使用3DSMAX軟件制作分光計動畫教學心得

程 陽，周柯克

（徐州醫學院，江蘇 徐州 221004）

使用3DSMAX軟件制作分光計動畫教學心得

程 陽，周柯克

（徐州醫學院，江蘇 徐州 221004）

3DSMAX；分光計；動畫

分光計是大學物理中常見的實驗儀器，可測量入射光波波長、棱鏡折射率等物理量。基于本實驗儀器昂貴、損耗大，涉及分光計調節的實驗我們選擇的是中國科技大學開發的《大學物理仿真實驗V2.0》軟件[1]進行仿真實驗教學。仿真軟件的優點是不受時間、空間和儀器數量限制，利用計算機就可以完成相關操作，學習相關知識點。缺點是因為沒有實物，學生理解原理時往往存在偏差。借助現代化手段，我們采用3DSMAX軟件[2，3]，制作了分光計部件的動畫，通過動態演示將抽象的現象真實、形象地模擬出來，使學生在形象的變化過程中深刻理解概念，彌補仿真實驗的不足，收到了事半功倍的效果。

1 問題分析

分光計的調節部分實驗內容，包括調節平行光管、望遠鏡水平以及載物臺的調平。平行光管的調節是在調節好載物臺水平以及望遠鏡水平的基礎上完成的。調節望遠鏡和載物臺時，首先要在載物臺上放置雙平面鏡，利用雙平面鏡反射來自望遠鏡的綠十字像進行調節。

調節部分的標準狀態是載物臺與望遠鏡光軸平行，這時望遠鏡光軸垂直于載物臺上的雙面平鏡，雙面平鏡任一鏡面反射的綠十字像會與分劃板雙十字刻絲的上十字處。不標準的情況有可能是載物臺或望遠鏡光軸一者不水平甚至兩者都不水平，這時望遠鏡發射的經雙平面鏡反射的綠色十字像一般不在上十字處；也有可能是望遠鏡和載物臺雖然都不水平，但是望遠鏡光軸和平面鏡相垂直，此時綠色十字像也會在上十字處，這種情況既要調節望遠鏡也要調節載物臺，直至標準狀態。此過程需要不斷旋轉載物臺。介紹這部分原理時，仿真軟件的自帶原理介紹顯得軟弱無力。

2 解決方法

學生存在疑問的往往是載物臺和望遠鏡光軸的幾何位置關系。借助3DSMAX軟件可以制作形象的三維動畫，通過演示來說明二者的關系。

針對載物臺的調節，需要先把雙平面鏡的短邊和其中一個調平螺釘對齊，從而使得望遠鏡的光軸和另外2個螺釘在一條直線上，這樣一來，可以直觀地看到調節望遠鏡和載物臺也就是使二者平行，如圖1所示。

圖1 望遠鏡光軸和載物臺平行狀態

通過動畫演示，學生會明白在2個器件都不水平的情況下，只調節一者得到的是暫時的平行，所以要反復轉動載物臺（旋轉），同時調節望遠鏡和載物臺才是有效的解決辦法。動畫演示的載物臺旋轉，能夠非常清晰地展示這一原理。

在望遠鏡光軸和載物臺的2個調平螺釘調節水平后，我們將雙平面鏡轉動，再將雙平面鏡的一個面對準望遠鏡鏡筒，這樣一來，已經調平的2個螺釘和未經調節的螺釘與望遠鏡光軸在一條直線上，此時只要點擊未調節的一個螺釘，就可以將載物臺調節水平了。這一原理通過三維動畫可以非常直觀地展示，如圖2所示。

圖2 需調節一個螺釘使望遠鏡光軸和載物臺呈平行狀態

3DSMAX軟件功能強大，制作動畫簡單。將之應用于仿真實驗作為教學補充，能讓學生動態、直觀地看到器材模型的各個側面，增強了其空間想象力；利用3DSMAX強大的動畫功能直觀地表達實驗器材各部件的功能、運動關系和工作原理等，有效彌補了仿真實驗的不足，收到了事半功倍的效果。

[1]王曉蒲，霍劍青.大學物理仿真實驗V2.0[CP].北京：高等教育出版社，1999.

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

[3]賴廣森.使用3DSMAX軟件制作折光儀課件心得[J].衛生職業教育，2006，24（1）：50～52.

G436

B

1671-1246（2011）07-0051-01

注：本文為徐州醫學院立項教改課題（Xjy0080144）