旋转液体综合实验
旋转液体综合实验
在力学创建之初，牛顿的水桶实验就发现，当水桶中的水旋转时，水会沿着桶壁上升。旋转的液体其表面形状为一个抛物面，可利用这点测量重力加速度；旋转液体的抛物面也是一个很好的光学元件。美国的物理学家乌德创造了液体镜面，他在一个大容器里旋转水银，得到一个理想的抛物面，由于水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。
随着现代技术的发展液体镜头正在向一“大”一“小”两极发展。大，可以作为大型天文望远镜的镜头； 反射式液体镜头已经在大型望远镜中得到了应用，代替传统望远镜中使用的玻璃反射境。当盛满液体（通常采用水银）的容器旋转时，向心力会产生一个光滑的用于望远镜的反射凹面。通常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，而哈勃空间望远镜的失败也让我们了解了玻璃镜头何等脆弱。小，则可以作为拍照手机的变焦镜头。美国加利福尼亚大学的科学家发明了液体镜头，它通过改变厚度仅为8mm 的两种不同的液体交接处月牙形表面的形状，实现焦距的变化。这种液体镜头相对于传统的变焦系统而言，兼顾了紧凑的结构和低成本两方面的优势。
旋转液体的综合实验可利用抛物面的参数与重力加速度关系，测量重力加速度，另外，液面凹面镜成像与转速的关系也可研究凹面镜焦距的变化情况。还可通过旋转液体研究牛顿流体力学，分析流层之间的运动，测量液体的粘滞系数。
【实验原理】
一、 旋转液体抛物面公式推导
在转动参考系中看, 这是一个静力学平衡问题。液面的液体体积元除受外力外还受邻近其他液体的作用，因为液体在液面切向没有移动, 因此液体所受的总外力应垂直于液面, 才能和液体内部的作用力平衡, 如图1所示。容器不旋转时, 液面体积元所受外力只有重力, 铅直向下, 因此液面是水平面圆形。容器旋转时, 除重力外, 还受到惯性离心力, 并且离转轴越远惯性离心力越大，它们的合力偏离铅直方向, 越靠近容器边缘偏离越大。液面要垂直于这个合力, 因此呈中心下陷的抛物面形状。
定量计算时, 选取圆柱形容器旋转的参考系, 这是一个转动的非惯性参考系。液体相对参考系静止，任选一小块液体P , 其受力如图1。i F 为沿径向向外的惯性离心力,mg 为重力,N 为周围液体对这一小块液体的作用力的合力, 由对称性可知, N 必然垂直于液体表面。在与容器固连的坐标系0-xyz(Oy 轴沿容器对称轴, Oxy 平面在对称面上)中, 以小块液体为研究对象, 应有以下方程：
x
m F F N mg N i i 20sin 0
cos ωθθ==-=- (1) ω为旋转角速度.根据式(1)可知
g
x
dx dy 2tan ωθ=
= (2) (2)式的解为
022
2y x g
y +=
ω (3)
0y 为0=x 处的y 值。(3)为抛物线方程，可见液面为旋转抛物面。
图1 实验原理图
二、 用旋转液体测量重力加速度g
在实验系统中, 一个盛有液体、内部半径为R 的圆柱形容器绕该圆柱体的对称轴以角速度ω匀速稳定转动时, 液体的表面形成抛物面, 如图2。设液体未旋转时液面高度为h ，液体的体积为：
（4）
因液体旋转前后体积保持不变，旋转时液体体积可表示为：
??+==R
o
R o
dx y x g
x xydx V )2(
22022
ωππ （5）
由（4）、（5）式得：
g
R h y 42
20ω-
= （6）
联立（3）、（6），可以分析， 当0=x 时，g
R h y 4)0(2
2ω-
=，表明液面在对称轴处的高度最低；
当2
0R x x =
=时，h x y =)(0，表明液面在0x 处的高度恒定，为静止时液体的高度h ；
当R x =时，g
R h R y 4)(2
2ω+
=，表明液面在圆柱形容器壁的高度最高。
方法一：测量旋转液体液面最高与最低处的高度差，计算重力加速度g
设旋转液面最高与最低处的高度差为h ?，则得g
R h 22
2ω=
?。又60
2n
πω=
，则 h
n D g ?=
72002
22π （7）
其中D 为圆筒直径，为液体的旋转速度（单位为转/分）。 方法二、斜率法测重力加速度
如图2所示，激光束平行转轴入射，经过BC 水平透明屏幕，打在2
0R x =的液面A 点上，A
处切线与x 方向的夹角为θ，由（2）式
g
R
2tan 2ωθ=
（8）
如果计算出θ，即可求出重力加速度。
下面给出θ的计算方法。设入射光经液体表面反射后在水平透明屏幕上的反射光点为C ，则
θ2=∠BAC 。测出透明屏幕至圆桶底部的距离H 、液面静止时高度h ，以及两光点BC 间距离d ，
则h
H d
-=
θ2tan 。
图2 实验示意图
三、验证抛物面焦距与转速的关系
旋转液体表面形成的抛物面可看作一个凹面镜，符合光学成像系统的规律，若光线平行于曲面对称轴入射，反射光将全部会聚于抛物面的焦点。根据抛物线方程（3），抛物面的焦距：
2
2ω
g f =
（9）
根据上式也可测量重力加速度。
四、测量液体粘滞系数
在旋转的液体中，沿中心放入张丝悬挂的圆柱形物体，圆柱高度为L ，半径为1R ，外圆桶内部半径为2R ，如图3所示。
外圆筒以恒定的角速度0ω旋转，在转速较小的情况下，流体会很规则地一层层地转动，稳定时圆柱形物体静止角速度为零。设外圆桶稳定旋转时，圆柱形物体所承受的阻力矩为
，则
= 圆柱侧面所受液体的阻力矩1M + 圆柱底面所受液体摩擦力矩2M
1M 和2M 分别为（公式推导略）：
z
R
M R R R R L M ?=
-=2442
022
2
2
12
2
2101πηωωπη （10）
为圆柱底面到外圆桶底面的距离。
悬挂圆柱形物体的张丝为钢丝，其切变模量为，张丝半径为r ，张丝长度为L '， 张
丝扭转力矩
为：
θπL Gr M '
=
'24
（11）
在液体旋转系统稳定时，液体产生的阻力矩M 与悬挂张丝所产生的扭转力矩M '平衡，使得圆柱形物体达到静止，即M M '=。从（10）和（11）式可以解出粘度系数为外圆桶旋转角速度0ω和内圆柱扭转角度θ的函数：
4
2
222122212
22104)(8)(R R R R zR L R R z L Gr -+?-?'=ωθ
η （12）
图3 液体粘滞系数测量原理图
【实验装置】
