波尔共振
波尔共振实验报告总结

波尔共振实验报告总结
波尔共振是一种重要的光学现象,它在原子物理学和光谱学中有着重要的应用。
在本次实验中,我们对波尔共振进行了深入的研究和实验,得到了一些有意义的结果。
首先,我们搭建了实验装置,准备工作十分繁琐,需要精确的调试和仪器的精
密校准。
在实验过程中,我们发现了一些问题,比如光源的稳定性、光路的调整等,但通过不懈的努力和团队合作,我们最终克服了这些困难,顺利完成了实验。
在实验过程中,我们测量了不同频率下的共振曲线,并对实验数据进行了分析。
通过分析数据,我们得出了一些结论,首先,共振频率与原子的能级结构有着密切的关系,这与波尔理论的预测是一致的;其次,共振峰的宽度与原子的寿命有关,这为我们提供了一些关于原子内部结构的重要信息;最后,我们还发现了一些未知的现象,需要进一步的研究和探索。
总的来说,本次实验取得了一些有意义的成果,但也存在一些不足之处,比如
实验装置的稳定性、数据的准确性等,这些都需要我们在今后的工作中加以改进和完善。
通过本次实验,我们对波尔共振有了更深入的理解,也为我们今后的研究工作提供了一些重要的参考和启发。
在今后的工作中,我们将进一步深入研究波尔共振的原理和应用,不断提高实
验技术水平,争取取得更加丰富和有意义的成果。
相信通过我们的不懈努力和团队合作,一定能够取得更加显著的成绩,为科学研究和技术发展做出更大的贡献。
总之,波尔共振实验报告总结,本次实验为我们提供了一次宝贵的学习和锻炼
机会,也为我们今后的科研工作指明了方向和目标。
我们将继续努力,不断提高自身的科研能力,为科学事业的发展贡献自己的力量。
波尔共振实验报告总结

波尔共振实验报告总结一、引言波尔共振实验是一种基于量子力学的实验,通过利用强磁场和微波辐射来观测原子核自旋共振现象。
本文将详细介绍波尔共振实验的原理、实验过程及结果,并对其意义和应用进行探讨。
二、原理1. 原子核自旋原子核由质子和中子组成,两者都带有自旋。
在没有外界磁场时,由于质子和中子自旋方向随机分布,整个原子核的总自旋为零。
但在外界磁场作用下,原子核会出现能级分裂,不同能级之间的跃迁会产生特定频率的辐射信号。
2. 磁共振当处于外界磁场中的物质受到与其固有频率相同的电磁波辐射时,会发生共振吸收现象。
这种现象被称为磁共振。
3. 波尔共振波尔共振是指通过微波辐射来观测原子核自旋共振现象。
当微波频率与原子核自旋固有频率相等时,即可观测到吸收峰。
三、实验过程1. 实验仪器波尔共振实验仪器主要由磁铁、微波源、探测器和数据采集系统组成。
2. 实验步骤(1)调整磁场:将样品放置在磁铁中央,调整磁场强度和方向,使其符合实验要求。
(2)微波辐射:打开微波源,调节频率和功率,使其与样品的自旋固有频率相等。
(3)观测吸收峰:通过探测器观测吸收峰的出现和强度,并记录数据。
(4)分析数据:根据记录的数据绘制出吸收峰图像,并进行分析。
四、结果分析通过波尔共振实验可以得到样品的自旋固有频率及其与外界磁场的相互作用。
根据吸收峰的位置和强度可以确定样品的化学成分及其浓度。
此外,还可以通过改变微波频率或磁场强度来观测不同化学物质的共振现象。
五、应用与意义1. 化学分析波尔共振技术广泛应用于化学分析领域,可用于测定样品中某种特定成分的浓度。
2. 医学诊断波尔共振技术在医学诊断中也有广泛应用,如核磁共振成像技术就是基于波尔共振原理。
3. 物理研究波尔共振实验不仅可以用于化学分析和医学诊断,还可以用于物理研究,如研究原子核结构、自旋动力学等方面。
六、结论通过本次实验,我们深入了解了波尔共振的原理和实验过程,并掌握了使用波尔共振技术进行化学分析的方法。
波尔共振实验的实验报告

波尔共振实验的实验报告探究波尔共振现象,研究并验证波尔共振条件,探讨其应用。
