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关于半波损失的几个实验验证

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【摘要】在大学物理的波动光学部分,半波损失是一个重点内容。而进行干涉的相关计算研究时又不得不考虑半波损失的影响。于是本文通过菲涅尔公式分析了半波损失,也从几个比较经典的干涉实验来验证半波损失的存在。

【关键词】半波损失劳埃德镜实验劈尖干涉牛顿环

一.半波损失的基本概念

所谓“半波损失",就是当光从折射率小的光疏介质射向折射率大的光密介质时,在入射点,反射光相对于入射光有相位突变π,即在入射点反射光与入射光的相位差为π,由于相位差π与光程差λ/2相对应,它相当于反射光多走了半个波长λ/2的光程,故这种相位突变π的现象叫做半波损失。半波损失仅存在于当光从光疏介质射向光密介质时的反射光中,折射光没有半波损失。当光从光密介质射向光疏介质时,反射光也没有半波损失。

实验和理论研究表明光从光疏介质射向光密介质时,在掠入射(入射角接近90度)或正入射(入射角为0度)的情况下,在两种介质界面处反射时相位发生π的突变。这一变化导致反射光的光程差附加了半个波长,称为半波损失。

二.反射光会发生半波损失的原因

反射光的相位跃变情况较为复杂,它有两个转折,一个是入射角θ1>θB(布儒斯特角)和θ1<θB时的情况跃变不同;另一个是折射率n1>n2和n1

1. n1

若n1θ2,因此sin(θ1-θ2)>0,又因sin(θ1+θ2)>0所以在这种情况下,r永远为负值。即光束由n小的介质进入n大的介质时,不论入射角为何值,反射光的垂直分量永远都π的相位突变。

至于平行分量,在θ1>θB和θ1<θB时的情况不一样。θ1<θB时,有θ1+θ2<90°(θ1=θB时, θ1+θ2=90°),因此tan(θ1+θ2)>0,tan(θ1-θ2)>0或r//为正。而在θ1>θB时,有θ1+θ2>90°,因此tan(θ1+θ2)<0,tan(θ1-θ2)>0或r//为负,所以有:光束从n小的介质进入n较大的介质时,若入射角θ1<θB,则反射光的平行分量无相位突变;若θ1>θB,则有π的相位突变。

2. n1>n2的情况

若n1>n2,则有θ1<θ2,因此sin(θ1-θ2)<0,这是r为正。即:光束由n大的介质进入n小的介质时,不论入射角为何值,反射光的垂直分量永远都没有π的相位突变。至于平行分量,在θ1<θB时有tan(θ1-θ2)<0,故有r//为负。而在θ1>θB时,有tan(θ1+θ2)<0,故r//为正。所以:光束从n大的介质进入n较小的介质时,若入射角θ1<θB,则反射光的平行分量有相位突变;若θ1>θB,则无π的相位突变。因此,在小角度入射和掠入射两种情况下,光波由光疏介质进入光密介质时,则会出现半波损失,反之则没有。

三. 实验验证半波损失

1. 劳埃德镜实验

右面就是劳埃德镜的实验示意图

从S发出的光一部分直接照射到光屏W上,另

一部分已近90度的入射角射到M上,然后再

反射到光屏E上。劳埃德镜干涉是用分波阵面

法实现的。在光屏W上两束光相互重叠的区域

内观察到明暗相间的干涉条纹。此时将光屏W

移到B的位置处,使之与劳埃德镜M相接触,在接触点B处,从1和2处发出的光程是相等的,似乎接触处应是明纹,但是从实验的结果看来,该处应是暗纹。这个事实说明了由M 镜面反射出来的光和直接射到屏上的光在A处的相位相反,即存在π的相位差。

由于直接照射的光的相位不会变化,所以只能认为光从空气射向M镜发生反射时,反射光的相位有了π的变化。所以由此可以看出半波损失的存在,这也是验证半波损失的经典实验。

2. 劈尖干涉实验

右面便是劈尖干涉的实验示意图。设由单色点光

源发出的光经过透镜形成平行光,再经过镀有半透半

反银膜的分光板反射垂直入射到劈尖形薄膜上,则在

劈尖形薄膜上形成干涉条纹,借助读数显微镜就可观

察到放大了的平行于棱边的明暗相间的等直条纹。在

劈尖处,如果没有半波损失的话,由于此处厚度为0,

劈尖应该有亮条纹。但是由具体实验发现,e=0,的棱边处是暗条纹。由于入射光不会发生相位变化,而反射光如果不发生相位的变化的话,棱边出应为亮条纹,而由于反射光的相位有了π的变化。所以入射光与反射光抵消,棱边处出现暗条

纹。所以劈尖干涉实验也是半波损失的例证。

3 牛顿环实验

右边便是牛顿环的实验示意图。

实验也是等厚干涉的一种,具体的实验过程不做详述。由

于中心的O点处e=0,如果没有半波损失的影响,由于入

射光和反射光的交叠作用,中心处应为亮圆环。而就实验

观察的结果来看,中心处为暗条纹。此实验结果说明反射

光发生了半波损失,反射光的相位发生了π的变化,与入

射光相抵消,故出现暗圆环。

4.迈克尔逊干涉仪

下图便是迈克尔逊干涉仪的示意图。图中有两个透镜,而右边那个透镜就是为了补偿半波损失及光程差而设计的。由于,由S点入射的光线经过分光

计,一半透过透镜,一半反射上去。此后光线又被反射回来,

经过原来的透镜。而经过分析,波疏向波密的传播的时候会

产生半波损失,两条光线两次半波损失,保证了最后的结果

不受到半波损失的影响。这样任何光程差都与G1,G2无关。

而由此可见半波损失在干涉实验及干涉仪器设计的重要性。

四.结论

由上述的关于半波损失的原因及几个验证半波损失的干涉实验讨论,我们可以看出,半波损失在波动光学中的重要性。并且我们也能够从半波损失的实际实验中客观地研究它的存在性与现实应用意义。

参考文献:

[1] 胡海云,芶秉聪,《大学物理》,北京,国防工业出版社,209-229。

[2] 郭硕鸿,《电动力学》,北京:人民教育出版社,1980,130~132。

[3]母国光,战元令《光学》,北京:人民教育出版社,1979,210~216。

大学物理创新实验论文

光杠杆测量杨氏模量实验的改进 李XX (重庆交通大学土木建筑学院,重庆市南岸区,400074) 摘要:测量杨氏模量中常用光杠杆来测量加载重物后的微小形变量△L,而光杠杆在使用前要先调节镜尺之间的相对位置,在用传统光杠杆调节时比较麻烦。本实验通过对传统光杠杆装置作了一点改进,取消了传统光杠杆中的望远镜,而改用光斑来指示标尺上的读数。用这种改进后的光杠杆能快速调节光杠杆,且不会在调节与读取数据过程中使眼睛疲劳,大大提高了实验的效率。 关键词:杨氏模量,激光,光杠杆,仪器改进 中文分类号:文献标识码: 引言:杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的重要物理量,是工程技术上极为重要的常用参数,是工程技术人员选择材料的重要依据之一。测量杨氏模量的方法较多,本文主要介绍用改进后的光杠杆测量杨氏模量。 1 传统光杠杆的缺点 传统光杠杆在使用时要先调节光杠杆、望远镜和标尺之间的相对位置,使在望远镜中能看清平面镜内反射的标尺的像,这就是这个实验的难点。在做这个实验的时候,我们发现这个调节过程是相当麻烦的,而且当我们调节好后如果稍不小心,轻轻碰一下实验装置,便前功尽弃,又得重调,这让我们相当苦恼。我们用传统光杠杆调节了很久才使望远镜中能看到标尺的像,而且调节过程中眼睛非常疲劳,对视力非常不好。 2 实验装置的改进及实验原理

针对传统光杠杆的不足,且为了提高做实验的效率,我对光杠杆进行一些改进,使得改进后的光杠杆使用起来更为方便。我们可以不用望远镜,而在原来望远镜处放置一个能发射光点的光源。使该光源发出的光经光杠杆的平面镜反射后又射在标尺上。则先后之间两个光点的高度差就是经光杠杆放大了的微小形变。 2.1 改进措施及改进后光杠杆的原理 因为氦-氖激光平行性好,能量集中,在各种常用的激光器中,氦-氖激光器输出激光的单色性最好以便能方便精确的在标尺上读数。此外,它还具有结构简单、使用方便、成本低等优点。因此我们用氦-氖激光器作为发射光点的光源。 在标尺中央零刻度处开一个小孔,将氦-氖激光发射器与标尺固连,且使其发出的光从小孔处穿过且光路与标尺面垂直。如图所示: 设由激光器发出的光开 始时反射到标尺上所指的刻度 为S0,当钢丝长度变化时,光杠 杆一端下降。并带动镜面转动。 设转角为θ,则激光光线转过 2θ。设标尺上激光光点对应的 读数为S ,令△δ = S - S0 . 当△L<< b 时,tanθ=△L / b ≈θ,tan2θ=△δ/ D≈2θ , 则有:△L=b*△δ/(2D) (1),所以△L被放大了2D / b 倍. 2.2 用拉伸法测金属丝的杨氏模量的原理 杨氏模量是反映固体材料形变与应力关系的物理量。本实验中形变为拉伸形变,即金属丝仅发生轴向拉伸形变。设金属丝长度为L,横截面积为S,沿长度方向受一外力F后金属丝伸长△L,称为线应变。实验结果表明:在弹性形变范围内,正应力与线应变成正比,即:F / S=Y*△L/L (2) , Y称为杨氏模量,微小形变△L用上面的光杠杆测量。由(1)、(2)得,杨氏模量Y=8*F*L*D/(π*d^2*b*△δ) ,其中d为钢丝直径。

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武汉工程大学邮电与信息工程学院大学物理实验课程论文 论大学物理试验数据处理 姓名:陈凯旋 学号: 6502150203 系别:机械与电气工程系 专业:自动化 年级班级:15自动化02 指导教师:张乐 2016年11月1日

论大学物理实验数据处理 摘要:本文基于电磁场理论,得出了单色平面光波在左手材料中传播时其电场强度、磁场强度和波矢量遵循左手螺旋关系。解释了逆多普勒效应,负折射现象。重新推导出了单色平面光波从真空中投射到左手介质中的菲涅尔公式,并且讨论了电磁波从真空中到左手介质中的一种特殊的光学现象,由此得出了存在两个布儒斯特角。(楷体小四) 关键词:电磁场理论;左手材料;负折射率;布儒斯特角(楷体小四) 引言 1967年,前苏联物理学家Veselago发表了一篇文章首次提出了一种假想材料即左手材料。其实自然界中尚未发现介电常数ε和磁导率μ都为负值的材料。此材料需要通过人工获得。因此,在此领域的研究进展一直处于停滞阶段。直到1996年,英国皇家学院的Pendry提出了通过巧妙的设计结构来实现负的介电常数的材料。接着在1999年他又提出了可以用开口谐振环阵列来构造磁导率为负的人工介质[]1。(参考文献以上标的形式标出)从此,该课题越来越热。具有突破性进展的是2000年美国加州大学Smith将两者结合起来,首次制备出了一维的左手材料。2001年,Shelby制备出了二维的左手材料,并从实验上验证了负折射率材料的负折射现象。被“Science”杂志评为2003年度十大科技突破之一[]2。2003年美国Parazzoli等人及Hauck等人分别进行了一系列实验,清晰地展示了负折射现象。2006年,我国东南大学毫米波实验室的崔铁军教授领导的研究小组提出了一种能使磁导率为负的双螺旋共振结构[]3。一系列的研究成果引起了众多学者的关注,使得左手材料的研究成为国际电磁学界的一个引人注目的前沿领域。(宋体,小四,英文,Times New Roman) (正文部分3000字左右) 1.电磁波在介质界面上的反射和折射(一级标题,宋体四号,加黑)(内容宋体小四) 1.1电磁波在右手介质界面上的反射和折射(二级标题宋体小四,加黑) (内容宋体小四) (正文中图要有标题,示例如下)