图4为实验装置。其中1．激光器，2. 毫米刻度水平屏幕，3 .双水平标线，4.水平仪，5.激光器电源插孔，6.调速开关，7.转速显示窗，8.圆柱形实验容器，9.水平量角器，10.毫米刻度垂直屏幕，11.张丝悬挂圆柱体。
图4 实验装置
【实验内容】
1、仪器调整
1）水平调整。将圆形水平仪放在载物台中心，调整仪器底部支撑脚，直到水平仪上的气泡到中心位置。
2）激光器位置调整
用自准直法调整激光束平行转轴入射。经过透明屏幕，对准桶底2
0R x =处的记号。
2、测量重力加速度g
1）测量旋转液体液面最高与最低处的高度差，计算重力加速度
改变圆桶转速6次，测量液面最高与最低处的高度差，计算重力加速度。 2）斜率法测重力加速度
将透明屏幕水平置于圆桶上方，用自准直法调整激光束平行转轴入射，经过透明屏幕，对准桶底2
0R x =
处的记号，测出透明屏幕至圆筒底部的距离H 、液面静止时高度h 。
改变圆桶转速6次，在透明屏幕上读出入射光与反射光点间距离，求出值。利用（8）
式计算重力加速度。
3、验证抛物面焦距与转速的关系
将毫米刻度垂直屏幕过转轴放入实验容器中央，激光束平行转轴入射至液面，后聚焦在屏幕上，可改变入射位置观察聚焦情况。改变圆桶转速6次，记录焦点位置。作图验证抛物面焦距与转速的关系（9）。
图5 实验装置
4、测量液体粘滞系数
装好实验装置、将张丝悬挂的圆柱体垂直置于液体中心，柱体上表面有一刻度线记号，低速旋转液体，稳定后柱面上刻度线偏一角度，用激光器和量角器测出偏转角。同一转速测三次，改变转速3次。
5．研究旋转液体表面成像规律
给激光器装上有箭头状光阑的帽盖，使其光束略有发散且在屏幕上成箭头状像。光束平行光轴在偏离光轴处射向旋转液体，经液面反射后，在水平屏幕上也留下了箭头。固定转速，上下移动屏幕的位置，观察像箭头的方向及大小变化。实验发现，屏幕在较低处时，入射光和反射光留下的箭头方向相同，随着屏幕逐渐上移，反射光留下的箭头越来越小直至成一光点，随后箭头反向且逐渐变大。也可以固定屏幕，改变转速，将会观察到类似的现象。
实验2--液体药剂的制备
实验2--液体药剂的制备 实验五液体药剂的制备 I真溶液型液体药剂的制备 一、实验目的要求 1 ?掌握溶液型液体药剂的制备方法及操作要点。 2 ?熟悉制备液体药剂常用的称量、量取等器具的正确使用方法。 3?了解增加药物溶解度的方法。 二、实验指导 1 ?溶液型液体药剂是指药物以分子或离子(直径在1nm以下)状态溶解在 液体分散媒中，制成供内服或外用的单相澄明的液体药剂。可以口服，也可以外用。溶液型液体药剂常用的溶剂有水、乙醇、丙二醇、甘油、液体石蜡、植物油等。属于真溶液型药剂的有药露与芳香水剂、溶液剂、甘油剂、醑剂等。溶液型液体药剂就分散系统而言，主要为低分子溶液，其分散相(药物)小于lnm, 常以分子或离子状态溶解在分散媒中，外观均匀、澄明。 2 ?溶液型液体药剂其制法有溶解法、稀释法、化学反应法、水蒸气蒸馏法等，以溶解法应用最多。其一般工艺流程为称重一溶解一滤过一质量检查一包装等 衣寸0 3. 溶解法操作注意： (1)药物的称量和量取固体药物常以克为单位，应根据药物的轻重，选 用不同的称器进行称量。液体药物常以毫升为单位，选用不同的量器进行量取。用量少的液体药物，可采用滴管计滴数量取(标准滴管在20C时，Iml蒸馏水 应为20滴，其重量误差在土0.10g之间)。
(2)取处方总量1/2?3/4的溶媒，加入固体药物，搅拌溶解。处方中如有附加剂或溶解度较小的药物，宜先将其溶解后再加入其他药物，也可加入适量助溶剂或采用复合溶剂，帮助溶解。易溶解的药物、液体药物及挥发性药物 最后加入。酊剂、流浸膏加入水溶液中时，速度要慢，且应边加边搅拌。 (3)根据药物性质，可将固体先行粉碎或加热助溶，某些难溶性药物可适当增加其溶解度。 (4)将溶液用适宜的滤器过滤后，再适量添加溶媒至需要量。过滤可选用的滤器有玻璃漏斗、布氏漏斗、垂熔玻璃漏斗等。常用滤材有滤纸、脱脂棉、纱布、绢布等。 （5）如处方中含有糖浆、甘油等粘稠液体时，用量器量取液体药物后，将粘附在容器壁上的液体应用少量溶剂洗涤器具。洗液合并于容器中，以减少药物的损失。溶剂为油、乙醇、液体石蜡时，容器与器材均应干燥。 （6）制得的溶液应及时分装于容器内，加塞后擦净器壁再贴瓶签。 三、实验设备器皿、药品与材料 设备器皿：普通天平、量杯、量筒、烧杯、玻璃漏斗、磨塞小口玻璃瓶、玻棒、试剂瓶等。 药品与材料：碘、碘化钾、硼砂、甘油、碳酸氢钠、液化苯酚、薄荷油、乙醇，蒸馏水等。 四、实验内容 （一）薄荷水 【处方】薄荷油2ml滑石粉15g蒸馏水加至1 000ml 【制法】称取精制滑石粉15g，置干燥乳钵中，将薄荷油2ml加到滑石粉上，充分研匀。量取蒸馏水9 500ml，分次加到乳钵中，先加少量，研匀后再逐渐加入其余部分的蒸馏水，每次都要研匀，最后留下少量蒸馏水。将上述混合液移至有塞玻璃瓶中，余下的蒸馏水将研钵中的滑石粉冲洗入玻璃瓶，加塞用力振摇10mi n,用湿润过的滤纸反复滤过，直至滤液澄明。再从自滤器上添加蒸馏水至1 000m1，摇匀，即得。 【功能与主治】祛风，矫味。用于胃肠胀气和作矫味剂，或作溶剂。 【用法与用量】口服，一次10?15ml, —日3次。 【注】1 ?因挥发油和挥发性物质在水中的溶解度均很少（约0. 05%， 为了增加其溶解度，必须尽可能增加溶质与水的接触面积。因此一般多采用振摇法和加分散剂法制备芳香水剂。 2?常用的固体分散剂有滑石粉、滤纸浆等；液体分散剂有乙醇和聚山梨酯-80等。制备时
表象的心理旋转实验报告