实验器材:1. 音叉2. 杆状支架3. 音叉支架4. 线性驱动器5. 光电门及接口电路6. 示波器7. 工作台8. 调节螺丝9. 实验线缆实验原理:波尔共振是指当共振单元(音叉)的频率与谐振腔的声学模式的固有频率相等时,能量传递到谐振腔内,使其能量最大化的现象。
共振的波尔共振条件是\displaystyle n\lambda =2L,其中\displaystyle n为整数,\displaystyle\lambda为波长,\displaystyle L为谐振腔的长度。
实验步骤:1. 将杆状支架安装在工作台上,放置音叉支架,并将音叉放置在音叉支架上。
2. 将线性驱动器固定在杆状支架上,并连接示波器。
3. 插入示波器的串口电缆,连接到电脑上的波形显示器。
4. 调节谐振腔的长度,使其与音叉的频率相等。
5. 调节线性驱动器的频率,观察示波器上显示的波形变化。
6. 测量共振频率,根据波尔共振条件n\lambda =2L进行计算。
实验结果:在实验中,我们通过调节谐振腔的长度和音叉的频率,观察到了波尔共振现象。
当音叉的频率与谐振腔的声学模式固有频率相等时,能量传递到谐振腔内,使其能量最大化。
根据波尔共振条件n\lambda =2L,我们可以通过测量谐振腔的长度和共振频率来计算波长。
实验讨论:1. 我们可以通过调节谐振腔的长度来改变共振频率。
当谐振腔的长度改变时,共振频率也会相应改变。
2. 在实验中,我们使用了线性驱动器控制音叉的频率,可以通过调节线性驱动器的频率来观察到波尔共振现象。
3. 在实验中,我们还使用了示波器来观察波形的变化。
当共振发生时,示波器上显示的波形会出现明显的变化。
4. 实验结果与理论一致,波尔共振条件n\lambda =2L得到了验证。
通过测量共振频率和谐振腔的长度,可以计算出波长,并验证理论公式。
实验结论:通过实验,我们验证了波尔共振条件n\lambda =2L,并观察到了波尔共振现象。
波尔共振实验报告简略

一、实验目的1. 研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。
2. 探究不同阻尼力矩对受迫振动的影响,观察共振现象。
3. 学习使用频闪法测定动态物理量,如相位差。
4. 学习系统误差的修正方法。
二、实验原理波尔共振实验主要研究在周期性外力(强迫力)作用下,物体所发生的受迫振动现象。
当强迫力的频率与系统的固有频率相同时,系统会发生共振,此时振幅达到最大。
共振现象在许多领域都有应用,如机械制造、建筑工程、电声器件设计以及微观科学研究等。
实验中,物体在周期性外力作用下发生振动,同时受到回复力和阻尼力的作用。
在稳定状态下,物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的,存在一个相位差。
当强迫力频率与系统的固有频率相同时,即无阻尼情况下,产生共振,振幅最大,相位差为90度。
三、实验仪器与设备1. 波尔共振仪2. 频闪仪3. 数据采集器4. 计算机四、实验步骤1. 将波尔共振仪的摆轮调整至自由振动状态,记录振幅与周期的关系。
2. 改变阻尼力矩,观察受迫振动的幅频特性和相频特性。
3. 使用频闪仪测定动态物理量,如相位差。
4. 分析实验数据,修正系统误差。
五、实验结果与分析1. 通过实验,观察到在强迫力频率与系统固有频率相同时,振幅达到最大,即共振现象。
2. 随着阻尼力矩的增加,振幅逐渐减小,共振频率基本不变。
3. 使用频闪法测定相位差,验证了共振现象的存在。
4. 通过数据分析,发现实验结果与理论值基本吻合。
六、结论1. 波尔共振实验成功验证了共振现象的存在,并探究了不同阻尼力矩对受迫振动的影响。
2. 实验结果表明,共振现象在许多领域都有重要应用,如机械制造、建筑工程、电声器件设计等。
3. 通过实验,掌握了使用频闪法测定动态物理量的方法,提高了实验技能。
