大學物理演示實驗

1、青島大學物理演示實驗青島大學物理演示實驗 多媒體課件多媒體課件教師：石星軍版權所有，嚴禁非法復制。演示實驗目錄演示實驗目錄力學部分力學部分熱學部分熱學部分電磁學部分電磁學部分光學部分光學部分力學部分力學部分1離心力演示儀角動量守恒演示裝置機械能守恒演示縱波演示儀簡諧運動與圓周運動等效演示水波盤氣體流速與壓強成反比演示共振演示儀轉動液體內(nèi)部壓強分布關系質(zhì)心運動演示豎駐波演示儀弦駐波演示儀轉動定理演示儀錐體上滾力學部分力學部分2混沌擺飛機的升力彈性碰撞伯努力演示儀返回熱學部分熱學部分投影式伽耳頓板麥克斯韋分布率演示儀熱力學第二定律（克勞修斯表述）投影式相界臨點狀態(tài)演示儀電熱恒溫水浴鍋返回電磁學部分

2、電磁學部分高壓帶電作業(yè)演示裝置滴水自激感應起電儀互感概念演示儀手觸式蓄電池演示儀電磁驅動演示儀跳環(huán)式楞次定律超導磁懸浮列車演示儀尖端放電電磁波的發(fā)射、接收與趨附效應雅格比天梯等離子放電求三相旋轉磁場靜電植絨赫姆霍茲線圈演示儀返回熱學部分熱學部分光纖通訊演示儀紅外接收演示儀超聲光柵演示儀光學幻想旋光色散電光調(diào)制演示儀偏振干涉演示儀白光全息太陽能利用返回飛機的升力飛機的升力【試驗目的試驗目的】 ：通過演示了解飛機的升力是如何產(chǎn)生的。【試驗儀器試驗儀器】 ：飛機的升力演示儀【實驗原理實驗原理】：流體流動時，在同一水平流線上的,其壓強p與流速v存在一定的關系： p+ v2/2=恒量（伯努利方程）恒量（

3、伯努利方程） 它表明：它表明：流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。飛機能在空中飛翔就是利用這一原理的。 飛機機翼的形狀是經(jīng)過精心設計的，呈流線型，下面平直，上面圓拱，飛行時能使流過機翼上方空氣的流速大于機翼下方的空氣流速。從伯努利方程來看，在速度比較大的一側壓強要相對低一些，因此機翼下表面的壓強要比上表面大，形成一個向上偏后的總壓力，它在垂直方向上的分力叫舉力或升力（圖a）。實驗指出，舉力與機翼的形狀、氣流速度和氣流沖向翼面的角度有關。正是舉力的作用使飛機機翼向上舉起。如果機翼的上下形狀相同（圖b），那么上下壓強相同，就不存在壓力差，即沒有升力。（如下圖）【操作步驟操作步驟】：打開電扇開關

4、，讓氣流流過機翼，模擬飛機向前飛行。觀察兩種形狀機翼的不同運動情況：流線型機翼向上升起，平直機翼紋絲不動。3、用手蓋住機翼的孔，塑料球下落，松開手，球又升起。【試驗現(xiàn)象試驗現(xiàn)象】 ：1、打開電源，用手可以感受到氣流的存在和分布。2、可以觀察到塑料管底部的泡沫球逐漸升起。返回手觸電池【試驗目的試驗目的】 ：通過演示進一步理解接觸電位差的概念?！驹囼瀮x器試驗儀器】 ：手觸電池演示儀【試驗原理試驗原理】 ：要使金屬內(nèi)電子脫離金屬表面的束縛所需的功，稱為該金屬的逸出功。不同的金屬有不同的逸出功。兩種不同的金屬相互接觸時，逸出功小的金屬將失去電子而電位升高，逸出功大的金屬將獲得電子而電位降低（如圖）。結

5、果這兩種金屬之間就產(chǎn)生了電位差，稱之為接觸電位差。 設wA、wB為金屬A與B的逸出功（且wAwB），則它們的接觸電勢差為： VAVB=（wAwB）/e 因此，相互接觸的兩塊金屬就相當于一個電池，如果在它們之間接一個電流計，當回路閉合，電流計就發(fā)生偏轉，表明回路中有電流。【操作步驟操作步驟】：將雙手分別放在銅板（w4.65ev）和鋁板（wAl4.28ev）上，因人是導體，與兩金屬板接觸，從而產(chǎn)生接觸電位差，此時兩塊金屬板通過人體連接構成了一個等效電池（如圖），當回路閉合時，觀察電流計的變化。返回雅格布天梯雅格布天梯【試驗目的試驗目的】 ：通過演示來了解氣體弧光放電的原理。 【試驗儀器試驗儀器】

6、：雅格布天梯演示儀?！驹囼炘碓囼炘怼?：給存在一定距離的兩電極之間加上高壓，若兩電極間的電場達到空氣的擊穿電場時，兩電極間的空氣將被擊穿，并產(chǎn)生大規(guī)模的放電，形成氣體的弧光放電。雅格布天梯中的兩電極構成為一梯形，下端間距小，因而場強大（因=U ）。其下端的空氣最先被擊穿而放電。由于電弧加熱（空氣的溫度升高，空氣就越易被電離, 擊穿場強就下降），使其上部的空氣也被擊穿，形成不斷放電。結果弧光區(qū)逐漸上移，猶如爬梯子一般的壯觀。當升至一定的高度時，由于兩電極間距過大，使極間場強太小不足以擊穿空氣，弧光因而熄滅。【操作步驟】：【操作步驟】：打開電源，觀察弧光的產(chǎn)生，移動及消失。 返回超聲光柵演示儀

7、超聲光柵演示儀 【試驗原理試驗原理】 ：超聲波是一種聲波，它的頻率比人耳通常能夠聽到的聲音的頻率高。壓電晶體在2-5MHz頻率的功率振蕩器激發(fā)下，可以產(chǎn)生頻率在10Hz的超聲波。當把能激發(fā)超聲波的壓電晶體放在盛有蒸餾水的液槽中，超聲波在液體媒質(zhì)中傳播，就在液體中形成周期性的互相交替的一組壓縮和膨脹區(qū)域，壓縮與膨脹引起液體密度的變化，對光而言，導致液體折射率的變化。若使在液槽中的超聲波從液體的上表面反射，此時入射的超聲波與反射的超聲波將在液體中形成駐波，具有密度變化的周期結構，從而具有變化著的折射率的周期結構。光通過這種液體時，引起改變的不是光的振幅，而是光波的位相，起著一個相位光柵的作用。它的

8、周期等于超聲波的波長。人們稱這種載有專長波的透明液體為超聲光柵。當把一束平行光垂直與超生駐波的方向入射到液體上時，則光束將產(chǎn)生衍射。在平上將看到一系列的明暗相間的衍射條紋。 超聲光柵演示儀裝置結構：超聲光柵演示儀裝置結構： 圖1是觀察超生光柵所產(chǎn)生的衍射圖樣的裝置示意圖，其中：是液槽；是壓電晶體，它作為一個超聲波源，由高頻振蕩器驅動；是液槽頂部反射器，聲波經(jīng)反射器后在液體中產(chǎn)生超聲駐波；是激光光源；是擴束鏡；是f=100mm透鏡；是f=50mm透鏡；是觀察屏?！静僮鞑襟E和實驗現(xiàn)象操作步驟和實驗現(xiàn)象】 ：1.從激光器發(fā)出的光，經(jīng)擴束鏡擴束后反射到準直鏡上，以大于超聲液槽窗口寬度的平行光束，垂直與

