利用自闪烁发光二极管探究小车在倾斜轨道上的运动规律

2020年11月23日，周一，24小时安全值班。利用当班中午的时间，微主在创客空间测试了自闪烁发光二极管在匀加速运动中的效果，结果还比较满意。

将小车放置在倾斜的轨道上，将自闪烁发光二极管和纽扣电池构成频闪光源，放置在小车上。将智能手机的照相机调整到“流光快门”模式，启动快门，放开小车，相机就记录下了实验的全过程。

照片中果然出现了预料中的拖影，频闪光源呈现的是不连续的亮线，而不是一系列的圆点。考虑到自闪烁发给二极管在一个周期的发亮时间与发暗时间相等，如果以半周期为时间间隔，将亮区和暗区依次测量，不就得到了小车在连续的半周期内的运动位移了吗？

说干就干。将实验照片复制到几何画板软件中，用线段MN比对米尺，用线段AB、BC、CD、DE、EF分别比对五段在相等的半周期内发生的位移。然后在几何画板中一次计算AB、BC、CD、DE、EF与MN的比值，就得到了对应的五段位移。

测量可得，小车在相等的五个半周期内的位移分别为

SAB=0.0494m

SBC=0.0833m

SCD=0.1183m

SDE=0.1519m

SEF=0.1854m

小车在连续相等的时间间隔内的两段相邻的位移的差值为

SBC-SAB=0.0328m

SCD-SBC=0.0360m

SDE-SCD=0.0336m

SEF-SDE=0.0334m

观察时间间隔相等的两段相邻的位移的差值可以发现，小车在连续相等的时间间隔内位移的递增量在误差允许的范围内可视为相等。

在先前的实验中，已经测量出了自闪烁发光二极管闪烁周期为0.6056秒，则其半周期为0.3028秒，利用逐差法，可以计算出得到小车的加速度为0.1132m/s^2。

需要指出的是，拖影的左端和右端都是圆点，但是圆点和拖影重叠在一起，需要小心地确定出拖影两端的圆点的圆心位置。

实验心得

在本实验中，由于自闪烁发光二极管的发亮时间与发暗时间相等，自闪烁发光二极管在流光快门中形成亮线与形成暗线的时间恰好也相等，这一点正是利用自闪烁发光二极管研究匀变速直线运动的理论依据。

本实验遗憾的地方是，闪烁周期还是相对较长，如果闪烁周期再短些，获取的实验数据就会更多些，也就可以用来研究快速运动物体的规律了。

| 创客焦作 | 

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