七、不足与改进1. 实验过程中,部分数据存在误差,需进一步优化实验条件,提高实验精度。
2. 可以尝试使用其他测量方法,如光电传感器等,进一步提高实验数据的准确性。
波尔共振实验报告预习

一、实验背景与目的1. 实验背景共振现象在自然界和工程技术中普遍存在,是振动系统中的一个重要现象。
波尔共振实验旨在通过实验探究共振现象,了解其产生条件、影响因素及共振现象的特点。
2. 实验目的(1)掌握波尔共振实验的基本原理和方法;(2)研究弹性摆轮在受迫振动下的幅频特性和相频特性;(3)观察共振现象,分析不同阻尼力矩对受迫振动的影响;(4)学习使用频闪法测定运动物体的某些量,如相位差;(5)了解系统误差的修正方法。
二、实验原理1. 受迫振动物体在周期性外力作用下发生的振动称为受迫振动。
当外力频率与系统的固有频率相同时,会产生共振现象,此时振幅达到最大。
2. 简谐振动稳定状态下的受迫振动是简谐振动,其振幅与强迫力的频率、原振动系统的固有频率及阻尼系数有关。
3. 相位差在受迫振动状态下,物体的位移、速度变化与强迫力变化存在相位差。
4. 频闪法频闪法是一种测定运动物体某些量(如相位差)的方法,通过高速拍摄运动物体,使物体在短时间内“静止”,从而观察其运动状态。
三、实验仪器与设备1. 波尔共振仪2. 频闪仪3. 摆轮4. 阻尼器5. 秒表6. 计算器7. 数据记录表格四、实验步骤1. 准备实验仪器,将摆轮安装到波尔共振仪上;2. 调整阻尼器,使系统达到预定的阻尼系数;3. 打开频闪仪,设置拍摄频率;4. 使用秒表记录摆轮振动周期;5. 观察并记录摆轮振动的幅频特性和相频特性;6. 重复步骤2-5,改变阻尼系数,观察共振现象;7. 使用频闪法测定摆轮振动的相位差;8. 记录实验数据,进行数据处理与分析。
五、数据处理与分析1. 绘制幅频特性曲线,分析不同阻尼力矩对受迫振动的影响;2. 绘制相频特性曲线,分析不同阻尼力矩对相位差的影响;3. 计算共振频率,验证实验结果;4. 分析实验误差,提出修正方法。
六、实验总结通过波尔共振实验,我们了解了共振现象的产生条件、影响因素及特点。
实验过程中,我们掌握了波尔共振仪的使用方法,学会了使用频闪法测定相位差,并了解了系统误差的修正方法。
波尔共振实验报告

波尔共振实验报告引言:波尔共振实验是一种经典物理实验,它是基于丹麦物理学家尼尔斯·波尔提出的量子力学理论之一,旨在探索原子结构和物质的波粒二象性。
本实验旨在通过调整外部电场的频率,寻找波尔频率,从而实现能量的传递。
一、实验目的本实验的目的是研究原子核内部的波尔共振现象,并观察其对外加电场的响应。
通过测量共振频率和幅度,以及外部电场的强度,我们可以更好地了解原子结构以及波尔理论在实际中的应用。
同时,通过该实验,我们也可以思考波尔共振在其他领域的潜在应用,例如成像技术等。
二、实验原理波尔共振的实验原理基于量子力学中的“电荷量子跃迁”现象。
当电磁波的频率接近原子结构的共振频率时,能量将从电磁波传递到原子内部。
该共振频率与原子的能级差有关。
外加电场使得能级差恰好等于外部电场的能量,从而实现能量传递和吸收。
三、实验材料与设备在本实验中,我们使用了以下材料和设备:1. 原子源:我们选择了一个放射性同位素,如锶-90。
2. 探测器:为了测量波尔共振效应,我们使用了一台高精度的计数器和放大器。
3. 外部电场:我们通过连接电源、电极和信号发生器来产生外部电场,并调整其频率。
四、实验步骤1. 将原子源置于实验室中的适当位置,以便接收到外部电场。
2. 连接电源、电极和信号发生器,调整电场频率至与原子的共振频率接近。
3. 启动计数器和放大器,以记录共振效应的幅度。
4. 使用实验数据,绘制频率-幅度图,并通过拟合曲线找到波尔频率。
五、实验结果与分析我们在实验中测得了频率-幅度的数据,并进行了分析。
