大学物理探究性实验报告

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大学物理实验研究报告3篇

大学物理实验研究报告3篇

大学物理实验研究报告对称操作在物理实验中的应用摘要:对称在自然界中处处存在,对称操作不仅在几何和反常群领域发挥着重要作用,同时也成为了理解原子和分子运动的工具。

本实验重点研究了对称操作在物理实验中的应用,以及它们对研究和理解物理规律的意义。

导言对称在自然界中无处不在,从极微小的分子运动,到我们身边的自然物体,都蕴含着一定的对称性。

对称操作不仅在几何和反常群领域发挥着重要作用,同时也成为了理解原子和分子运动的工具。

对称操作的研究,对于深入理解物理规律、探究自然的本质有着重要的意义。

本实验旨在研究对称操作在物理实验中的应用,通过实验操作和数据分析,探究对称操作对研究和理解物理规律的意义。

实验步骤本实验使用的主要工具和设备有:偏振板、游标卡尺、光吸收液体样品等。

步骤一:光的线偏振和圆偏振用偏振板将自然光转化为线偏振光,再使用一组偏振片,改变偏振方向,控制线偏振光透过偏振片的光强。

步骤二:计算透过偏振片的光强测量偏振片的透光方向,并使用游标卡尺计算入射光线相对于该偏振片的角度,然后依照一定的公式计算出物体吸收的光线强度。

步骤三:测量圆偏振光在步骤一的基础上,再次使用偏振板,将线偏振光转化为圆偏振光,根据一定的公式,计算出透过偏振片的圆偏振光的光强。

实验结果通过对实验数据的测量和分析,得到以下结果:1. 偏振片透光方向相同时,偏振片的旋转角度和光强负相关,即角度越大,透光光线的强度越小。

2. 经过一组偏振片的光强,与透过偏振片的角度成正比。

3. 经过两组偏振片的光强,与透过第二组偏振片的角度成正比。

4. 圆偏振光的透过率,与透过偏振片的角度成正比。

实验结论通过本实验的操作,我们得到了以下实验结论:1. 对称操作在物理实验中的应用非常广泛。

通过控制偏振片的角度和方向,我们可以改变入射光线的透过率和光线的偏振方向,从而研究物体吸收光线的特性。

2. 实验结果表明,经过偏振片的光强和偏振片的角度成正比。

这一结果说明了对称操作的重要性,并且为研究物体吸收光线的特性提供了重要的理论基础。

研究性课题实验报告范文大学生物理版

研究性课题实验报告范文大学生物理版

研究性课题实验报告范文大学生物理版一、实验目的本实验的目的是研究光的反射现象,通过实验验证光在不同介质中的反射规律,以及测量反射角和入射角的关系。

通过对实验数据的分析,探讨光的反射特性与波长、频率、介质等因素之间的关系。

二、实验原理光的反射定律是指当光遇到物体表面时,入射光线、法线和反射光线在同一平面上,且入射角等于反射角。

根据这个定律,我们可以计算出反射角和入射角的大小关系。

具体来说,如果已知入射角和反射角,那么可以通过以下公式求解:sin(反射角)/ sin(入射角)= n2/n1其中n1和n2分别为两个介质的折射率。

三、实验器材和方法1. 实验器材:光源、反光镜、直尺、量角器、玻璃板、半透明胶带等。

2. 实验方法:首先将光源放置在一个位置,然后将反光镜固定在光源下方的支架上。

接着,将玻璃板斜放在反光镜上方,使光线经过玻璃板后反射回来。

此时,观察从玻璃板另一侧看到的光线路径,并用直尺测量出反射光线的长度。

然后,用量角器测量出反射角的大小。

重复以上步骤多次,记录下不同条件下的反射角度数和长度数据。

四、实验结果与分析通过多次实验,我们得到了不同条件下的反射角度数和长度数据。

根据上述公式,我们可以计算出不同介质中反射角与入射角的关系。

具体来说,在空气中,当光线垂直入射时,反射角为0度;当光线以一定角度入射时,反射角随着入射角度的增加而增大;当光线以一定角度倾斜入射时,反射角随着入射角度的增加而减小。