表象的心理旋转实验报告 华东师范大学特教系——刁昕 【摘要】本实验重复Cooper等人的R字符表象旋转实验，了解表象旋转的特点。实验结果表明：旋转180°时，反应时最长（无论正反），而0°和360°时，反应时最短。说明样本偏离正位的度数越大，所需的心理旋转越多，用时也就越多。基本支持Cooper的研究结果。 本实验主要通过计算机及PsyTech心理实验系统，将华东师范大学特殊教育系的6名大二女生，1名大二男生（被试3）作为被试，采用正R和镜像R作为刺激，每种刺激形式以6种不同的旋转角度（0°、60°、120°、180°、240°、300°）呈现。结果发现：心理旋转过程确实存在，且基本支持Cooper和Shepard研究的结果；表象经过旋转的角度越大所需要的反应时就越长；不同被试反应是存在个体差异，但是男女之间的差异和正R、负R 间的差异并不显著；随着旋转角度的增大，不仅仅会增加被试的反应时，而且会减小被试的正确判断率。 【关键词】心理旋转减数反应时 1、引言 表象是大脑对客观事物的直接表征。心理旋转（mental rotation）指单凭心理运作（不靠实际操作)，将所知觉之对象予以旋转，从而获得正确知觉经验的心理历程。即当一个知觉对象不是以符合知觉经验的角度呈现时，人们可能是通过内部的心理过程把这个对象旋转到符合知觉经验的角度加以辨认。 20世纪70年代以来，关于表象的研究迅速发展，其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。70年代初Cooper和Shepard用减数反应时试验证明了心理旋转的存在。减数法即唐德斯反应时ABC，是一种用减数方法将反应时分解成各个部分，然后来分析信息加工过程的方法。减数法的反应时实验的逻辑是：如果一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程，且除此过程之外二者在其他方面均相同，那么这两种反应时的差即为此心理过程所需的时间。Cooper等人用不同角度的正和反（镜像）的字母为材料，如非对称字母或数字R、J、2、5等来研究表象的心理旋转。结果表明：当图片（字母）旋转180°时，无论正反，反应时最长；而当图片（字母）旋转0°时，反应最短。这说明样本偏离正位度数越大，所需的心理旋转越多，时间也就越长；可见，人们在进行表象加工时，可能存在一种心理旋转范式。 2、方法 2.1被试：华东师范大学特殊教育系的6名大二女生，1名大二男生（被试3） 2.2实验材料和仪器 2.2.1仪器：计算机及PsyTech心理实验系统 2.2.2材料：不同方向的正R和反R（镜像）图片，共有0°、60°、120°、180°、240°、300°正反共12种不同角度和方向的R。
综合实验(答案)
一、知识脉络 二、 实验方案的设计 1．设计、探究实验题的特点 2．设计实验方案的一般思路 综合实验 试题创设的情景、设问比较新颖，但又贴近学习与日常生活，趣味性较浓。选择的情景往往紧扣生活或工业生产。 学生版 教师版
3．实验 设计的步骤 明确目的、原理 选择仪器、药品 设计装置步骤 记录现象、数据 分析得出结论 4．对于实验设计与评价的原则和方法 科学性 首先必须认真审题，明确目的、要求，读懂题目提供的信息，综合已学过的知识及化学反应原理，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。 根据实验目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否能控制在一定范围内，从而选择合理的化学仪器和药品。 根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整简明。认真观察，全面准确的记录实验过程中的现象和数据。 根据观察出的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等方法，得出正确的结论。 （1）制备具有还原性的物质时，不能使用强氧化性酸。 （2）注意某些会使反应停滞的问题。如，浓硫酸会使铝金属钝化、制不能使用与稀等问题。 （3）酸性废气一般使用溶液或碱石灰吸收，而不使用澄清石灰水，原因是是微溶物，在石灰水中的量极少。 （4）检查多个连续装置的气密性时，一般不要用手捂法，手掌热量有限。可以使用酒精灯加热或利用其他的方式。 （5）对于排水法测定气体体积时，一定要注意量气装置的内外压强要相等，也就是各液面在相同水平线上（详见气体制备部分）。 CO 2CaCO 3S H 2O 4NaOH Ca(OH)2
工程流体力学-流体物理特性_图文(精)
工程流体力学机械工程学院 主讲:杨阳(博士、副教授 2013年03月 本课程的性质和任务 《工程流体力学》是机械设计制造及自动化、车辆工程、材 料成形与控制工程等专业一门主要技术基础课程。它的主要任料成形与控制工程等专业门它的主要任 务是通过各教学环节,运用各种教学手段和方法,使学生掌握 流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法;培养学生分流体运动的基本概念基本原基本计算方法培养学生分析、解决问题的能力和实验技能,为学习后继课程、从事工程技术工作和科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。 总学时:32 总学时
教学方法: 课堂讲授与实验教学相结合,采用多媒体演示完成。 考试方式闭卷 考试方式:闭卷 第一章绪论 ?有关流体运动与流体力学的三个问题; ?流体力学的发展概况; ?流体力学的概念; ?流体力学的概述与应用; ?流体力学课程的性质、目的、基本要求; 流体力学课程的性质目的基本要求; ?流体力学的研究方法; ?流体的连续介质模型; ?流体的主要物理性质——惯性、粘性、压缩性; ?理想流体与实际流体、可压缩流体与不可压缩流体、牛顿流体与非牛顿流体概念
顿流体与非牛顿流体概念。 第一节流体力学及其发展概况 有关流体运动与流体力学的问题 人类虽然长期生活在空气和水环境中,对一些流体运动现象却缺乏认识,现举三例。 A.高尔夫球:表面光滑还是粗糙? B.汽车阻力:来自前部还是后部? C.机翼升力:来自下部还是上部? A.高尔夫球:表面光滑还是粗糙? 高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰,当时人们认为表面光滑的球飞行阻力小,因此用皮革制球。 表面光滑的球飞行阻力小因此用皮革制球
表象心理旋转实验报告