9、超聲波傳播方向投射到液槽上，自液槽窗口射出的光經(jīng)透鏡后投射到位于其角平面上的觀察屏上。當高頻振蕩器未接通電源時，平行光經(jīng)液槽后不產(chǎn)生衍射，因而在屏上只看到一亮點。2. 接通信號源電源，選用正弦波，將信號源輸出旋鈕調(diào)至最大輸出。固定一確定頻率（按液槽上標出的頻率）此時在屏上看到有超聲光柵的衍射所產(chǎn)生的衍射圖樣，如圖3所示。3.壓電晶體的固有頻率在2.4MHz左右（在液槽上已標出）在這頻率附近，改變信號源的輸出頻率，屏幕上會周期出現(xiàn)清晰的衍射圖樣?！咀⒁馐马椉熬S護注意事項及維護】 ：1.當取下液槽上蓋向液槽注入蒸餾水是不要注滿，蓋上蓋與反射器時一定不要用力壓，以免損壞壓電晶體。 2.定期清洗液槽。

10、返回等離子放電球 【實驗原理實驗原理】：在通常情況下，氣體分子是中性的，但在外界因素（如火焰、紫外線、放射線或強電場等）影響下，可以電離形成電子和正離子，電離后的氣體的正、負離子，在電場中隨著電壓的增高，形成碰撞電離從而使氣體可以導電。電流通過氣體，我們稱之為“氣體放電”?！皻怏w放電”的形式很多，如火花放電，弧光放電等，即是氣體在常壓下放電。而“等離子球”是低壓氣體（或叫稀疏氣體）在高頻強電場中的放電現(xiàn)象。 玻璃球內(nèi)充有某種單一氣體或混合氣體，球內(nèi)電極接高頻高壓電源，手指輕輕觸摸玻璃球表面，人體即為另一電極，氣體在極間電場中電離、復合，而發(fā)生輝光。玻璃球內(nèi)所充的氣體不同，球內(nèi)壓強不同（即不同的

11、真空度），所產(chǎn)生的輝光的顏色也不同?！驹囼灢僮髟囼灢僮鳌?：用手指輕觸玻璃球的表面，球內(nèi)產(chǎn)生彩色的輝光。 【試驗說明試驗說明】 ：本展品演示低氣壓氣體在高頻強電場中產(chǎn)生輝光的放電現(xiàn)象，使觀眾認識到氣體分子的激發(fā)、碰撞、電離、復合的物理過程。返回滴水自激感應起電儀【實驗原理實驗原理】：滴水自激感應起電儀是通過流動與玻璃管摩擦起電，在靜電感應出的電荷循環(huán)堆積，所帶電荷量越來越多，而產(chǎn)生越來越高的電位差的靜電起電裝置。(如下圖) 裝置結構及技術參數(shù)：裝置結構及技術參數(shù)：1.水 槽 2.三通管 3.軟 管 4.閥 門 5.玻璃管6.金屬殼 7.金屬杯 8.導 線 9.驗電器3.用高壓靜電電壓表測金屬杯

12、之間的電壓，可測到8000V以上的高壓。 【實驗原理實驗原理】：1.首先將驗電器和一個金屬杯相連，然后慢慢打開閥門，是三通玻璃管口行成水滴流，不一會就可觀察到驗電器因帶電而張開； 2用手指拿住試電筆氖管的一端，用另一端分別接觸任意金屬杯，可以發(fā)現(xiàn)氖管發(fā)光，有閃光發(fā)生在氖管的那一端上可判斷金屬杯帶何種電荷。若閃光出現(xiàn)在與手接觸的一端，責備側的帶電體帶正電； 返回電磁驅動演示儀電磁驅動演示儀【演示目的演示目的】 ：利用電磁驅動演示儀演示渦流的機械效應，即電磁驅動。觀察導體圓板在旋轉磁場中的運動特性?！緝x器結構儀器結構】 ： 電磁驅動演示儀的結構如下圖所示 其中是由釹鐵硼材料制成的兩塊永磁體它固定在

13、長方形鐵板上：是定在L型鐵架板上的電動機；是可繞水平軸在豎在平面上轉動的鋁圓盤；是固定的托飯【演示操作演示操作】 ： 接通電源,電動機通電開始旋轉,電動機2帶動永磁體1使之繞水平軸旋轉，繼之在豎直平面內(nèi)產(chǎn)生旋轉磁場,由于渦流的機械效應驅動圓盤也跟著旋轉起來。兩者轉動的方向相同,但鋁盤旋轉的速度始終小于永磁體(亦即磁場)的轉速。這種現(xiàn)象稱為電磁驅動。返回視頻高壓帶電作業(yè)演示實驗裝置高壓帶電作業(yè)演示實驗裝置【演示目的演示目的】 ：演示高壓帶電作業(yè)，用以說明靜電學中電位差和等電位的概念及在工業(yè)生產(chǎn)中的應用實例?！拘阅軈?shù)性能參數(shù)】 ：電源：電向交流220V，輸出電壓15000V絕緣凳：對地絕緣電壓大

14、于50000V?！狙菔緝x結構演示儀結構】 ：1.靜電電源 2.電塔及輸電線模型 3.絕緣凳 4.鋁板 5.導線掛鉤【演示操作演示操作】 ：將高壓電塔模型上的高壓輸電線與靜電高壓電源相連接 ；打開電源 ；表演者赤腳咱在高壓絕緣凳的鋁板上，將于絕緣凳上鋁板連接導線掛鉤掛在高壓輸電線上，于是表演者與高壓線電位相同，這是表演者可以隨意接觸高壓線進行不停電檢修操作，這就是高壓帶電作業(yè)的原理。此時表演者與地之間有很大的電位差，表演直不可接觸與地相連的導體 ；演示完畢后，注意切不可從凳上直接下來，必須先將連在鋁板上的導線掛鉤從高壓線上摘下，然后才能從凳上走下來 。返回動畫共振演示儀共振演示儀【演示儀裝置演示

15、儀裝置】 ：【實驗原理實驗原理】 ： 該儀器利用長短不同的彈性鋼片在周期性外力作用下作強迫振動，當彈性片的固有頻率與強迫外力的頻率相同時產(chǎn)生共振現(xiàn)象。調(diào)節(jié)頻率，將在彈性片中可形成駐波?！狙菔静僮餮菔静僮鳌?： 將儀器放置水平桌面上，接通電源，仔細調(diào)節(jié)電源電壓，使電機轉速逐漸增快，可觀察到彈性鋼片從長到短逐個振動，當調(diào)節(jié)到一定頻率時，在較長的鋼片中可形成駐波。 返回光學幻像光學幻像【實驗原理實驗原理】 ： 你看到的這只玫瑰，其實是一朵玫瑰模型的影像，模型實物隱藏在展品的殼體里面，它是通過一個大凹面反光鏡成像在窗口外的緣故。我們知道，一個物體放置在凹面反光鏡的二倍焦距附近，它的影像也在凹面反光鏡的