这些结果表明了光的反射特性与入射角度的关系。

我们还发现了一个有趣的现象:当光线从一种介质斜着射向另一种介质时,其反射角会发生变化。

具体来说,当光线从空气斜着射向玻璃板时,其反射角会比直接垂直入射时更大;而当光线从玻璃板斜着射向空气时,其反射角则会比直接垂直入射时更小。

这是因为在两种介质之间存在折射现象,导致光线发生了偏折。

因此,我们可以得出结论:光的反射特性不仅受到入射角度的影响,还受到介质种类和方向的影响。

大学物理实验报告(精选11篇)

大学物理实验报告(精选11篇)

大学物理实验报告(精选11篇)大学物理实验报告(精选11篇)在经济飞速发展的今天,报告的适用范围越来越广泛,报告成为了一种新兴产业。

你知道怎样写报告才能写的好吗?下面是小编收集整理的大学物理实验报告,仅供参考,大家一起来看看吧。

大学物理实验报告篇1一.预习报告1.简要原理2.注意事项二.实验目的三.实验器材四.实验原理五.实验内容、步骤六.实验数据记录与处理七.实验结果分析以及实验心得八.原始数据记录栏(最后一页)把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。

实验报告的种类因科学实验的对象而异。

如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。

随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。

实验报告必须在科学实验的基础上进行。

它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。

实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。

它不仅是对每次实验的总结,更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,是科学论文写作的基础。

因此,参加实验的每位学生,均应及时认真地书写实验报告。

要求内容实事求是,分析全面具体,文字简练通顺,誊写清楚整洁。

实验报告内容与格式(一) 实验名称要用最简练的语言反映实验的内容。

如验证某程序、定律、算法,可写成“验证×××”;分析×××。

(二) 所属课程名称(三) 学生姓名、学号、及合作者(四) 实验日期和地点(年、月、日)(五) 实验目的目的要明确,在理论上验证定理、公式、算法,并使实验者获得深刻和系统的理解,在实践上,掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。

一般需说明是验证型实验还是设计型实验,是创新型实验还是综合型实验。

(六) 实验内容这是实验报告极其重要的内容。

要抓住重点,可以从理论和实践两个方面考虑。

关于物理创新实验报告(3篇)

关于物理创新实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景与目的随着科学技术的不断发展,物理实验在培养大学生创新思维、实践能力和科学素养方面发挥着越来越重要的作用。

为了更好地锻炼学生的实验技能,激发学生的创新意识,我们开展了本次物理创新实验。

本次实验旨在通过设计、搭建和调试一个新型实验装置,探索物理原理在实际应用中的创新实践,培养学生的动手能力、团队协作精神和创新能力。

二、实验原理与装置1. 实验原理:本实验以电磁感应原理为基础,通过设计一个具有创新性的实验装置,验证法拉第电磁感应定律,并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。

2. 实验装置:实验装置主要由以下部分组成:- 电源:提供稳定的交流电源;- 金属棒:作为导体,在磁场中运动;- 磁场发生器:产生均匀磁场;- 电流表:测量感应电流;- 数据采集系统:记录实验数据;- 电脑:处理实验数据,绘制曲线。

三、实验步骤与过程1. 搭建实验装置:按照实验原理图,将电源、金属棒、磁场发生器、电流表、数据采集系统和电脑连接起来,确保各部分连接正确、牢固。

2. 调节实验参数:- 调节电源输出电压,使其在安全范围内;- 调节磁场发生器的磁场强度,使其达到预定值;- 调节金属棒与磁场发生器的距离,确保实验过程中金属棒在磁场中运动。

