推荐具有价值的物理演示实验：用伽尔顿板演示统计分布规律
必看!物理学十大著名经典实验,不看后悔系列!
必看！物理学十大著名经典实验，不看后悔系列！科学实验是物理学发展的基础，又是检验物理学理论的惟一手段，特别是现代物理学的发展，更和实验有着密切的联系。
现代实验技术的发展，不断地揭示和发现各种新的物理现象，日益加深人们对客观世界规律的正确认识，从而推动物理学的向前发展。
令人惊奇的是十大经典物理实验的核心是他们都抓住了物理学家眼中最美丽的科学之魂：由简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念。
十大经典物理实验犹如十座历史丰碑，扫开人们长久的困惑和含糊，开辟了对自然界的崭新认识。
从十大经典物理实验评选本身，我们也能清楚地看出2000 年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。
排名第一：托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验在20世纪初的一段时间中，人们逐渐发现了微观客体(光子、电子、质子、中子等)既有波动性，又有粒子性，即所谓的“波粒二象性”。
“波动”和“粒子”都是经典物理学中从宏观世界里获得的概念，与我们的直观经验较为相符。
然而，微观客体的行为与人们的日常经验毕竟相差很远。
如何按照现代量子物理学的观点去准确认识、理解微观世界本身的规律，电子双缝干涉实验为一典型实例。
杨氏的双缝干涉实验是经典的波动光学实验，玻尔和爱因斯坦试图以电子束代替光束来做双缝干涉实验，以此来讨论量子物理学中的基本原理。
可是，由于技术的原因，当时它只是一个思想实验。
直到1961 年，约恩•孙制作出长为50mm、宽为0.3mm、缝间距为1mm 的双缝，并把一束电子加速到50keV，然后让它们通过双缝。
当电子撞击荧光屏时显示了可见的图样，并可用照相机记录图样结果。
电子双缝干涉实验的图样与光的双缝干涉实验结果的类似性给人们留下了深刻的印象，这是电子具有波动性的一个实证。
更有甚者，实验中即使电子是一个个地发射，仍有相同的干涉图样。
但是，当我们试图决定电子究竟是通过哪个缝的，不论用何手段，图样都立即消失，这实际告诉我们，在观察粒子波动性的过程中，任何试图研究粒子的努力都将破坏波动的特性，我们无法同时观察两个方面。
山西大学大学物理实验演示实验实验报告
实验目的：1.在拓展知识面的同时训练学生的动手操作能力；2.通过此类实验建立理论联系实践的能力与思维；记忆合金水车：形状记忆合金是一种特殊的功能材料，它可以记住加工好的形状，当外力或温度改变使其形状发生改变的时候，只要适当的加热就可以恢复原来的形状。
该装置让所选记忆合金周期性地与高温热源和低温热源接触，形状随之周期性地变化，从而驱动水车轮的转动，形象地展示了热变为功的过程和形状记忆合金的特性和用途。
该种形状记忆合金为镍钛合金，有双程记忆功能（即能记忆温度高低两种情况下的形状）可以有上百万次的变形和恢复。
镍钛合金还有相当好的生物相容性，相变温度较低，约在40-50℃，医学上用于脊柱侧歪、骨骼畸形等的矫正。
低温差热机：可以利用比环境温度高4℃的任何热源，使一组活塞运动并推动转轮运转，是一种很好的利用低温热源的热机，可以利用不高的温度差实行热工转化。
主要应用在于能利用传统热机无法利用的能量来源。
经典置换式热气机：利用酒精灯的热量驱动一组活塞、连杆和转轮往复运动，工作物质为封闭在透明活塞筒中的空气。
活塞和工作物质在往复过程中完成吸放热和能量转化，工作过程形象直观，是对热力学定律和热机原理极好的阐释。
其透明活塞材料为石英玻璃，主要特点是热胀冷缩系数小，透光性好。
耐腐蚀性强。
投影式伽耳顿板：可以用来验证大量随机物理事件共同遵循的统计物理规律。
统计物理规律因等概率假设则其结果可靠，在应用方面很广泛，比如相对论基本假设的提出等等。
辉光盘：利用低压气体分子在在高频强电场中激发、碰撞、电离、复合的过程，外界声音影响电场分布从而影响电子运动，在盘上显示出形状变化的荧光。
昆特管（声驻波演示）：利用管中泡沫小球在声驻波场中形成的“泡沫墙”将看不见的声波显示出来，实现了抽象概念的具象化。
该装置的缺点是无法消除静电的影响：泡沫小球帖在管内壁上。
气柱共鸣声速测量装置：通过气柱共鸣测量声速。
热声效应演示仪：所谓热声效应是指在可压缩流体的声震荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的均能量。
统计规律在生活中的使用与判断
