大学物理演示实验

实验报告

3013214116  李欣

环境科学与工程学院

建筑环境与能源应用工程

  偏振光干涉演示实验

【实验目的】：

学习偏振光干涉原理。

【实验仪器】：偏振光干涉演示仪

图1 偏振光干涉演示仪

【实验原理】：

偏振光干涉演示仪内的图案分两种：

（1）层数的薄膜叠制而成的蝴蝶、飞机、花朵等图案（中心厚，四边薄），薄膜内部的残余应力分布均匀。

   （2）光弹性材料制成的三角板和曲线板，厚度相等，但内部存在着非均匀分布的残余应力。

白光光源发出的光透过第一个偏振片后变成线偏振光。

线偏振光通过这些模型后产生应力双折射，分成有一定相差且振动方向相互垂直的两束光。这两束光通过最外层的偏振片后成为相干光，发生偏振光干涉。

对于蝴蝶、飞机、花朵等模型，由于应力均匀，双折射产生的光程差由厚度决定，各种波长的光干涉后的强度均随厚度而变化，故干涉后呈现于层数分布对应的色彩图案。

对于三角板和曲线板，由于厚度均匀，双折射产生的光程差主要与残余应力分布有光，各波长的光干涉后的强度随应力分布而变，则干涉后呈现与应力分布对应的不规则彩色条纹。条纹密集的地方是残余应力比较集中的地方。

U形尺的干涉条纹类似于三角板和曲线板，区别在于这里的应力不是残余应力，而是实时动态应力，所以条纹的色彩和疏密是随外力的大小而变化的。利用偏振光的干涉，可以考察透明元件是否收到应力已经应力的分布情况。

转动外层偏振片，即改变两偏振片的偏振方向夹角，也会影响各种波长的光干涉后的强度，使图案颜色发生变化。

【实验步骤】：

1. 轻地从仪器上方抽出仪器内的两种图案，看到它们都是由无色透明的材料制成，原样放回；

2. 打开光源，这时立即观察到视场中各种图案偏振光干涉的彩色条纹；

3. 旋转面板上的旋钮，观察干涉条纹的色彩也随之变化；

4. 把透明U形尺从窗口放进，观察不到异常，用力握U形尺的开口处，立即看到在尺上出现彩色条纹，且疏密不等；改变握力，条纹的色彩和疏密分布也发生变化。

【注意事项】：

取玻璃片也小心轻放，注意安全。

【实验感想】：通过物理下册的学习，我们光的干涉以及偏振光有了理论上的认识，这次演示实验我们对其产生的现象有了感官上的认识。理论结合实际，用理论解释实际现象，用实际现象探索新的理论观念，这是物理之路更加长久、更加平坦的必要条件。

2.声波可见

【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

图6 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。

【实验感想】：以前对声波的理解只是停留在想像层面，当看到立体存在的声波后感觉非常奇特，本实验很好的利用了视觉暂留原理，使学生能更好的理解物理研究对象。实验对物理原理的应用实在是妙不可言。

     通过这次演示实验的参观，我们对物理这门奇妙的学科产生了更加浓厚的兴趣，对物理理论上模糊的地方通过对实际现象的观察有了更清楚的认识，希望以后能多一点实验内容，更大的激发学生们的兴趣，更好的推动物理学科的发展。

第二篇：《大学物理演示实验》课程教学大纲

《大学物理演示实验》课程教学大纲课程代码：课程负责人：沈黄晋课程中文名称:大学物理演示实验课程英文名称：University Physics 课程类别：选修课程学分数：2课程学时数：54授课对象：全校各专业本科生（文、理、工、医）本课程的前导课程： 一、教学目的　　物理演示实验课程以对实验现象的观察、思考、定性或半定量分析为主，不深究严格的物理理论，不要求对实验结果做出准确的定量分析，以便充分展示演示实验的趣味性和在描述物理概念上的直观性、易接受性，使理工科的学生能够加深和巩固对已学物理概念的理解，对尚未学到的物理知识能建立一个直观的、定性的物理概念，以激发学生求知探索的欲望，提高实验动手能力和科技创新能力；对于文科的学生，通过观察神奇的物理演示现象，聆听老师对相应物理知识的介绍，能够使他们更容易地理解物理、了解自然科学，了解科技进步对人类文明的贡献，全面提高综合素质。二、授课方法　　本课程采用启发式、开放式的教学方式，学生根据实验室提供的资料、仪器、设备，结合自己的兴趣和所具备的物理知识，选择要做的演示实验（一学期至少要做5大类、20个演示实验，多做不限，一次课可完成2-3个演示实验）。上课时，老师首先对相关的实验原理、实验现象和演示仪器作简单介绍和初步演示（主要针对文科学生，理工科学生可完全独立操作），然后让同学们自已操作演示仪器，包括设计新的实验方案和优化实验步骤，并写出实验报告。三、授课地点武汉大学文理学部物理大楼一楼东侧物理演示实验室。四、授课时间授课时间也就是实验室对外开放时间，即第3周至第16周的周一至周五下午2：00 ~5：00，学生可根据自己的课表安排上课时间，并在实验室备案。五、选课方法每学期开学第1、2周，在教务部公共选修课网站上报名选修。六、考核方式　　本演示实验课程多为定性实验，故不进行期末考试。仅根据做实验的次数、完成实验（包括实验报告）的数量和质量来综合给分。七、教材与参考书教 材：《物理演示实验讲义》自编 ，20xx年参考书：《物理演示实验教程》，清华大学出版社，路峻岭 主编，20xx年　　　　《大学物理演示实验》， 湖南大学出版社，张智 主编， 20xx年　　附 演示实验题目 一﹑力学类机械能及机械能守恒系列1. 1 锥体上滚轮演示装置 视频1．2 滚摆〔麦克斯韦滚〕 视频1．3 七联球碰撞演示 1．4 过山车角动量及角动量守恒系列 1．5茹可夫斯基转椅演示角动量守恒 视频1

