使用3DSMAX软件制作分光计动画教学心得

程 阳，周柯克

（徐州医学院，江苏 徐州 221004）

使用3DSMAX软件制作分光计动画教学心得

程 阳，周柯克

（徐州医学院，江苏 徐州 221004）

3DSMAX；分光计；动画

分光计是大学物理中常见的实验仪器，可测量入射光波波长、棱镜折射率等物理量。基于本实验仪器昂贵、损耗大，涉及分光计调节的实验我们选择的是中国科技大学开发的《大学物理仿真实验V2.0》软件[1]进行仿真实验教学。仿真软件的优点是不受时间、空间和仪器数量限制，利用计算机就可以完成相关操作，学习相关知识点。缺点是因为没有实物，学生理解原理时往往存在偏差。借助现代化手段，我们采用3DSMAX软件[2，3]，制作了分光计部件的动画，通过动态演示将抽象的现象真实、形象地模拟出来，使学生在形象的变化过程中深刻理解概念，弥补仿真实验的不足，收到了事半功倍的效果。

1 问题分析

分光计的调节部分实验内容，包括调节平行光管、望远镜水平以及载物台的调平。平行光管的调节是在调节好载物台水平以及望远镜水平的基础上完成的。调节望远镜和载物台时，首先要在载物台上放置双平面镜，利用双平面镜反射来自望远镜的绿十字像进行调节。

调节部分的标准状态是载物台与望远镜光轴平行，这时望远镜光轴垂直于载物台上的双面平镜，双面平镜任一镜面反射的绿十字像会与分划板双十字刻丝的上十字处。不标准的情况有可能是载物台或望远镜光轴一者不水平甚至两者都不水平，这时望远镜发射的经双平面镜反射的绿色十字像一般不在上十字处；也有可能是望远镜和载物台虽然都不水平，但是望远镜光轴和平面镜相垂直，此时绿色十字像也会在上十字处，这种情况既要调节望远镜也要调节载物台，直至标准状态。此过程需要不断旋转载物台。介绍这部分原理时，仿真软件的自带原理介绍显得软弱无力。

2 解决方法

学生存在疑问的往往是载物台和望远镜光轴的几何位置关系。借助3DSMAX软件可以制作形象的三维动画，通过演示来说明二者的关系。

针对载物台的调节，需要先把双平面镜的短边和其中一个调平螺钉对齐，从而使得望远镜的光轴和另外2个螺钉在一条直线上，这样一来，可以直观地看到调节望远镜和载物台也就是使二者平行，如图1所示。

图1 望远镜光轴和载物台平行状态

通过动画演示，学生会明白在2个器件都不水平的情况下，只调节一者得到的是暂时的平行，所以要反复转动载物台（旋转），同时调节望远镜和载物台才是有效的解决办法。动画演示的载物台旋转，能够非常清晰地展示这一原理。

在望远镜光轴和载物台的2个调平螺钉调节水平后，我们将双平面镜转动，再将双平面镜的一个面对准望远镜镜筒，这样一来，已经调平的2个螺钉和未经调节的螺钉与望远镜光轴在一条直线上，此时只要点击未调节的一个螺钉，就可以将载物台调节水平了。这一原理通过三维动画可以非常直观地展示，如图2所示。

图2 需调节一个螺钉使望远镜光轴和载物台呈平行状态

3DSMAX软件功能强大，制作动画简单。将之应用于仿真实验作为教学补充，能让学生动态、直观地看到器材模型的各个侧面，增强了其空间想象力；利用3DSMAX强大的动画功能直观地表达实验器材各部件的功能、运动关系和工作原理等，有效弥补了仿真实验的不足，收到了事半功倍的效果。

[1]王晓蒲，霍剑青.大学物理仿真实验V2.0[CP].北京：高等教育出版社，1999.

[2]王琦.新火星人——3DSMAX 5白金手册（下）[M].北京：北京科海电子出版社，2003.

[3]赖广森.使用3DSMAX软件制作折光仪课件心得[J].卫生职业教育，2006，24（1）：50～52.

G436

B

1671-1246（2011）07-0051-01

注：本文为徐州医学院立项教改课题（Xjy0080144）