本科毕业论文论文题目：统计规律在生活中的使用与判断学生姓名：戚德鹏学号：200600910136专业：物理学指导教师：李健学院：物理与电子科学学院2010年5月20日毕业论文（设计）内容介绍目录摘要 (1)Abstract: (1)一、引言 (2)二、统计规律概念的引入及阐述 (2)三、统计规律的特点 (4)四、统计规律在生活中的使用 (5)五、总结 (7)参考文献： (8)统计规律在生活中的使用与判断戚德鹏（山东师范大学物理与电子科学学院，济南，250014）摘要：随着社会与科技的发展，统计规律被大量应用到社会国民经济，工业生产等各个领域，也逐渐的显示出统计规律的重要性。
统计规律是对大量偶然事件整体起作用的一种客观规律，它反映了事物整体的本质和必然的联系。
本文依据统计规律的基本概念，从其在生活中的实例，总结出它的基本特点，使大家在理论和实际生活中对统计规律有一个比较深刻的认识，进而可以使大家在日常生活中有所启发。
关键词：统计规律，偶然事件，大量，概率，联系The use and judgment of statistical rule in lifeQi Depeng(College of Physics and Electronics，Shandong Normal University，Jinan，250014) Abstract:As society and technology development, Statistical law is applied to a large number of social economy, industrial production and other fields, Also gradually show the importance of statistical law. Statistical law is a whole lot of chance events play a role as an objective law, it reflects the nature of matter as a whole and the necessary link. This basic concept of law based on statistics from its instances in life, summed up the basic characteristics of it, so that people living in the theoretical and practical rules on statistics have a more profound understanding of, and then you can have in everyday life inspired. Keywords: statistical law, incident, a great quantity, probability, connection一、引言早在1654年，有一个赌徒梅累向当时的数学家帕斯卡提出一个使他苦恼了很久的问题：“两个赌徒相约赌若干局，谁先赢m局就算赢，全部赌本就归谁。
学生分组实验1
实验滚摆演示目的1．通过滚摆的滚动运动演示机械能守恒；2．演示滚摆的平动转动动能之和与重力势能之间的转化。
实验原理滚摆滚动下落的重力势能变为滚摆饶过质心的轴转动的动能和质心平动的动能。
机械能守恒定律告诉我们滚摆的重力势能与滚摆的动能之和保持不变。
操作说明1．将滚摆轴保持水平，均匀使悬线绕在轴上，待滚摆到达一定高度，使轮在挂绳悬点的正下方，放手使其平稳下落；2．在重力作用下，重力势能转化为轮的转动动能。
轮下降到最低点,轮的转速最大，转动动能最大，然后又反向卷绕挂绳，转动动能转化为重力势能,轮的转速减小，位置升高。
如此可多次重复。
注意事项：切勿使滚摆左右摆动或扭转摆动。
实验拓展1，试分析滚摆下落速度（平动）与位置高度的关系。
2，试分析滚摆上下平动运动的周期与轴径的关系。
3，试分析滚摆上下平动运动的周期与滚摆质量的关系。
4，试分析滚摆上下平动运动的周期与滚摆转动惯量的关系实验静电滚筒演示目的本实验是演示尖端放电而产生的力学效应实验原理本实验是演示尖端放电而产生的力学效应。
可绕中轴转动的绝缘塑料筒（矿泉水瓶），表面粘有一些横条形导体箔，作为演示滚筒，滚筒两边与滚筒中轴平行安置放电电极杆，在杆上设置若干垂直于电极杆但指向滚筒切线方向的尖针作为放电的尖端。
当两个电极杆之间加上高电压时，放电将通过电极杆、尖针和筒上横条，在滚筒附近发生，尖针放电所产生的带电粒子冲击滚筒而产生力矩使滚筒转动。