通过拟合曲线,我们成功找到了波尔频率,并计算出原子的能级差。
这与理论值相吻合。
六、讨论与展望波尔共振实验在物理学研究中具有重要的意义。
通过该实验,我们可以更深入地了解原子结构和波尔理论。
而在应用层面,波尔共振也有着广泛的潜力。
例如,在成像技术中,波尔共振可以用于增强对物体内部结构的分辨率。
此外,波尔共振还可以应用于量子通信和量子计算领域。
波尔共振_精品文档

波尔共振实验十六玻尔共振振动是物理学中一种重要的运动,是自然界最普遍的运动形式之一。
振动可分为自由振动(无阻尼振动)、阻尼振动和受迫振动。
振动中物理量随时间做周期性变化,在工程技术中,最多的是阻尼振动和受迫振动,及由受迫振动所导致的共振现象。
共振现象一方面对建筑物有破坏作用,另一方面却有许多实用价值能为我们所用。
如利用共振原理设计制作的电声器件,利用核磁共振和顺磁共振研究物质的结构等。
本实验用波耳共振仪研究阻尼振动和受迫振动的特性。
[实验目的]1.观察阻尼振动,研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。
2.观察共振现象,研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响。
3.学习闪频法测定运动物体的定态物理量,相位差。
[实验原理]当一个物体在持续的周期性外力作用下发生振动时,称为受迫振动,周期性外力称为强迫力。
若周期性外力按简谐振动规律变化的,则这种受迫振动也是简谐振动。
在稳定状态,振幅恒定不变,振幅大小与强迫力的频率、振动系统的固有振动频率及阻尼系数有关。
振动系统同时受到阻尼力和强迫力作用,作受迫振动。
在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化相位不同,有一个相位差。
当强迫力频率与振动系统固有频率相同时会产生共振,此时相位差90o,振幅最大。
波尔共振仪的摆轮在弹性力矩作用下作自由摆动,在电磁阻尼力矩作用下产生阻尼振动。
通过观察周期性强迫力阻尼振动,可以研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动幅频特性和相频特性,以及不同阻尼力矩对受迫振动的影响。
设周期性强迫力矩:M0cot;电磁和空气阻尼力矩:bd;振动系统的弹性力矩:dtk则摆轮的运动方程为:d2dJ2kbMocot(16-1)dtdt式中J为摆轮的转动惯量,令02Mkb,2,mo,o、和m分别称固有频JJJ率、阻尼系数和强迫力矩。
则式(15-1)变为d2d22omcot(16-2)2dtdt此式称为阻尼振动方程,其解为:1etco(ft)2co(to)(16-3)由此式可见,受迫振动由两部分组成:①阻尼振动:1etco(ft),此阻尼振动经过一定时间后将衰减消失。
波尔共振实验原理

波尔共振实验原理波尔共振实验是一种基于波尔共振原理的实验方法,它可以用来研究原子或分子的结构和性质。
波尔共振实验原理的核心是波尔共振条件,即在特定的外加电磁场下,原子或分子的能级结构会发生变化,从而产生特定的共振现象。
本文将对波尔共振实验原理进行详细介绍,以便更好地理解和应用这一实验方法。
首先,波尔共振实验原理基于原子或分子的能级结构。
根据波尔理论,原子或分子的能级是离散的,且能级之间存在一定的能量差。
当外加电磁场的频率与原子或分子的能级之间的能量差相匹配时,就会发生波尔共振现象。
其次,波尔共振实验原理涉及到外加电磁场的作用。
在波尔共振实验中,通常会通过调节外加电磁场的频率来寻找共振条件。
当外加电磁场的频率与原子或分子的能级之间的能量差相匹配时,就会激发出共振现象,从而产生特定的信号响应。
此外,波尔共振实验原理还包括了信号检测和数据分析。
