改进物理天平调平器

廊坊市大城县大童子中学 吕中二

改进物理天平调平器

廊坊市大城县大童子中学 吕中二

一、背景

物理天平是我们学习质量等知识必不可少的实验工具。在使用物理天平测量物体质量时，调节底座水平是第一步，也是非常重要的一步。底座水平调得如何，关系到实验结果的准确程度。底座水平调得平，就能减少实验误差；底座水平调得不平，实验测量结果不准，造成实验误差大。

现在物理天平普遍使用的调平方法有两种：一是重锤线法；二是气泡法。重锤线法调平就是在物理天平的支架上方悬挂一锥形重锤，其底座也有一锥形体，通过调节底座的平衡螺母，使这两个锥形体的尖端对齐，则表示底座水平。我们再来看看气泡法。物理天平的底座有一密闭水柱，水柱中有一气泡，当气泡在中央时，即表示物理天平的底座水平。这两种调平方法都存在一定的弊端，比如，精准度不够，不便于观测等问题。结合实践经验，我对物理天平的调平进行了如下改进。

二、改进

1.改进仪器装置图见下图。

图例说明：1.带孔光屏2.激光手电3.平面镜4.调平螺母5.细线

2.改进装置所需材料。

改进装置所需材料有：带孔光屏、激光手电、平面镜、调平螺母、细线。

3.改进方法。

把悬挂的重锤改为悬挂的激光手电，并使悬挂的细线变短。激光手电与底座之间加一中间带孔的光屏，并把底座的锥形体换成平面镜。这样改装就完成了。

4.利用的原理。

第一条原理是重力的方向总是竖直向下的，入射光也是竖直向下的；第二条原理是光的反射。当物理天平的底座水平时，竖直向下的激光垂直射向平面镜，反射光将按原路返回，在光屏看不到光斑。

三、改进装置的优点

1.此改进装置能把物理天平在底座不平时，将底座与水平面的夹角放大，从而把底座调得更平。当底座与水平面成5度角时，入射光线与反射光线的夹角则为10度，光源与反射光斑的距离为tg10乘以L (L为底座到光屏的距离)。

2.观察效果直观明显。