物理演示实验报告
第二篇：物理演示实验报告
物理演示实验报告
专业：应用物理 班级：08405021
在这个学期，老师给我们开了选修实验课，就是去观看一些具有代表性的演示实验。在星期六和星期天的上午的第三，四节课和下午我们选修了这个实验课的同学来到来了学校的物理演示实验室，以期待理论和实践的相结合能更有利于对知识的掌握。因为这个学期学习的主要内容是振动、光学和热学的知识，我们就重点观看和操作了这方面的实验。
首先让我感到“好玩”是那几个可爱的蜡娃娃。它们在信号源电源不断调节的时候，总会有一个表现的比较活泼爱动，把头摇的特别疯狂。其它的呢，要么低头不吭声，要么只是轻轻的来回晃。接着，看见了类似琴弦的东西——弦驻波。这确实是一种很特别的现象，也和平时用一根绳子绷紧时看到的差不多。驻波中既没有相位的空间移动，也没有能量的定向传播，各点均在自己的平衡位置附近作简谐振动，总是固定有若干各振幅最大处点（波腹）和振幅最小为零的点（波节）。然后是和它道理相同，只是由纵波引起的纵驻波。 它的原理就是在阻抗不匹配的情况下（弦的特征阻抗不等于端点负载阻抗），会发生反射。 阻抗可以定义为力除以速度。对于固定的端点，速度为零，因此阻抗无穷。此时发生全反射，而且反射波相位跃变180度（这叫半波损失）。
入射波假设写成Acos(wt-kx),那么反射波为Acos(wt+kx+π),其中k为波数表示传递方向。两个式子相加，利用三角函数的和差化积公式，就得到：
Acos(wt-kx)+Acos(wt+kx+π)= 2A *sin（wt）* sin （kx）
这便是驻波。时间部分和空间部分分离，只在原地振荡，不向前传播。形成驻波通常就是两个传播方向相反的行波，利用反射叠加。
驻波从最基本的物理到最前沿的比如量子光学里的Cavity QED（可以用作单光子发射器）都是很重要的概念。
接下来的实验，如果你没有学过理论的话，一定会让你不可思议的，这就是温差电势。放在你面前的就是一台有两个手掌印和一个灵敏电表的仪器，当你好奇的用手按在两种不同的金属上时，面板上的灵敏电表的指针就会向右偏转，而且你的手上的温度越高时，指针的偏移幅度越大，由此，我想到了一些大型机器中某些功能的实现思想。
温差电势仪的原理就是塞贝克效应，又称作第一热电效应，它是指由于温差而产生的热电现象。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。
半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。这一现象称为塞贝克效应，这样的电路叫做温差电偶，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。例如，铁与铜的冷接头为1℃，热接头处为100℃，则有5.2mV的温差电动势产生。 由于不同的金属材料所具有的自由电子密度不同，当两种不同的金属导体接触时，在接触面上就会发生电子扩散。电子的扩散速率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。设导体A和B的自由电子密度为NA和NB，且有NA＞NB，电子
扩散的结果使导体A失去电子而带正电，导体B则因获得电子而带负电，在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子继续扩散，达到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电势。
之后的光栅衍射虽不能说很奇妙，但至少是一件不太平常的事情，因为透过它，可以观察到彩色的条纹，它是多个单缝衍射和多个干涉光干涉后叠加的结果。根据夫琅禾费衍射理论，当一束波长为λ的平行光垂直投射到光栅平面时，光波将在每个狭缝处发生衍射，经过所有狭缝衍射的光波又彼此发生干涉，这种由衍射光形成的干涉条纹是定域于无穷远处的。若在光栅后面放置一个汇聚透镜，则在各个方向上的衍射光经过汇聚透镜后都汇聚在它的焦平面上，得到的衍射光的干涉条纹根据光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定： （k=1，2，3，?）（1）
或
上式称为光栅方程，式中是相邻两狭缝之间的距离，称为光栅常数，λ为入射光的波长，k为明条纹的级数，是k级明条纹的衍射角，在衍射角方向上的光干涉加强，其它方向上的光干涉相消。
当入射平行光不与光栅平面垂直时，光栅方程应写为
（k=1，2，3，?）（2）
式中i是入射光与光栅平面法线的夹角。所以实验中一定要保证入射光垂直入射。
如果入射光不是单色光，而是包含几种不同波长的光，则由式（1）可以看出，在中央明条纹处（k=0、=0），各单色光的中央明条纹重叠在一起。除零级条纹外，对于其他的同级谱线，因各单色光的波长λ不同，其衍射角也各不相同，于是复色入射光将被分解为单色光，如图1所示。因此，在透镜焦平面上将出现按波长次序排列的单色谱线，称为光栅的衍射光谱。相同k值谱线组成的光谱就称为k级光谱。
这里要说的是在观察立体图形，我们用肉眼看到的是一副颜色明暗的图片，海豚在海里自由自在的游着，飞机在天空翱翔，栏杆向远处延伸……这些都是我们用我们的肉眼看到的，当我们带上3D眼镜时，一副奇怪的画面展示在我们面前，海豚就像是游到了你的跟前，飞机像在你的面前飞行，栏杆突出了画面来到了你的脚前，像你能一脚踏上去似的，这些是多么的美妙啊！观察到这些现象就想起了这些现象的原理：人有两只眼，两只眼有一定距离，这就造成物体的影象在两眼中有一些差异，由于物体与眼的距离不同，两眼的视角会有所不同，由于视角的不同所看到是影象也会有一些差异，大脑会根据这种差异感觉到立体的景象。 三维立体画就是利用这个原理，在水平方向生成一系列重复的图案，当这些图案在两只眼中重合时，就看到了立体的影象。
立体画有两种形式：第一种是由相同的图案在水平方向以不同间隔排列而成，看起来是远近不同的物体.另一种立体画较复杂，在这种立体画上你不能直接看到物体的形象，画面上只有杂乱的图案.两种作品看法是一样的，原理都是使左眼看到左眼的影象，让右眼看到右眼的影象（平时我们左右眼看到的图像是要聚焦重叠在一起的），就看到立体图像了。
最后要说的是三维立体电视，也不知道我们学校的立体碟片坏了还是立体DVD坏了，我们弄了好久就是放不出来。在一次不知道是不是偶然的情况下，我们放出了一小段影片，在戴上特殊的眼睛后，我们能看到鸟儿和那些影片上的事物都在你周围，什么东西都好像朝你冲来似的，我们就像身临其境。但是后面试了好多次我们都没有再放出来，这是我这次观看演示实验最大的遗憾！
这些都是我们看到的实验现象，还有很多，在这不能全部说来，只能写出几个自己体会之后理解深透的几个实验，同时也得到一些感悟：观看演示实验的过程是简单的，但它的意义绝非如此。我们学习的知识重在应用，对大学生来说，这就是一个很好的途径。通过它，我们不但对大自然产生了以前没有的敬畏和尊重，也有了对大自然探究的好奇心和奋进力，我想这是一个人做学问最最重要的一点。因此我想在我们平时的学习中，要带着一种崇敬的心情和责任感，认认真真地学习，踏踏实实地学习，只有这样，我们才能真正学会一门课，学好一门课。