大学物理演示实验实验报告

在演示实验室中，老师给我们讲解并演示了二十多个实验装置。那些装置的原理大多都很简单，但是通过巧妙的设计让我们对那些我们早就熟知的物理原理有了更加直观和深刻的理解。同时启发我们在日常生活中更多的客观地运用所学的科学知识去分析一个现象而不是凭自己的感觉去猜想，以此了解事物的本质。

就比如“椎体上滚”这个实验装置。一开始是老师在操作，我们一开始以我们生活经验以为椎体不会自己上滚，但实验证明了我们的视觉感官欺骗了我们，事实上椎体上滚的过程中其重心是在下降的，还是重力在做正功，它是会自己上滚的。但是现在回想起来，我们就算没有注意到重心会下降也应该注意到椎体一开始是停留在坡顶的。

还有一些装置给我留下了比较深刻的印象，那是因为它们的设计都比较巧妙。比如“看得见的声波”和“角速度矢量合成演示仪”这两个装置，都是利用生理上的视觉暂留效应讲一些原本比较抽象的现象可视化，让我们更加直观的观察到一个原本不能直接观察到的现象。虽然“看得见的声波”这个装置有缺陷，就是会让声波的纵波显示成横波。

“低温差热机”可以利用比环境温度高4℃的温差将热能转换成动能，而且装置的工作过程形象直观，能让我们很好的了解其工作原理。这个装置可以应用到电脑的散热装置上，既节能又能延长电脑使用寿命。

“记忆合金水车”这个装置的制作倒是没有特别别出心裁的地

方，不过这却是我第一次亲眼见到记忆合金。以前有听说过记忆合金，但还真没亲眼见到过。也了解到记忆合金分成三类：单程记忆合金、双程记忆合金和全程记忆合金。并且知道了它的广泛应用，如工农业、医疗、能源、军事等方面。而且原来它在十九世纪七十年代就已经发现了，但是我到现在才见到记忆合金也表明它虽然应用广泛但并没有深入人民生活。

和记忆合金不同，微波技术却早已深入人们的日常生活中。微波炉几乎每家都有，演示实验中的“微波演示仪”虽然是坏的，但是从那块被烧黑了的铁板我就能真切的体会到微波能究竟有多大。当然微波炉加热快不仅是因为微波能量高，更加是因为微波的“内部加热”方式，即电磁能直接作用于介质分子转换成热，且透射性能使物料内外介质同时受热，不需要热传导，而内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外部的温度梯度分布 。

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旋光现象的一点应用

————38071101孙秀娟

偏振光通过某种物质之后，其振动面将以光的传播方向为轴线转过一定的角度，叫做旋光现象。很多物质都可以产生旋光现象。

实验表明：（1）旋光度与偏振光通过的旋光物质的厚度成正比。

（2）对溶液，旋光度不仅与光线在液体中通过的距离有关，还与其浓度成正比.

（3）同一物质对不同波长的光有不同的旋光率。在一定的温度下，它的旋光率与入射光波长的平方成反比，这种现象就是旋光色散。

显然，利用旋光的各种性质，可以应用与不同的领域。

在演示实验中，有葡萄糖溶液旋光色散的演示。根据这一原理，可以用于很多中溶液的浓度检测。比如医疗中血糖的测量，尿糖的测量。（实际中并不用这种方法，因为血糖尿糖本身浓度很小而且显然不是透明溶液，一般使用的方式是化学方法，通过氧化测定血糖的含量）还看到有的论文说可以用旋光法实现青、链霉素皮试液的质量控制和稳定性预测。现在旋光计广泛应用于药物分析。

旋光现象还可以用于光的波长的测量。（好像也是不被采用）。

物理实验偏振的应用

————38071103 刘潇

生活中，偏振的应用很广。如偏光镜头。偏光镜片，就是只允许自然光中某一特定偏振方向的光穿过的镜片。由于它的滤光作用，戴上它看东西会变暗。为了过滤太阳照在水面、陆地或雪地上的平等方向的刺眼光线，在镜片上加入垂直向的特殊涂料，就称为偏光镜片。最适合户外运动时使用。偏光镜片的特效就是有效地排除和滤除光束中的散射光线。使光线能于正轨之透光轴投入眼睛视觉影像，使视野清晰自然。有如百叶窗帘的原