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电磁感应在生活中的应用 摘要:电磁学已成为物理学的一个重要分支,是研究电磁运动基本规律的学科。电磁学理论的发展不仅是电工学、无线电电子学、电子计算机技术及其他新科学、新技术发展的理论依据,而且也与人们的日常生活和生产技术有着十分密切的关系。 关键词:电磁感应熔炼金属磁悬浮技术电磁炮 正文: 电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 熔炼金属 交流的磁场在金属内感应的涡流能产生热效应,这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点:加热效率高,达到50~90%;加热速度快;用不同频率的交流可得到不同的加热深度,这是因为涡流在金属内不是均匀分布的,越靠近金属表面层电流越强,频率越高这种现象越显著,称为“趋肤效应”。工业上把感应加热依频率分为四种:工频(50赫);中频(0.5~8千赫);超音频(20~60千赫);高频(60~600千赫)。工频交流直接由配电变压器提供;中频交变电流由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生;超音频和高频交流由大功率电子管振荡器产生。 磁悬浮技术 随着航天事业的发展,模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。目前的悬浮技术主要包括电磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、静电悬浮、粒子束悬浮等,其中电磁悬浮技术比较成熟。电磁悬浮技术(electromagnetic levitation)简称EML技术。它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。 磁悬浮技术的系统,是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器

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大学物理课程论文 系别:能源工程系 班级:13应化 姓名:苟昱

引言 我们每个人时时刻刻都在不自觉地运用物理知识。并且,物理学与我们的生活联系最为紧密,物理现象大量的存在于我们周围,如雨后天晴的彩虹,湖水沸腾等。都可以从物理知识中得到答案。因此,我们要充分了解物理是源于生活也是解决生活问题的基本工具。运用所学知识,解决生活中的问题,这能够增加我们的感性认识,增强生活实际的联系。 物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。在现代,物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。 物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。它与我们的生活息息相关,密不可分! 关键词:生活物理,物理应用,杨氏模量

在大学物理课程上,我们做了众多物理实验,然而今天就由我来介绍一下弹性模量,和它在生活中的应用。 弹性模量Elastic Modulus,又称弹性系数,杨氏模量。如今,随着科技的不断发展,弹性模量变成了工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度,从微观角度来说,则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量,如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。在日常生活中,弹性模量的应用与测量在许多领域有重要的作用,就好像混凝土的弹性模量如果不够,使建筑变形而不能正常使用,就很容易发生事故造成经济损失,甚至人员伤亡。 我们在实验中测得的杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。 杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一,是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。

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九江学院 Jiu jiang university 课程小论文(设计)题目:机械振动 院系:******** 专业:机械设计制造及其自动化 姓名:陈冬 年级:****** 学号:***号 指导老师:**** *****年**月**号

机械振动: 机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有:水波、声波、地震波。关键字:波源介质横波纵波 波源 波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。 介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中,介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时,机械波不会产生,例如,真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中,波速是不同的。横波 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波,称作横波。在横波中,凸起的最高处称为波峰,凹下的最低处称为波谷。

绳波是常见的横波。 纵波 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波,称作纵波。质点在纵波传播时来回振动,其中质点分布最密集的地方称为密部,质点分布最稀疏的地方称为疏部。 声波是常见的纵波。 波长 沿着波的传播方向,两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离称作波长,常用λ表示。在横波中,波长等于“波峰-波峰”的长度或“波谷-波谷”的长度;在纵波中,波长等于“密部-密部”或“疏部-疏部”的长度。 频率与周期 波上任意一个质点完成一次全振动所需时间称为周期,常用T 表示;介质中的质点每秒完成全振动的次数叫做波的频率,常用f 表示。频率是周期的倒数。 波速 波速为波长和频率的乘积(v=λf ),表示波在的传播速度。机械波在特定介质中的传播速度是固定的。 所以m k 1412.0+= λ ,则f=Hz k v )14(50+=λ (K=0,1,2,3,……) 例.一列横波沿x 轴传播,波速大于6m/s ,当位移x 1=3cm 处的 A 质点在x 轴上方最大位移处时,位于x 2=6cm 处的 B 质点恰好在平衡 位置,并且振动方向沿y 轴负方向,试求这列波的频率f. 解:

大学物理实验小论文

大学物理实验小论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

大学物理实验小论文 班级姓名学号 摘要:主要介绍我在本次大学物理实验中获得的知识与体会。 关键词:认识体会数据处理总结 一、对大学物理实验的认识 大学物理实验是非常重要的基础课,其目的是培养我们掌握实验的基本理论、方法和技巧;培养我们严谨的思维能力和创新精神,特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力;培养严肃认真的工作作风和科学态度。对于我们将来独立从事实际工作是十分有必要的。 二、大学物理实验中的体会 1、养成实验前预习的好习惯。 实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习,收获的更多、掌握的更多。根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确的操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后写预习报告,包括目的,原理,仪器,操作步骤等。

