1、研究对象要贴近生活
文科生通常对实验中的科研对象感到陌生、深奥、神秘，甚至产生距离感。 他们在实验课上有抵触感和恐惧感是很正常的。 本实验提供了市场上常见的几种“白光”电光源作为研究对象，包括白炽灯、护眼灯（荧光灯）、家用节能灯（紧凑型荧光灯）、手电筒（LED灯）和低压灯。 水银灯，这让学生在实验时对这些贴近生活的研究对象不再陌生，反而会感觉非常熟悉，自然就不会再有恐惧甚至抵触情绪。
2、实验内容应设计得更有趣，实验结果更直观。
2.1 光谱展示与研究
电光源已从传统的白炽灯、荧光灯发展到现在的LED灯、节能灯（紧凑型荧光灯）、护眼灯等，那么，这些高科技产品有哪些特点呢？ 学习时如何选择光源？ 他们接触到的光源是否环保？ 这对你的健康有好处吗？ 通过这个实验，学生可以回答这些与生活密切相关的问题。 这不仅可以激发文科学生的学习兴趣，还可以让学生学以致用，运用这些常识，使自己在生活中受益。 仅凭肉眼，学生只能感受到光源的亮度和色调的差异。 然而，利用棱镜和光谱仪通过折射分解复杂的光，学生可以观察到不同光源呈现的不同颜色的光谱线——光谱。 学生在实验中观察到的几种常见白光源的光谱。 实验中看到的奇幻多彩的“彩虹”实验现象，不仅引起了文科生的强烈学习兴趣，也轻松揭开了这些高科技光源的神秘面纱。 这也形象地证实了，虽然有几种光源发出白光，但所谓的白光实际上是复合光，是与多种颜色的可见光按一定强度和比例混合而成的。 由于发光机制不同，光谱线（或光谱带）的颜色和条带也有所不同。 数字也不同。 学生看到：1）白炽灯的光谱是可见光范围内的连续光谱，有七种颜色，属于热释光。 这种类型的光谱还包括阳光和烛光。 2）白光LED的光谱是离散的窄带。 该带只有三种基色：红、绿、蓝。 它是一种固态发光器件。 3）荧光灯、节能灯和低压汞灯属于气体放电发光。 由于汞蒸气被封装在内部，因此光谱包含离散的谱线。 荧光灯和节能灯分别采用卤磷酸钙荧光粉发光，稀土三基色荧光粉发光。 后者的发光效率更高，因此更节能。 从低压汞灯的光谱中，我们可以清楚地看到5条离散的谱线，分别是黄、绿、青、蓝、紫，它们对应着汞原子的特征谱线。 通过光谱比较，学生可以体验各种光源的异同，了解其发光机理。 有兴趣的同学还可以进一步了解其他相关实验，比如利用三基色LED灯进行颜色合成和匹配实验。
2.2 频闪显示及研究
说到“频闪”光源，学生们可能会觉得抽象、陌生，但如果用手机上的摄像头或视频模式，将其对准电脑显示器、台灯或电视屏幕进行观察，学生就会觉得很陌生。惊讶地发现这些点亮的光源都在闪烁。 然后学生提出一系列问题：为什么光源会闪烁？ 为什么肉眼无法察觉？ 频闪现象对生活有什么影响？ 如何利用或避免频闪现象？ 为了深入理解频闪的含义，特意设计了一个实验，利用黑匣子观察临界闪烁频率。 使用信号发生器驱动黑匣子中的LED灯发光。 当频率很低时，你可以很容易地分辨出光源先亮后暗。 当频率增加时，光源由粗闪烁变为细闪烁。 当频率继续增加，达到一定值时，由于人眼的视觉暂留特性，学生感受到的不再是闪烁的光，而是连续的光。 此时对应的频率就是临界闪烁频率。 如果增加背景光（点亮黑匣子中的另一个LED灯），您会发现临界闪烁频率降低。 这是因为临界闪烁频率还与一些因素有关（如光源强度、背景光色强度、观察者的身体因素等），其理论参考值为45.8Hz。 通过以上简单的实验，学生会了解到，普通荧光灯采用频率为50Hz（1s内变化50次）、电压为220V的正弦交流电作为电源，其闪烁频率为100Hz； 他们还知道，由于视觉暂留效应，电影（24帧/秒和24块/秒，传输频率为48Hz）和电视（25帧/秒，采用隔行扫描，传输频率为50Hz），其原因为什么这些闪烁的图像看起来是连续的。