3. 进行实验:- 在金属棒运动过程中,通过数据采集系统实时记录感应电流的变化;- 改变金属棒的运动速度、磁场强度等参数,观察感应电流的变化规律。

4. 数据处理与分析:- 对实验数据进行整理和分析,绘制感应电流与时间、速度、磁场强度等参数的关系曲线;- 根据实验结果,验证法拉第电磁感应定律,并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。

四、实验结果与分析1. 实验结果:- 实验结果表明,感应电流与金属棒的运动速度、磁场强度等因素密切相关;- 当金属棒运动速度增加、磁场强度增大时,感应电流也随之增大。

2. 结果分析:- 通过实验,我们验证了法拉第电磁感应定律的正确性;- 同时,我们发现了电磁感应现象与相关物理量的关系,为电磁感应在实际应用中的创新实践提供了理论依据。

关于大学物理实验报告参考精选5篇

关于大学物理实验报告参考精选5篇

关于大学物理实验报告参考精选5篇通过实验,我们得出结果,很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的。

下面就是小编给大家带来的大学物理实验报告,希望能帮助到大家!大学物理实验报告1摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。

本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。

关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。

因此,热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。

国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。

由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。

大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。

Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。

这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。

载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。

应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。

2、实验装置及原理【实验装置】FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

北京航空航天大学 基础物理实验 研究性试验报告

北京航空航天大学 基础物理实验 研究性试验报告

探究测定冰的熔解热实验冰水质量比以及实验过程和数据处理的改进方法周晓城,巨建树(北京航空航天大学生物与医学工程学院北京 100191)摘要:本文通过计算得到混合量热法中的最佳冰水质量比并在实验中对此进行比较讨论,验证计算值,得出结论;验证牛顿冷却定律,同时得到实验参照值;并就本人在实验过程中遇到的一些问题提出实验操作以及数据处理方面的一些改进意见和建议;以及在数据处理过程中发现的水量、温差与冷却常数和实验误差之间的大致关系。

关键词:冰水质量比;牛顿冷却定律;数据处理;改进意见;误差规律中图分类号:043文献标识码:A文章编号:1.实验背景测量冰的熔解热的实验方法有很多,在大学物理实验中使用最多的是混合量热法,而作为大学物理少数几个热学实验中的一员,其重要性显而易见。

然而在实验的操作过程中很多同学反映实验不好操作,具体的问题有:1.依据《基础物理实验》[1],实验中需要保证加冰前与加冰后的稳定温度与室温的温差大约在10-15℃能较好地依据牛顿冷却定律绘制温度补偿修正曲线,而对于没有经验的实验者来说实验中的水量和冰量添加不好把握,加冰太少,可能造成冰块溶解后水温高于室温而无法温度修正,或者加冰太多,造成温度稳定后冰块无法溶解完全,在实验中往往需要经过多次尝试才能取得较好的实验数据,费时费力费水;2.取冰时,所有同学都是徒手取冰的,而对于较低温度(-21℃)的冰块,手的温度较高(30℃左右),即使在取冰和透冰过程中接触的时间很短(亲测至少15s),参照实验过程中冰块溶解降温曲线,吸热也会很明显,从而使得实验结果偏低,而在没有同伴的情况下,为了协调记录时间、记录温度,同时还要投冰动作迅速而使水不外溅,观察到通常同学会找特殊时刻投冰,在这种情况下不是冰块在外界的时间过长甚至开始融化了,就是手忙脚乱实验数据很难记录,实验效果不是很好;3.同时,由于投冰之后冰融化的最初几分钟铂电阻温度计示数变化非常快,而且需记录的数据比较多,同时还要不断搅拌,使得这段数据点很容易记录不全或者记录偏差,而这段数据是数据处理过程中非常重要的部分,直接影响到温度的修正,所以很容易造成实验误差;4.还有数据处理中绘制温度修正曲线时,要求室温线上方的温度修正线与室温线所围面积与下方的面积相等,使用的方法是在坐标纸中绘图,然后通过数格子找到使面积大概相等的时刻t=t0,由于坐标纸大小有限、比例有限,数格子非常麻烦而且这样做是十分不准确的,使得T2′,T3′有了误差,影响实验效果。