16、二倍焦距附近，這是凹面反光鏡獨有的光學特性。凹面反光鏡不但在焦距之外能成明亮看得見的物體影像，而且在焦距處有很好的聚集作用。因此它廣泛地應用在探照燈照明、太陽能利用及遙感天線和光學儀器中?！狙菔静僮餮菔静僮鳌?： 接通電源，觀眾站到距展品米左右處，可看到一只清晰的玫瑰，當你用手去摸時，卻沒摸到玫瑰。 返回紅外接收演示裝置紅外接收演示裝置【實驗原理實驗原理】 ： 對于不可見的紅外輻射想要確定它們的存在，人眼是不可能的，必須借助于對紅外敏感的接收元件，即紅外探測器。它可以把目標發(fā)射的不可見的紅外輻射轉變?yōu)橐子跍y量的電信號。本裝置通過紅外探測器來演示紅外線的接收，即紅外接收報警器。 【性能參數(shù)性能參

17、數(shù)】 ： 電源電壓： 220V 50HZ 紅外接收距離：明火、煙頭4-6cm使用環(huán)境條件：相對濕度不大于90，溫度為：-15 45攝氏度【儀器結構儀器結構】：1結構如圖：（1）探測器（2）主機（3）告警 （4）正常（5）信號輸入1接通電源，打開電源開關，予熱5分鐘；2探測器開始工作，將熱源靠近探測器，裝置會發(fā)出報警聲，（輻射源可為：人體、火焰、電烙鐵等）；輻射源離開后，報警聲自動停止 ；3. 注意探測器不可受振動 ?！狙菔静僮餮菔静僮鳌浚悍祷鼗ジ懈拍钛菔緝x【儀器用途儀器用途 】：演示兩個線圈之間的相互感應與位置之間的關系及鐵芯在線圈互感中的作用。 【性能參數(shù)性能參數(shù) 】： 電源電壓交流 220

18、V，線圈匝數(shù) 1000匝。 【儀器結構儀器結構 】：1.機箱 2.電源插座 3.電源開關 4.轉向開關 5.輸入插座 6.線圈 7.收錄機 8.揚聲器 3 .可以隨意改變線圈的相對位置和方向觀察兩個線圈的互感情況。 【操作方法操作方法】：1. 接通電源，打開電源開關（綠色）和收錄機開關，適當調(diào)節(jié)音量，將轉向開關（紅色）打向一側，這時可聽到左喇叭有聲音，這是收音機自身發(fā)出的聲音，將轉向開關打到另一側，這時聲音停止； 2. 將兩線圈分別接在機箱兩側的輸入插座上，并把兩線圈放在同一直線上，這時可聽到右喇叭有聲音，而且兩線圈移近聲音增大，移遠，聲音減小。加入鐵芯，聲音可增大幾倍，將兩線圈處置放置，聲音

19、減小，至消失。說明這是通過互感線圈感應過來的聲音；返回角動量守恒演示儀【演示目的演示目的】：定性觀察合外力矩為零的條件下，物體的角動量守恒。 【儀器裝置儀器裝置】：【演示操作演示操作】： 演示者坐在可繞豎直軸自由旋轉的椅子上，手握啞鈴，兩臂平伸。使轉椅轉動起來，然后收縮雙臂，可看到人和凳的轉速顯著加大。兩臂再度平伸，轉速復又減慢。這是因為繞固定軸轉動的物體的角動量等于其轉動慣量與角速度的乘積，而外力矩等于零時，角動量守恒。當人收縮雙臂時，轉動慣量減小，因此角速度增加。 返回視頻靜電現(xiàn)象演示儀靜電現(xiàn)象演示儀 該套儀器可演示靜電系列試驗，包括尖端放電、靜電跳球、靜電擺球等。 【裝置結構裝置結構】：

20、1.靜電電源 2.靜電跳球 3.靜電擺球4.尖端放電 【操作方法操作方法】：1.靜電跳球： 將兩極板分別與靜電起電機相連接，搖動起電機，是兩極板分別帶正、負電荷，這是小金屬球也帶有與下板同號的電荷。同號電荷相斥，異號電荷相吸，小球受下極板的排斥和上級板的吸引，躍向上級板，與之接觸后，小球所帶的電荷被中和反而帶上與上級板相同的電荷，于是又被排向下級板。如此周而復始，科觀察到球在容器內(nèi)上下跳動。當兩極板電荷被中和時，小球隨之停止跳動。 2.靜電擺球： 將兩極板分別與靜電起電機相接。調(diào)節(jié)細有機玻璃棒，使球略偏向一極板。搖動起電機，使兩極分別帶正、負電荷。這是導體小球兩邊分別被感應出與臨近極板異號的電

21、荷。球上感應電荷又反過來使極板上電荷分布改變，從而使兩極板間電場分布發(fā)生變化。球與極板相距較近的這一側空間場強較強，因而球受力較大，而另一側與極板距離較遠，空間場強較弱，受力較小，這樣球就擺向距球近的一極板。當球與這極板相接觸時，與上面同樣的道理使球又擺回來。不斷搖動起電機，球就在兩極板間往復擺動，并發(fā)出乒乓聲。起電機放電后，則導體小球會因慣性，在一段時間內(nèi)作微小擺動，最后停止在平衡位置。將乒乓球調(diào)節(jié)在兩極間的電場力幾乎相等，故球不動。 3.尖端放電： 將起電機的一極接在針形導體上，搖動起電機，使針形導體帶電。由于導體尖端處電荷密度最大，所以附近場強最強。在強電場的作用下，使尖端附近的空氣中殘

22、存的離子發(fā)生加速運動，這些被加速的離子與空氣分子相碰撞時，使空氣分子電離，從而產(chǎn)生大量新的離子。與尖端上電荷異號的離子受到吸引而趨向尖端，最后與尖端上的電荷中和；與尖端上電荷同號的離子受到排斥而飛向遠方形成“電風”，把附近的蠟燭火焰吹向一邊，甚至吹滅。 返回視頻靜電植絨【試驗目的試驗目的】： 演示靜電植絨的基本原理和模擬靜電在生產(chǎn)中的應用。 【實驗原理實驗原理】：絨絲在上下兩極板間所建立的電場中極化而垂直排列，在加之絨絲并非百分之百絕緣體，可帶少量與下極板同號的電荷，在強電場的作用下絨絲豎直地飛向上極板，與上極板相碰，既中和并帶與上極板相同的電荷，在電場的作用下又迅速飛向下極板，這樣絨絲在兩極

23、板間上下飛舞。若再上極板表面涂具有一定圖案或文字的粘結劑，兩極板間加上直流高壓后，絨絲就可整齊而豎直地附著在圖案或文字處。 返回離心力演示儀 【儀器用途儀器用途】：本儀器用于演示彈性圓環(huán)在離心力的作用下變扁的物理現(xiàn)象。 【性能參數(shù)性能參數(shù)】：電源電壓交流220V，電機轉速1200轉/分。 【儀器結構儀器結構】：兩只相互垂直的圓環(huán)，固定在電機轉軸上，圓環(huán)可隨電機轉動而轉動。軸上有一彈簧支撐著圓環(huán)使其保持圓形。 【現(xiàn)象演示現(xiàn)象演示】：1.接通電源。 2.當按下電源開關時，電機開始旋轉，圓環(huán)也隨之轉動。隨著轉速的加快,作用于圓環(huán)上的慣性離心力迫使環(huán)壁向外拉，圓環(huán)克服軸上彈簧的彈性力逐漸變扁。松開按鈕