操作说明1．将静电高压电源输出端接到两个电极杆上，将接地线接触地板；2．开启高压电源，调节高压输出电压V（15~20KV），两电极杆分别带上正、负电荷后, 绝缘塑料筒在静电尖端放电形成电风的作用下转动；3．断电后，绝缘塑料筒也将随之停止转动。
实验锥体上滚演示目的1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，加深了解在重力场中，物体总是以降低重心、趋于稳定的规律。
2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。
数学实验-伽尔顿板实验的模拟与验证
2、
N=5000
结果记录如下：
N=10000
N=30000
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
N=5000 N=10000 N=30000
概率密度函数值 实验值
N=30000
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
概率密度函数值 实验值
可以看到，实验得到的曲线与正态分布曲线基本吻合。 3、 综上，我们可以得出结论，高尔顿板实验中得到的小球分布是符合正态分布的。实验目 的达到。
P= 0.0584
JBSTAT = 3.4232
CV = 3.8011
Ｎ＝３００００
>> X=[]; X=[0 0 0.000167 0.0022 0.006833 0.0238 0.052567 0.095167 0.146 0.172433 0.1769 0.145633 0.095667 0.051567 0.0209 0.0077 0.002167 0.000267 0.000033 0]; [H,P,JBSTAT,CV] = jbtest(X) H= 0
这样，就可以利用二次回归求出 x 的一次项、二次项和常数项的系数，从而间接的求出σ与 μ。实验中，我们用计算器进行相关运算，结果如下： N=5000 时，μ=9.503236493, σ=2.171502976 ; N=10000 时，μ=，σ=； N=30000 时，μ=，σ=；
第三章 气体分子热运动速率和能量的统计分布规律
Ndv
2kT
1.麦克斯韦速率分布函数f()的物理意义
由 dN f (υ)dυ N
f (υ) dN Ndυ
f()表示：在速率附近的单位速率区间内的分子数占总 分子数的百分比。或分子速率出现在附近的单位速率区间内
的概率概率密度。
f (υ)dυ dN
N
—在速率区间 ~ +d 内的分子数占
例 (1) n f()d 的物理意义是什么？(n是分子的数密度)
(2) 写出速率不大于最可几速率p的分子数占总分子数
的百分比。
解 nf (υ)dυ Nf (υ)dυ dN
V
V
n f()d —表示单位体积中，速率在 ~+d 内的分子数。
(2) 写出速率不大于最可几速率p的分子数占总分子数的
dN v y N
g(y )dy
dNvz N
g(z )dz
（2）由独立概率相乘原理，粒子出现在x ~x+dx,y ~y+dy,z ~z+dz的
概率为：
dNv N
g(x )g(y )g(z )dxdydz
F • dxdydz
F就是速度分布函数
（3）由于粒子在任何方向上运动的概率相等，所以F应该与速度的方向 无关，应该是速度的大小的函数。
dNv N
1
3 3
e dv dv dv (vx2 vy2 vz2 ) / 2 xyz
转化成球坐标：
dvxdvydvz v2 sin dddv
vx2
v
2 y
vz2
v2
麦克斯韦速度分布：dNv 1 v2ev2 / 2 sin dddv N 3 3
伽尔顿板实验原理
伽尔顿板实验原理伽尔顿板实验原理是指通过将细沙或小颗粒摆放于平板上，并在其上方振动，进而产生花纹的实验。
这个实验由英国物理学家欧内斯特·伽尔顿于1868年发明，可以帮助我们了解振动波和声学的基本原理。
伽尔顿板实验原理基于两个基本概念，即共振和驻波。
共振是指当一个物体以其本身的固有频率震动时，能够引起周围物体以相同的频率共振，并开始跟随物体一起震动；驻波则是指在两个相同频率的波在相反方向上传递时，互相干涉并产生定在空间中的振动波。
伽尔顿板实验需要一个平板和一定数量的细沙或小颗粒。
通常，平板材料为玻璃或金属，表面平滑，可以保证细沙或颗粒能在上面均匀分布。
实验开始时，平板需要固定在一个振动器上面，振动器可以以各种频率和振动幅度振动平板。
当振动器开始振动时，细沙或颗粒开始在平板上产生相互干涉的定波。
