今天是:
设为首页  |  加入收藏
 首页  中心概况  教学资料  科学研究  中心动态  仪器设备  下载中心  成果奖励  通知通告  规章制度  科普基地  示范中心 

通知公告:

· 2023年第九届全国大学生物理实验竞赛 (创新)第一轮通知         · 五一物理实验教学安排         · 20-21-1学期物理实验总课表         · 2020年全国大学生物理实验竞赛(创新赛)第二轮通知         · 新时代高校教师职业行为十项准则   
站内搜索:
教学资料
 实验指导书 
 留学生资料 
 教学大纲 
 实验课程 
 实验项目 
 教学视频 
 仿真实验 
 实验项目卡片 
 PPT课件 
实验指导书
当前位置: 首页>>教学资料>>实验指导书>>正文
演示实验指导书
2019-06-18 15:33  

散射光干涉演示

实验目的:

加深对光的干涉原理的理解,扩大知识面。

实验仪器:

散射光干涉仪,如图1所示。包括A-散射凹球面,凹面直径800mm;B-凹球面聚脂铝薄膜,在其表面适当抛光处理,形成散射中心;C-高为1400mm — 1800mm可调整的金属支架;D-点光源50W,12V。

实验操作:

散射光干涉演示装置是一种简单而实用的白光干涉仪。以往在做分振幅等倾干涉实验时,常采用单色光源,用白光很难看到干涉现象。特别是在大教室内演示白光的干涉现象从没有过,此实验就可以观察到散射光的干涉。

先将凹面从金属支架上拿下,把光源支架安在金属支架上,再将凹面固定在支架上。将凹球面固定在支架上。将凹球面中心置于约1.5米高处,调节点光源上下高度位置使其位于凹球面曲率中心处,打开电源使光源发出的光照射在凹球面聚脂铝薄膜上,观察者站在远离曲率中心适当的地方,视线过点光源向凹球面中部看去,就可以看到在过点光源的竖直平面上有四到五条彩色散射干涉环。

原理分析:

频率相同、振动方向相同、相差恒定的两列光为相干光。当几列相干光在相同的区域中相遇时,就会产生干涉现象。有的地方干涉加强,看起来很亮;有的地方干涉减弱,看起来很暗。于是形成明暗相间的干涉图象。明暗位置与产生干涉的光的波长有关。因此,白光形成的干涉图象一般是彩色的。

 

同自己握手

实验目的:

观察凹面镜成像。

实验仪器:

实验操作:

1、观众站在展品前不同位置,观看远近成像的变化。

2、当走近展品把手伸向反光镜时,手将与影像重合,象同自己握手一样。

原理分析:

本仪器内装有一个凹面反光镜,把参与的观众作为表演对象。当观众站在镜前远近不同的位置时,可看到在不同光轴位置时的成像效果。当观众的手放在光轴二倍焦距处时,其影像和手重合,似同自己握手,十分直观和形象。

 

真实的镜子

实验目的:

演示观察者的正像。

实验仪器:

实验操作:

观察者站或坐在镜子正前方,举起右手或左手,分别观察镜子里的像和一般平面镜成像的

原理分析:

这是一面真实的镜子,又称为“别人眼中的你”,主要是应用平面镜反射的原理,观察者会看到自己的正像。

 

复眼

复眼(Compound eye)是相对于单眼而言的,是昆虫的主要视觉器官,通常在昆虫的头部占有突出的位置。多数昆虫的复眼呈圆形、卵圆形或肾形。它由多数小眼组成。每个小眼都有角膜、晶椎、色素细胞、视网膜细胞、视杆等结构,是一个独立的感光单位。轴突从视网膜细胞向后伸出,穿过基膜汇合成视神经。一些节肢动物的复眼中含有色素细胞,光线强时色素细胞延伸,只有直射的光线可以射到视杆,为视神经所感受,斜射的光线被色素细胞吸收,不能被视神经感受。这样每个小眼只能形成一个像点,众多小眼形成的像点拼合成一幅图像。光线弱时,色素细胞收缩,这样通过每个小眼射入的光线,除直射的光线到达视杆,光线还可通过折射进入其他小眼,使附近每个小眼内的视杆都可以感受相邻几个小眼折射的光线。这样在光线微弱时,物体也能成像。家蝇的复眼约由4000个小眼组成,蝶、蛾类的复眼约有28000个小眼。小眼面的大小,不但在不同种的昆虫中不同,而且同一个复眼中不同部位的小眼面也可不同,如雄性牛虻,复眼背面的小眼面较大;有些毛蚊(Biblio),其前后部的小眼面的大小也不同,可划分为两个区域。这些变化与它们的生活习性等有关。

实验目的:

演示复眼类动物眼中的世界。

实验仪器:

实验操作:

1.调整好复眼眼镜固定套绳的长度;

2.带上复眼眼镜,通过眼镜观察外部事物。

原理分析:

复眼眼镜实际上是动物复眼的一种应用。眼镜前方的镜片按照动物复眼的结构,制作成许多凸起小片,这样每个小片都一幅图像,经过多个小片组合可以得到物体的实际情况。

拓展与应用:

随着现代战争的发展,对精确制导信息处理技术的要求越来越高,ATR(自动目标识别)技术已成为精确制导技术发展的方向,而ATR技术的发展则是起源于人类对生物视觉的模仿。首先,把复眼作为一般视觉系统看待,从图像的预处理、图像的分割、特征提取以及目标的分类与识别,这一系列的一般视觉处理过程来考虑。然后,根据对其复眼特有的特点的理解,提出了一种仿复眼的多模复合制导技术。