表象心理旋转实验报告 摘要本次实验主要是验证库珀和谢帕德的实验研究结果。通过将“ R'的显像方向、“R'的旋转度数设计成2x 6十二个水平。采用“ R'的不同显像方向和旋转度数来研究心理旋转的不同角度对反应时的影响。结果发现：心理旋转过程确实存在且旋转角度与反应是长短成正比；不同被试反应是存在个体差异；判断正确率与反应时相关。 关键词：表象心理旋转 1前言 心理旋转是一种想象自己或客体旋转的空间表征转换能力。对于心理旋转能力及其性质的研究不仅在理解人类空间认知行为方面具有重要的理论意义，而且具有十分重要的应用价值。 大量实验都证明了表象有可能作为一种保留和操纵外界信息的代码存在。因为表象能够表征不断变化的信息，能够保存有关空间关系的信息，所以能够承受各种以它为载体的心理操作。 本次实验旨在验证库珀和谢帕德的实验。研究心理旋转的重要变量就是反应时，通过对被试反应时的测量我们可以借鉴减数法的研究思想判定心理旋转的存 在。本实验假设心理旋转的角度对反应时有影响，倾斜反180°时，反应时最长。而0°( 360 °)时，应时最短。同时对象旋转的度数越多，心理反应的时间就越多；在刺激呈现时，人类会自动的按照认知的规律，以尽可能小的能量消耗，获得我们所需的结果。 心理旋转实验证明了表象是物体抽象的类似物的再现。在没有刺激呈现的情况下，头脑中会对视觉信息和空间信息进行加工。表象是真实物体的类似物，它 是以观念的形式存在于头脑中的，具有直观性。大脑对表象的加工操作类似于对真实物体进行知觉是的信息加工。事实上，心理旋转是真实的物理旋转的一种类似物，只不过表象是这种实物旋转在头脑中的复现而已，并且复现是不受任何感 觉通道的束缚。 本试验脑机制的解释是：通过使用脑功能核磁共振研究发现与心理旋转密切相关的主要是顶叶与额叶区域。此外表象的心理旋转也会受其它的一些因素如性别、年龄、问题解决策略以及图形的复杂程度等的影响。对表象的心理旋转进行研究具有相当大的价值。 2方法 2. 1 被试 山西师范大学教师教育学院0902班心理系大三学生，身体健康。 2. 2 仪器和材料 若干对不同方位的平面或立体图形，一边是标准刺激一边是比较刺激。标准刺激为一个标准的二维图形与这个图形的镜像；比较刺激为标准刺激以某种轴线、不同角度旋转出的图象。旋转角度分为6种，0°、60°、120°、180°、240 °、
利用旋转液体测定重力加速度
利用旋转液体测定重力加速度及焦距 [实验目的] 研究旋转液体表面形状,并由此求出重力加速度； 将旋转液体看作光学成像系统，探求焦距与转速的关系。 [实验仪器] 甘油， 旋转液体物理特性测量仪，气泡式水平仪，直尺。 [实验原理] 当一个盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴以角速度ω匀速转动时( max max ,ωωω<为液面的最低处与容器底部接触时的角速度)，液体的表面将成为抛物面, 抛物面方程为：C x y y 42 0+= ，其顶点在),0(0y V ，焦点在F (0,C y +0)。入射光平行于该曲面对称轴（光轴）时，反射光将全部汇聚于F 点，如图2所示。 图1. 实验装置图 图2. 容器绕对称轴匀速 转动示意图 对液面上的一个质元, 如图3所示。 图3 质元受力示意图
当其处于平衡时有: mg N x m N ==θωθcos sin 2 故液面的形状可表示为 g x dx dy 2tan ωθ== 因而 0222y g x y += ω 式中y 0是在x=0时的高度. 设抛物面上一点（x 0,h 0） g x y h 220 200ω+= 20020)(2ωy h g x -= (1) 由于液体的体积不变，则 ()xdx g x y xdx y h R R R ????? ? ??+==0022002 222ωπππ y 0=g R h 4220ω- (2) 由方程（1），（2）可得 20R x = (3) 由（3）式可知液面在x 0处的高度是恒定的。 将激光垂直照射x=x 0处液面，在屏上读出反射光点与入射光点的距离x '。入射角为θ ，反射角为θ，入射光线与反射光线的夹角为2θ， 则 () 0)2tan(h H x -'=θ 。 [实验内容] 1． 利用气泡式水平仪将屏幕、转盘调至水平位置。 2． 测出)2(,,0R D H h = 3． 逐渐改变转动角速度，待液体处于平衡态时，将激光垂直照射x=x 0处液面，在屏 上读出反射光点与入射光点的距离x '。
2020高考化学二轮复习专题十二化学实验基础与综合实验探究教案
专题十二化学实验基础与综合实验探究 了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。 掌握化学实验的基本操作和基本技能。 熟悉化学药品安全使用标识，知道常见废弃物的处理方法，知道实验室突发事件的应对措施，形成良好的实验工作习惯。 初步学会物质和离子检验的化学实验基础知识和基本技能。能根据物质的特征反应和干扰因素选取适当的检验试剂。 初步学会物质的分离、提纯的化学实验基础知识和基本技能。学习研究物质性质，探究反应规律，进行物质分离、检验和制备等不同类型化学实验及探究活动的核心思路与基本方法。 具有较强的问题意识，能提出化学探究问题，能做出预测和假设。 能依据实验目的和假设，设计解决简单问题的实验方案，能对实验方案进行评价。 能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验。能根据反应原理选取实验装置制取物质。能预测物质的某些性质，并进行实验验证；能运用变量控制的方法初步探究反应规律。 实验常用的基本仪器及基本操作 1．识别四类仪器 (1)用作容器或反应器的仪器 ①试管②蒸发皿③坩埚④圆底烧瓶⑤平底烧瓶 ⑥烧杯⑦蒸馏烧瓶⑧锥形瓶⑨集气瓶⑩广口瓶 ?燃烧匙 坩埚和蒸发皿均可以直接加热，前者主要用于固体物质的灼烧，后者主要用于溶液的蒸
发、浓缩和结晶。 (2)用于提纯、分离和干燥的仪器 ①普通漏斗②分液漏斗③球形干燥管 (3)常用计量仪器 ①量筒②容量瓶③滴定管④温度计⑤托盘天平 滴定管的“0”刻度在上面。酸式滴定管(具有玻璃活塞)盛装酸液和强氧化性溶液，而不能盛装碱液；碱式滴定管盛装碱液，而不能盛装酸液和强氧化性溶液。 (4)其他仪器 ①球形冷凝管或直形冷凝管②表面皿③滴瓶④胶头滴管 2．常见仪器正确使用的九个注意事项 (1)容量瓶不能长期存放溶液，更不能作为反应容器，也不可加热，瓶塞不可互用。 (2)烧瓶、烧杯、锥形瓶不可直接加热。 (3)pH试纸不能直接蘸取待测液。 (4)药品不能入口和用手直接接触，实验剩余药品不能放回原处(K、Na等除外)，不能随意丢弃，要放入指定容器中。 (5)中和滴定实验中锥形瓶不能用待测液润洗。 (6)温度计不能代替玻璃棒用于搅拌，测液体温度时不能与容器内壁接触。
(整理)实验讲义-液体表面张力-.9.