理，光线被调整成同向光而进入室内，自然使景物看起来柔和而不刺眼。

自然光照到两种介质的界面上，会产生反射光和折射光。用偏振片检验，发现他们都是部分偏振光。而当入射角与折射角之和等于90゜时，反射光成为光振动方向与入射面垂直的线偏振光。因为可以得到线偏振光，所以布儒斯特应用很广。

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物理演示实验报告

院系：土木工程学院 学号： 05110540 姓名：顾红楼

在这个学期的第七周的周六上午，我们在老师的安排下去观看一些具有代表性的演示实验。我们来到了学校的田家炳物理实验楼的演示实验室，将我们的大学物理课程所学习的力学、能量、电磁学、波动学和光学，从演示实验室内得到体现。

辉光球

在演示实验室，首先看到的第一个仪器称为辉光球。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，在黑暗中非常好看。

视觉暂留仪

后面有看到了一个视觉暂留仪。

人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的，其时值是二十四分之一秒。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。

视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。

演示仪器利用人眼的视觉惰性即视觉暂留结合频闪灯的特殊作用，演示了电影成像的原理。在未打开频闪灯时，台阶和弯杆的运动随转盘转动，看不出一定的规律。打开频闪灯后，调节频率使频闪灯闪亮的时间间隔与两相邻台阶经过同一位置的时间间隔相同或成整数倍，由于眼睛的视觉暂留，我们感觉台阶已经静止，但弯杆却在不断变换，便形成了弯杆爬台阶的动画场面。

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浅析共振

——第二次大物演示实验感想

36241402 陈羲

上周五，我们进行了大物第二次演示实验，与以往不同，这次实验并不着重观摩，反而要求大家积极实践，感受很深。本次试验主要关于波动特性，如声、光及机械振动等部分，其中有多种光学实验基于基础物理实验的“摧残”，暂不予多言；除此之外，不少实验涉及到共振现象，在此浅谈一二。

共振是指系统受外界激励，作强迫振动时，在特定外界激励的频率（接近于系统频率）下，强迫振动的振幅可能达到最大振幅的现象。此特定频率称之为共振频率。共振现象在日常生活中随处可见，以下简举几例。

试验中最直观的是一款简易的机械共振演示模型，四个不同功率的玩具在不同的外接频率下各自激越跳动。这个模型虽然简易，但稍加优化便可以用来测量物体固有频率，测量外界振动频率，报警，挑选信息，过滤等，可见小玩意的大智慧。

现代信息社会中，信息传播至关重要，而信息的接收便于共振密切相关。简化而言，空间中的信息以波动传播，而接收装置通过调频使得自身固有频率与需要接受信息的发送频率相同，如此接收装置与信息达到共振频率。当所需信息传播到接收装置时，产生共振现象，感应器接受信息，而其他无关信息频率不同，达不到共振条件，自然不会接受。日常生活中，家家必备、日日相见的电视电话就是如此。

共振在医学中，也有不少应用，最熟悉的便是CT机，即核磁共振检测仪。通过身体细胞的不同频率下共振成像，检测病变，细致而清晰，为保证人类健康生存，贡献力量。部分磁疗仪器，也是通过发出特定频率电磁波，引起疗养者身体组织器官或细胞的共振，刺激生理系统做出有利反应，从而治疗疾病，保证健康。

共振是世界有声有色。

声学方面，共振也可称为共鸣。声音的产生便基于共振。以人类为例，发声时我们喉咙发出一定的颤动，并与空气产生共鸣，进而形成了一个个音节，构成一句句语言。而乐器就是通过振动部分（如琴弦、哨片、笛膜等），引起空气(共鸣箱或腔体中)共鸣，形成音符，演绎音乐。虫类的鸣叫声也是由翅膀，胸腔或尾部等部位的某些组织结构振动并引起共鸣产生的，鸟类亦如此。同时，听力也是通过耳膜、耳鼓与空气中的声波共振而实现的。贴心的言语，动人的天籁，真挚的交流，少不了共振的青睐。色彩也是通过光波的不同频率来体现，同时无法缺少共振的加盟。通过共振不同的物质“吸收”不同色彩的光波，表现特定的颜色。粒子共振呈现颜色，已经可以通过实验观测。钠原子挥洒出黄，水银原子摇曳出蓝，氖原子跳跃出红，从此繁花绿叶斑斓果，青天红日映碧波。共振使我们