大学物理研究性实验报告_太阳能电池的特性测量

大学物理研究性实验报告_太阳能电池的特性测量

大学物理研究性实验报告_太阳能电池的特性测量摘要:本实验旨在通过特性测量方法研究太阳能电池的工作机理和特性参数,并验证太阳能电池的光伏效应。

在实验中,使用太阳能电池组分别测量其短路电流、开路电压、最大功率输出和填充因子等参数,并绘制出其伏安特性曲线和功率曲线。

实验结果表明,太阳能电池的输出电流、输出电压和输出功率都随光照强度的增加而增加,但是衰减左右场景不同,衰减较快的为室外光照强度较强场景。

太阳能电池的最大功率输出点需根据不同光照强度下自行求解,而填充因子对太阳能电池的输出功率有显著影响。

关键词:太阳能电池;特性测量;伏安特性曲线;功率曲线;光伏效应;填充因子 1. 实验原理太阳能电池是一种将光能直接转换为电能的装置,其工作原理是基于光伏效应。

当光照射在半导体材料上时,会在材料内部产生电子-空穴对,即通过光照,半导体材料内的电子从价带跃升到导带,留下空穴。

由于这些电子和空穴在电场作用下会分别向相反的电极移动,因此在同一方向引出电流,形成光生电动势。

太阳能电池的主要参数包括短路电流$I_{sc}$、开路电压$V_{oc}$、最大功率输出$P_{max}$和填充因子$FF$。

短路电流是在电池组端口短路状态下的输出电流,而开路电压是在电池组端口开路状态下的电压。

最大功率输出是在负载电阻为某一特定值时,电池组所输出的最大功率。

填充因子是指在最大功率输出条件下,电池组实际输出功率与在同等照射强度下能产生的最大功率之比,即$FF=P_{max}/(V_{oc}\times I_{sc})$。

2. 实验方法(1)测量太阳能电池的短路电流$I_{sc}$将太阳能电池组放置在光源下,使其所在平面与光线垂直,调节光源照射强度至较大值,记录短路电流的数值。

此时,太阳能电池组端口暂时不接任何负载电阻。

(图1)(3)测量太阳能电池的最大功率输出$P_{max}$和填充因子$FF$将太阳能电池组放置在光源下,使其所在平面与光线垂直,调节光源照射强度至较大值,依次接入不同大小的负载电阻,并记录每种电阻下的电池组输出电压和输出电流的数值,计算输出功率。

大学物理实验报告

大学物理实验报告

大学物理实验报告大学物理实验报告「篇一」一、实验目的:掌握用流体静力称衡法测密度的原理。

了解比重瓶法测密度的特点。

掌握比重瓶的用法。

掌握物理天平的使用方法。

二、实验原理:物体的密度,为物体质量,为物体体积。

通常情况下,测量物体密度有以下三种方法:1、对于形状规则物体根据,可通过物理天平直接测量出来,可用长度测量仪器测量相关长度,然后计算出体积。

再将、带入密度公式,求得密度。

2、对于形状不规则的物体用流体静力称衡法测定密度。

测固体(铜环)密度根据阿基米德原理,浸在液体中的物体要受到液体向上的浮力,浮力大小为。

如果将固体(铜环)分别放在空气中和浸没在水中称衡,得到的质量分别为。

②测液体(盐水)的密度将物体(铜环)分别放在空气、水和待测液体(盐水)中,测出其质量分别为、和,同理可得③测石蜡的密度石蜡密度---------石蜡在空气中的质量--------石蜡和铜环都放在水中时称得的二者质量--------石蜡在空气中,铜环放在水中时称得二者质量3、用比重瓶法测定液体和不溶于液体的固体小颗粒的密度①测液体的密度--------空比重瓶的质量---------盛满待测液体时比重瓶的质量---------盛满与待测液体同温度的纯水的比重瓶的质量.固体颗粒的密度为。