液体表面张力系数的测量 表面现象广泛见诸于钢铁生产，焊接，印刷，复合材料的制备等过程中。液体表面张力系数是表征液体性质的一个重要参数。测量液体表面张力系数有多种方法，如最大泡压法，毛细管法，拉脱法。 许多现象表明液体表面具有收缩到尽可能小的趋势，这是液体分子间存在相互作用力的宏观表现。从微观角度看，液体表面具有厚度为分子吸引力有效半径的表面层，处于表面层内的分子比液体内部的分子少了一部分能与之吸引的分子，因此出现了一个指向液体内部的吸引力，使得这些分子具有向液体内部收缩的趋势。而从能度看，任何内部分子欲进入表面层就要克服这个吸引力而做功。显见，表面层有着比液体内部更大的势能（表面能），且液体表面积越大，表面能也越大。而任何体系总以势能最小的状态最为稳定，所以液体要处于稳定状态，液面就必须缩小，以使其表面能尽可能小，宏观上就表现为液体表面层内的表面张力。 我们想象在液体表面画一条直线，表面张力就表现为线段两边的液面以一定的拉力α相互作用，而力的方向与线段垂直，力的大小与该段直线的长度L成正比，即f L =（1） a 其中，比例系数α称为液体的表面张力系数，单位为N/m。当液体表面与其蒸汽或空气相接触时，表面张力仅与液体本身的性质及其温度有关。一般情况下，密度小、容易蒸发的液体，其α较小；而熔融金属的α则很大。对于同种液体，温度越高，其α越小。当液体与固体相接触时，不仅取决于液体自身的内聚力，而且取决于液体分子与其接触的固体分子之间的吸引力（称为附着力）。当这个附着力大于内聚力时，液体就会沿固体表面扩展，这种现象称为润湿。当这个附着力小于内聚力时，液体就不会在固体表面扩展，称为不润湿。润湿与不润湿取决于液体、固体的性质，如纯水能完全润湿干净的玻璃，但不能润湿石蜡；水银不能润湿玻璃，却能润湿干净的铜、铁等。润
表象的心理旋转的实验报告
表象的心理旋转的实验报告 专业：应用心理学年级：09应用心理学姓名：郑卫荣学号：SY0910148 专业：应用心理学年级：09应用心理学姓名：覃敬腾学号：SY0910142 专业：应用心理学年级：09应用心理学姓名：孙骥学号：SY0910157 摘要：本次实验采用计算机及实验心理学虚拟实验系统，测验了一名视觉正常的男性被试表象旋转所用的反应时。实验目的：重复Cooper等人的实验，研究不同角度正反字母“R”的心理旋转反应时。通过反应时减数法则，验证表象心理旋转的存在；熟悉和掌握减法反应时测量技术在信息加工研究中的应用。结果发现：说明刺激偏离正位的度数越大，所需要的心理旋转越多，用时就越多；结果很好地验证了心理旋转的经典实验结果，也证实了表象旋转的存在。 关键词：反应时减数法心理旋转 表象是大脑对客观事物的直观表征。20世纪70年代以来，关于表象的研究迅速发展，其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。70年初库柏和谢波娜（Cooper & Shepard1973）用减法反应时实验证明了心理旋转的存在。Cooper等人用不同倾斜角度的正和反（镜像）的字母，如非对称性字母或数字R、J、2、5等来研究表象的旋转。实验表明：当图片（字母）旋转180°时，无论正反，反应时最长，而当图片（字母）旋转0°时，反应最短。这说明样本偏离正位度数越大，所需的心理旋转越多，时间也就越长，人们在进行表象加工时可能存在一种心理旋转范式。 1 方法 1.1 被试 本实验的被试为广西某本科大学09应用心理学系学生一名，20岁，男，视觉正常。1.2 仪器与材料 1.2.1仪器 计算机及实验心理学虚拟实验系统。 1.2.2材料 不同角度的正R和反R（镜像）图片，共有0°、60°、120°、180°、240°、300°正反共12种不同角度和方向的R。 1.3 程序 1.3.1 登录并打开实验心理学虚拟实验系统主界面，选中实验列表中的“表象的心理旋转”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到“指导语”界面。可先进行练习实验，也可以直接点击“正式实验”按钮开始。 1.3.2 正式实验开始后屏幕随机呈现不同角度的正向和反向R,被试对呈现的R作出正向还是反向的判断。程序将自动记录反应时。 1.3.3 实验结束，数据被自动保存。实验者可直接查看结果。
流体力学实验
局部水头损失实验 一．实验目的和要求 1. 掌握三点法、四点法测量局部水头损失与局部阻力系数的技能。，并将突扩管的实测值与理论值比较，将突缩管的实验值与经验值比较。 2. 通过阀门局部阻力因素测量的设计性实验，学习二点法测量局部阻力因素的方法。 二．实验原理 1.由于流动边界急剧变化所产生的阻力称局部阻力，克服局部阻力引起的水头损失称局部水头损失。 2.从内部机理上，局部阻力或是由于边界面积大小变化引起的边界层分离现象产生 ，或是流动方向改变时形成的螺旋流动造成，或者两者都存在造成的局部阻力因此，很难能用一个公式表示。通常 ，局部水头损失用局部阻力系数ξ和流速水头的乘积表示，即 g v h f 22 ξ = 绝大多数的局部阻力系数ξ只能通过实验测定，不同的边界开关局部阻力系数ξ不同，只有少数局部阻力系数可以用理论分析得出。 如突然扩大的局部水头损失与阻力系数：g v v h f 2)(2 21-= 或 g v g v A A h f 22)1(2 2 222212ξ=-= 或 g v g v A A h f 22)1(2 1 12 1221ξ=-= 对于突然缩小的局部阻力系数为： )1(5.012 A A - =ξ 三、实验内容与方法 1、测量突然扩大局部水头损失与突然缩小局部水头损失，并测定相应的局部水头损失因数。 参照实验基本操作方法，在恒定流条件下改变流量2-3次，其中一次为最大流量，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时侧记实验流量。 2、 设计性实验：利用实验装置，设计某开度下阀门的局部阻力因数的测量实验。要求：用二点法测量，设计实验装置改造简图，制定实验方案，并结合CAI 软件（已随仪器配置），进行计算机仿真实验。 四．实验步骤
心理旋转实验报告