在实际的波尔共振实验中,通常会通过特定的探测器来检测共振信号,然后对信号进行数据采集和分析。
通过对信号的特性进行分析,可以得到原子或分子的能级结构信息,从而揭示其结构和性质。
总的来说,波尔共振实验原理是基于波尔共振条件的实验方法,通过外加电磁场的作用,可以激发出原子或分子的共振现象,从而得到它们的能级结构信息。
这一实验方法在原子物理、分子物理和光谱学等领域具有重要的应用价值,对于研究物质的微观结构和性质具有重要意义。
综上所述,波尔共振实验原理是一种重要的实验方法,它基于波尔共振条件,通过外加电磁场的作用,可以研究原子或分子的能级结构和性质。
通过对波尔共振实验原理的深入理解,可以更好地应用这一实验方法,为物质微观结构和性质的研究提供重要的帮助。
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实验十六 玻尔共振振动是物理学中一种重要的运动,是自然界最普遍的运动形式之一。
振动可分为自由振动(无阻尼振动)、阻尼振动和受迫振动。
振动中物理量随时间做周期性变化,在工程技术中,最多的是阻尼振动和受迫振动,及由受迫振动所导致的共振现象。
共振现象一方面对建筑物有破坏作用,另一方面却有许多实用价值能为我们所用。
如利用共振原理设计制作的电声器件,利用核磁共振和顺磁共振研究物质的结构等。
本实验用波耳共振仪研究阻尼振动和受迫振动的特性。
[实验目的]1.观察阻尼振动,研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。
2.观察共振现象,研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响。
3.学习闪频法测定运动物体的定态物理量——相位差。
[实验原理]当一个物体在持续的周期性外力作用下发生振动时,称为受迫振动,周期性外力称为强迫力。
若周期性外力按简谐振动规律变化的,则这种受迫振动也是简谐振动。
在稳定状态,振幅恒定不变,振幅大小与强迫力的频率、振动系统的固有振动频率及阻尼系数有关。
振动系统同时受到阻尼力和强迫力作用,作受迫振动。
在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化相位不同,有一个相位差。
当强迫力频率与振动系统固有频率相同时会产生共振,此时相位差90º,振幅最大。
波尔共振仪的摆轮在弹性力矩作用下作自由摆动,在电磁阻尼力矩作用下产生阻尼振动。
通过观察周期性强迫力阻尼振动,可以研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动幅频特性和相频特性,以及不同阻尼力矩对受迫振动的影响。
设周期性强迫力矩:t M ωcos 0;电磁和空气阻尼力矩:dtd b θ-;振动系统的弹性力矩:θk -。
则摆轮的运动方程为:t M dt d k dtd J o ωθθθcos b 22+--= (16 -1) 式中J 为摆轮的转动惯量,令JM m J b J k o ===,2,20βω,o ω、β和m 分别称固有频率、阻尼系数和强迫力矩。
则式(15-1)变为t m dt d dtd o ωθωθβθcos 2222=++ (16-2) 此式称为阻尼振动方程,其解为:)cos()cos(21o f t t t e ϕωθαωθθβ+++=- (16-3) 由此式可见,受迫振动由两部分组成:① 阻尼振动:)cos(1αωθβ+-t e f t ,此阻尼振动经过一定时间后将衰减消失。
②强迫振动:)cos(2o t ϕωθ+,频率为ω的强迫力矩作用在摆轮上,最后达到稳定状态。
摆轮的振幅 2222224)(ωβωωθ+-=o m(16-4)摆轮的振动与强迫力的相位差)(tan 2tan 202201221T T T T o -=-=--πβωωβωϕ (16-5) 相位差ϕ取值范围为:πϕ<<0,反映了摆轮振动滞后于激励源振动。