24、開關圓環(huán)恢復原狀。 視頻視頻返回麥克斯韋速率分布演示儀麥克斯韋速率分布演示儀 該儀器采用翻轉式速率分布演示板來模擬演示熱學中氣體分子的速率分布，即麥克斯韋速率分布。它可形象地演示出速率分布與溫度的關系，并說明速率分布概率歸一化。 【裝置結構裝置結構】：裝置采用玻璃制作的封閉式結構，可翻轉，自動定位，重復使用。具體結構如下圖：1.調(diào)溫桿 2.活動漏斗 3.下滑曲面 4.轉向箭頭5.支 桿 6.底 座 7.邊 框 8.隔 槽 9.噴 口 10.緩流板 11.儲存室 【操作步驟操作步驟】：l l、將儀器豎直放置在桌面或地面上，推動調(diào)溫桿使活動漏斗的漏口對正溫度T1的位置。 2 2、儀器底座不動，按轉

25、向箭頭的方向轉動整個邊框一周，當聽到“喀”的一聲時恰好為堅直位置。 3 3、鋼珠集中在貯存室里，由下方小口漏下，經(jīng)緩流板慢慢地流到活動漏斗中，再由漏斗口漏下，形成不對稱分布地落在下滑曲面上，從噴口水平噴出、位于高處的鋼珠滑下后水平速率大，低處的滑下后水平速率小，而速率大的落在遠處的隔槽，速率小的落在近處隔槽，當鋼珠全部落下后，便形成對應T1溫度的速率分布曲線，即f(v)v曲線。 4 4、拉動調(diào)溫桿，使活動漏斗的漏口對正T2（高溫）位置。 5 5、再次按箭頭方向翻轉演示板360度，鋼珠重新落下，當全部落完時，形成對應T2的分布。 6 6、將兩次分布曲線在儀器上繪出標記，比較T1和T2的分布，可以

26、看溫度高使曲線平坦，最概然速率變大。 7 7、利用T1和T2兩條分布曲線所圍面積相等可以說明速率分布概率歸一化。 返回視頻普氏擺普氏擺 【演示說明演示說明】：柔性擺在做往復的單擺運動（即擺球在一平面內(nèi)做往復的擺動）。當觀察者通過光衰減鏡，同時用雙目觀看擺球時，會發(fā)現(xiàn)此時的單擺軌跡變成了圓錐擺，擺球的運動軌跡成為一橢圓形。將光衰減鏡子反轉到180度時，擺動的運動軌跡發(fā)生了改變。這一現(xiàn)象由Pulfrich發(fā)現(xiàn)，至今已有70多年，仍未得到滿意的解釋，成為一個未解之謎。 【操作步驟操作步驟】：1.1.使擺球做水平方向擺動。 2.2.不帶光衰鏡觀察擺球擺動的軌跡。 3.3.站在與擺球軌跡相垂直位置上，拿

27、起光衰減鏡，雙目通過鏡片觀察擺球，看它的軌跡有什么變化。 4.4.將光衰減鏡反轉180度，再觀察擺球運動軌跡，看有什么變化。 氣體流速與壓強成反比演示儀氣體流速與壓強成反比演示儀 【演示目的演示目的】：定性驗證由伯努力方程所給出的流速與壓強的關系，即流速大處壓強小，流速小處壓強大。 【儀器結構儀器結構】：為了定性驗證流速與壓強的反比關系，增加演示實驗的趣味性，設計了如下演示儀，其結構如下： . .演示儀底座，內(nèi)部裝有可繞豎直軸轉動的電動機；. .帶有葉片在電動機驅動下可繞豎直軸快速旋轉的旋轉體； . .在底座水平面上旋轉的圓環(huán)形紙片； . .隔離罩，防止外面氣流對葉片附近氣流的影響； . .電

28、動機電源開關，按此鍵可使電動機旋轉，近而驅動葉片轉動。 【操作步驟操作步驟】：1 1按壓電鍵，是電動機電源接通，電動機開始繞豎直軸旋轉，并帶葉片旋轉； 2 2由于葉片繞豎直軸旋轉，帶動周圍空氣也繞軸旋轉，由于葉片轉動的角速度W恒定，而其邊緣線速度V與葉片水平半徑R有如下關系: V=RW ,赤道面半徑R大，則V大，而兩極附近半徑R小V則?。?3 3由此赤道面空氣繞軸轉動的速度大于上，下兩極的空氣轉動速度； 4 4由于空氣轉速與壓強成反比，則赤道面的壓強小于兩極附近的壓強，于是環(huán)形紙面懸浮在赤道面上。 【注意事項注意事項】：1.1.紙環(huán)要輕，并使其環(huán)的中心盡量與轉軸重合； 2.2.如環(huán)形紙環(huán)纏絞在

29、軸上可重新放置，在進行演示。 返回視頻青銅三寶青銅三寶 “青銅三寶”是上海交通大學中華青銅公司研制推出的，是世界上第一套青銅文化科技物理教具。 1.1.變音鐘：變音鐘： 變音鐘取故編鐘之形，用現(xiàn)代特殊功能銅合金鑄成。常溫下敲擊編鐘，聲似木魚，加熱后則輕敲似鈴，清音裊繞。因寓意“心誠則靈”，而得名“誠則靈變音鐘”。 此鐘用銅合金為反鐵磁性材料，其金屬內(nèi)阻尼系數(shù)大，敲擊后產(chǎn)生拍頻的衰減快。加熱后溫度上升至尼爾點發(fā)生相變，成為吸磁質(zhì)材料，從而恢復一般銅合金特性。 2.2.噴水魚洗：噴水魚洗： 銅噴洗是古代盥洗用的青銅器皿，形似淺盆。在同盆洗中盛滿清水后，當手心用力摩擦兩環(huán)耳時，從洗內(nèi)發(fā)出悅耳的“嗡嗡

30、”之聲，同時洗的水面水波激蕩，隨著聲音增大，會從魚口向上噴出四簇晶瑩透亮的水珠。 其原理是在雙手有規(guī)律地摩擦作為振源的環(huán)耳時，銅噴洗作受迫振動。一旦雙手的摩擦產(chǎn)生的振動頻率與銅噴洗固有頻率相同或相近時，便發(fā)生共振。銅噴洗內(nèi)壁的入射波與反射波迭加，產(chǎn)生干涉，形成駐波。對圓噴狀物體來說，最易產(chǎn)生的駐波形式為四個波節(jié)和四個波幅，它們等距離地沿周圍分布，而在波幅處巧妙地設計了四條魚的口，由于波幅處的振幅最大，使晶瑩的水珠濺起，猶如四條魚口噴泉。 3.3.透光鏡：透光鏡： 源于西漢的“透光鏡”，在陽光（直射光）的照射下，能在反射光中將鏡背的紋飾成像在反射屏（或墻面）上。北宋科學家沈括在他的“夢溪筆談”中

