探索光的奥秘,赋能创新教学 ——“牛顿环:从经典实验到现代技术融合”物理光学教学沙龙

发布时间:2025-10-24动态浏览次数:10

   22日下午理学院举办了一场题为“牛顿环:从经典实验到现代技术融合”的物理光学教学沙龙在。本次沙龙由第四届江苏省高校教师教学创新大赛特等奖常蕴玮老师主讲,教学副院长朱明星主持,近几年来的新教师参加。


应用导入:从“实验室现象”到“工业界利器”


沙龙伊始,主持人并未直接展示实验装置,而是以一道“考题”开场:展示日常眼镜片或相机镜头上的干涉条纹照片。“这是瑕疵还是奥秘?”这一问题瞬间点燃了现场气氛。随后,主讲人深入浅出地介绍了牛顿环在光学表面质量检测、薄膜厚度精密测量等现代工业中的关键应用,生动揭示了这一古老现象背后巨大的工程价值,成功将听众的视角从“学习者”转变为“探索者”。


模型与实验:解构光与影的芭蕾


在夯实兴趣基石后,沙龙进入核心环节。主讲人通过精美的动画,清晰地介绍了牛顿环的物理模型,重点剖析了“空气楔”与“半波损失”这两个关键概念,推导出决定明暗环分布的精确数学公式。紧接着,沙龙进入了亲手探索环节。与会者分组操作传统的牛顿环实验仪,通过显微镜观察那迷人的同心圆环,并亲手测量环的直径。这一过程让抽象的公式变成了眼前真切的图样,深刻体验了科学家们通过实验探寻自然规律的原始历程。


理论与虚拟:从动手测量到智能分析


 在获得一手数据后,沙龙引导参与者步入理论分析的深水区。大家利用测量数据,尝试计算透镜的曲率半径,在实践中理解R 这一核心公式的应用与局限。随后,活动迎来了第一个高潮——手机APP虚拟分析。参与者使用一款专门设计的手机应用,直接拍摄牛顿环照片,APP通过图像识别算法自动定位环的直径并计算曲率半径。这一环节展示了如何将智能手机转化为强大的便携实验室,让高精度的物理测量“飞入寻常百姓家”。


仿真与测评:技术赋能,巩固新知


沙龙的第二个高潮是MATLAB代码仿真。主讲人展示了一段简洁而强大的MATLAB程序,它不仅能根据理论公式模拟生成不同参数下的牛顿环图样,还能模拟各种非理想情况(如光源非单色、接触点有尘埃等)。通过修改代码中的参数,与会者直观地理解了每一个物理量如何影响最终的干涉图样,实现了从“现象观察者”到“规律创造者”的转变。


为及时巩固学习成果,沙龙穿插了有趣的课堂小测环节。通过几道精心设计的选择题和计算题,利用在线答题系统进行互动,即时检验了大家对核心知识点的掌握情况,并针对共性问题进行了集中答疑。


总结与展望:思维的升华


在沙龙的尾声,主讲人再次回归工程应用,展示了牛顿环原理在检测航天器镜头、芯片硅片平整度等前沿领域的案例,与开场首尾呼应,构建了完整的认知闭环。本次沙龙不仅是一次知识的学习,更是一次教学方法的革新示范。它成功地展示了如何将经典实验、现代技术(APPMATLAB)、互动测评与实际应用无缝融合,为今后开展探究式、创新性的物理教学提供了宝贵的范式。


本次沙龙在热烈的掌声中落下帷幕。教学副院长朱明星总结指出:“本次沙龙凸显了 “理论学习—实操演练—课堂实践—反思提升”的闭环培养机制。希望青年老师都向老师学习,鼓励青年教师积极参加以后的各类教学竞赛,在竞赛中锻炼自己,不断提高自己的教学水平