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避雷针

常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。以避雷针作为接闪器的防雷电原理是：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。实际上，避雷针是引雷针，可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。通俗的解释就是：避雷针的作用像雨伞为人们遮雨一样，覆盖着它一定范围内的建筑设施，一旦有雷电进入到了这个伞状的范围，雷电就会被避雷针吸引过来，再通过本体泄人大地，从而使伞状以下的建筑不被雷击。避雷针之外还有避雷线，它是通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接引金属线的防雷电，它的防护作用等同于在弧垂上每一点都是一根等高的避雷针。后来发展了避雷带，就是在屋顶四周的女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属带做接闪器来防雷电，即如你所说的那种。避雷带的防护原理与避雷线一样，由于它的接闪面积大，接闪设备附近空间电场强度相对比较强，更容易吸引雷电先导，使附近尤其比它低的物体受雷击的几率大大减少。再后来又发展了避雷网，分明网和暗网。明网是在避雷带的中间加敷金属线制成的网，然后通过截面积足够大的金属物与大地连接的防雷电，用以保护建筑物的中间部位。暗网则是利用建筑物钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电防护，只要每层楼的楼板内的钢筋与梁、柱、墙内的钢筋有可靠的电气连接，并与层台和地桩有良好的电气连接，形成可靠的暗网，则这种方法要比其他防护设施更为有效。

法国易敌雷拥有超过40年丰富防雷器生产和防雷工程经验和一支强大的由法国最著名大学和研究机构组成的工程师队伍，使INDELEC（"易敌雷"） 防雷器成为雷电保护装置的专家。不论在法国以至世界各地，PREVECTRON防雷器经过数十年势不可挡的成功，INDELEC（易敌雷）目前正全力推出其最新研究成果：PREVECTRON（第二代）避雷针。（以下称PREVECTRON 2）

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大学物理演示实验报告

1、锥体上滚

【实验目的】：

1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。

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。

【实验仪器】：锥体上滚演示仪

【实验原理】：能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。

【实验步骤】：

1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；

2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去；

3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。

2、混沌摆

【实验目的】： 通过摆的运动演示该力学系统的混沌性质。

【实验仪器】：混沌摆

【实验原理】：一个动力学系统如果描述他的运动状态的动力学方程是线性的，只要初始条件给定，就可预见以后任意时刻的运动状态。我们的动力学系统描述它的运动状态的动力学方程是非线性的，具有内在的随机性，它的运动状态对初始条件具有很强的敏感性，系统运动的外观表现是随机的，是一种貌似无规律的运动

【实验步骤】： 手持轴柄给系统施一力矩，系统开始运动，运动情况复杂，前一时间难于预言后一时刻的运动状态。重新启动，由于起始冲量矩总有所不同，雇系统的运动情况差别很大、这反映了系统运动的混沌性质。

                     初始状态

                     运动中

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锥体上滚

实验目的

1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。
  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。

实验仪器：锥体上滚演示仪

实验原理：

能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。

实验步骤：

1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；

2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去；

3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。

注意事项：

1．移动锥体时要轻拿轻放，切勿将锥体掉落在地上。

2．锥体启动时位置要正，防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。

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这个实验让我看的目瞪口呆，开始我还以为见了一个怪坡。但是经过仔细观察发现那是一个错觉，这个轨道一头高一头低，双椎体从低的一头往高的一头滚是重心往上滚，但分析一下就知道真想不是这样的。首先这是一个双椎体而不是一个圆柱体，其次这不是一个斜面两条轨道，而且轨道是八字摆放的，并且高处胀的开，这样设计会是椎体处于高处时重心降低，而且在低处时轨道变窄，使得重心升高且高于在高处时的，由于这样一来重心由低处向高处走的现象了，也就不违反实验规律了。

                                        土木1144   陈玉平  1105411407

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