2.3 波动深度研究
文科学生尤其关心眼睛疲劳和电光源的选择标准。 学生们常常有这样的体会：在宽敞明亮的自习室里学习通常比在宿舍的台灯下看书更舒服，眼睛也不那么累。 面对市场上五花八门打着高科技旗号的台灯产品，如何判断和选择这些产品呢？ 事实上，最理想的光是变化极其缓慢的自然光。 对于稳定的照明光线，眼睛的瞳孔调节相对固定，调节量较小，不易对眼睛的光学系统造成损伤和视疲劳； 对于不稳定的光线，学习时需要经常调节眼睛的瞳孔，且调节量较大，容易造成眼睛光学系统损伤和视疲劳。
3、实验仪器应操作简单
本实验涉及的基本实验仪器是光谱仪和示波器。 以往，针对光谱仪设置了“光谱仪调节及棱镜顶角测量实验”，但学生普遍反映实验仪器的调节枯燥、繁琐、困难。 调整部分占用了大部分时间，稀释了仪器使用部分的内容。 专注使得实验内容枯燥，实验后学生很难对仪器的使用留下深刻的印象。 针对这种情况，本实验只需要对光谱仪进行简单的调整，由老师在课前进行粗略调整。 上课时，学生只需调整转盘和望远镜的位置即可观察彩色光谱线。 为了使频闪和脉动深度的观测变得简单，自制了一个黑匣子。 顶盖可拉出模拟暗室，避免室内光源干扰。 侧面设有窗户文科物理实验论文，可以让学生直接体验波动的影响。 黑匣子内部主要包括2个LED光源和光信号检测元件硅光伏电池。 2个LED灯，分别由外部直流电源和交流电源驱动，该装置可用于模拟频闪和波动深度。 只有几个旋钮可供学生调节。 这些简化的实验操作，让文科学生更容易上手，增加学生的成就感和实验热情，让学生的注意力集中在实验观察和结果分析上。
4、高科技手段辅助展示实验结果
为了让学生了解科学前沿，进一步增强实验的科学性，我们演示了科研中使用便携式微光纤光谱仪测量的上述光源光谱。 由于光谱仪采用分光元件作为光栅，波长也经过了线性校准，谱线测量范围较宽，可以更准确地反映光谱特性。 因此，学生可以进一步看到紫外和红外区域的光谱。
5.深入浅出地分析、理解和延伸实验结果
通过光谱实验，增强了学生的环保意识，学生在日常生活中应注意避免随意丢弃含汞灯泡； 同学们也提高了自我保护的科学意识文科物理实验论文，要尽量多接触阳光，避免长时间在缺失谱线的光源下学习，远离紫外线照射。 这种“光污染”拉近了学生与高科技产品的距离，也了解了一些生活中的科技术语，如“红外线理疗”、“紫外线杀菌”等，启发学生思考一些贴近生活的小实验。 例如：如果没有棱镜，可以用电脑光盘对光进行分光，得到光源的光谱； 当水滴滴在电脑显示器（或手机屏幕、电视屏幕）上时，可以看到红、绿、蓝三基色。 由此，我们可以认识到白光是复合光的事实。 通过频闪实验，启发学生思考为什么高速行驶的轮子有时看起来不旋转或反转； 如果他们摇动铅笔，他们在阳光下和荧光灯下看到的“鬼”有什么不同？ 通过深度波动的研究，学生可以了解人眼疲劳的根源，培养个人用眼卫生，保护视力。
六，结论
本实验内容丰富有趣，实验仪器简单易操作，实验结果具体直观。 已在文科本科生中试点教学一学期，取得了满意的效果，使文科学生了解了所谓光源发出白光的原理。 以及各种光源的发光特性； 在学习和生活中学会判断和利用不同光源，避免光污染； 纠正学生长期以来的一些误解：如认为光源越白越亮，光源就越好。 白色光源与太阳光相同。 光源光谱连续、缺失谱线对身体无害等； 并在实验中掌握了光谱仪、示波器等基本实验仪器的使用，提高了动手能力。 从不同高科技产品光源的判断和选择到个人用眼卫生的培养； 从增强环保意识到远离光环境污染，这些知识的学习对学生来说都是大有裨益的。 该实验可为相关大学文科课程物理实验教学提供参考。
作者：林珊、李俊清、赵海发 单位：哈尔滨工业大学物理系