 

神奇的辉光盘

实验目的:

1、探究低气压气体在高频强电场中产生辉光的放电现象和原理。

2、探究气体分子激发,碰撞,复合的物理过程。

实验仪器:

实验操作:

1、打开辉光盘的电源开关;

2、观察辉光放电现象和放电轨迹;

3、观察者用手触摸盘面,同时观察盘面图案的变化。

原理分析:

辉光放电盘由许多直径约2—3mm的小气泡构成,小气泡中充有低压气体。在辉光盘不同区域的小气泡中充有不同的低压气体,用以在辉光放电时发出不同颜色的光,形成彩色的放电辉光。辉光盘的中心安有一电压高达数千伏的高频高压电极。通常由于宇宙射线、紫外线的作用,气体中少量中性分子被电离,以正负离子形式(即等离子体状态)存在于气体中。辉光盘通电以后,中心的电极电压高达数千伏,气体中的正负离子在强电场作用下产生快速定向移动,这些离子在运动中与其他气体分子碰撞产生新的离子,使离子数大增。由于电场很强而气体又比较稀薄,离子可获得足够的动能去“打碎”其他的中性分子,形成新的离子。离子、电子和分子间撞击时,常会引起原子中电子能级跃迁并激发与能级有关的美丽的辉光,成为“辉光放电”。

 

地球仪的常温磁悬浮

实验目的:

演示常温磁悬浮现象,培养学生的学习兴趣。

实验仪器:

实验操作:

1.接通电源;

2.双手持地球仪,使北极点自上而下慢慢接近上磁极,在一定高度处突然觉得手持力消失,双手松开,立即放手即可将地球仪悬浮在空中。可在空中缓慢转动地球仪(直径12厘米)。

注意事项:

1. 演示完毕,先将地球仪取下,再关电源。

2. 演示时地球仪要平稳,不能有较大的摆动。

原理分析:

本实验是利用磁体间的相互作用实现常温磁悬浮的。但通常磁体距离越近作用力越大,故由静磁场对磁体的作用而形成的磁悬浮通常是不稳定的。这里是在上磁极上安装有一个带有负反馈功能的电磁线圈,使得一定高度处有一个势能最低点,地球仪的常温磁悬浮就是令它处于此点。

讨论与思考:

用交流涡流能否实现物体的常温磁悬浮?

 

 

电磁趣味演示

实验目的

演示磁作用的空间特性,增强电磁现象的趣味性。

实验仪器:

实验操作:

1.将三个带环的铁链取下;

2.逐个将三个铁环放置到三个柱形磁铁下方(可以随意放置)后松手,观察相应的现象。

注意事项:

拉伸铁链的力量不能过大,否者容易损坏仪器。

原理分析:

本实验是利用磁铁对铁的吸引作用实现隔空悬浮铁链拉伸现象。但通常磁体距离越近作用力越大,需要考虑铁链拉直后,保证铁环与磁铁有足够的作用了,从而实现带环铁链的拉伸悬浮现象。

 

等厚干涉磁致伸缩演示仪

磁致伸缩材料(agnetostriction material)是具有显著磁致伸缩效应的磁性材料。工程上利用这一特性将电能转换成机械能或将机械能转换成电能。磁致伸缩是指在交变磁场的作用下,物体产生与交变磁场频率相同的机械振动;或者相反,在拉伸、压缩力作用下,由于材料的长度发生变化,使材料内部磁通密度相应地发生变化,在线圈中感应电流,机械能转换为电能。工程上常用磁致伸缩材料制成各种超声器件,如超声波发生器、超声接收器、超声探伤器、超声钻头、超声焊机等;回声器件,如声呐、回声探测仪等;机械滤波器、混频器、压力传感器以及超声延迟线等。

实验目的:

   该仪器利用等厚干涉图样的变化演示铁磁物质在磁场作用下的几何尺寸变化的物理现象。

实验装置结构:

操作方法:

  1、接通光源电源,使光源照射到牛顿环上,图象反射到屏上,调节光路,可清晰看到等厚干涉(牛顿环)图样。

  2、调节线圈后面的螺杆,使镍棒顶在牛顿环上有一定的应力。

  3、接通直流电源,可看到等厚干涉(牛顿环)变化1-2环。关闭电源,图样恢复原状。

原理分析

  等厚干涉装置——牛顿环,是由一块平板玻璃和一块平凸透镜合在一起形成等厚干涉,并可观察到等厚干涉的干涉图样是一组大小不同的圆环。在压力的作用下等厚干涉的空气间隙会发生微小变化从而干涉图样也会发生变化。我们利用这个原理将牛顿环固定在一个线圈上。线圈中固定一根镍棒直顶在牛顿环上。当线圈产生磁场时,磁场中的镍棒产生磁致伸缩现象,长度收缩。顶在牛顿环上的应力发生了变化导致牛顿环的干涉图样也发生变化。所以通过牛顿环图样的变化来演示磁致伸缩现象。本仪器彩光学么射投影放大的方法把牛顿环干涉图样投影放大在屏幕上观察,更为方便。

 

上一页 下一页 [1 2 3 4 5 6]
关闭窗口

天津城建大学物理实验中心    版权所有

友情链接: