大学物理仿真实验软件操作流程(1)
大学物理仿真试验仿真实验
大学物理仿真实验实验名称:声速的测定目的要求:1．了解超声波的发射和接收方法。
2．加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。
3．掌握用驻波法和相位法测声速。
实验原理:由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。
本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。
声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。
下图是超声波测声速实验装置图。
驻波法测波长设沿x 方向入射波的方程为:沿x 负方向反射波方程为:两波相遇干涉时，在空间某点的合振动方程为(驻波方程):12cos 2()cos 2()x xy y y A ft A ft ππλλ=+=-++(2cos 2)cos 2xA ft ππλ=当2/λn x =;(n =1,2,…)位置时，声振动振幅最大,为2A ,称为波腹，当4/)12(λ-=n x ,(n =1,2，…)位置上声振动振幅为零,这些点称为波节。
其余各点的振幅在零和最大值之间。
两相邻波腹(或波节)间的距离为λ/2即半波长。
相位比较法测波长从换能器S1发出的超声波到达接收器S 2，所以在同一时刻S 1与S 2处的波有一相位差：其中λ是波长，x 为S 1和S 2之间距离)。
因为x 改变一个波长时，相位差就改变2π。
利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。
仪器用具:1.声速的测量实验仪器包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器。
2.超声声速测定仪主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。
3.函数信号发生器1cos 2()xy A ft πλ=-2cos 2()x y A ft πλ=+提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。
4.示波器示波器的x, y轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的李萨如图形。
并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。
实验内容:1．调整仪器使系统处于最佳工作状态。
卡门涡街的Comsol仿真实验报告
课程名称：大学物理实验（二）实验名称：卡门涡街的Comsol仿真通用求解器。
三、实验仪器：3.1仪器选择SOL物理建模软件3.2模型与参数1.本实验研究流体流经圆柱体后的卡门涡街现象，不考虑沿圆柱体方向的流动，因此可在圆柱体的横切面内进行仿真。
建模时选择二维层流，让圆柱位于一个长方形内的左端，流体从左端流入，右端流出如下图所示图3.1卡门涡街仿真图采用的参数值为：流速u=1m/s，流体流过区域的宽度W=2.2m，高度H=0.41m，圆柱半径R=0.05m，圆柱中心与左侧和下边界的距离均为0.2m。
流体密度ρ=1kg/m3，动力粘度μ=10-3Pa∙s(注：设置中使圆柱体略偏离中心，以触发涡流。
)2.纳维-斯托克斯方程、质量守恒方程实验中圆柱是固体，流体假设是不可压缩的。
需要考虑的耦合为流体-固体耦合，求解的方程是ρ(ðuðt +u⋅∇u)=−∇P+μ∇⋅(∇u+(∇u)T−23(∇⋅u)I)+F (3)ðρðt+∇⋅(ρu)=0 (4)u：流体流速,P：流体压力，ρ：流体密度，μ：流体动力粘度，F：作用在流体上的外力。
这个方程比较复杂，但COMSOL自带的通用求解器可以直接求解。
由于我们更关注流经圆柱体附近的气流，故在入口处设置流体的初速度沿高度方向呈抛物线分布。
实验中还使用一个阶跃函数逐渐提升流入速度。
3.流体的速度随时间在变化，所以求解时选择“瞬态”。
圆柱体在流体中的受力可投影为水平方向的曳力（FD）和竖直方向的升力（FL），如图所示。
图3.2流体受力图升力和曳力也随时间变化。
因此，相对求解升力和曳力本身，无量纲的升力系数C L 和曳力系数C D ：C L =2F L ρU mean 2A (5)C D =2F D ρU mean 2A (6)其中U mean 是设置的平均速度，ρ是流体密度，A 是圆柱在流速方向的投影面积（圆柱厚度与直径的乘积）。
四、实验内容及步骤：4.1建模本实验的的建模与仿真可分为八步：1.模型向导2.参数定义3.几何建模4.材料设置5.层流设置6.划分网格7.研究求解8.结果分析操作步骤：1.模型向导1) 打开COMSOL 软件，在新建窗口中单击模型向导；2) 在模型向导窗口中，单击二维；3) 在选择物理场树中双击流体流动 单相流 层流；4) 单击添加，然后单击下方的研究；5) 在选择研究中选择一般研究 瞬态；6) 单击底部的完成；2.参数定义1) 在左侧模型开发器窗口的全局定义节点下，单击参数1；2) 在参数的设置窗口中，定位到参数栏；3) 在表中输入以下设置：图4.1 设置示范图4) 在左侧主屏幕工具栏中单击f(x)函数，选择全局 阶跃；5) 在阶跃的设置窗口中，定位到参数栏；6) 在位置文本框中输入0.1；3.几何建模1) 在上方的几何工具栏中单击矩形；2)在矩形的设置窗口中，定位到大小和性质栏；3)在宽度文本框输入W，在高度文本框输入H；4)单击构建选定对象；5)在上方的几何工具栏中单击圆；6)在圆的设置窗口中，定位到大小和性质栏；7)在位置栏的x文本框输入0.2，在y文本框输入0.2；8)定位到大小和形状栏，在半径文本框中输入R；9)单击构建选定对象。
大学物理仿真实验具体操作指导-图文
大学物理仿真实验具体操作指导-图文示波器的调整和使用
1.主窗口
打开用示波器测时间仿真实验，主窗口如下：
2.正式开始实验（1）操作界面如下：
（2）测示波器校准信号周期连接示波器CH1和示波器校准信号。
校准信号为周期1KHz,峰峰值为4V的对称方波信号。
双击示波器，打开示波器调节界面：
在示波器调节窗口中，左键单击示波器开关，打开示波器，
进行示波器调节和校准。
调节电平旋钮，是信号稳定
调节示波器聚焦旋钮和辉度旋钮使示波器显示屏中的信号清晰，调好后如下图。
调节CH1幅度调节旋钮和CH1幅度微调旋钮，校准信号显现为峰峰值为4V。
调节示波器时间灵敏度旋钮和扫描微调旋钮，校准信号周期显示为
1KHz,调好后如下图。
2
至此，示波器校准结束（3）正式开始实验
调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.1m/cm。
界面如下：
调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.2m/cm。
界面如下：
调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.5m/cm。
界面如下：
3
（4）选择信号发生器的对称方波接y输入(幅度和y轴量程任选)，信号频率为200Hz～2kHz(每隔200Hz测一次)，选择示波器合适的时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率
首先按照校准CH1的方法对CH2进行校准。
连接示波器CH2和信号发生器
双击实验平台上示波器和信号发生器，打开示波器和信号发生器调节界面
4。
大学物理实验RC电路时间常数的Multisim仿真测试
大学物理实验RC电路时间常数的Multisim仿真测试腾香【摘要】基于探索大学物理电学实验仿真技术的目的。
采用Multisiml0仿真软件对RC电路时间常数参数进行了仿真实验测试。
从RC电路电容充、放电时电容电压uc的表达式出发，分析了Mc与时间常数之间的关系，给出了几种Muhisim 仿真测试时间常数的实验方案。
仿真实验可直观形象地描述RC电路的工作过程及有关参数测试。
将电路的硬件实验方式向多元化方式转移，利于培养知识综合、知识应用、知识迁移的能力，使电路分析更加灵活和直观。
%A simulation experiment test for RC circuit time constant is designed by using Multisim 10 in order to investigate the purpose of simulation technology in college physical experiment. The relationship between uc and the time constant is analyzed and a lot of experimental scheme are proposed which are base on uc expression of capacitor voltage of RC circuit＇s capacitor charging and discharging. The representation of RC circuit working process and related parameters test is more direct and visual described. It＇s good for the ability of knowledge integration, knowledge application, and knowledge transference and makes the circuit analysis more flexible and intuitive according to diversification transferring of circuit＇s hardware experiment mode.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)005【总页数】3页(P100-102)【关键词】电学实验;RC电路;时间常数;Muhisim;电路仿真【作者】腾香【作者单位】渤海大学数理学院,辽宁锦州121000【正文语种】中文【中图分类】TP391.9大学物理是高校理工科专业的理论与实践结合密切的课程，在教学过程中引入演示实验将增强知识内容的直观性，对提高学生的物理基础、培养创新能力有重要的作用[1-2]。
大学物理仿真实验报告
大学物理仿真实验报告单摆测量重力加速度一、实验目的本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。