31、指出，因為鏡背面有花紋，致使鏡面也呈現(xiàn)出相對應的微觀曲率，肉眼雖難容易覺察，但當鏡子反射光線時，由于長光程放大效應，就能在屏上反映出來。 實際上，制造透光鏡的方法很多，例如用簡單的手工補充研磨拋光法直接在鏡面上磨出花紋槽溝即可。因為槽溝很淺，又圓滑無棱，肉眼極難察見，反光時卻能收到“透光”效果。當然，采用這種方法，要使反射光斑中的花紋與鏡背圖案完全一致，要下相當大的功夫才行。 跳環(huán)式楞次定律演示裝置跳環(huán)式楞次定律演示裝置 【演示目的演示目的】： 利用通電線圈及線圈內(nèi)的鐵芯所產(chǎn)生的變化磁場與鋁環(huán)的相互作用，演示楞次定律。 【演示裝置演示裝置】：鐵芯為26 X 450的軟鐵棒，線圈為有機玻璃骨架、

32、0.7mm高強度漆色線繞制而成【演示原理演示原理】： 當線圈中突然通電流時，穿過閉合的小鋁環(huán)中的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律可知，閉合鋁環(huán)中會產(chǎn)生感生電流、感生電流的方向和原線圈中的電流方向相反。因此與原線圈相斥，相斥的電磁力是鋁環(huán)上跳。 【演示操作演示操作】：1.1.閉合鋁環(huán)的上跳演示 將電源插座插入電源，打開電源開關，將鋁環(huán)套入鐵棒內(nèi)按動操作開關。當開關接通則鋁環(huán)高高跳起，當保持操作開關接通狀態(tài)不變，則鋁環(huán)保持一定高度，選在鐵棒中央；當斷開操作開關，則鋁環(huán)落下。 2.2.帶孔鋁環(huán)的演示 重復上述步驟，然后將帶孔的鋁環(huán)套入鐵棒內(nèi)，按動操作開關。當開關接通瞬間，鋁環(huán)上跳，但高度沒有不帶孔的鋁環(huán)

33、高；保持操作開關接通狀態(tài)不變，鋁環(huán)則保持某一高度不變，懸在鐵棒中央某一位置，但沒有不帶孔的鋁環(huán)懸的高；當把操作開關斷開后，鋁環(huán)落下。 3.3.開口鋁環(huán)的演示 重復上述步驟，然后將開口鋁環(huán)套入鐵棒內(nèi)按動操作開關，開口鋁環(huán)靜止不動。 討論：討論： 上述實驗現(xiàn)象反映了楞次定律的內(nèi)容。當線圈通有電流時，將在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場，套在鐵芯中的鋁環(huán)將產(chǎn)生感生電流，感生電流的方向與線圈中的電流方向相反，因此與線圈相斥，使得鋁環(huán)上跳；當帶孔的鋁環(huán)重復上述實驗時由于感生電流沒有不帶孔的鋁環(huán)大，所以它沒有不帶孔的鋁環(huán)跳的高；當開口鋁環(huán)重復上述實驗時，由于開口鋁環(huán)形不成閉合回路，無感生電流，沒有受到電磁力的作用，所以

34、靜止不動。 返回形狀記憶合金形狀記憶合金 【實驗原理實驗原理】： 形狀記憶效應是呈熱彈性馬氏體相變的合金所具有的一種奇特的功能，既合金處于低溫相是予以塑性形變，加熱到臨界溫度以上通過逆相變恢復其原始形狀的現(xiàn)象。形狀記憶合金效應分為三種類型：1.1.合金處于低溫時予以適當形變，加熱到臨界溫度以上通過逆相變恢復其原始形狀，冷卻時不恢復低溫相形狀的現(xiàn)象稱為單程記憶效應。 2.2.加熱時恢復高溫相形狀，冷卻時恢復低溫相形狀的現(xiàn)象稱為雙程記憶效應。 3.3.加熱時恢復高溫相形狀，冷卻時由高溫形狀先恢復為平直狀，繼續(xù)冷卻則最終變?yōu)槿∠蛳喾吹母邷叵嘈螤畹默F(xiàn)象稱為全程記憶效應，它是一種特殊的雙程記憶效應。 具

35、有形狀記憶效應的合金稱為記憶合金?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的形狀記憶合金有20余種，其中應用廣泛的只有TiNi基合金和銅基合金。 【演示模型演示模型 】： 形狀記憶合金演示模型是以不同的結構形式展示記憶合金記憶恢復特性并蘊含相變、能量轉換（熱能機械能）等其它物理意義的裝置或元件的總稱。 1.1.偏心曲柄型熱機：偏心曲柄型熱機：是利用形狀記憶合金記憶恢復特性，記住不同溫區(qū)之間的力矩差驅使輪盤轉動的裝置（如圖）。 2.2.記憶合金花：記憶合金花：是利用形狀記憶合金雙程記憶效應制成的,隨溫度變化可自行開，閉的仿菊花花朵（如圖）。 3.3.記憶合金彈簧：記憶合金彈簧：是利用形狀記憶合金雙程記憶效應制成的，水溫度變化可

36、自行伸，縮的感溫驅動元件（如圖） 充分展示了工業(yè)用形狀記憶合金元件典型結構。 采用CuZnAl記憶合金絲，表面鍍錫，熱風或熱水為熱源，伸縮溫度為6585。陰極射線在磁場中的偏轉陰極射線在磁場中的偏轉 【演示目的演示目的】：觀察電子束在磁場中的偏轉并驗證洛侖茲力的規(guī)律。 【原理與操作原理與操作】：陰極射線管的陽極和陰極分別接感應圈的正負極。在感應圈正確工作時，射線管兩極在強電場作用下，從陰極發(fā)射電子束-陰極射線，陰極射線經(jīng)狹縫射在斜置的熒光屏上，可顯示為一直線。以條形磁鐵從水平并垂直方向移近射線，可見射線偏轉，靠的越近，偏轉越甚；改變磁鐵的極性，可見偏轉方向也改變。根據(jù)磁鐵的極性和射線的偏轉方向

37、可驗證洛侖茲力的規(guī)律。 注意：注意：要正確選擇感應圈極性，輸出電壓不要過高。 轉動定理演示儀轉動定理演示儀 【儀器用途儀器用途】： 本儀器用于演示觀察角加速度與力矩和轉動慣量的關系。 【儀器結構儀器結構】：1.1.底座 2.2.軸桿（用滾珠軸承固定可自由轉動） 3.3.繞線輪 4.4.重物（沿水平桿位置可移動） 5.5.定滑輪 6.6.砝碼【演示步驟演示步驟】：用左右兩套結構完全相同的裝置做對比實驗 1.將兩套裝置上的重物固定在距軸都相同的位置上。 2.將兩套裝置的線輪上繞等長的線繩，線繩上掛質(zhì)量相同的砝碼。將量砝碼都繞到最高位置，同時施放兩個轉動系統(tǒng)。使它們在砝碼的力矩下開始轉動?？梢妰商紫?/p>