由式(15-4)和式(15-5)可见,振幅2θ与相位差ϕ取决于m 、ω、o ω和β,与振动的初始状态无关。
由2θ的极大值条件02=∂∂ωθ可得,当强迫力角频率222βωω-=o 时,系统发生共振,2θ有极大值。
此时角频率的振幅分别为:222βωω-=o r (16-6)222βωβθ-=o r m(16-7)从上两式可见,当阻尼系数0→β时,角频率接近系统固有频率o ωω→,振幅m θ随之增大,它们随频率比o ωω/变化的曲线称幅频特性曲线和相频特性曲线,如图15-1,图15-2所示。
图16-1 幅频特性曲线 图16-2相频特性曲线[实验仪器]BG-2型波尔共振仪[实验内容]1.测量振幅与固有频率相对应值将“周期选择”开关置于“1”,“阻尼”开关置于“0”位置,测出振幅与固有周期对应关系,将数据记录于表16-1。
此测量记录需要2人配合进行。
2.测定受迫振动的幅频特性和相频特性阻尼开关置于“2”或“1”处阻尼开关原位置不变,将“周期选择”开关置于“1”,通过改变电机转速调整强迫力频率ω,找到振幅最大位置。
在正式测量时再将周期选择开关置于“10”位置,然后利用闪光灯测定受迫振动位相差△ϕ,记下ϕ=90º时电机转速调节旋钮上位置。
在靠近ϕ=90º左右各测三点大约△ϕ=10º,离ϕ=90º远些处左右各测两点大约△ϕ=20º。
每次改变电机的转速,当受迫振动稳定后,按复位按钮读取摆轮的振幅值,利用闪光灯测定ϕ。
将以上测量数据记录表16-2中。
3.测定阻尼系数β①阻尼开关原位置不变,指针“F ”置于0º位置,“摆轮、强迫力”开关置“摆轮”位置,“周期选择”开关置“10”位置。
②逆时针拨动摆轮大约150º,使振幅在130º~150º之间,按一下复位按钮,放掉摆轮,从振幅显示窗读出摆轮的振幅数值:n θθθ 10,;从周期显示窗读出阻尼振动周期:10T ,分别记录于表15-3。
利用公式: no nT t o to T n e e θθβθθββln ln )(==+-- (16-8) 求出β,式中n 为阻尼振动周期次数,n θ为第n 次振动振幅,T 为阻尼振动周期的平均值。
[注意事项]1.实验前电器控制箱先预热10~15分钟,为避免剩磁影响,阻尼开关不要随便拨动;否则由于电磁铁剩磁引起β值变化。
若要改变阻尼开关位置,只有在某一阻尼系数β的所有实验数据测试完毕后,才可以拨动此开关。
2.测量受迫振动相频特性时,接通闪光灯开关,读数测取后随即关闭开关。
在共振点附近调节ω时,勿使振幅过大(<220º),以免损坏波尔共振仪。
3. 实验中先观察振幅与周期,再将周期开关置于10位置,周期旋钮调到适当位置,相位差约80º~100º之间,使周期显示重复3次尾数不超过5时开始测量。
每次调节强迫力周期旋钮指示值变化约0.2,例5. 2→5. 4,小于60º大于110º, 可变化1~1.5左右。
可先测90º~150º,再测90º~30º,反之亦可。
4.将几种阻尼状态下的幅频特性曲线和相频特性曲线绘制在同一张坐标纸上,以便进行比较。
5.测定阻尼系数β必须关掉电机,且必须在完成上述内容后进行。
将角度指针放在0º处,用手扳动摆轮使振幅约140º,此时连续记录振幅值10次,及10个周期值,重复2~3次。
[数据处理]1.测量振幅与固有频率相对应值表16-1振幅与固有周期、固有频率相对应关系(/秒)振幅(度) T0(秒) 02.画出幅频特性曲线和相频特性曲线。
表16-2 幅频特性曲线和相频特性记录表3.阻尼系数β的计算。
将有关测量数据记录,再利用公式16-7,用逐差法处理,求出β值。
表16-3 阻尼系数β测量数据记录表4.误差分析①对本实验结果影响较大的误差,主要来自阻尼系数β的测定和固有频率o ω的确定。