．6 悬挂式角动量守恒仪 视频1．7 大型回转定向仪（角动量守恒的应用） 视频1．8 陀螺的进动 视频1．9 车轮的进动 视频1．10 角动量综合演示仪 刚体的平面运动和定轴转动系列1．11 角速度矢量合成演示 1．12 刚体的平面平行运动（斜面圆柱式） 视频1．13 转动定理演示仪 1．2 滚摆〔麦克斯韦滚〕 视频机械振动系列1．14 单摆的共振演示 视频1．15 弹簧的受迫振动与共振演示 视频1．16 弹簧片的受迫振动与共振演示 视频1．17振动合成演示 视频1．18 傅科摆 1．19 音叉的共鸣 波动系列1．20 几种驻波现象的演示（弦驻波、纵驻波、环驻波） 视频1．21 水波盘演示仪 1．20 鱼洗 视频1．21 横波与纵波演示仪 气体分子运动论和流体力学系列1．22 速率分布演示 视频1. 23 伯努利旋浮器 视频1. 24 伯努利定律演示仪 1．25 气体流速与压强的关系演示 视频1．26 空气内摩擦 1．27 气体动理论的模拟演示 （仪器已坏）1．28 飞机升力 （仪器已坏）其它1. 29 离心力演示 视频1. 30 混沌摆二﹑电磁学 静电学类2．1 点电荷和电偶极子的电场分布演示实验 视频2．2 静电跳球 视频2．3 静电摆球 视频2．4 静电除尘 视频2．5 静电滚筒演示尖端放电 视频2．6 电风轮演示尖端放电 视频2．6 电风吹蜡烛演示尖端放电 视频2．7 避雷针原理 视频2．8 异型导体表面的电荷分布 视频2．9 鸟笼演示静电屏蔽 2. 10 有极分子电介质的极化模型演示 2．11 神奇的辉光球 视频2．12 雅各布天梯 视频2．13 高压带电作业电学综合2．14 手触电池 2．15 RC时间常数实验演示2．16 基尔霍夫定律实验演示2．17 温差电磁铁 2．18 温差热电偶实验 2．19 电光调制 2．20 示波器应用 磁场2. 21 巴比轮演示仪演示磁力矩 视频2．22 安培力演示实验 视频2．23 巴克毫森效应演示铁磁质磁化过程中磁畴壁的移动 2. 24 热磁轮演示铁磁质的居里点 视频2. 25 磁力演示仪 电磁感应2．26 大线圈中插拔磁铁或磁场变化演示电磁感应现象 视频2．27 磁悬浮及涡电流阻力现象演示仪（磁体在铝管和铜管内的运动） 视频2．28 电磁驱动演示 视频2．29 单向旋转磁场演示异步电动机原理 2．30 涡流热效应演示 2．31 两种跳环式愣次定律实验演示 视频2，32 涡流阻尼摆演示实验 视频2．33 趋肤效应 2．34 超导磁悬浮列车 视频2．35 光点反射磁致伸缩演示仪 2．36 傅立叶分解合成 三﹑光学 几何光学系列3．1

透镜成像及薄透镜焦距的测定 3．2 透镜像差 3．3 弯曲的激光束（反射﹑折射） 3. 4 光学幻影3. 5 视觉错觉3. 6 反射多像簇的动态变换演示仪 视频3．7 折射率梯度记录及测量 光的干涉系列3．8 杨氏双缝干涉演示实验 3．9 双面镜干涉演示实验 3．10 双棱镜干涉演示实验 3．11 洛埃镜干涉实验演示实验 3．12 等厚干涉（牛顿环﹑劈尖）3．13 麦克耳逊干涉仪 视频3．14 细玻璃管的干涉实验 3. 15 用读数显微镜观察劈尖干涉 3．16 薄云母片的等倾干涉 光的衍射系列3．17 菲涅耳衍射（圆孔、圆屏、直边、矩孔、叉丝、十字孔......） 3． 18 夫琅和费衍射（圆孔、单缝、双缝、圆屏、一维光栅、二维正交光栅、......） 3. 19 用分光计做光栅衍射实验3．20 波带片 3．21 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的区别 光的偏振系列3．22 偏振光演示仪（用偏振片获得和检验偏振光） 视频3. 23 用反射和折射获得偏振光（验证布儒斯特定律）视频3．24 双折射现象及双折射引起的偏振 视频3．25 显色偏振 视频3．26 会聚偏振光的干涉 视频3．27 旋光效应与旋光色散 3. 28 人为双折射现象（应力双折射、磁致双折射、电致双折射） 3. 29 1/4波片，1/2波片；圆偏振光、椭圆偏振光的产生与检验 光学信息处理系列3．30 全息照相的再现3. 31 ? 调制3．32 阿贝成像原理和空间滤波 3．33 模拟光通讯 四﹑近代物理 4．1 超导磁悬浮演示 视频4．2 记忆合金演示 1