38、統(tǒng)在相同力矩作用下，轉動慣量相同，角加速度和轉速也相同。 3.將一套裝置上的重物固定在距軸最遠處，而將另一套裝置上的重物固定在距軸很近處。 4.講砝碼繞到最高位置，同時施放兩個轉動系統(tǒng)使它們在砝碼的力矩下開始轉動。可見重物靠近軸的系統(tǒng)旋轉的快，另一個慢。說明當力矩相同時，轉動慣量與小角速度愈大。 5.將兩套裝置上的重物在距軸相同的位置上，兩線繩所掛砝碼，其中一個再增加一個砝碼，使作用力矩增加一倍。將砝碼繞到最高位置，同時施放兩個轉動系統(tǒng)，可觀察到力矩大的系統(tǒng)旋轉較快，另一個系統(tǒng)轉動較慢。說明轉動慣量相同時，力矩越大，角加速度越大。 返回轉動液體內(nèi)部壓強分布演示儀 【演示原理演示原理】： 該儀器

39、利用兩個小球（比重分別大于和小于水）在轉動轉盤上透明管中的上升和下降來演示轉動系統(tǒng)中液體內(nèi)部壓強的變化及所受的離心力。 【儀器結構儀器結構】： 輕球（比重小于水） 2. 2. “V”透明管（有機玻璃） 3. 3. 液體（水） 4 4重球（比重大于水）5 5支架 6 6電動機 7 7轉盤【操作方法操作方法】： 轉盤靜止是可以看到重球在透明管的底部，輕球浮在管的水平面上。接通電源，按動遙控開關，使轉盤轉動（注意：電壓最高只能調(diào)到175V，若轉速快可調(diào)低電壓，否則轉速太快易發(fā)生危險），可觀察到重球逐漸上升，輕球逐漸下降。當深色球升到頂部后，斷開電源，轉盤轉速將逐漸減慢，可觀察到兩個小球做與轉盤鍵快事

40、相反的運動，或可手動立即停止轉盤轉動，可靜止觀察這一運動現(xiàn)象，從而分析轉動一體的內(nèi)部壓強分布。 返回縱波演示儀縱波演示儀 【儀器用途儀器用途】：演示縱波的傳播及縱波駐波。 【性能參數(shù)性能參數(shù)】：電源：單向交流220V。振源頻率2Hz 【儀器結構儀器結構】：1.1.支架 2.2.特制彈簧 3.3.電動振源 【操作方法操作方法】：接通電源使振源按固定頻率開始振動，固定在振源上的彈簧向另一方向傳播振動，可以清晰地看到彈簧上傳播這疏密相間的縱波。若將彈簧末端固定在支架上時，傳播過來的縱波在彈簧的末端產(chǎn)生反射波，結果可以觀察到駐波現(xiàn)象，在彈簧的后半部駐波較為明顯。 返回大型渦電流演示儀大型渦電流演示儀

41、【演示目的演示目的】：演示法拉第電磁感應定律。 【原理與操作原理與操作】： 在一線圈上方套一閉合的鋁環(huán)，當線圈中通有交變電流時，根據(jù)法拉第電磁感應定律，通過鋁環(huán)的磁通量發(fā)生變化，在鋁環(huán)中就產(chǎn)生感應電動勢，因為鋁環(huán)閉合，就會產(chǎn)生感應電流，鋁環(huán)就會與載流線圈發(fā)生相互作用。定量分析表明，鋁環(huán)在半個周期時間內(nèi)受到排斥力，在下半個周期內(nèi)將受到吸引力，但因鋁環(huán)有自感存在，使得一個周期內(nèi)的相互作用是排斥力占主導地位，當排斥力大到足以抵消鋁環(huán)的重力，鋁環(huán)就會被彈起。 大型渦電流演示儀由左右兩個線圈構成，中間用弧形金屬桿相連，其上套有閉合鋁環(huán)。演示時按下按鈕，右邊的鋁環(huán)就沿金屬桿被彈跳到左邊，再按一下，則鋁環(huán)又

42、被彈回到右邊。 小型渦電流演示儀小型渦電流演示儀 【演示目的演示目的】：演示渦電流的機械效應。 【原理與操作原理與操作】： 根據(jù)法拉第電磁感應定律，當磁鐵與金屬材料之間有相對運動時，金屬材料內(nèi)就會形成渦電流，渦電流的存在就會阻礙磁鐵和金屬之間的相對運動。渦電流越大，這種阻礙作用就會越強，而渦電流的強弱在材料一定的情況下，與材料的形狀、大小密切相關。 演示時，讓一塊磁鐵分別從三個一定高度的中空鋁管（A、B、C）頂端落下，其中A是管壁完好的鋁管，B是管壁上開有狹縫的鋁管，C是管壁上加工出許多圓孔的鋁管。 觀察并比較在三種情況下磁鐵下落的快慢情況。實驗的現(xiàn)象是明顯的：磁鐵在A管中下落得最慢，C管中則

43、快些，而在B管中下落速度是最快的。這是因為管壁完整的鋁管有助于形成渦電流，磁鐵受到的阻礙作用強，故磁鐵在其中下落時，運動得最慢；對于管壁上有一條縫的鋁管，由于縫的阻斷作用，不易形成渦電流，磁鐵受到的阻礙作用弱，故磁鐵在其中下落就快；而在管壁上開許多孔的鋁管，雖有阻斷渦電流的作用，但沒有開縫的阻斷作用強，故磁鐵在其中落下時，運動的快慢就介于A、B之間，較管壁完整的快，比管壁上開縫的要慢。 角動量守恒定律（茹可夫斯基凳）角動量守恒定律（茹可夫斯基凳） 【演示目的演示目的】：驗證角動量守恒定律 【演示原理演示原理】： 系統(tǒng)繞某一定軸轉動時，若所受的合外力矩為零，則系統(tǒng)的角動量守恒。即：J1W1=J2

44、W2.當J2J1J2J1時,則W2W1W2W1,反之亦然！ 【演示操作演示操作】：演示者坐在可繞豎直軸自由轉動的座椅上，手持啞鈴，兩臂平伸，由旁人助其旋轉或自己設法轉動起來，然后慢慢收斂雙臂，可以看到轉速不斷增大（因為J不斷變小，所以W不斷變大）。若把兩手再平伸，則轉速就由大變?。↗變大，W變?。?。視頻視頻返回混沌擺混沌擺 【演示目的演示目的】：通過混沌擺的運動，演示該力學系統(tǒng)的混沌性質(zhì)。【演示原理演示原理】： 一個動力學系統(tǒng),如果描述其運動狀態(tài)的動力學方程是線性的，則只要初始條件給定，就可預見以后任意時刻該系統(tǒng)的運動狀態(tài)。如果描述其運動狀態(tài)的動力學方程是非線性的，則以后的運動狀態(tài)就有很大的不

45、確定性，其運動狀態(tài)對初始條件具有很強的敏感性，具有內(nèi)在的隨機性。我們現(xiàn)在這個系統(tǒng)就是一個非線性系統(tǒng)，常常一個很小的擾動，會引起很大的差異，導致不可預見結果的出現(xiàn)，這種現(xiàn)象我們稱之為混沌。這種擺我們稱之為混沌擺。 【演示操作演示操作】： 手持軸柄給系統(tǒng)施加一沖量矩，系統(tǒng)開始運動，運動情況復雜，前一時刻難以預言后一時刻的運動狀態(tài)。重新啟動，由于初始狀態(tài)的不同，系統(tǒng)的運動情況就差別很大。這反映了系統(tǒng)運動的混沌性質(zhì)。(如圖) 返回視頻伯努力懸浮器伯努力懸浮器【演示目的演示目的】：演示伯努力定律。 【原理與操作原理與操作】： 十八世紀瑞士物理學家丹尼爾伯努力發(fā)現(xiàn)，理想流體在重力場中作穩(wěn)定流動時，同一流線