----------待测细小固体的质量---------盛满水后比重瓶及水的质量---------比重瓶、水及待测固体的总质量二、实验用具:TW—05型物理天平、纯水、吸水纸、细绳、塑料杯、比重瓶待测物体:铜环和盐水、石蜡三、实验步骤:调整天平⑴调水平旋转底脚螺丝,使水平仪的气泡位于中心。

⑵调空载平衡空载时,调节横梁两端的调节螺母,启动制动旋钮,使天平横梁抬起后,天平指针指中间或摆动格数相等。

用流体静力称衡法测量铜环和盐水的密度⑴先把物体用细线挂在天平左边的秤钩上,用天平称出铜环在空气中质量。

⑵然后在左边的托盘上放上盛有纯水的塑料杯。

将铜环放入纯水中,称得铜环在水中的质量。

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3、波腹处剧烈的振动使水具有的动能大于水的表面张力限定的势能,且能克服重力再向上运动时,水被撕裂成水珠从水面飞出,形成向上喷射的水花。本实验鱼洗盆中激起的振动为4波腹4波节模式,所以有4股水花从波腹处飞出。使提把由于非线性过程而产生的自激振动的频率接近鱼洗盆侧面横驻波模式(4波腹4波节)的固有频率,是本装置结构的关键。
在实验室里看到有的同学能摩擦激起特别高的水花,铜盆的共振现象也特别明显,发出的声音特别大。当自己动手实际操作时,发现这并不是一个特别容易的事情,一开始不论怎么摩擦都无法激起水花,后来实验了好多次以后,才发现激起水花的小窍门,手与铜质提手的接触面积越大,压力越大,效果越好!当手感受到与提手的摩擦越大时能激起的水花最大!做本实验一定要有耐心,水花的喷射基本与人手磨擦提把的频率无关,故不能着急。
实验现象
打开电源开关便会看到高压放电电弧沿着“天梯”向上爬,同时听到放电声,直到上移的电弧消失,天梯底部将再次电弧放电。
小结或讨论
从书上得知这个实验的原理就是弧光放电,在这里就想到了之前辉光球的辉光放电。只是一字之差,现象也很相似,我很好奇它们两个差别在哪里,于是自己查找了资料。
呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。无论在稀薄气体、金属蒸气或大气中,当电源功率较大,能提供足够大的电流(几安到几十安),使气体击穿,发出强烈光辉,产生高温(几千到上万度),这种气体自持放电的形式就是弧光放电。通常产生弧光放电的方法是使两电极接触后随即分开,因短路发热,使阴极表面温度陡增,产生热电子发射。热电子发射使碰撞电离及阴极的二次电子发射急剧增加,从而使两极间的气体具有良好的导电性。弧光放电的特征是电压不高,电流增大的两极间电压反而下降,有强烈光辉。
记忆合金
实验原理
记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能,因此叫做"记忆合金"。
记忆合金由于是不同种类的结构元相互掺和均布,尽管结构元的个子、电磁力的大小不同,但各自都加快了自身的价和运转,在一定的温度条件下相邻相安。在受到外力后,电磁力受到外力的干扰,价和电子的运转平面作出微量角度调整,物体产生塑性变形,在此塑性变形中,部分调整后的价和电子的运转是不舒展的。当温度条件变化时价和电子的速率随之变化,当温度回复到相安舒展的(转变温度)条件时,不舒展的价和电子的运转立即回复到当时的速率,电磁力随之发生变化,使相邻结构元的价和运转也都作出相应的调整,全部回复到原来的舒展状态,于是整个物体也都回复到原来的状态。这就是记忆合金的记忆过程。
小结或讨论
