大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

仿真實(shí)驗(yàn)（單擺測(cè)重力加速度和單透鏡焦距的測(cè)定）引言隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都采用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和仿真，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，除了實(shí)際操作外還可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)有些內(nèi)容采用仿真實(shí)驗(yàn)也可以起到很好的效果。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解仿真實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)2、學(xué)會(huì)用仿真實(shí)驗(yàn)完成單擺測(cè)重力加速度3、學(xué)會(huì)用仿真實(shí)驗(yàn)完成單透鏡焦距的測(cè)定二、實(shí)驗(yàn)儀器：計(jì)算機(jī)、仿真軟件三、實(shí)驗(yàn)原理1、單擺的工作原理單擺在擺動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)擺角小于5度時(shí)，其運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期，通過(guò)測(cè)定擺長(zhǎng)與可測(cè)定加速度。詳細(xì)請(qǐng)見(jiàn)：課本240-243頁(yè)2、單透鏡焦距測(cè)定的原理凸透鏡的成像規(guī)律為：像的大小和位置是依照物體離透鏡的距離而決定的當(dāng)時(shí)，極遠(yuǎn)處的物體經(jīng)過(guò)透鏡在后焦點(diǎn)附近成縮小的倒立實(shí)像。當(dāng)時(shí)，物體越靠近前焦點(diǎn)，像逐漸遠(yuǎn)離后焦點(diǎn)且逐漸變大。當(dāng)時(shí)，物體位于前焦點(diǎn)，像存在于無(wú)窮遠(yuǎn)處。當(dāng)時(shí)，物體位于前焦點(diǎn)以?xún)?nèi)，像為正立放大的虛像，與物體位于同側(cè)，由于虛像點(diǎn)是光線反方向延長(zhǎng)的交點(diǎn)，因此不能用像屏接收，只能通過(guò)透鏡觀察。（１）、自準(zhǔn)直法測(cè)凸透鏡的焦距光路圖如下圖1所示。當(dāng)物體A處在凸透鏡的焦距平面時(shí)，物A上各點(diǎn)發(fā)出的光束，經(jīng)透鏡后成為不同方向的平行光束。若用一與主光軸垂直的平面鏡M將平行光反射回去，則反射光再經(jīng)透鏡后仍會(huì)聚焦于透鏡的焦平面上，此關(guān)系就稱(chēng)為自準(zhǔn)直原理。所成像是一個(gè)與原物等大的倒立實(shí)像A′。所以自準(zhǔn)直法的特點(diǎn)是，物、像在同一焦平面上。自準(zhǔn)直法除了用于測(cè)量透鏡焦距外，還是光學(xué)儀器調(diào)節(jié)中常用的重要方法。物A物A物A′Lfx1x2圖1自準(zhǔn)直法光路圖M凸透鏡焦距：(1)x1為物屏在光具座上位置讀數(shù)，x2為凸透鏡在光具座上位置讀數(shù)。（２）、貝塞爾法（共軛法，二次成像法）測(cè)凸透鏡的焦距利用凸透鏡物像共軛對(duì)稱(chēng)成像的性質(zhì)測(cè)量凸透鏡焦距的方法，叫共軛法。所謂“物像共軛”是指物與像的位置可以互換，透鏡位置與像的大小一一對(duì)應(yīng)。固定物與像屏間的距離不變，并使間距D大于4f，則當(dāng)凸透鏡置于物體與像屏之間時(shí)，移動(dòng)凸透鏡可以找到兩個(gè)位置，使白屏上都能得到清晰的實(shí)像。一個(gè)大像，一個(gè)小像。如圖2物物屏A’’A’透鏡第一次位置u1