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電火花計(jì)時(shí)器與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較
這兩種計(jì)時(shí)器的共同特點(diǎn)是在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)物體的“時(shí)空”分部信息，計(jì)時(shí)基準(zhǔn)都是0.02秒，因而有相同的數(shù)據(jù)采集方法和數(shù)據(jù)整理分析方法，并可與斜面小車及軌道小車等配...[查看全部]
遠(yuǎn)古的人類通過對日月星辰和一年四季變化的觀察，逐漸產(chǎn)生了時(shí)間的概念。對時(shí)間概念的認(rèn)識(shí)和探究伴隨了整個(gè)人類的發(fā)展歷史。時(shí)間同長度一樣，也是客觀存在的一種量，然而時(shí)間是看不見、摸不著的。隨著人類社會(huì)科技水平的提高，人們所掌握的計(jì)時(shí)方法也在不斷改進(jìn)。
就時(shí)間的很多屬性而言，人類最先掌握的就是計(jì)算時(shí)間的方法。既然時(shí)間是一種持續(xù)、有序的運(yùn)動(dòng)過程，那么，我們就可以用測量物體的運(yùn)動(dòng)變化過程來代表測量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。而這樣的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)過程，要求盡量均勻和持續(xù)不斷。例如均勻滴下的水滴、緩慢燃燒的香、原子的振蕩等等，都可以用計(jì)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。
測量物體日影在一天當(dāng)中的變化，是最早為人們所掌握的計(jì)時(shí)方法。作為地球自轉(zhuǎn)的反映，太陽日復(fù)一日的東升西落，由此產(chǎn)生了地球上物體的影子的移動(dòng)。早期人類通過觀察這個(gè)自然現(xiàn)象產(chǎn)生了時(shí)間觀念，并逐漸學(xué)會(huì)了計(jì)算時(shí)間。物體日影的變化移動(dòng)過程在這里被人們用作計(jì)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。簡單的說，即通過觀察物體影子長短或者移動(dòng)過程來計(jì)算時(shí)間，這就是光影計(jì)時(shí)原理。這一原理相對簡單，計(jì)量工具也不復(fù)雜，所以最先被人類掌握。
根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)出的計(jì)時(shí)工具一般通稱為太陽鐘，具體包括圭表和日晷等計(jì)時(shí)工具。
圭表由“圭”和“表”兩個(gè)部件組成，直立于平地上測日影的標(biāo)桿和石柱，叫做“表”；正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做“圭”。通過“表”在“圭”上投影的長短來確定時(shí)間。在成書于周代的古代典籍《周禮》中就有關(guān)于使用土圭的記載，可見圭表的歷史相當(dāng)久遠(yuǎn)。
日晷也是通過觀測日影計(jì)時(shí)的儀器，通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”。石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺(tái)上，呈南高北低，使晷面平行于赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻劃出12個(gè)大格，每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)。當(dāng)太陽光照在日晷
... 查看全文在實(shí)驗(yàn)中，我們可以用秒表和刻度尺來分別測量物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移。但當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度過大時(shí)，測量誤差就較大。這時(shí)我們可使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來減小實(shí)驗(yàn)誤差。
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種測量時(shí)間的工具，如果運(yùn)動(dòng)物體帶動(dòng)的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上打下的點(diǎn)就記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，紙帶上的點(diǎn)也相應(yīng)地表示出了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上的各點(diǎn)間的間隔，就可分析物體的運(yùn)動(dòng)狀況。
電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是我們常見的兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，下面就幾個(gè)方面作簡單介紹。
利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡的一種計(jì)時(shí)儀器。給電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接220V電源，按下脈沖輸出開關(guān)，計(jì)時(shí)器發(fā)出脈沖電流，接正極的放電針和墨粉紙盤接到負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，而且在交流電的每個(gè)周期放電一次，因此電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)間的時(shí)間間隔等于交流電的周期。當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。
當(dāng)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的線圈通電后，線圈產(chǎn)生磁場，線圈中的振片被磁化，振片在永久磁鐵磁場的作用下向上或向下運(yùn)動(dòng)，而且在交流電的每個(gè)周期完成一次振動(dòng)，在一個(gè)周期內(nèi)打點(diǎn)一次，即每兩個(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔等于交流電的周期。當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。
這兩種計(jì)時(shí)器的共同點(diǎn)是在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)物體的“時(shí)一空”分布信息，計(jì)時(shí)基準(zhǔn)都是取自家用電的周期，在我國每兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s，因而有相同的數(shù)據(jù)采集方法與數(shù)據(jù)整理分析方法，但在某些方面仍有很大區(qū)別。