46、上各點的壓強、流速和高度之間存在一定的關系(即伯努力方程 )： 若在同一水平流線上，則有 ：流體密度，P1、V1為一處流體的速度和壓強，P2、V2為另一處流體的速度和壓強。顯然，當流體流過物體表面時，如流速大，則壓強小，如流速小，則壓強大。 演示時，將圓盤托起到空氣出口處，空氣沿圓盤四周高速流出，根據(jù)伯努力方程，因為圓盤上方氣體的流速比下方大，故圓盤上方的壓強小，而下方壓強大，對圓盤產(chǎn)生一個向上的推力。在一定的情況下（注意圓盤和空氣出口之間的間隙），當這個推力大到足以抵消圓盤自身的重力時圓盤就會懸浮起來。 返回車輪式進動演示儀車輪式進動演示儀 【演示目的演示目的】：演示車輪式回轉儀的回轉效應。

47、 【演示原理演示原理】：如圖1，當車輪式回轉儀的輪子繞自轉軸以角速度W高速旋轉時，其角動量 。若支點O不在系統(tǒng)重心，系統(tǒng)將受到重力 矩 作用，由角動量定理 知，車輪自轉軸將繞堅直軸發(fā)生進動，其進動角速度 ， 方向由 的方向決定。 【演示操作演示操作】： (1)適當調(diào)節(jié)支點位置，使系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，之后在支點O點的右側加一重物。 (2)左手扶住橫桿，右手驅動車輪，使之繞自轉軸以W高速轉動。 (3)放手后，即可觀察到如圖1所示的進動現(xiàn)象。 (4)若在上述橫桿上加的重物，是在支點O點的左側，重復上述操作，可觀察到如圖2所示的進動現(xiàn)象。因繞自轉軸W的方向不變，但外力矩的方向改變了，所以可以看到進動角速

48、度的方向也隨之改變。在上述實驗中，若保持外力矩不變，但改變W的方向，再觀察進動角速度的方向?？傊?，“進動”總是使L方向向M方向靠攏。 FD-WPAFD-WPA多功能水波盤演示儀多功能水波盤演示儀 一、概述一、概述 波是物理學中的一個重要內(nèi)容。不管是水波、聲波、光波或者其它類型的波，其原理或傳播的性質(zhì)基本上都一樣。所以水波的研究可起到觸類旁通的作用。 FD-WPA多功能水波演示實驗儀可用于觀察波的衍射、迭加、干涉、相干和駐波。該實驗儀內(nèi)設高性能單片電腦，由于控制馬達的轉速、氣動頻率等。 二、演示功能二、演示功能 通過面板操作，控制馬達光源轉速（閃光頻率）、水波產(chǎn)生的頻率，配上相關的附件，可觀察一

49、下現(xiàn)象。 1.1.波的傳播速度調(diào)節(jié)；2 2. .波的反射；3 3. .波的折射；4.4.兩束的迭加和傳播；5.5.波的旋渦；6.6.波的擴散； 7.7.波的衍射和障礙物小孔的關系；8.8.多普勒效應。 三、三、面板操作說明面板操作說明 控制面板除電源開關、指示燈外，還設定5只功能鍵（其中3只按鍵、兩只開光鍵）： 1.1.開關鍵：該鍵置于高端表示同步方式，既步進馬達每走8步，氣泵動作一次。該鍵置于低端表示異步方式，此種方式馬達轉速固定不變，氣泵動作頻率可調(diào)。 2.2.2#開關鍵：該鍵置于高端表示不進給，此時轉盤為自由狀態(tài)，可隨意轉動。當轉盤轉至透光處時，可觀察自然光的波形（清晰度和時差）。 3.

50、3.3#鍵：該鍵為加速鍵。當實驗儀位于同步狀態(tài)時，按本鍵將使馬達均勻地加速（在電源開啟時，馬達處于最低速）；當實驗儀位于異步狀態(tài)時，按本鍵將可以觀察到波的擴散現(xiàn)象。 4.4.4#鍵：該鍵為減速鍵。當實驗儀位于同步狀態(tài)時，按本鍵將使馬達均勻減速；當實驗儀位于異步狀態(tài)時，按本健將可以觀察到波的旋渦現(xiàn)象。 5.5.5#鍵：該鍵為復位鍵。該鍵僅在實驗儀位于同步狀態(tài)時起作用。 四、四、使用步驟和實驗方法使用步驟和實驗方法 1.1.清潔處理；2.2.檢查出水孔是否處于不漏水狀態(tài)，否則將橡皮彎曲后有夾子固定； 3.3.用透明飲用水加上幾滴洗潔凈（加強水的流動性）后倒入水盤中。水的深度控制在3-5mm內(nèi)。如水

51、盤不再水平面上，可調(diào)節(jié)水平螺栓 ；4.4.根據(jù)實驗內(nèi)容選擇1根或2根氣管，氣管的固定有一大一小兩個螺栓：大螺栓調(diào)節(jié)氣管與水面的相對位置，一般以噴嘴接近但不接觸水面為準；小螺栓確定噴嘴的方向和水波前后左右的位置； 5.5.如做單束水波實驗時，另一根不用的皮管應彎曲后用夾子夾?。ú蛔屍涑鏊@樣可加強工作氣管的氣量 6.6.驗證惠更斯原理時，可選用有不同小孔的擋板，以觀察不同的波長 7.7.根據(jù)實驗內(nèi)容配備不同的擋板，可以觀察波的各種不同現(xiàn)象。 返回白光全息白光全息 這里展出的兩幅反射全息種在用白光（非相干）再現(xiàn)三維立體形象的全息照片。反射全息圖又稱為180全息，即全息圖在拍攝記錄時，要求物光和

52、參考光從兩側投射到厚層記錄介質(zhì)上，形成體積全息圖。體積全息圖在現(xiàn)時遵從布喇格定律。鑒于體積全息圖具有波長選擇性，故在非相干白光在現(xiàn)時，只能看到一定波長范圍內(nèi)的單色像。 反射全息圖具有較高的衍射效率，再現(xiàn)像明亮、質(zhì)感和立體感強，視差效果明顯，用二步法拍攝的反射全息照片還可以使三維立體的部分形象圖處于記錄介質(zhì)表面以外（如狗的前抓和嘴）。 返回超導磁懸浮演示裝置超導磁懸浮演示裝置 【演示目的演示目的】： 1 利用超導對永磁體的排斥作用演示磁懸浮 2 利用超導體對永磁體的吸引作用演示磁倒掛 【演示原理演示原理】： 當將一個永磁體移近YbaCuo超導體表面時，磁通線從表面進入超導體內(nèi)，在超導體內(nèi)形成很大

53、的磁通密度梯度，感應出高臨界電流。從而對永磁體產(chǎn)生排斥，排斥力隨相對距離的減小而逐漸增大，他可以克服超導體的重力使其懸浮在永磁體的上方的一定高度上；當超導體遠離永磁體移動時，在超導體中產(chǎn)生一負的磁通密度，感應出反向的臨界電流，對永磁體產(chǎn)生吸引力，可以克服超導體的重力，使其倒掛在永磁體下方的某一位置上。 【演示裝置演示裝置】：裝置有三部分組成：永磁鐵，永磁鐵，磁軛和超導體磁軛和超導體 1 1 永磁鐵永磁鐵是用25*25*12的NdFeB釹鐵硼永磁材料組成共計九塊，磁極排列如裝置圖所示 2 2 磁軛磁軛是由 100mm*100m*5mm軟鐵制成 3 3 超導樣品超導樣品是用熔融結構生長工藝制備的，

54、含Ag的YbaCuo系高溫超導體，所以稱為高溫超導體：是因為他在液氮溫區(qū)77KC（-196）下呈現(xiàn)出超導性，以區(qū)別于以往在液氦溫區(qū)42K一下呈現(xiàn)超導特性的低溫材料，樣品形狀為：圓盤狀，直徑30mm左右，厚度為3mm，其臨界轉變溫度為90K左右（-183）。 【演示方法演示方法】：1 1 演示磁懸浮，將超導樣品方入液氮中浸泡約35分鐘，然后用竹夾子將其夾處方在磁體的中央，使其懸浮在高度為10mm處，將夾子松開，則樣品即懸浮在空中，持續(xù)一段時間后，溫度高于臨界溫度，樣品失超，自動落到磁鐵表面。 2 2 演示磁倒持、將樣品放入液氮中，浸泡3-5 分鐘。把磁鐵翻轉180，使其永磁鐵表面朝下，用竹夾子將

55、樣品夾出，在下方逐漸靠近永磁鐵表面，直到超導塊懸掛起來，將夾子松開。 【注意事項注意事項】：（1 1）樣品放入液氮中，必須、充分冷卻、直至液氮中無氣泡為止。 （2 2）演示時，樣品一定用竹夾子夾住，千萬不要掉在地上，以免樣品摔碎。 （3 3）演示倒掛時，當樣品懸浮一段時間后，由于溫度升高，樣品失去超導性將下落，這時應用手接住它，否則，樣品將摔壞。 建議：建議：如若演示時間長，可將樣品用絕熱好、重量輕的材料包起來。（如海棉、泡沫等） （4 4）超導塊最好保存在干燥向內(nèi)，防止受潮脫落。 返回滴水自激感應起電儀滴水自激感應起電儀 滴水自激感應起電儀是通過流動與玻璃管摩擦起電，在靜電感應出的電荷循環(huán)堆

56、積，所帶電荷量越來越多，而產(chǎn)生越來越高的電位差的靜電起電裝置。 一、裝置結構一、裝置結構 1.水槽 2.三通管 3.軟管 4.閥門 5.玻璃管 6.金屬殼 7.金屬杯 8.導線 9.驗電器 二、操作方法操作方法 1.1.首先將驗電器和一個金屬杯相連，然后慢慢打開閥門，是三通玻璃管口行成水滴流，不一會就可觀察到驗電器因帶電而張開； 2.2.用手指拿住試電筆氖管的一端，用另一端分別接觸任意金屬杯，可以發(fā)現(xiàn)氖管發(fā)光，有閃光發(fā)生在氖管的那一端上可判斷金屬杯帶何種電荷。若閃光出現(xiàn)在與手接觸的一端，責備側的帶電體帶正電； 3.3.用高壓靜電電壓表測金屬杯之間的電壓，可測到8000V以上的高壓。 返回電磁波

57、的發(fā)射、接收與趨膚效應演示儀電磁波的發(fā)射、接收與趨膚效應演示儀 【演示目的演示目的】： 1.利用該演示儀演示電磁波的基本特性及其發(fā)射，接收原理，使學生加對交變電磁波的認識，以及對電磁波的發(fā)射與接收過程的理解 2.2.利用電磁波的電場，用較粗的銅棒做導線演示趨服效應使學生更形象地理解此物理現(xiàn)象 【演示裝置與原理演示裝置與原理 】：實驗裝置如圖所示：a、發(fā)射機； b、半波陣子接收天線；c、環(huán)形接收天線；d、氖泡棒；e、趨膚效應演示儀1 1發(fā)射機如圖a所示，發(fā)射電源A，輸入電壓為220V,50Hz交流，輸入功率為85W，輸出直流為600V，交流為6.3V , B為高壓開關，C為電源開關，D為交流電壓

58、表。發(fā)射管F為中功率電子管，采用自激推挽振蕩，發(fā)射天線H與振蕩回路G直接耦合，發(fā)射波長約為150cm，發(fā)射天線是一條長為74cm得直銅管，在發(fā)射機的尾部放一反射天線J,它是一根長為78cm得直銅管。 2 2半波振子接收天線（圖b）由兩根拉桿天線組成，中間裝有6.3V的小電珠，調(diào)節(jié)其長度可以改變它的固有頻率。 3 3在環(huán)形接收天線（圖c）上裝有6.3V小電珠和微調(diào)電容器，用絕緣起子調(diào)整微調(diào)電容器改變其頻率，以演示發(fā)射天線上的電流振幅與磁場方向。 4 4氖泡棒（圖d）是在一根絕緣棒的頂端裝有氖泡，以演示發(fā)射天線的電壓振幅。 5 5趨膚效應演示儀（圖e）的兩個小電珠分別連接在銅棒表層和芯處，在同一頻

59、率交流電下，銅棒表層電流密度大，內(nèi)層電流密度小。因此，把該儀器平放在發(fā)射天線附近時與表層連接的小電珠亮，而與內(nèi)層連接的不亮。 【操作過程及現(xiàn)象演示操作過程及現(xiàn)象演示 】：1 1檢查發(fā)射機上的電子管是否固定好，接收天線上小電珠是否完好，拉桿天線接頭處的螺釘是否擰緊。 2 2關閉高壓開關（圖a中B），接通電源（圖a中C），預熱5分鐘，待發(fā)射管燒熱后即可進行演示。 3 3演示電磁波接收及電磁共振。將半波振子接收天線移到正對發(fā)射天線50cm左右，并使接收天線與發(fā)射天線平行，接通高壓開關，接收天線上的小電珠發(fā)亮。將接收天線拉長或縮短（改變接收天線的固有頻率），接收天線上的小電珠就變暗或熄滅，只有當接收天

60、線為某一長度時，小電珠最亮，因為此時接收天線的固有頻率與接收的電磁波頻率相同，產(chǎn)生共振。 4 4演示電磁波的電場方向。保持半波振子接收天線與發(fā)射天線距離為50cm左右，接收天線長度為共振時長度。將半波陣子接收天線繞接收天線軸轉動360度，可以觀察到只有當接收天線與發(fā)射天線平行時，小電珠最亮，由此可以確定電磁波的電場方向。演示完畢，關閉高壓開關。 5 5演示電磁波的磁場方向。打開高壓開關，手持環(huán)形接收天線道離發(fā)射天線20cm左右，使其水平，用絕緣起子調(diào)整環(huán)形接收天線的微調(diào)電容器，使環(huán)形天線上的小電珠達到最亮。把環(huán)形天線沿發(fā)射天線一端移向另一端，發(fā)現(xiàn)中央最亮，這是由于發(fā)射天線的長度時發(fā)射電磁波的半