实验时对手接触到玻璃球时的现象十分感兴趣,之后上网搜索得知辉光球工作时,在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。当用手(人与大地相连)触及球时,球周围的电场、电势分布不再均匀对称,故辉光在手指的周围处变得更为明亮,产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲,随手指移动起舞。
在搜索过程中还发现一些特别有意思的辉光相关的应用,在各种各样的辉光中,最神奇的还要算人体辉光!1911年伦敦有一位叫华尔德·基尔纳的医生运用双花青染料刷过的玻璃屏透视人体,发现在人体表面有一个厚达15毫米的彩色光层。医学家们对此研究表明,人体在疾病发生前,体表的辉光会发生变化,出现一种干扰的“日冕”现象;癌症患者体内会产生一种云状辉光;当人喝酒时辉光开始有清晰、发亮的光斑,酒醉后便转为苍白色,最后光圈内收。吸烟的人其辉光则有不谐和的现象。人体辉光产生的原因,科学家们至今各抒己见。一些人认为辉光现象除了人体白细胞之外,还可能使人体体表某种物质、射线与空气复合产生的,或是一种水汽和人体盐分与主频电场作用的结果,或是人体的光导系统——经络系统显示它的“庐山真面目”。
目前,人们利用普氏摆现象发明了一种眼镜,它可以在平面显示器上模拟出立体的效果。这会不会在3D的模型上得到应用,也是值得我们探讨的问题,更是我们要研究并且争取让它得到应用的。而据我所知目前电影院的3D效果都是通过两个放映机加偏振片再配合特制的检偏眼睛实现的,使观众左眼看到从左视角拍摄的画面,右眼看到从右视角拍摄的画面,通过双眼的会聚功能,合成为立体视觉影像。
椎体上
实验原理
在重力场中,物体在地球引力的作用下,总是以降低重心来趋于稳定。本实验中锥体与轨道的形状巧妙组合,给人以锥体自动由低处向高处滚动的错觉:V形导轨的低端处,两根导轨相距较小,停于此处的锥体重心最高,重力势能最大;V形导轨的高端处,两根导轨相距较大,停于此处的锥体重心最低,重力势能最小。因此,从导轨低端处释放锥体,锥体就会沿导轨从低端滚向高端,这其间锥体的重心逐渐降低,重力势能逐渐减小,被转化为了锥体滚动时的动能,体现了机械能守恒。
在通常情况下,气体中的自由电荷极少,是良好的绝缘体。但在某些外界因素(如紫外线、X射线以及放射线的照射,或者气体加热)的作用下,气体分子可发生电离,气体中出现电子和离子,这时在外电场作用下,电子和离子作定向漂移运动,气体就导电。
实验现象
如下图所示,辉光球会放出五颜六色十分绚丽的光芒,在黑暗之中特别漂亮。当手接触玻璃球壳表面时,就像是手指把光聚集在几点上,并且与玻璃球壳接触的面积越大“光线”越集中。接触时间长了玻璃表面会很烫手。
实验现象
如下图所示,左图为初始状态下的被拉长的记忆合金丝,右图为放入85摄氏度温水中后拿出的记忆合金丝,可观察到其由松弛状态拉紧,恢复它原本的状态。
小结或讨论
在实验的过程中发现,当把变形的水车放入温水中时,水车会自己转动。对此现象查阅资料后得知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。
实验现象
将锥体置于导轨的高端,锥体并不下滚;反之,将锥体置于导轨的低端,松手后锥体会自动上滚,直至高端后停住。
小结或讨论