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)，它的打點(diǎn)針對運(yùn)動(dòng)中的紙帶產(chǎn)生沖擊和摩擦，干擾了紙帶的運(yùn)動(dòng)，也影響了振針的運(yùn)動(dòng)，故實(shí)驗(yàn)誤差較大。而電火花計(jì)時(shí)器采用高壓脈沖放電，放電針與紙帶不接觸，不干擾紙帶的運(yùn)動(dòng)，故誤差很小。
使用電磁打
... 查看全文自閉癥學(xué)生存在視覺發(fā)展方面的優(yōu)勢，教師可以利用計(jì)時(shí)器來提高學(xué)生的安坐能力，提升學(xué)生的等待能力，增強(qiáng)學(xué)生的時(shí)間意識(shí)和訓(xùn)練學(xué)生的注意力。教師在運(yùn)用計(jì)時(shí)器的過程中要注意選擇學(xué)生喜歡的計(jì)時(shí)器，明確使用計(jì)時(shí)器的目的，循序漸進(jìn)地使用計(jì)時(shí)器，同時(shí)調(diào)動(dòng)家長的積極性，才能充分發(fā)揮計(jì)時(shí)器的作用，促進(jìn)自閉癥學(xué)生更好地發(fā)展。
自閉癥學(xué)生對視覺信息的處理要優(yōu)于聽覺信息和語言信息，他們在視覺訊息處理方面存在優(yōu)勢。自閉癥學(xué)生喜歡看圖片、圖像和實(shí)物等，他們往往通過視覺圖像了解外界事物，學(xué)習(xí)做事情的方法，明白一些他們通過語言無法理解的事情。
由于自身發(fā)展的障礙，自閉癥學(xué)生在課堂教學(xué)中會(huì)出現(xiàn)一些常見的問題：無法安靜地坐在自己的座位上，喜歡尖叫或到處走動(dòng)；沒有耐心等待輪流，遇到自己喜歡的事物，會(huì)爭搶或者哭鬧；注意力容易轉(zhuǎn)移，很難專注教學(xué)內(nèi)容；沒有時(shí)間概念，教師規(guī)定的時(shí)間要完成的事情，往往因?yàn)椴焕斫庖?guī)定的時(shí)間是多久，而不能及時(shí)完成，有時(shí)還會(huì)因?yàn)椴辉敢饨Y(jié)束任務(wù)而出現(xiàn)情緒問題……
在平時(shí)的工作中，研究者發(fā)現(xiàn)：自閉癥學(xué)生喜歡不同形狀的計(jì)時(shí)器，他們喜歡盯著計(jì)時(shí)器的秒針、分針和時(shí)針專注地觀看，喜歡聽計(jì)時(shí)器在規(guī)定的時(shí)間到時(shí)所發(fā)出的不同聲音；有些學(xué)生特別喜歡沙漏計(jì)時(shí)器，他們喜歡看著沙漏慢慢地漏，直到沙子全部漏下。所以，研究者嘗試?yán)米蚤]癥學(xué)生的視覺優(yōu)勢，將計(jì)時(shí)器運(yùn)用到教學(xué)中來處理學(xué)生的行為問題，訓(xùn)練學(xué)生良好的常規(guī)，提高課堂教學(xué)效果。
對于一些興奮型的自閉癥學(xué)生，很難讓他們安靜地坐在座位上，特別是坐一節(jié)課，對于他們來說是一件非常困難的事情。教師可以利用計(jì)時(shí)器來訓(xùn)練他們的安坐意識(shí)，提高他們的安坐能力。教師利用學(xué)生喜歡的計(jì)時(shí)器類型，在課前五分鐘訓(xùn)練學(xué)生的安坐能力。一開始，教師先把計(jì)時(shí)器設(shè)置成倒計(jì)時(shí)十秒，然后輔助學(xué)生把手放在背后坐好。學(xué)生看著自己喜歡的計(jì)時(shí)器秒針
... 查看全文這兩種計(jì)時(shí)器的共同特點(diǎn)是在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)物體的“時(shí)空”分部信息，計(jì)時(shí)基準(zhǔn)都是0.02秒，因而有相同的數(shù)據(jù)采集方法和數(shù)據(jù)整理分析方法，并可與斜面小車及軌道小車等配套使用，但可靠性，準(zhǔn)確性以及課時(shí)利用率等方面，則有很大差別。
電火花計(jì)時(shí)器利用高壓脈沖火花放電的干擾當(dāng)電火花計(jì)時(shí)器成功地克服了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的缺點(diǎn)。
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針對運(yùn)動(dòng)中的紙帶產(chǎn)生沖擊和摩擦，干擾了紙帶的運(yùn)動(dòng)，這在自由落體實(shí)驗(yàn)中尤為顯著。放點(diǎn)針與紙帶沒有接觸，因而不會(huì)干擾紙帶運(yùn)動(dòng)。
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)周期會(huì)受到運(yùn)動(dòng)紙帶紙帶靜止時(shí)若電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器調(diào)節(jié)適當(dāng)，打點(diǎn)的等時(shí)性得到保證。但是，當(dāng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到打點(diǎn)針沖擊作用的紙帶對振子也生生反作用，從而影響到打點(diǎn)時(shí)相位產(chǎn)生顯著漂移。
使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，對打點(diǎn)相位的調(diào)節(jié)，常常是師生難以掌握的技術(shù)難點(diǎn)；即使耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力調(diào)節(jié)，也常常難以調(diào)好，從而降低了工作的可靠性，減低了實(shí)驗(yàn)的置信度和課時(shí)利用率。
使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)由于不需要上述調(diào)節(jié)，學(xué)生一般可在3-5秒內(nèi)便能采集到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而可使學(xué)生的精力集中到控制實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，以及研究分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律上去。
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用中是沒有安全問題的。電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器長期不能在教學(xué)中使用的關(guān)鍵問題之一就是安全問題。可現(xiàn)在我們采用了一種與電場描繪及傳真記錄相類似的微電流轉(zhuǎn)印方法，其電壓雖然高達(dá)3萬伏，但電流控制在200微安以下，從而解決了使用電火花計(jì)時(shí)器的安全問題。
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種低成本教學(xué)儀器，它的價(jià)格和實(shí)驗(yàn)消耗比較低。而電火花計(jì)時(shí)器在上世紀(jì)八十年代初，與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的價(jià)格比在10：1以上，耗材比在50：1以上經(jīng)過長期研究改進(jìn)，我們終于在充放電上都利用市電的相位信息，使電路大為簡化使兩種產(chǎn)品的價(jià)格比低于2：1。由于電火
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