心理旋转实验报告 摘要：该实验采用不同方向和角度的“R”字符，研究了17名不同性别的被试在不同的方向和旋转角度下判断字符正或反的反应时，结果表明：心理旋转存在，字母材料对心理旋转存在影响。 关键词：心理旋转，反应时 1.引言：心理旋转(mental rotation,又称心智旋转)是一种想象自我或客体旋转的空间表征动力转换能力。Cooper和Shepard (1973)用不同倾斜角度的正的和反的字母、数码，对心理旋转作了进一步研究。以R字母所做的实验结果发现，当样本为垂直的正位时即旋转的角度为0°或360°，不管是正常的或镜像的，判定所需时间较少，而当样本作了不同角度的旋转，反应时随之增加，当样本旋转了180°时，反应时为最长，随着样本的旋转度数的进一步增大，反应时反而逐渐减少以180°为界，曲线的两侧是对称的。本研究旨在验证Cooper和Shepard实验。 2.研究方法 2.1 被试：随机从某年级某班抽取17人作为被试，且能够清晰的分辨主试所呈现的刺激，此前未做过类似实验。 2.2 实验材料：计算机及实验心理学网络实验系统，不同角度正反字母“R”图片：0?,60?，120?,180?,240?,300?，选择和计时系统。 2.3 实验程序：采用完全随机析因设计，探求正反“R”在0?,60?，120?,180?,240?,300?角度下的反应时的大小，证明字母材料对心理旋转影响以及心理旋转确实存在。实验中必须对额外变量性别采取控制。 （1）打开实验系统，选择“心理旋转实验”，进行实验，将选择器准备好 （2）指导语：认真阅读屏幕上的指导语，请你判断屏幕上的字母是正像的“R”还是镜像的“R”。若你认为是正像，则按红键，若你认为是镜像，按绿键。要 求判断和按键准确迅速。实验须进行多次。 （3）实验过程：每一个被试要接受不同角度的2种字母材料的处理，屏幕每显示一种角度的字母材料，计算机自动开始计时，直到被试按键为止。计算机记录被 试每次的反应时间和结果。 （4）实验结束：实验结束后，询问被试是否在进行心理旋转。 （5）被试可以查看实验结果
全国大学生化学实验竞赛操作A试题
第六届全国大学生化学实验邀请赛 实 验 试 卷 2008.7.6 1-癸烯-4-醇的制备与表征 选手编号： 第一部分 第二部分 第三部分 总分 评分 实验操作 实验记录 实验报告 分数 62 10 28 100 得分 重要说明： 1. 实验竞赛时间（包括完成实验报告）为8 小时。请认真仔细阅读实验内容及操作步骤，合理安排时间， 超时扣分， 每超时 5 分钟扣 1 分， 最多不得超过 30 分钟。 实验过程中须经监考教师认可， 方能离开位置。 2. 满分为 100分，要求： （1）按照给定实验步骤合成并表征目标化合物；（2）提交完成实验的原始记录； （3）提交实验报告。 3. 实验室提供的所有玻璃仪器均已洗干净并干燥。实验室备有丁腈手套和一次性手套供选手使用。正确使 用化学品及其实验用品，废液回收到指定容器中。 4. 小心使用化学试剂。避免化学药品溅撒，避免皮肤接触化学药品。一旦将化学药品溅撒到皮肤上，应立 即进行适当处理。 5. 正庚醛和烯丙基溴有强刺激性和腐蚀性，使用时要求在通风橱内用注射器量取，动作要迅速。称量正庚 醛时请盖上橡皮塞。 6. 任何有关实验安全的问题皆可询问监考教师。一旦发生安全事故，必须立即报告监考教师。 7. 若在实验开始 2.5 小时之内遇到实验失败，可向监考教师索取原料和仪器重做，但要扣 5 分。若在 2.5 小时之后失败，不能申请重做，选手可以向监考教师索取粗产品或产品以继续完成实验，但要扣 10分。 若产品不够其表征所需要的量，也可向监考教师索取产品，但要扣 2 分。 8. 选手在测定红外光谱图和气相色谱分析时必须对样品进行编号（选手编号），上交的产品也必须进行编 号（选手编号）。 9. 实验室提供的 1 H NMR 谱是在 300 MHz核磁共振仪测定的，溶剂为 CDCl3（含 TMS）。 10. 详细、如实并实时记录实验步骤及数据，并提交本次实验的原始记录。 11. 实验结束后，完成并提交实验报告。 12. 实验结束后，选手将所有材料装入试卷袋，并经监考教师认可、取得收条，方可离开考场。
2020年扇形旋转实验报告
一、实验课题 扇形旋转二、实验要求 1、把扇形旋转固定角度，并且依标记角度旋转。 2、掌握几何画板软件的使用技巧三、实验步骤 1) 单击“文件”菜单中的“新绘图”选项，打开一个新画板。 2) 单击菜单栏中的“绘图”选中“定义坐标系”，在 y 轴上任取一点，选中该点左击工具箱中文字工具，在弹出的窗口把标签标为 O 点，选定 y 轴在“构造”菜单栏中选择“轴上的点”，把该点的标签为 P 点，单击该点和 O 点，做两点间的线段 OP，单击菜单栏中的“构造”选中“线段”（或快捷键做线段按住 Ctrl+L 键）。 3) 双击 O 点做标记中心，选中该线段，单击菜单栏中的“变换”选中“旋转”，在弹出的窗口按照固定角度顺时针旋转 25 度，得到线段 OP1，然后以逆时针方向分别点击 O、P1、P，点击“构造”选中“圆上的弧”，再双击 O 点，选中扇形 OPP1，点击“变换”中的“旋转”按钮，依次作四个相同的小扇形，交点分别为 P1 、P2 、P3，得到 1/4 圆。 4) 选取作出的 1/4 个圆，点击编辑中的显示隐藏按钮，标签改为 1/4 圆。 5) 选中 y 轴，点击“构造”中的“轴上的点”把该点标签为 H，选定该点以及 y 轴，作垂线，在垂线上取点 B，以点 H 为圆心，B 为圆上一点作圆 H，隐藏垂线。 6) 选中圆 H，点击“构造”中的“圆上的点”，选中该点左击工具箱中文字工具，在弹出的窗口把标签标为 L 点，以点 H 为中心，将点 L依次旋转 1 25 度，2 5 度，375 度，45 度，得到点 L1,L2,L3, L4。 7) 在 L3L4 弧上任取点 M, 点击“变换”中的“标记角度”，取∠L3HM为标记角度；双击点 P 将 1/4 圆依标记角度旋转；如图，点击“编辑”中的“显示隐藏“按钮，标签改为显示对象 1。 8) 在弧 L2L4 上任选点 R, 取∠L2HR 为标记角度；选中右边二个扇形，不包括左边扇形的半径，点击编辑中的显示隐藏按钮，标签改为显示对象 2。双击点 P1 将为标记中心，选中右边三个扇形，包括左边扇形的半径，依标记角度旋转。 9) 在弧 L1L3 上任选点 S, 取∠L1HS 为标记角度；选中右边一个扇形，包括扇形的半径，点击“编辑”中的“显示隐藏”按钮，标签改为显示对象 3；双击点 P2 为标记中心，选中右边二个扇形，包括左边扇形的半径如图，依标记角度旋转。 1) 在弧 LL2 上任选点 U, 取∠LHU 为标记角度；双击点 P3 为标记中心，选中扇形，包括扇形左边半径，依标记角度旋转。最后，得到旋转后的四个扇形。 四、实验反思通过这次的实验，让我深深地体会到真理来自于不断地实践。同时，作为