弹簧的倔强系数k 理论计算认为是一个常数,但实际上由于材料性能和制造工艺的影响,k 值随着角度改变而略有微小变化,故在不同振幅时系统的固有频率o ω有变化。
若o ω取平均值,则在共振点附近,相位差的理论值与实验值相差很大。
但可以测出振幅与固有频率o ω的相应数值,将对应于某个振幅o T 代入公式(15-5): )(tan 2221o o T T TT -=-πβϕ,这样可以使系数误差减少。
②振幅的误差经几次熟练读数后,可减少到0.2~0.3小格。
③本仪器采用准确度极高的石英晶体作为计时器,故测量周期的误差可以忽略不计。
[思考题]1.如何判断受迫振动已处于稳定状态?2.为什么实验时当选定阻尼电流后,要求阻尼系数和幅频特性、相频特性的测定一起完成?而不能先测定不同电流时的β值,然后再测定相应阻尼电流时的幅频特性与相频特性?3.本实验为减少系统误差采取了什么措施?4.实验中采用什么方法来改变阻尼力矩的大小?它利用了什么原理?5.在整个实验过程中为什么阻尼开关位置一旦选定就不能变动?[附录] BG-2型波尔共振仪使用介绍本实验仪器采用BG-2型波尔共振仪,波尔共振仪是专门研究振动的仪器,由两大部分组成:振动仪与电器控制箱,如图16-3、图16-4。
图16-3振动仪图16-4电器控制箱振动系统由铜质圆形摆轮A与弹簧B构成,弹簧的一端固定在机架支柱上,另一端与摆轮轴相联,在弹簧弹性力作用下,摆轮可绕轴自由往复振动。
摆轮边沿有一圈周期为2º的槽形缺口,光电门H通过测定缺口移动的个数来记录振动的幅度,其中有一长缺口C作为平衡位置的标志。
该缺口标志即可作为测摆轮振动周期的参数点,也可作为控制闪光灯开关以测量受迫振动与外激励之间的相位差参考点。
外激励是由转速十分稳定的可调电机的偏心轴通过连杆E和摆杆M加到振动系统上。
当电机匀速转动时,可看作是一种简谐激励。
若改变电机转速,就相当于改变激励的周期。
与电机一同转动的有机玻璃转盘F上标有0位标志线,该标志线指示电机位置。
实验时当摆轮的长缺口C通过平衡位置时,闪光灯点亮,照亮有机玻璃盘的0位标志线。
此时0位标志线指示的角度就是外激励超前摆轮振动的角度,也即是摆轮滞后于外激励的角度。
长缺口每次通过光电门H时,闪光灯都要闪亮,因此每周期闪亮2次。
在稳定情况下,在闪光灯照射下可以看到有机玻璃指针F好象一直停在某一位置处,这一现象称为频闪现象,其数值可以方便地直接读出,一般误差不大于2º,摆轮振幅是一种用光电门H测出摆轮读数A处圆上凹型缺口的个数,并由数字显示装置直接显示出此值,其精度为2º。
电磁阻尼由阻尼线圈K产生,调节线圈电流可以改变电磁铁气隙中磁场,以达到改变阻尼力矩的作用。
本仪器用直流励磁,因材料中的剩磁或磁滞现象使阻尼状态与旋钮位置不呈单值对应关系,故在做某一阻尼状态的实验测量过程中不要随意变更阻尼状态。
角度读数盘G上方处也装有光电门,与控制电路相连接,可以用来测量强迫力矩的周期。
2BG波尔共振仪电气控制器的面板左边是振幅显示窗,显示三位数字的摆轮振幅;-10-。
“摆轮、强迫力”和“周期选择”右边时间显示窗,显示5位数字振动周期,精度为s3开关,分别用来测量摆轮强迫力矩的1次或者10次周期所需的时间。
电机转速调节旋钮用来改变强迫力周期,它是通过精确改变电机转速来达到,其精度仅供参考。
阻尼选择开关用来改变阻尼线圈直流电位的大小,实验时选何档量程位置根据实际情况而定,“5”阻尼最大,“0”最小,一般避免置于“0”位置。
闪光灯开关用来控制闪光灯开与关,当揿下开关,摆轮长缺口通过平衡位置时将点燃闪光灯。
当出现频闪现象时,从相位差读数盘上可见到刻度线似乎停止不动,从而可读出相位差。
(注意实验观察时有机玻璃F 上的刻度线在匀速转动。
)电机开关用来控制电机转动,当测量阻尼系数和摆轮固有频率ω与振幅关系时,电机开关处于断状态。