2、上课时认真听老师做讲解,切记老师所讲的重点内容。 记下老师实验指导的内容有助于自己实验时避免犯错及实验报告的书写。 3、大学物理实验培养了我做事的耐心与细心。 课堂操作时需要严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的记录,则要求我们要有原始的数据记录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。 4、培养自己的动手能力。 现在,大学生的动手能力越来越被人们重视,大学物理实验正好为我们提供了这一平台。每个实验我都亲自去做,不放弃每次锻炼的机会。 三、大学物理实验数据处理 1、作图法 选取适当的自变量,通过作图可以找到反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。 描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,

大学物理课程论文1

大学物理课程论文 —大学物理课程与电子信息工程专业的关系及大学 物理的重要性 作者: 学校: 专业:电子信息工程 班级:电信114班 学号:

指导教师:日期:

大学物理课程与电子信息工程专业的关系及大学物理的重 要性 内容摘要:不论是电子科学还是信息科学,都与物理有着密切的联系,物理学是一门广泛而基础的学科,涉及到了声、光、电、力、热、原子等诸多方面的知识内容。在电子信息科学中,电路的设计,无线电信号的处理等都源于物理学的能量以及电磁学内容。因此,设置大学物理课程,以及掌握大学物理大纲所要求的知识内容,可以为我们以后更好的学习电子知识,掌握电子信息工程专业的核心知识打下坚实的基础。 关键词:大学物理电子信息工程关系基础 一、物理学 物理学—研究物质、能量和他们相互作用的科学—是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键的作用。 物理学是自然科学的基础,也是当代工程技术的重大支柱,是人类认识自然,优化自然,造福于人的最有活力的带头科学,回顾物理学发展的全过程,可以加深我们对物理学重要性的认识。 二、大学物理课程的内容 大学物理课程的内容包括有经典物理和近代物理。经典物理部分主要包括:经典力学、热学、电磁学、光学等;近代物理部分主要包括:狭义相对论力学基础、量子力学基础、固体能带理论简介等。经典物

理在科学技术领域仍然是应用最广泛的基础理论,而且也是学习近代科学技术新理论、新知识的重要基础理论,在大学物理的学习中对经典物理内容仍应予以重视;大学物理中的近代物理知识是学生今后学习近代科学技术新理论,新知识所必须的近代物理基础理论知识。三、开设大学物理课程的目的 一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础;另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。通过学习能对物质最普遍、最基本的运动形式和规律有比较全面而系统的认识,掌握物理学中的基本概念和基本理论以及研究问题的方法,同时在科学实验能力、计算能力以及创新思维和探索精神等方面受到严格的训练,培养分析问题和解决问题的能力,提高科学素质,努力实现知识、能力、素质的协调发展。大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。打好物理基础,不仅对学生在校学习起着十分重要的作用,而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术,不断更新知识都将产生深远的影响。 四、电子信息工程专业介绍 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在,电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,像电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,我们周围的网络怎样传

浅谈大学物理教学论文范文

浅谈大学物理教学论文范文 摘要:随着教育体制的深化改革,许多新的教学模式和教学方法被广泛应用于教育活 动中,有效推动了教育事业的发展。大学物理作为大学教育体系中的基础性学科,其在各 学科领域中发挥着重要的作用,对学生综合能力和科学素质的提高具有一定的促进作用, 能够实现学生的全面发展。本文就对大学物理教学中多元化教学模式的实践应用进行分析 和探讨。 关键词:大学物理教学;多元化教学模式;实践应用 物理学作为一门重要的自然学科,其基本规律被广泛应用于自然科学的各领域,对社 会的进步和自然科学的发展具有重要的意义。随着科学研究的不断深入,大学各专业设置 更趋向于多元化,不同的专业对大学物理的广度和深度要求有所不同,因此对大学物理教 学质量的要求也越来越高[1]。当前传统的教学模式已经无法满足现代化教育的发展需求,需要从教学的内容、方法和形式等方面创新教学模式,从而促进现代化素质教育的长远发展。 1大学物理教学概述 物理课程作为大学教育体系中的基础性学科,其具有较强的实用性,物理知识被广泛 应用于人们的生活与工作中。当前由于物理课程教材不断更新,高校具有更为丰富的文献 资源,为学生的阅读提供了理论基础,并且多媒体技术在物理教学中的应用,生动诠释了 复杂难懂的物理定理与理论知识,这些都为大学物理教学取得良好成效奠定了基础。一般 来说,每位学生在学习基础、兴趣爱好和认知能力等方面都存在较大的差异性,如果在大 学物理教学中仅仅使用范式的教学模式和教学方法,这样学生会对所学知识感到迷茫,无 法体现学生的个性化发展[2]。因此高校需要不断改革与创新物理教学的教学模式和教学 方法,多层面和多角度激发学生的潜能,引导学生发挥自身的特长,找到适合自身发展的 方向。 2大学物理教学中多元化教学模式的实践探索 对于多元化教学模式而言,其主要是从多层次、多方式和多角度等方面出发,让学生 能够在同一学习环境中充分发挥自身的主观能动。多元化教学模式在大学物理教学中的实践,其具体可从教学方法、教学内容、教学目标、教学资源、教学考核等方面进行分析。 2.1教学方法 多元化教学方法在大学物理教学中的应用实践,其主要表现在以下几点:1案例教学。由于大学物理主要是针对理工科学生所开设,因此教师在进行案例教学的过程中,需要从 学生的具体情况出发,科学选择难易适当的案例,对不同的专业选取不同的教学案例,以 此让每位学生都能参与到教学活动中。例如自动化学院学生,教师可通过列举电磁炉等电 器工作原理让学生学习涡电流、电磁感应等知识;对于材料专业学生而言,教师可利用X