心理旋转实验报告
心里旋转实验报告 摘要：本实验为了验证库帕和谢帕德的实验，即心理旋转实验。被试为贵州师范大学2013级应用心理学的2名学生，按照减数法原理以反应时作为认知加工的指标验证心里旋转的存在，了解心理旋转的内在规律。实验中测试卡片12张，每张卡片上有正或反的R一个，其中字母的倾斜角度有6种。本实验采用的实验设计为多因素重复实验设计。实验结果证明在每个人的头脑里，都存在心理旋转过程；当样本为正常状态时，即旋转的角度为0度或360度，不论正反，判断所需的时间都较少；当样本从0度开始不断增大旋转角度反应时随之增加，到180度时反应时最长；随着样本的旋转度数的进一步增大，反应时反而逐渐减少。 关键词：心理旋转减数法旋转角度反应时 1引言 表象是大脑对客观事物的直观表征。上世纪七十年代，关于表象的研究迅速发展，其中表象的心理旋转就是表象研究的一个重要方面。库帕(Cooper)和谢帕德(Shepard)用减法反应时实验证明了“心理旋转”的存在。他们对非对称性字母或数字为实验材料，根据“正”、“反”以及不同的倾斜度，构成了12种情况。由于“R”字在垂直或水平方向均是不对称的，所以正反也是不相同的。所以以R字母所做的实验结果发现，当样本为垂直的正位时,即旋转的角度为0°或360°，不管是正常的或镜像的，判定所需时间较少，而当样本作了不同角度的旋转，反应时随之增加，当样本旋转了180°时，反应时为最长，随着样本的旋转度数的进一步增大，反应时反而逐渐减少.以180°为界，曲线的两侧时对称的。这说明样本偏离正位度数越大，所需的心理旋转越多，时间也就越长，人们在进行表象加工时可能存在一种心理旋转范式。 Shepard等关于心理旋转的研究着眼于表象的表征和加工，它有力地支持将表象看作一种独立的心理表征的观点。但命题表征说认为它同样可以解释心理旋转的实验结果。 本实验将使用不同角度及正反位的字母R，另被试对其做出正反的判断，按照减数法原理以反应时作为认知加工的指标，针对学习减法反应时程序，验证验证表象心理旋转的存在。 2方法 2.1被试 贵州师范大学2013级应用心理学2名被试，平均年龄19岁，身体健康。 2.2实验材料与仪器 2.2.1JGW-B型实验台速示器单元，计时计数器单元，手键一个。 2.2.2测试卡片12张，每张上面有正向或反向的R一个。字母的倾斜角度有6种：0°，60°，120°,180°,240°,300° 2.2.3注视点卡片一张。 2.3实验步骤
有机化学实验指导
有机化学实验指导 《有机化学实验》是食品科学与工程、生物工程和环境工程等专业一门重要的实验课程，是实践教学不可缺少的一个重要环节。 其主要内容包括有机化学实验的一般知识、基本操作和实验技术、有机化合物的制备及有机化合物的性质实验，天然产物的分离提取等。 实验课的任务不仅是验证、巩固和加深理论性教学所学到的基本理论知识，更重要的是培养学生实验操作能力，综合分析问题和解决问题的能力，养成严肃认真、事实求是的科学态度和严谨的工作作风，从而使学生在科学方法上得到初步的训练。 一、有机化学实验课程的目的要求 1、有机化学实验的目的： 通过实验，获得感性认识，以建立对有机化学中某些基本概念，基本理论的深入理解；掌握有机实验的基本知识和操作技能；掌握重要有机化合物的制备方法；培养严谨的科学态度，良好的实验素养，以及分析问题和解决问题的能力，并为有关的后续课和将来走上工作岗位奠定良好的基础。 2、有机化学实验的要求： 通过实验要求学生较牢固地掌握常见有机化合物的主要性质；掌握主要有机化合物的制备原理、方法和技能；掌握有机实验中的一些基本操作，正确使用某些玻璃仪器和测量仪器，具备安装实验装置和使用精密仪器的初步能力；了解重要天然有机物的提取、纯化技术。加深对有机化学中的一些基本概念和基本原理的理解。 3、开设的实验个数与总教学时数： 总学时数：18学时 实验总数：6个 二、面向专业、年级
有机化学实验面向食品科学与工程、生物工程、环境工程等专业。在一年级的第二学期或二年级的第一学期与有机化学理论课同步开设。 三、实验内容和课时安排 四、教学原则和教学方法 有机化学实验课程在教师指导下进行。每位学生一套磨口仪器，各自独立完成实验内容。每个标准实验班人数为15人。 五、成绩考核方法 有机化学实验成绩实行等级制，考核方式合计分实行“基础化学实验课考试方法”。具体计分为： 平时实验成绩占40%，期末实验考核占30%，期末理论知识考核占30%。 实验考核主要包括以下几个部分：实验预习、实验操作、实验结果、实验报告。 六、实验教材及主要参考书目 教材： 兰州大学、复旦大学有机化学教研室主编《有机化学实验》，高等教育出版社，1994年版。 主要参考书： （1）曾昭琼主编《有机化学实验》，高等教育出版社，1987年4月第二版。 （2）高复兴等主编《有机化学实验》，河南大学出版社，1999年第一版。 （3）刘约权李贵深主编《实验化学》，高教出版社、1999年10月第一版
利用旋转液体测重力加速度
利用旋转液体测重力加速度
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利用旋转液体测定重力加速度及焦距 [实验目的] 研究旋转液体表面形状,并由此求出重力加速度； 将旋转液体看作光学成像系统，探求焦距与转速的关系。 [实验仪器] 甘油， 旋转液体物理特性测量仪，气泡式水平仪，直尺。 [实验原理] 当一个盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴以角速度ω匀速转动时( max max ,ωωω<为液面的最低处与容器底部接触时的角速度)，液体的表面将成为抛物面, 抛物面方程为：C x y y 42 0+= ，其顶点在),0(0y V ，焦点在F (0,C y +0)。入射光平行于该曲面对称轴（光轴）时，反射光将全部汇聚于F 点，如图2所示。 图1. 实验装置图 图2. 容器绕对称轴 匀 速 对液面上的一个质元, 如图3所示。
图3 质元受力示意图 当其处于平衡时有: mg N x m N ==θωθcos sin 2 故液面的形状可表示为 g x dx dy 2tan ωθ== 因而 0222y g x y += ω 式中y 0是在x=0时的高度. 设抛物面上一点（x 0,h 0） g x y h 220 200ω+= 20020)(2ωy h g x -= (1) 由于液体的体积不变，则 ()xdx g x y xdx y h R R R ????? ? ??+==0022002 222ωπππ y 0=g R h 4220ω- (2) 由方程（1），（2）可得 20R x = (3) 由（3）式可知液面在x 0处的高度是恒定的。 将激光垂直照射x=x 0处液面，在屏上读出反射光点与入射光点的距离x '。入射角为θ ，反射角为θ，入射光线与反射光线的夹角为2θ，
