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   大学物理实验

    

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        年  月   日

实验一混沌摆

试验目的:

通过混沌摆的运动，演示力学系统的混沌性质

试验仪器

如图5-1所示，在一个T型的主摆的三个端点悬挂着三个副摆。

试验原理

一个动力学系统，如果描述其运动状态的动力学方程是线性的，则只要初始条件给定，就可预见以后任意时刻该系统的运动状态。如果描述其运动状态的动力学方程是非线性的，则以后的运动状态就有很大的不确定性，其运动状态对初始条件具有很强的敏感性，具有内在的随机性。本系统就是一个非线性系统，一个很小的扰动，就会引起很大的差异，导致不可预见的结果，这种现象称之为混沌。对初值的极端敏感性，以及对结果的不可预测性是混沌的基本特征。

混沌摆的主摆和副摆运动时互相影响和制约，因而使整个运动混沌无序，无法预测。即便多次重复操作，使系统获得相同的初始条件，但是其后的运动状态都会表现出明显的差异。操作与现象

当我们转动T型的主摆时，三个副摆随之摆动并互相影响呈现出不规则的运动状态，这就是一种混沌状态。多次重复操作，使系统获得相同的初始条件，但其后的运动状态却会表现出明显的差异。

                   二  雅各布天梯实验

实验目的：

     通过演示来了解弧光放电的原理
实验原理： 给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。
雅格布天梯的两极构成一梯形，下端间距小，因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热（空气的温度升高，空气就越易被电离, 击穿场强就下降），使其上部的空气也被击穿，形成不断放电。结果弧光区逐渐上移，犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时，由于两电极间距过大，使极间场强太小不足以击穿空气，弧光因而熄灭。
简单操作：打开电源，观察弧光产生。并观察现象。（注意弧光的产生、移动、消失）。
实验现象：
两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电，同时产生光和热。热空气带着电弧一起上升，就象圣经中的雅各布（yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。
注意事项：演示器工作一段时间后，进入保护状态，自动断电，稍等一段时间，仪器恢复后可继续演示，

                          三  声波可见实验

 实验目的：借助视觉暂留演示声波。
 实验仪器：声波可见演示仪。
 实验原理：不同长度，不同张力的弦振动后形成的驻波基频、协频各不相同，即合成波形各不相同。本装置产生的是横波，可借助滚轮中黑白相间的条纹和人眼的视觉暂留作用将其显示出来。
 实验步骤：
　　1、将整个装置竖直放稳，用手转动滚轮。
　　2、依次拨动四根琴弦，可观察到不同长度，不同张力的弦线上出现不同基频与协频的驻波。
　　3、重复转动滚轮，拨动琴弦，观察弦上的波形。
 注意事项：
　　1、滚轮转速不必太高。
　　2、拨动琴弦切勿用力过猛。

                                     四 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．不要将锥体搬离轨道。
　　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。

第二篇：物理演示实验报告——辉光球

物理演示实验报告

——辉光球的来龙去脉

姓名： 万梦洁 学号： 090341225 学院： 计算机学院 班级： 090341B

学期中旬，我们做了第二次的物理演示实验，不得不感叹，物理真的很奇妙，学校的实验室为我们提供了大量的趣味物理实验，帮助我们理解物理概念，帮助我们体会实验构思的巧妙，帮助我们把理论与实践更好的结合起来，帮助我们开阔知识视野。

在实验中，令我印象深刻的就是这个漂亮的辉光球，下课之后，我查阅了大量的资料，终于把辉光球的来龙去脉弄清楚了，一下便是我的实验报告。

一、基本资料

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。

二、实验原理

辉光球发光是低压气体（或叫稀疏气体）在高频电场中的放电现象。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。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。

三、相关介绍

在日常生活中，低压气体中显示辉光的放电现象，也有广泛的应用。例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象，其特征是需要高电压而电流密度较小。辉光的部位和管内所充气体的压强有关，辉光的颜色随气体的种类而异。荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。

霓虹灯，即氖灯。是一种冷阴极放电管，把直径为12-15毫米的玻璃管弯成

各种形状，管内充以数毫米汞柱压力的氖气或其他气体，每1米加约1000伏的电压时，依管内的充气种类，或管壁所涂的荧光物质而发出各种颜色的光，多用此作为夜间的广告等。若把电容器接在霓虹灯两极上，则可做成时亮时灭的霓虹灯广告。电容器的电容大，亮灭循环的时间长；电容器电容小，则亮灭的时间较短。霓虹灯需要电压较高。灯管越细，越长需要的电压就越高。

日光灯，亦称“荧光灯”。一种利用光质发光的照明用灯。灯管用圆柱形玻璃管制成，实际上是一种低气压放电管。两端装有电极，内壁涂有钨酸镁、硅酸锌等荧光物质。制造时抽取空气，充入少量水银和氩气。通电后，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出可见光，不同发光物质产生不同颜色，常见的近似日光（荧光物质为卤磷酸钙）。荧光灯光线柔和，发光效率比白炽灯高，其温度约在40-50摄氏度，所耗的电功率仅为同样明亮程度的白炽灯的1/3 – 1/5 。广泛用于生活和工厂的照明光源。

还有一种是氙灯，氙灯是一种高辉度的光源。它的颜色成分与日光相近故可以做天然色光源、红外线、紫外线光源、闪光灯和点光源等，应用范围很广。其构造是在石英管内封入电极，并充入高压氙气而制成的放电管。在稀有气体中，氙的原子序数大，电离电压低，容易产生高能量的连续光谱，并且因离子的能量小，电极的寿命长达数千小时。因点灯需要高电压，要使用附属的启动器、安定器、点灯装置等。

在各种各样的辉光中，最神奇的还要算人体辉光了。19xx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。那么人体到底有哪些辉光现象呢？

疾病辉光，在医学领域，根据人体发出的冷光信息，不仅可以判断一个人的健康状况，还可以用来诊断疾病。在疾病发生前，体表的辉光会发生类似太阳的“日晕”现象。一般认为呈红亮色的光说明健康状况良好，呈灰暗色的辉光则说明病重。

爱情辉光，在男女交往中，人体辉光还是爱情的标志。前不久，美国学者在一家照相馆利用一种高科技微光检测仪对一些拍摄订婚照、结婚照的男女进行观测，发现情侣手挽手拍照时，女性指尖上的光晕特别亮，并向男方指尖延伸过去；而男子的指尖光晕却会略微后缩以顺应女性的光圈。每当两性真情拥抱接吻时，彼此的辉光奇妙的交织在一起，且变得分外明亮。

意识体能辉光，科学家预测：人体辉光还可以应用于其他方面，如运动员比赛前可进行“辉光体能预测”，教练们可以及时了解运动员的身体状况。

有的科学家把人体辉光用到犯罪学中去，因为人体辉光会随着大脑思维方式、行为意向的变化而产生不同的晕圈。

对犯人也能进行“人体辉光监控”，如犯人企图说谎，身上的辉光便辉出现种种彩色斑点交替闪耀跳动。

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”。

通过这次实验，我了解到我们身边的物理现象是那么的多，让我也深深了解到物理的乐趣，更加深了我对物理的喜爱。