理学院物理系教师在《美国物理》发表教学研究论文

　　哈工大报讯（闫明星/文）近日，我校理学院物理系物理实验中心教师方光宇、黄丽、辛丽、赵海发、霍雷共同研究撰写的教学研究论文《迈克耳孙仪中圆锥曲线条纹的几何解释》在SCI收录期刊《美国物理》上发表。这种几何解释不仅方便了学生学习，而且有利于教学的开展，可谓教学相长。

　　迈克耳孙仪是最常见的光学仪，在近代物理学和计量技术中有着特别的影响和广泛的应用，是理工科大学物理基础理论课和实验课的一个重点内容。仪器的构造中，为了补偿仪两臂的光程差，需要在一臂光中加入补偿板。不少学生包括一些教师认为只有在非单色光源（如白光）时才需要补偿板，而采用单色光源则不需要。这篇论文了这个，并结合日常生活常识形象地解释了去掉补偿板后条纹呈现出各种圆锥曲线：条纹由圆环形变为椭圆、双曲线等形状是因为通过倾斜的玻璃板后，光源看起来会相对于实际有一个偏移，如同站在岸上看水底的石子，视觉上的相对于实际有偏差。这个偏差随着视角的不同而变化，只要知道了这个偏差就可以精确预知条纹的形状，而这个偏差完全可以利用中学几何知识算出来。

　　据方光宇副教授介绍，在为学生答疑过程中，他们注意到现有教材中关于迈克耳孙仪中补偿板的作用的语焉不详，容易学生；以前教学论文中有关圆锥曲线条纹的解释用的是数值方法，不仅计算复杂，而且晦涩难懂，学生很难理解和把握，是学生答疑的“重灾区”。经过多次研讨，他们找到这种简单的几何解释，不仅在理论上更为完善，而且计算简单，对学生来说更加形象，容易理解。运用这种几何方法计算条纹，可以直接给出整个面上的条纹光强表达式，大大简化了计算过程，而使用光学软件计算一般要用光线追迹，可能需要成千上万次计算。

　　实验中心副主任刘建龙介绍说，这篇文章提出利用简单的几何方法来解释课堂上一个晦涩的物理问题，可以直接反馈到教学上。今后我们将在教材中不断加入自己的教学研究，并在实验教学中给学生更大的度，激发他们的科技创新潜能。最近几年学校对物理实验中心进行了重点投入，物理实验中心也一直鼓励年轻教师进行教学研究，年轻教师发表了不少教学研究论文。我们也将鼓励更多的教师把教学论文发到国外高水平SCI期刊上去，让国外的教学同行了解我校在物理实验教学上的新思。