二、实验原理单摆的结构如实验仪器中所示，其一级近似周期公式为：由此公式可知，测量周期与摆长就可以计算得到重力加速度g三、实验内容一用误差均分原理设计一单摆装置,测量重力加速度g.设计要求:(1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.(2) 写出详细的推导过程,试验步骤.(3) 用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%.可提供的器材及参数:游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线(尼龙线)、钢球、摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制)、天平(公用).假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.二. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求.三. 自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小. 四. 自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律.四、实验仪器实验仪器单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺五、实验操作1. 用米尺测量摆线长度；测量摆线长度；测量摆线长度；2. 用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；用游标卡尺测量小球直径；3. 把摆线偏移中心不超过把摆线偏移中心不超过把摆线偏移中心不超过5度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过度，释放单摆开始计时过50 个周期后停止计时，个周期后停止计时，个周期后停止计时，记录所用时间；记录所用时间；六、实验结果七、数据处理D(平均)=（1.722+1.702+1.732+1.662+1.682+1.692）/6=1.698cm摆线长度+摆球直径=92.00cm摆长L=(摆线长度+摆球直径)-摆球半径=92.00-D/2=91.15cm=0.9115mT1=57.55/30=1.918sT2=76.77/40=1.919sT3=96.00/50=1.920sT=(T1+T2+T3)/3=1.919s由得：g=(4**)*L/(T*T)=9.77m/s*s=9.80-9.77=0.03m/s*sE=/g*100%=0.31%<1% 满足实验要求八、误差分析、心得体会及实验建议误差分析：1、周期的测量存在较大误差，摆线来回摆，刚开始计时以及最后一次摆结束的时刻，由于人眼的反应速度会造成或大或小的偏差；2、摆长的测量存在误差，由于不是亲手拿测量仪器测量，故而有些读数不准确，由此引起一部分误差。
大学物理实验教案(光电效应法测量普朗克常量(仿真实验))
大学物理实验教案
（2）补偿法
由于本实验仪器的特点，在测量各谱线的截止电压Ua 时，可不用难于操作的“拐点法”，而用“补偿法”。
补偿法是调节电压U AK 使电流为零后，保持U AK 不变，遮挡汞灯光源，此时测得的电流I 为电压接近遏止电压时的暗电流和本底电流。
重新让汞灯照射光电管，调节电压UAK 使电流值至I ，将此时对应的电压U AK 的绝对值作为截止电压Ua 。
此法可补偿暗电流和本底电流对测量结果的影响。
对于测量所得到的实验数据，可用以下三种方法来处理以得出ν-U 直线的斜率k ，来进一步得出普朗克常数h 。
（1）线性回归法
根据线性回归理论，ν-U 直线的斜率k 的最佳拟合值为
2
2a a
U U k νννν⋅-⋅=-，其中
表示频率的平均值, 表示频率ν的平方的平均值, 表示截止电压Ua 的平均值, 1
1n a i i i U U n νν=⋅=⋅∑表示频率ν与截止电压Ua 的乘积的平均值。
（2）逐差法
根据ai aj a i i j
U U U k ννν-∆==∆-，可用逐差法从数据中求出一个或多个k i ，将其平均值作为所求k 的数值。
（3）作图法
可用数据在坐标纸上作Ua-ν直线，由图求出直线斜率k 。
由以上三种方法求出直线斜率k 后，可用h=ek 求出普朗克常数，并与h 的公认值h 0比较求出百分偏差：00
h h h δ-=，式中电子电荷量1
1n i i n νν==∑221
1n i i n νν==∑1
1n
a ai i U U n。
大学物理仿真实验傅里叶光学
⼤学物理仿真实验傅⾥叶光学⼤学物理仿真实验——傅⾥叶光学实验实验报告姓名：班级：学号：实验名称傅⾥叶光学实验⼀、实验⽬的1．学会利⽤光学元件观察傅⽴叶光学现象。
2．掌握傅⽴叶光学变换的原理，加深对傅⽴叶光学中的⼀些基本概念和基本理论的理解，如空间频率、空间频谱、空间滤波和卷积等。
⼆、实验所⽤仪器及使⽤⽅法防震实验台，He-Ne激光器，扩束系统（包括显微物镜，针孔（30µm），⽔平移动调整器)，全反射镜，透镜及架（f=+150mm，f=+100mm），50线/mm光栅滤波器，⽩屏三、实验原理平⾯波Ee(x,y)⼊射到p平⾯（透过率为）在p平⾯后Z=0处的光场分布为：E(x,y)= Ee(x,y)图根据惠更斯原理（Huygens’ Principle）,在p平⾯后任意⼀个平⾯p’处光场的分布可看成p平⾯上每⼀个点发出的球⾯波的组合，也就是基尔霍夫衍射积分（Kirchhoff’s diffraction integral）。