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《大学物理下》课程小论文基本要求 ①以宿舍为单位,一个宿舍写一篇,用word写并打印,1500字左右。最好原创。 ②打印稿必须排版工整,引文必须标明出处。参考文献3篇以上,参考文献要是公开发表的论文,不要书,不要网页内容。 中国知网上面有很多文献,从学校主页进入,点“图书馆”,查询相关数据库。 ③内容: 1、物理学电磁学及近代物理相关内容; 2、对物理学的认识,物理学是什么,有什么重大作用。生活中什么现象,什么设备,什么仪器用到了哪方面的物理知识; 3、物理学原理与工业革命或者与现代技术间的联系; 4、物理学导致的各种生活观念的变革; 5、3D技术的发展与展望; 6、干涉或衍射在精密仪器的应用; 7、自己某个问题独到的想法; 8、影视节目中体现出的物理学原理。(比如《变形金刚1、2、3》,《全面回忆》等。) 9、你认为电气工程专业应该多讲授哪些物理内容、为什么; 10、光通讯和无线网络搭建; 11、人性化智能家居、智能家电的搭建; 12、计算机模拟某个物理模型。 ④格式: 题目 专业,班级,宿舍成员姓名,学号 摘要: 关键词: 正文 参考文献:正式发表的文献(写清哪个杂志,第几页,什么时候出版的), 正式发表的硕博士论文(写清哪个学校、机构的论文,论文题目,第几页)。 ⑤评分原则:平时分30分中的20分, 网上原文摘抄最高10分。 整篇论文,符合格式,内容要求。最低12分。 两篇文章完全一样的,宿舍成员最高14分。 电磁学的计算方法,论惯性,光的本性类的文章最高14分。 纯个人感受想法,个人观点,有一定事实依据,最低16分。 网上多个资料引用并有一定个人观点,摘要总结得当,参考文献引用丰富,18分。 提交小论文时间:2013年1月份的第一次大学物理课

大学物理实验论文

大学物理实验论文 Prepared on 22 November 2020

实验数据处理方法及其在实验中的应用引言:过去的一年中,我完成了大学物理实验这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础,虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果,但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中,影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关物理知识的理解。这一年,我共做了14个物理实验,用到了各种实验数据处理方法。 正文: 一、误差: 1、分类 系统误差 随机误差 粗大误差 2、表现形式 绝对误差 相对误差 引用误差

3、误差的处理 随机误差的处理 系统误差的处理 粗大误差的处理 仪器误差 二、有效数字 概念 三、测量结果的不确定度评定 1、测量不确定度 概念 分类 2、测量结果的表示 3、直接测量的结果及评定 最佳估计值 不确定度评定 A类评定 B类评定 4、间接测量的结果及评定 间接测量量的最佳值 间接测量量不确定度 四、数据处理的常用方法 1、列表法

2、作图法 优点 规则 应用 3、逐差法 4、最小二乘法 5、excel软件处理实验数据 五、实验数据处理方法在试验中的应用 1、落球法测量油品的粘滞系数 结束语: 一年内,只做的14个实验,但是我所学的实验数据的处理方法应用已经基本得到了应用。通过大学物理实验,不只是把课堂上学到的基本知识得到的应用,更重要的是我的动手能力得到的充足的锻炼,学会了自己动手,自己独立的思考,学会了做完实验后总结自己的不足,并在下一次实验过程中得到完善。现在所学到的实验数据处理方法不光是能用在大学物理实验数据的处理中。我相信,在以后的工作过程中,现在所学到的知识也一样能得到应用。 摘要: 大学物理实验数据处理方法主要误差的处理、测量结果不确定度的评定,数据处理的常用方法主要有:列表法、作图法、逐差

大学物理热力学论文

《大学物理》课程论文 热力学基础 摘要: 热力学第一定律其实是包括热现象在内的能量转换与守恒定律。热力学第二定律则是指明过程进行的方向与条件的另一基本定律。热力学所研究的物质宏观性质,特别是气体的性质,经过气体动理论的分析,才能了解其基本性质。气体动理论,经过热力学的研究而得到验证。两者相互补充,不可偏废。人们同时发现,热力学过程包括自发过程和非自发过程,都有明显的单方向性,都是不可逆过程。但从理想的可逆过程入手,引进熵的概念后,就可以从熵的变化来说明实际过程的不可逆性。因此,在热力学中,熵是一个十分重要的概念。关键词: (1)热力学第一定律(2)卡诺循环(3)热力学第二定律(4)熵 正文: 在一般情况下,当系统状态变化时,作功与传递热量往往是同时存在的。如果有一个系统,外界对它传递的热量为Q,系统从内能为E1 的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态,同时系统对外做功为A,那么,不论过程如何,总有: Q= E2—E1+A 上式就是热力学第一定律。意义是:外界对系统传递的热量,一部分

是系统的内能增加,另一部分是用于系统对外做功。不难看出,热力学第一定律气其实是包括热量在内的能量守恒定律。它还指出,作功必须有能量转换而来,很显然第一类永动机违反了热力学第一定律,所以它根本不可能造成的。 物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态,这样的周而复始的变化过程称为循环过程,或简称循环。经历一个循环,回到初始状态时,内能没有改变,这是循环过程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源(一个高温热源,一个低温热源)之间工作的循环过程。在完成一个循环后,气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有以下特征: ①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源: ②卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关,高温热源的温 度越高,低温热源的温度越低,卡诺循环效率越大,也就 是说当两热源的温度差越大,从高温热源所吸取的热量Q1 的利用价值越大。 ③卡诺循环的效率总是小于1的(除非T2 =0K)。 那么热机的效率能不能达到100%呢?如果不可能到达100%,最大可能效率又是多少呢?有关这些问题的研究就促进了热力学第二定律的建立。 第一类永动机失败后,人们就设想有没有这种热机:它只从一个热源吸取热量,并使之全部转变为功,它不需要冷源,也没有释放热量。这种热机叫做第二类永动机。经过无数的尝试证明,第二类永动