随着振动器振幅和频率的不同，不同的花纹会在平板上形成和消失。
伽尔顿板实验可以产生各种形状的花纹，包括圆形、椭圆形、线形和点状。
这些花纹是由定在空间中的共振模式产生的，这些共振模式是由相邻区域之间相互干涉的结果。
尤其是，当平板的共振频率达到细沙或颗粒，由于振幅过大而跑出的最高点时，共振模式将表现为一个形状明显的节点。
伽尔顿板实验的主要适用于声学、物理、工程学、机械制造等领域，尤其是在研发、设计和制造筛网过程中使用较多。
因为伽尔顿板实验涉及到共振现象和波动现象的原理，它也可以广泛应用于声学、物理、物理化学等领域的研究中。
伽尔顿板实验是一种基于共振和驻波原理的实验，可以帮助我们了解振动波和声学的基本原理。
通过观察和分析在平板上产生的花纹，我们可以更好地了解和掌握不同频率和振动幅度下的共振模式。
这些模式在不同领域的研究中具有广泛的应用价值。
伽尔顿板实验除了能够展示共振和驻波现象之外，它还能够展示其他一些物理现象。
它可以帮助我们理解波动力学中的波束衍射、相位差和波长等概念。
波束衍射是指当波通过一个狭窄孔洞或障碍物时，波的传播方向会发生折射和扩散现象。
探究5 伽尔顿板显示的规律
探究5 伽尔顿板显示的规律探究平台实验目标验证大量偶然事件在整体上表现出来的统计规律。
实验原理1.对于一定种类的大量分子来说，一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占的百分比是确定的，呈现出一定的统计规律性，这种规律是一种统计规律。
2.在一定条件下,若某事件必然出现,这个事件叫做必然事件;若某事件不可能出现,这个事件叫做不可能事件.若在一定条件下某事件可能出现,也可能不出现,这个事件叫做随机事件。
3.由分子动理论可知,气体分子都在永不停息地做无规则运动,分子之间发生着频繁地碰撞,因此每一个分子的运动状态是不确定的,研究某一个分子的运动是没有意义的.虽然每一个分子运动速率是不确定的,但物质的分子数目是非常巨大的,因此大量气体分子的速率存在着一定的统计规律。
气体分子都在做永不停息的运动，对于单个分子某时刻的速率大小是偶然的,但大多数分子在常温下的速率都达到数百米每秒,温度升高,气体分子的热运动越剧烈,大多数分子的速率要增大。
4.气体分子速率的分布：温度较高时，速率较大的分子所占的比例增大，速率较小的分子所占的比例减小，至于哪个分子在什么时刻具有多大的速率，这完全是偶然的。
实验器材木板、小球、铁钉、隔板、漏斗。
实验过程实验步骤：1.自制伽耳顿板（1）在一块平板上部钉入一排排等距的铁钉。
（2）将木板竖直放置。
（3）木板的下部用隔板分割成许多等宽的竖直狭槽，然后用透明板封盖，在顶端中部装一漏斗形入口。
2.如图5-1，取一小球，从伽耳顿板顶部漏斗形入口投入，观察小球落入过程中的现象和落入的结果。
3.重复几次步骤2。
4. 从伽耳顿板顶部漏斗形入口投入大量的小球，观察这些小球下落后的分布。
5. 重复几次步骤4。
6.用数量不同的小球反复做该实验。
注意事项：1.不能根据一次实验现象就得出实验结论。
2.制作伽耳顿板时竖直狭槽要等宽。
实验结论1.伽尔顿板实验说明什么问题？2.小球落入狭槽内的分布有确定规律吗？是什么规律？实验拓展1.你觉得本演示成功的关键在什么地方？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.实验：模拟伽耳顿板实验有机玻璃制作的封闭式结构的伽耳顿板。
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图文：用伽尔顿板演示统计分布规律
在一块竖直固定的木板上部钉有许多排列整齐的铁钉，木板的下部用等长的木条竖直地隔成许多等宽的狭槽，板前盖以玻璃板，使小球能存留在槽内。
这种装置通常叫作伽尔顿板。
如果从板顶漏斗形入口处放下一个小球，小球碰到上边第一排中某一铁钉后偏向一方又落到第二排中某一铁钉上，又向左（或右）偏移，接着再落到下排某一铁钉上，这样顺序落下去，最后小球落入某一槽中。
如此进行几次实验，可以发现小球每次落入哪个狭槽是不完全相同的，这表明在一次实验中小球落入哪个狭槽中是偶的。
如果同时投入足够多的小球，落在各槽里的小球数目各不相同。
落在中间槽中的小球最多，距离中间槽越远的槽，小球落入
的越少。
可以用彩笔在玻璃板上画一条连续的曲线来表示小球分布的情况。
多次重复地做下去，结果每次实验所得的分布曲线彼此近似地重合。
这表明，尽管一个小球落入哪个槽中是偶然的，但大量小球的分布规律则是确定的，即遵从统计分布规律。