(1)这⾥：＝球⾯波波长；n＝p平⾯（x,y）的法线⽮量；K＝（波数）是位相和振幅因⼦；cos(n,r)是倾斜因⼦；在⼀般的观察成像系统中，cos(n,r)1。
r=Z+，分母项中r z；（1）式可⽤菲涅尔衍射积分表⽰：（菲涅尔近似 Fresnel approximation）(2)当z更⼤时，即z>>时，公式（2）进⼀步简化为夫琅和费衍射积分：（Fraunhofer Approximation）这⾥：位相弯曲因⼦。
如果⽤空间频率做为新的坐标有：，若傅⽴叶变换为(4)(3)式的傅⽴叶变换表⽰如下：E(x’,y’,z)＝F[E(x,y)]＝c图2 空间频率和光线衍射⾓的关系tg＝＝，tg＝＝＝，＝可见空间频率越⾼对应的衍射⾓也越⼤，当z越⼤时，衍射频谱也展的越宽；由于感光⽚和⼈眼等都只能记录光的强度（也叫做功率谱），所以位相弯曲因⼦(5)理论上可以证明，如果在焦距为f的汇聚透镜的前焦⾯上放⼀振幅透过率为g(x,y)的图象作为物，并⽤波长为的单⾊平⾯波垂直照明图象，则在透镜后焦⾯上的复振幅分布就是g(x,y)的傅⽴叶变换，其中空间频率，与坐标，的关系为：，。
科大奥锐物理实验虚拟仿真平台答案
物理实验考试与自动判卷系统（V1.0 标准版）合肥市中科大奥锐科技有限公司2010.12 科大奥锐物理实验考试与自动判卷系统用户手册合肥市中科大奥锐科技有限公司3.1功能结构3.2在线考试子系统3.2.1实验操作题管理3.2.2考试题库管理103.2.3 考试试卷管理103.2.4 考试过程组织113.2.5 试卷批阅与成绩管理113.2.6 系统设置123.3 基于组件的大学物理仿真实验（第一部分）133.3.1 仿真实验在教学中的应用模式133.3.2 基于组件的大学物理仿真实验（第一部分）的新特性143.3.3 第一部分实验内容234.1 教师用户244.1.1 用户登陆244.1.2 通知公告254.1.3 实验列表264.1.4 考试题库264.1.5 考试试卷294.1.6 考试组卷304.1.7 成绩管理334.1.8 下载升级354.1.9 密码修改364.2 管理员用户374.2.1 用户登陆374.2.2 通知公告374.2.3 实验列表384.2.4 考试题库384.2.5 考试试卷394.2.6 考试组卷394.2.7 考试安排394.2.8 成绩管理474.2.9 实验管理484.2.10 下载升级494.2.11 用户管理50科大奥锐物理实验考试与自动判卷系统用户手册合肥市中科大奥锐科技有限公司4.3学生用户534.3.1 通知公告534.3.2 成绩查询534.3.3 下载升级534.3.4 用户管理534.4 考试大厅534.4.1 登录534.4.2 通知公告544.4.3 实验考试554.4.4 成绩查询604.5 考试系统管理工具614.5.1 登录614.5.2 查看考试安排624.5.3 查看试卷库664.5.4 完整备份数据库684.5.5 完整还原数据库705.1 实验操作的基本方法705.1.1 实验主场景介绍705.1.2 实验主场景中仪器的操作725.2 单摆法测量重力加速度.................................................................................................74 5.3 钢丝杨氏模量的测定805.4 光电效应和普朗克常量的测定935.5 密立根油滴实验1065.6 迈克耳孙干涉仪1295.7 偏振光的观察与研究1455.8 声速的测量1585.9 示波器实验1755.10建设与理论考试相结合的在线实验考试环境，从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题，为开展面向大面积学生的大学物理实验课程考试提供了可实际操作的平台。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 打开任意浏览器，在地址栏输入“20
2.194.26.101:8201”，
然后回车，进入到“大学物理仿真实验2010版”界面。
2. 点击左侧的“下载升级”（上图红色圈内），进入到下界面
分别点击上图红圈里的两处，下载并安装到自己的电脑中（安装路径可以默认路径，也可以自行更改安装路径）。
3. 安装完成后，电脑桌面上会出现该软件的快捷方式图标，如下
202.194.26.101:8201
http://202.194.26.101:8201/
双击该图标，即可进入软件的登陆窗口，如下：
使用前，请先进行网络设置，点击上图的“网络设置”按钮（红线框处），点击后进入下图界面：
202.194.26.101
把“服务器地址”改为“202.194.26.101”，然后点击“保存设置”按钮。
进入下图界面，
首次打开，需要先点击“网络设置”，地址“202.194.26.101”，端口“8201”。
然后“保存设置”。
重新启动该软件，点击“登录”
点击“登陆”后，进入下图界面
OK。
软件可以使用了！
注意：每个实验做之前，需要双击下载才可以使用。
如我们打开力学实验，以第一个实验为例，
双击上图红色线框内按钮后，弹出下图：
点击“确定”，进行下载，下载完毕，点击确定后，进入下界面。
双击第一个实验名称，就可以进入到下图界面，进行实验操作了。