2020年11月23日，周一，24小時(shí)安全值班。利用當(dāng)班中午的時(shí)間，微主在創(chuàng)客空間測試了自閃爍發(fā)光二極管在勻加速運(yùn)動(dòng)中的效果，結(jié)果還比較滿意。

將小車放置在傾斜的軌道上，將自閃爍發(fā)光二極管和紐扣電池構(gòu)成頻閃光源，放置在小車上。將智能手機(jī)的照相機(jī)調(diào)整到“流光快門”模式，啟動(dòng)快門，放開小車，相機(jī)就記錄下了實(shí)驗(yàn)的全過程。

照片中果然出現(xiàn)了預(yù)料中的拖影，頻閃光源呈現(xiàn)的是不連續(xù)的亮線，而不是一系列的圓點(diǎn)。考慮到自閃爍發(fā)給二極管在一個(gè)周期的發(fā)亮?xí)r間與發(fā)暗時(shí)間相等，如果以半周期為時(shí)間間隔，將亮區(qū)和暗區(qū)依次測量，不就得到了小車在連續(xù)的半周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)位移了嗎？

說干就干。將實(shí)驗(yàn)照片復(fù)制到幾何畫板軟件中，用線段MN比對(duì)米尺，用線段AB、BC、CD、DE、EF分別比對(duì)五段在相等的半周期內(nèi)發(fā)生的位移。然后在幾何畫板中一次計(jì)算AB、BC、CD、DE、EF與MN的比值，就得到了對(duì)應(yīng)的五段位移。

測量可得，小車在相等的五個(gè)半周期內(nèi)的位移分別為

SAB=0.0494m

SBC=0.0833m

SCD=0.1183m

SDE=0.1519m

SEF=0.1854m

小車在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的兩段相鄰的位移的差值為

SBC-SAB=0.0328m

SCD-SBC=0.0360m

SDE-SCD=0.0336m

SEF-SDE=0.0334m

觀察時(shí)間間隔相等的兩段相鄰的位移的差值可以發(fā)現(xiàn)，小車在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移的遞增量在誤差允許的范圍內(nèi)可視為相等。

在先前的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)測量出了自閃爍發(fā)光二極管閃爍周期為0.6056秒，則其半周期為0.3028秒，利用逐差法，可以計(jì)算出得到小車的加速度為0.1132m/s^2。

需要指出的是，拖影的左端和右端都是圓點(diǎn)，但是圓點(diǎn)和拖影重疊在一起，需要小心地確定出拖影兩端的圓點(diǎn)的圓心位置。

實(shí)驗(yàn)心得

在本實(shí)驗(yàn)中，由于自閃爍發(fā)光二極管的發(fā)亮?xí)r間與發(fā)暗時(shí)間相等，自閃爍發(fā)光二極管在流光快門中形成亮線與形成暗線的時(shí)間恰好也相等，這一點(diǎn)正是利用自閃爍發(fā)光二極管研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的理論依據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)遺憾的地方是，閃爍周期還是相對(duì)較長，如果閃爍周期再短些，獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就會(huì)更多些，也就可以用來研究快速運(yùn)動(dòng)物體的規(guī)律了。

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總結(jié)

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