大学物理小论文

谈谈角动量守恒及其应用 摘要:角动量这一概念是经典物理学里面的重要组成部分,角动量的研究主要是对于物体的转动方面,并且可以延伸到量子力学、原子物理以及天体物理等方面。角动量这一概念范畴系统的介绍的力矩、角速度、角加速度的概念,并且统筹的联系到质点系、质心系、对称性等概念.本文主要对角动量守恒定律和其应用进行论述。对定律本身进行了简略的阐述,并就其守恒条件及其结论进行了定性分析。 正文: 大家也许小时候都有过一个疑问:人们走路的时候为什么要甩手呢?为什么如果走顺拐了会感觉特别别扭呢?一个常见的解释是,为了保持身体平衡。这种解释了和没解释没什么区别的答案是永远正确的,问题是甩手到底是怎么保持身体平衡的? 原来这一切都是我们大学生所熟知的角动量以及动量守恒的原因,很神奇的是原来用动量守恒可以解决很复杂的问题,但是却用了最简单的方法。 1.角动量:角动量也称为动量矩,刚体的转动惯量和角速度的乘积叫做刚体转动的角动量,或动量矩,单位千克二次方米每秒,符号kgm2/s。角动量是描述物体转动状态的物理量。对于质点在有心力场中的运动,例如,天体的运动,原子中电子的运动等,角动量是非常重要的物理量。角动量反映不受外力作用或所受诸外力对某定点(或定轴)的合力矩始终等于零的质点和质点系围绕该点(或轴)运动的普遍规律。物理学的普遍定律之一。质点轨迹是平面曲线,且质点对力心的矢径在相等的时间内扫过相等的面积。如果把太阳看成力心,行星看成质点,则上述结论就是开普勒行星运动三定律之一,开普勒第二定律。一个不受外力或外界场作用的质点系,其质点之间相互作用的内力服从牛顿第三定律,因而质点系的内力对任一点的主矩为零,从而导出质点系的角动量守恒。W.泡利于1931年根据守恒定律推测自由中子衰变时有反中微子产生,1956年后为实验所证实。角动量是矢量,角动量 L=r×F=r×Fsin 2.力矩:在物理学里,力矩可以被想象为一个旋转力或角力,导致出旋转运动的改变。这个力定义为线型力乘以径长。依照国际单位制,力矩的单位是牛顿-米[1]。 3.作用力矩和反作用力矩:由于作用力和反作用力是成对出现的,所以它们的力矩也成对出现。由于作用力与反用力的大小相等,方向相反且在同一直线上因而有相同的力臂,所以作用力矩和反作用力矩也是大小相等,方向相反,其和为零。 3.角动量守恒定理: 在不受外界作用时,角动量是守恒的。角动量守恒是跟空间各项同性有关系的,也就是说空间的各个方向是没有区别的,这叫做物理定律的旋转不变性,由这种不变性,在理论上,可以得到角动量守恒。动量守恒是跟空间均匀性相关的,也就是说物理定律在各个地方是一样的,地球上的物理定律跟月亮上的物理定律是一样的,这叫做空间平移不变性,由空间平移不变性,可以从理论上推导出动量守恒。另外,还有能量守恒是跟时间平移不变性相关的,也就是说,过去,现在和未来物理定律是一样的话,就有这么一个量,叫做能量是守恒的。所有这些,

大学物理实验小论文

用稳恒电流场模拟静电场 赵文梅(2011104155) 楚雄师范学院楚雄市 651600 摘要:学习用稳恒电流场模拟静电场的原理和方法,加深对静电场性质的认识,掌握静电场的描绘方法。关键词:导电介质;稳恒电流场;静电场。 By the steady current field simulating electrostatic field Zhao Wenmei 2011104155. Chuxiong Normal University 651600 Abstract: To study the steady current field simulating electrostatic field theory and methods, to deepen the understanding of the nature of the electrostatic field, electrostatic field description method of master. Key words: conductive medium; steady current field; electrostatic field. 中图分类号:O441 文献标识码:A 引言:理论上常用电场E和电位V来描述静电场。用电位V的分布来描述静电场便于测量和计算。对于一些简单的带电体,或一些具有某种对称性的带电体,其电场的分布可用电场的叠加原理、电势的叠加原理和高斯定理等求出。而对于无对称性的、不规则的带电体的电场,用理论计算就显得很繁杂。为了克服上述困难,一般采用一种间接的测定方法—模拟法。所谓模拟法,就是根据导电介质中稳恒电流场与电介质中的静电场的相似性,用稳恒电流场来模拟静电场。 1.模拟法要求俩个场的类比物理量需要满足俩个条件 (1)在所考虑的区域内,俩者遵从的物理规律有相似的数学形式。 (2)俩者的边界条件相同或相似。 静电场和稳恒电流场本是俩种不同性质的场。在一定条件下,它们具有某些相似性,因而测出稳恒电流场的电位分布,就可知道与之相似的静电场的分布情况。 2.实验原理 2.1静电场与稳恒电流场 模拟法的基本思想:仿造另一个场(称模拟场),使它与原来的静电场完全一样,当探

大学物理结课论文

大物 结课 论文光现象————地磁场对生命的保护摘要:我们知道, 空气、阳光和水是生命的三大要素. 但是, 除了这些基本的要素之外, 对于生命的发生和发展, 还有一个几乎与此同样重要,对我们经常起作用, 然而我们又无法直接感到的重要因素, 这就是围绕着我们的地磁场,在浩瀚的宇宙中,地球有幸成为生命的摇篮,依仗于地球生成后的宙境和地理环境,众多的物理因素构建了生命物质的存在条件,也为地球生命提供了保护伞,它有效地削弱宇宙射线对生命的伤害,功不可没。关

