ
ϕ步长取0.05或更小),重复测量,以更精确地确定最小值位置。
如果简单的来说,它的原理有些类似于物理学界的四大神兽‘芝诺的乌龟’。
在这个故事中,设定古希腊的善跑英雄阿基里斯的速度10米/秒,乌龟速度1米/秒。
开局比赛的时候,乌龟先领先10米,而后阿基里斯开始追赶乌龟。
当阿基里斯追赶到乌龟的起点时,乌龟又前进了;他再追到新位置,乌龟又前进……如此循环,似乎总差一步。”
所以在这个逻辑中,即使阿基里斯(古希腊神话里的善跑英雄)速度远超乌龟,只要乌龟先出发一段,他就永远追不上,只能无限逼近。
而韩启设计的实验也一样,通过不断的配制距离圆盘的折射率最小的值来收缩范围,其核心原理是有些类似的。
花费了四十来分钟的时间,一步步的将实验做完。
韩启通过不断在最小值附近细化混合比例,配制更多混合液并进行重复测量。
直至激光通过圆盘后的光斑位移,当位移为零时,韩启在桌上的稿纸上写下了自己计算出来的答案。
1.4136±0.0004!
教室中,在看到了稿纸上的答案后,几乎是全程观看了韩启实验步骤的扈炳芳下意识的夸奖道。
“很不错!”
“做的很好!”
“这种新的方法虽然复杂了一点,但水平很不错!”
虽然用这种方式来进行实验求解圆盘的折射率和标准的解法有不小的差距,而且整体来说步骤要繁琐不少。
但这仍然不失为一种新颖的想法。
能够思考到这种实验方法,这说明眼前这个学生对于高中物理相关的理论理解很深。
最关键是,这不仅仅是理解,还在其中融入了自己的思考。
毕竟正常来说,即便是竞赛生,高中时期也是不会教这种解题实验思路的。
这种求折射率的实验,正如景安所说的一样,基本都是用贝克线法和临界角法这两种方式来完成的。
能够在这两种方法之外想到额外的实验思路.....
不得不说,这一次老王那家伙额外塞进来的学生确实有点本事。
听到扈炳芳的夸奖,韩启不好意思地笑了笑,谦虚道:“都是老师教的好。”
“我可没教过你。”
扈炳芳说了一句,紧接着问道:“不用和我谦虚,你的水平我看得到,你是哪个班的?”
“1205班。”
“1205....”扈炳芳点头默念了几遍,道:“看样子老李教出来了个好学生。”
满意的点了点头,夸奖了两句后,扈炳芳朝着实验室的其他学生方位走去,开始巡视实验。
一旁,早就将自己的折射率实验搞定的景安在看到扈炳芳老师离开后立刻就凑了过来,一脸惊讶的看着韩启问道。
“我曹!你以前真没参加过IPHO竞赛?或者说没有接受过实验训练?”
闻言,韩启摇摇头,道:“没有,高一的时候去试过IMO竞赛的筛选,结果学校的初试都没有过。”
“嘶!”
“你这也太猛了吧?的扈老师可是很少夸人的!”
倒吸了口凉气,景安紧接着问道:“听扈老师说,刚刚你做实验的方法是你自己自创的?”
听到这个问题,韩启有些好奇的问道:“你们没学过这种实验方法吗?”
景安摇头,道:“要是学过我也不会这么惊讶了。”
“对了,你刚刚做实验测出来的折射率是多少?”
韩启:“1.4136±0.0004!”
景安:“我测出来的是1.413±0.005,你这变态居然比我做出来的数值还精准!”
说到这,他苦笑了一下,紧接着吐槽道:“王老师开始还让我在实验方面带带你.....”
“现在看来,你带我还差不多。大佬藏的深啊,扮猪吃老虎!”
“这个逼,小的佩服!”
见对方以为自己在藏拙,韩启有些哭笑不得的开口道:“我真是第一次参加IPHO竞赛。”
景安丢过来一个‘我懂’的眼神:“第一次,第一次,我懂!大佬是准备一鸣惊人!”
......