轉化法

（1）名詞 動詞： hand：手 傳遞 water：水 澆水 place：地方 放置。

land：土地 著陸 design：圖案 設計 picture：圖畫 想像。

（2）形容詞 動詞： empty空的 倒空 better：較好的 改善。

back：後面的 支持。

……

在實驗中，有很多物理量，由於其自身屬性的關係，難於用儀器、儀錶直接測量，或 因條件所限，無法提高測量的準確度，這就可以根據物理量之間的定量關係和各種效應把不 易測量的物理量轉化成可以（或易於）測量的物理量進行測量，之後再反求待測物理量的 量值，這種方法就叫轉換測量法（簡稱轉換法）。

由於物理量之間存在多種關係和效應，因此將會有多種不同的轉換法，這恰恰反映了 物理實驗中最具啟發性和開創性的一面。科學實驗不斷地向高精度、寬量程、快速測量、遙感測量和自動化測量的方向發展，這一切均與轉換測量緊密相關。

轉換法一般可分為參量換測法和能量換測法兩大類:

1．參量換測法。

利用物理量之間的相互關係，實現各參量之間的變換，以達到測量某一物理量的目的。通常利用這種辦法將一些不能直接測量的或是不易測量的物理量轉換成其它若干可直接 測量或易測的物理量進行測量。例如金屬絲楊氏模量的測量，即可根據虎克定律轉換成應 力與應變數的測量。

2．能量換測法。

利用物理學中的能量守恆定律以及能量具體形式上的相互轉換規律進行轉換測量的方 法。能量換測法的關鍵是感測器（或敏感器件）——用於把一種形式的能量轉換成另一種 形式的能量的器件。把能夠實現接收由測量對象的物理狀態及其變化所發出的激勵（敏感 部分），並將此激勵轉化為適宜測量的信號（轉換部分）的能量轉換裝置稱為感測器。由於電磁學測量方便，迅速，容易實現，所以最常見的換能法是將待測物理量的測量 轉換為電學量的測量（亦稱電測法）。

下面著重介紹幾種典型的能量換測法。

（1）熱電換測——將熱學量通過熱電感測器轉換為電學量的測量。熱電感測器的種類很 多，它們雖然依據的物理效應各有不同，但都是利用了材料的溫度特性。如利用材料的溫 差電動勢，將溫度測量轉換成熱電偶的溫差電動勢的測量。

（2）壓電換測——這是一種壓力和電位間的變換，這種變換通常是利用材料的壓電效應 製造的器件來實現的。例如，將被極化的鈦酸鋇製成柱狀器件，其極化方向為柱子的軸向。器件在極化方向上受壓力而縮短時，柱子就會產生與極化方向相反的電場，據此，可 將壓力變化變換成為相應的電壓變化。話筒和揚聲器也是人們所熟悉的一種壓電換能器。

（3）光電換測——利用光電元件將光信號的測量轉換為電信號的測量。利用光電效應制 造的光電管、光電倍增管、光電池、光敏二極體、光敏三極體等光電器件都可以實現光電 轉換。光電感測器可分為光電導感測器、光電發射管、光電池等類型。

（4）磁電換測——利用電磁感應器件將磁學量的測量轉換成電學量的測量。用於磁電轉 換的元器件可分為半導體式和電磁感應式兩類。常用的霍爾元件、磁敏電阻等典型的磁敏 元件，可直接用於磁場的測量，也可以利用與磁學量的關係，將位置、速度、旋轉、壓力 等非電量信號轉換成電學量測量。

物體發生形變或運動狀態改變可證明一些物體受到力的作用；馬德堡半球實驗可證明大氣壓的存在；霧的出現可以證明空氣中含有水蒸氣；影子的形成可以證明光沿直線傳播；月食現象可證明月亮不是光源；奧斯特實驗可證明電流周圍存在著磁場；指南針指南北可證明地磁場的存在；擴散現象可證明分子做無規則運動；鉛塊實驗可證明分子間存在著引力；運動的物體能對外做功可證明它具有能等。控制變數法是為了研究物理量之間的關係所用。

舉例來說，s=vt 即位移=速度*時間，（如果你不能理解什麼是位移，可以暫且認為它就是距離好了）。這個公式可以用控制變數法來研究，就是說，知道“速度”、“位移”、“時間”，但為了研究出“位移=速度*時間”這個公式，我們要採用控制變數法。研究的方法是這樣的，我們讓一輛小車勻速行駛一段時間，然後看它的位移。為了研究位移跟“速度”、“時間”是什麼關係，我們先讓小車以不同的速度行駛相同的時間，比較兩種情況下行駛的位移。例如：先以3m/s的速度行駛5秒，記下位移15m；接著以9m/s的速度行駛5秒，記下位移45m，這樣，我們可以看到在同樣的時間裡，速度翻了幾倍，位移也翻了幾倍，即位移和速度成正比。注意在這個例子中，我們故意讓小車兩次行駛的時間保持一致（都是5秒），從而就可以發現“位移和速度成正比”這個關係，因為是控制住“時間”這個變數，使其不變，來研究問題，所以這種方法叫“控制變數法”。同樣的，如果我們控制住“速度”這個變數，也同樣可以發現“位移和時間成正比”這個關係。（做法就是，讓小車以相同的速度行駛不同的時間，比較兩種情況下行駛的位移）。例如：在探究“決定導體電阻大小的因素”時，給出如何驗證“在溫度一定時，導體的電阻與導體的材料有關”選擇不同種材料，長度，橫截面積都一樣，這就是轉換法。