键字:保护作用、地球磁场、生命、健康极光是出现于星球的高磁纬地区上空,是一种绚里多彩的发光现象。极光是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,在地球南北两极附近地区的高空,夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极被称为南极光,在北极被称为北极光。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。 无处不在的地磁场影响着我们生活,地球是个富有生命力的星球,它以各种各样的形式释放着内部的活力。地磁场是地球最基本的物理场,地磁场似乎很深奥,感觉不到它与人类有什么关系的确,它不像空气和水对于人是那么习以为常。没有空气、水,或者空气、水被污染了,人们马上就有感觉。实际上,地磁场也像空气一样,人人都生活在其中。地磁场与空气的差别最显著之处是它不仅存在于地球表面及其周围,而且存在于地球内部和遥远的太空。如同空气一样,地磁场也随时问和空问的变化而变化,只不过它的变化极其缓慢,往往被人类忽视。古代中国人和希腊人

最早知道天然磁石具有吸引力的性质。研究了磁石对生命健康的作用,古代枕磁枕百年耳不聋。地磁场在地球表面形成的磁层除了能保护地球的大气层不被太阳风吹走, 从而挡住大部分宇宙射线和电磁辐射,造成地球上生命发生和发展的特定生态环境外, 地磁场还直接作用于生物机体的内代谢过程。 在地质历史上地磁场层多次发生倒转(即南北极翻转)。在极性转向时期,地磁场强度随之减弱失去对大气层的保护作用。这时不仅大气质量大量丧失, 臭氧层也遭到更大的破坏,难以屏蔽大量有害宇宙射线的辐射。这就是地质历史上多次生物群体大规模灭绝都发生在地磁场倒转时期的重要原因。一个值得注意的变化是,近百年来地磁偶极矩减少5 % ,如果保持这个下降势头, 再过2 0 0 0 年地磁场将完全消失。近期的究结果证明,南极上空臭氧空洞的扩大和臭氧量的减少, 可能是地磁俩极矩长期减少的一个直接结果,应该引起世人的注意。 我们知道呼吸作用是由于红细胞在血浓循环过程中,将氧气送到组织,把二氧化碳带到肺部

大学物理实验小论文之令狐文艳创作

大学物理实验小论文 令狐文艳 班级姓名学号 摘要:主要介绍我在本次大学物理实验中获得的知识与体会。关键词:认识体会数据处理总结 一、对大学物理实验的认识 大学物理实验是非常重要的基础课,其目的是培养我们掌握实验的基本理论、方法和技巧;培养我们严谨的思维能力和创新精神,特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力;培养严肃认真的工作作风和科学态度。对于我们将来独立从事实际工作是十分有必要的。 二、大学物理实验中的体会 1、养成实验前预习的好习惯。 实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习,收获的更多、掌握的更多。根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确的操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后写预习报告,包括目的,原理,仪器,操作步骤等。

2、上课时认真听老师做讲解,切记老师所讲的重点内容。 记下老师实验指导的内容有助于自己实验时避免犯错及实验报告的书写。 3、大学物理实验培养了我做事的耐心与细心。 课堂操作时需要严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的记录,则要求我们要有原始的数据记录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。 4、培养自己的动手能力。 现在,大学生的动手能力越来越被人们重视,大学物理实验正好为我们提供了这一平台。每个实验我都亲自去做,不放弃每次锻炼的机会。 三、大学物理实验数据处理 1、作图法 选取适当的自变量,通过作图可以找到反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。 描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,

[中学]大学物理演示实验心得论文

[中学]大学物理演示实验心得论文大学物理演示实验心得 在本学期的演示实验课中,我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西。在实验课上,老师给我们认真的讲解实验原理,让我们通过奇妙的物理现象来感受伟大的自然科学的奥妙,老师向我们展示了一些很新奇的仪器和实验,我们都带着好奇心仔细的观看了每一个实验,并亲手操作了部分实验,一些看似不正常的现象都能用科学的自然知识来解释~ 实验物理和理论物理是物理学的两大组成部分,其发展共同形成整个物理学史的前进足迹,二者相互促进、共同发展。当实验物理中有新的发现、出现新的结果时,就会激励和促进理论物理研究出现新的模型、理论,使人类对自然规律的探索向广深推进。大学物理演示实验更是激发了同学们的试验兴趣和热情,通过奇妙的物理实验增进我们的理论学习~在演示实验课上,一些奇妙的实验引起了同学们的极大兴趣,如:磁悬浮列车,锥上滚,人高压带电却安然无恙,人在转盘上伸开手臂转速减慢…… (—)锥体上滚实验. 操作:将锥体滑滚移到导轨较低的一端,再放开双手,锥体将会自动上滚。说明:这个实验是由一个锥体和两根互成角度同时又与水平面成一定角度的导轨组成的,因此,从表面上看,物体是由低向高运动,但这其中锥体的形状以及导轨高低不等给人造成了一种错觉,实际上锥体的重心自始至终还是在下降。原理:物体在重力场中因受到重力和地球引力的作用而会自然降低重心位置。 (二)转盘加减速实验. 操作:人坐在转盘的椅子上,双手拿一个重锤,当伸开手臂时转盘转