化工原理实验思考题参考答案2017
实验一：流体流动形态的观察与测定 1、影响流体流动型态的因素有哪些？ 主要有流体的物理性质如密度、粘度、流速和流体的温度，管子的直径、形状和粗糙度等。 2、如果管子不是透明的，不能直接观察来判断管中的流体流动型态，你认为可以用什么办法来判断？ 可通过测试流体的流量求出其平均流速，然后求出Re ，根据Re 的大小范围来判断。 3、有人说可以只用流速来判断管中流体流动型态，流速低于某一具体数值时是层流，否则是湍流，你认为这种看法对否？在什么条件下可以由流速的数值来判断流动型态？ 这种看法不确切，因为只有管子的尺寸和流体的基本形状确定不变的情况下，此时Re 的大小只与流速有关，可以直接采用流速来判断。 实验二 柏努利方程实验 1、 关闭阀A ，各测压管旋转时，液位高度有无变化？这一现象说明什么？ 这一高度的物理意义又是什么？ 关闭阀A ，各测压管旋转时，液位高度无变化；液位高度代表各测压点的总能量，即位压头、静压头之和，这一现象说明，流速为0，各点总能量不变，守恒. 2、 点4的静压头为什么比点3大？ 点3的位置较点4高一些，即H 3位>H 4位, 两点的总压头相等, H 3静
旋转件实验报告
非接触信号传输实验 1实验目的 通过非接触信号传输实验，首先了解非接触信号传输系统的组成部分，基本原理和使用方法，大体上对非旋转测控技术有了一个比较好的认识和了解。其次通过实验，测得相关的实验结果，看是否理论与实际是否统一。最后，通过本次实验，提高动手能力，为以后进行旋转件非接触控制以及类似的相关问题打下基础。 2实验原理 在旋转机械中通过电磁耦合方法实现信号传递，需要采用特殊的结构形式, 如图1所示。 图1 非接触电磁耦合原理图 在旋转机械系统中布置两个并排的线圈, 使它们的轴线一致，一个固定在旋转轴上跟随转轴一起旋转，另一个固连在基座上。这样, 若在其中一个线圈中通以交变电流, 其产生的交变磁场将通过另一线圈, 从而产生交变感应电势，信号便由一边的线圈传输到另一边中，不需要通过连线就可实现信号的传输。从图中可以看出，由于线圈为圆形，一个线圈相对另一线圈同轴转动时，穿过次边的由线圈原边产生的磁力线不会发生变化，从而其互感不会变化，这样保证了旋转时，信号传递不受转速的影响。 电磁耦合的信号传输，是根据电磁感应的原理，主线圈内其交变的电流会在其周围产生交变的磁场，这个交变的磁场会在次级线圈产生感应电动势，这个过程是相互的，次级线圈同样会在原线圈中产生感应电动势，这就可以是信号的传输方式是双工的，其过程大概如下，首先，把来自旋转装置的采集的信号进行调制，用产生的已调制信号驱动发信线圈，受信线圈得到耦合得到已调制信号，然后经接收回路解调器解调得到原来的数字信号。此数字信号可通过相关的显示处理进行显示。旋转件装置及电磁耦合系统简图分别如图2和3所示。
图2 旋转件装置图 图3 电磁耦合系统简图 对于旋转件非接触测试技术，电磁耦合只是其中的一个部分，其整个的测试系统的一部分，非接触通信的原理框图如图4所示。
旋转液体物理特性的测量
旋转液体物理特性的测量 1．背景及应用 早在力学创建之初,就有牛顿的水桶实验,牛顿发现,当水桶中的水旋转时,水会沿着桶壁上升。旋转的液体有一些独特的物理特征。如盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴匀速转动时,旋转液体的表面将成为抛物面；通过旋转液体，可以分离不同比重的液体等等。 根据旋转液体的这些特性，产生了一系列的应用。如目前广泛应用的分离机等。图1给出了一种液体镜头，它在一个大容器里旋转水银。由于旋转液体的表面是一个理想的抛物面，同时水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。通常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，从而可以有效地降低大型望远镜的制造成本。 2. 实验原理 盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴匀速转动时,旋转液体的表面将成为抛物面。抛物面的参数与重力加速度和旋转角速度有关，利用此性质可以测重力加速度；旋转液体的上凹面可作为光学系统加以研究,还可测定液体折射率等。 1）旋转液体表面公式 牛顿发现,当圆柱体中的水旋转时,水会沿着圆柱体壁上升。定量计算时，选取随圆柱形容器旋转的参考系，这是一个转动的非惯性参考系。液体相对于参考系静止，任选一小块液体P ，其受力如图2。F 为沿径向向外的惯性离心力，mg 为重力，N 为这一小块液 体周围液体对它的作用力的合力，由对称性可知，N 必然垂直于液体表面。在Y X 坐标 下),(y x P 则有： 图1 大型望远镜的液体镜片 图2 实验原理图
0cos =-mg N θ 0sin =-i F N θ x m F i 2 ω= g x x y 2 d d tan ωθ= = 根据图2有： 02 2 2y x g y += ω （1） ω为旋转角速度，0y 为 0=x 处的y 值。此为抛物线方程，可见液面为旋转抛物面。 2）用旋转液体测量重力加速度原理 在实验系统中，一个盛有液体半径为R 的圆柱形容器绕该圆柱体的对称轴以角速度ω匀速稳定转动时，液体的表面形成抛物面，如图3。 设液体未旋转时液面高度为h ，液体的体积为： h R V 2π= （2） 因液体旋转前后体积保持不变，旋转时液体体积可表示为： x x y g x dx x y V R d )2( π2)π2(02 20 +== ?? ω （3） 由（2）、（3）式得： g R h y 42 20ω- = （4） 联立（1）、（4）可得，当2/0R x x ==时，h x y =)(0，即液面在0x 处的高度是恒定值。 （1）用旋转液体液面最高与最低处的高度差测量重力加速度 如图2所示，设旋转液面最高与最低处的高度差为h ?，点（h y R ?+0,）在（1）式的抛物 线上，有02 202y g R h y += ?+ω， 得：h R g ?= 22 2ω 又60 π2n = ω ，则