刚开始看到这个实验装置时,还真的以为椎体是在“上滚”,因为两个金属滑轨确是一边高一边低,而椎体也确实是从低的那一端滚上了高的那一端。可是当到侧面观察是,很快便发现了这个装置的奥秘所在:我们的眼睛被欺骗了!虽然椎体看上去是从低处滚向高处,可椎体的重心却是由高到低!与此类似的错觉很多,比如“怪坡”现象。世界上已经发现了多处“怪坡”,在这些“怪坡”上,汽车下坡时必须加大油门,而上坡时即使熄火也可到达坡顶;骑自行车下坡时要使劲蹬,而上坡时却要紧扣车闸;人在坡上走,也是上坡省力,下坡费劲。如果仔细研究会发现,所谓的“怪坡”并没有违反科学规律,“怪坡”与它路边倾斜的参照物——护栏、石柱巧妙结合,给人一种错觉,就好比“锥体上滚”一样的错觉。物理规律是不会欺骗我们的:在重力场中,物体的能量总是自然地趋向最低状态,物体总是以降低重心力求稳定的。这些现象告诉我们,我们不能仅仅凭现象凭肉眼的观察就断定一个事物,必须以科学的态度、科学的方法去探究现象背后的本质。
低压气体中显示辉光的气体放电(空气中的电子大概在1000对/cm3,由于高压放电现象在低气压状态下会产生辉光现象)现象。在置有板状电极的玻璃管内充入低压(约几毫米汞柱)气体或蒸气,当两极间电压较高(约1000伏)时,稀薄气体中的残余正离子在电场中加速,有足够的动能轰击阴极,产生二次电子,经簇射过程产生更多的带电粒子,使气体导电。辉光放电的特征是电流强度较小(约几毫安),温度不高,故电管内有特殊的亮区和暗区,呈现瑰丽的发光现象。
实验现象
拉开摆球,使其在两排金属杆之间的一个平面内摆动,然后站在普氏摆正前方位置观察球摆动的轨迹,戴上光衰减镜(防盗墨镜)再观察摆球的轨迹,发现摆球按椭圆轨迹转动,将光衰减镜反转180度,再观察,发现摆球改变了转动方向。
小结或讨论
从书上还看到对于光衰减镜会延迟和人长期的用眼习惯对我们左右眼视力的影响也有一定的关系,所以,在做实验的时候,当我把左眼挡住,很难观察这个现象,但是当我把右眼挡住,就能清晰的发现这一现象。所以说这个物理现象的观察在一定程度上还取决于人的生理问题,不是每个人都做得来的,例如单眼弱视者就根本无法做成这个实验。但是在我们做实验的过程中没有发现这个问题,周围的同学们都是可以成功看到实验现象的。
铜喷水鱼
实验原理
本实验的物理原理可分三个过程加以说明:
1、操作者手搓提把,使能量传入的过程,是一个非线性自激振动过程,其物理实质是用单方向的力激起提把的振动。
2、提把的振动耦合为盆体的横驻波共振。鱼洗盆的提把安装在盆内侧面的相对的两侧,它的振动可以耦合为盆体的横驻波共振。本实验所用鱼洗盆侧面环盆一周有4个波节、4个波腹的驻波模的频率与提把自激振动的频率相接近(最好略高一点)时,可以最有效地激起该模的振动。
雅各布天梯
实验原理
希腊神话中有这样一个故事:雅各布做梦沿着登天的梯子取得了“圣火”,后人便把这神话中的梯子,称之为雅各布天梯。
雅各布天梯则展示了电弧产生和消失的过程。二根呈羊角形的管状电极,一极接高压电,另一个接地。由于电极间具有几万伏高压,在电极相距最近的底部,由于场强较大,空气首先被击穿产生大量正负离子,同时产生光和热。热空气迅速向上移动,于是电弧也随着向上运动,随着电极间距离的增大,电弧也随之拉长,当电弧爬升到顶部时,由于电极距离过大,电压不足以击穿空气,电弧自动熄灭。只要保持两级间的电压,这种放电过程就会周而复始地进行,形成弧光放电,如一簇簇圣火似地向上爬升,犹如希腊神话的雅各布天梯。
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辉光球
实验原理
辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳,球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等),玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射。
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