速减慢,当手臂收回时,转盘转速又增大。原理:角动量守恒定律。说明:当手臂收回时可知转动惯量变小,根据角动量守恒定律可知角速度增大,所以转盘的转速增大。 (三)磁悬浮列车. 操作:1、模型放在液氮中浸泡一定时间(约3分钟),使里面的超导材料由正常态转变为超导态。(超导态就是电阻率为零的状态). 2、将列车放置在磁轨道上,轻轻推动一下列车,给它一初速度,列车便沿着轨道无摩擦地运动起来。实验现象:列车悬浮并沿轨道前进。说明:磁悬浮列车实验是同学们最感兴趣的实验之一,因为磁悬浮列车与当今的其他高速列车相比具有无比比拟的优点:由于磁悬浮列车是轨道上行驶,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,成为“无轮”状态,故其几乎没有轮、轨之间的摩察,时速高达几百公里。2悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低,其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一。3 噪音小,当磁悬浮列车时速达300公里以上时,噪声只有656分贝,仅相当于一个人大声地说话,比汽车驶过的声音还小;4由于它以电为动力,在轨道沿线不会排放废气,无污染,是一 种名副其实的绿色交通工具。 …… …… 本学期的大学物理实验课程结束了,这是一个充满特色的课程,是我进入大学以后给我印象最好的一门课程。他给我的感觉是能为自己创造一种独立的环境,在没有其他人的干扰,更不会有什么人代替你做一些工作的情况下来做一些事情。实验中遇到的问题也要自己尽量解决。每次实验之前我们都要做好预习工作,这是与其他课程不同的地方。每个实验中我都会遇到许多麻烦,突破这些问题的阻碍,完成实验的任务给我带来成功的喜悦。在课程结束后期的物理演示实验更是增大了我对物理实验的兴趣,

物理结课论文

(一)广义惯性使牛顿力学进化 爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈"弯"路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性,由此"广延性"再往前走一步,就是文中说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此"压强梯度"表现为"胁强"),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质。于是,"万事俱备",只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把"重性"也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在"重力"方面。"引力"是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有"力"的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成

的重力场涵义需要改变)有"能"的关系。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是,广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性(也就是"自圆其说")。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然,更没有质量的第三个属性--产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间,也有其对应的经验事实,即具有重力场的质量部分的天体,一般都具有密度及压强(也有温度及磁场因素)与中心距离近似反比分布(中聚度)的现象。同时,其现象也表明了这个天体(中心物体)的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。 (二)牛顿力学 为什么人们回避牛顿第二定律中的"力"(外力)的反作力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力--惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能"自圆其说"的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其"外力"担当"广义"的力的重任。"力是物体加速运动的原因"这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是"绝对"的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体"自由"或有阻力的"不自由"的加速运动,也

大学物理展示实验小论文

第一节物理实验课的课堂上,在老师的带领下,参观并了解了一些有趣的物理实验,那些魔术一样的实验为我们推开了神奇的物理世界的大门,物理的奥妙第一次如此清晰的展现在我们面前,激发了我们对物理的兴趣及探究。下面是两个我印象颇深的实验。 一.辉光球 人们更多的称之为魔球。用手指轻触玻璃球的表面时,球内产生彩色的辉光。这其实是气体分子的激发、碰撞、电离、复合的物理过程,玻璃球内充有某种单一气体或混合气体,球内电极接高频压电源,手指轻轻触摸玻璃球表面,人体即为另一电极,气体在极间电场中电离、复合、而发生辉光。所以辉光球发光是低压气体(或叫稀疏气体)在高频强电场中的放电现象。在自然界中这种现象也是存在的,北极光就是一种辉光。 在通常情况下,气体中的自由电荷极少,是良好的绝缘体。但在某些外界因素(如紫外线、X射线以及放射线的照射,或者气体加热)的作用下,气体分子可发生电离,气体中出现电子和离子,这时在外电场作用下,电子和离子作定向漂移运动,气体就导电。通常把气体放电粗分成两种类型:依靠外界作用维持气体导电,且外界作用撤除后放电即停止的,称为气体的被激导电;不依靠外界作用,在电场作用下能自己维持导电状态的,称为气体的自激导电。 辉光放电是低压气体中伴有辉光出现的自激导电。 气体的导电规律,在充有气体的密封玻璃管内装有两个电极,把它们与电源的正负极相连,并逐渐增加电压。当电压V较小时,电压V与电流强度I的关系服从欧姆定律。当V增加到关系曲线中的中间段时,电流达到饱和值。如果电压继续升高,电流又随着电压的升高而升高。在这一阶段中,因为电子与正离子在分别向阳极和阴极运动的过程中获得了较大的动能,当他们与中性分子碰撞时,足以使中性分子电离,从而产生出新的电子和离子。上述的导电过程都是必须依赖于外界的电离作用而维持的,属于气体被激导电。当两电极间的电压进一步增加到D时,电流将突然增加,同时极间电压突然下降。这是因为产生了雪崩式的碰撞电离。此时即使撤去外界的电力作用,导电过程仍然继续进行,这种现象称为气体的自激导电。 在气体自激导电时,往往伴有发声、发光等现象。当气体由被激导电过渡到自激导电时,我们说气体已被击穿或已被点燃。使气体击穿的最小电压D称为击穿电压。气体击穿后,由于气体的性质、压强、电极的形状和距离、外加电压以及电源的功率的不同,而可能采取辉光放电、弧光放电、火花放电及电晕放电等形式。 辉光放电在日常生活中也有极大的应用,如霓虹灯,日光灯等等。 二.磁悬浮地球仪 它是利用电流磁效应使地球仪漂浮在半空中。地球仪顶端有一个磁铁,圆环形塑胶框内部顶端有一个金属线圈,金属线圈通过电流就会成为电磁铁。电磁铁与地球仪顶端磁铁间的吸引力可抵消地球仪所受重力,因此地球仪可漂浮在半空中。用手轻轻触碰地球仪使其偏离平衡位置,手移开后地球仪仍可回到平衡位置不至掉落,这是利用负反馈机制。 地球仪底端也有一个磁铁。塑胶框内部底端有一个霍尔侦测器,可侦测地球仪底端磁铁的磁场变化。地球仪偏离平衡位置时,霍尔侦测器侦测到地球仪底端磁铁的磁场变化,便会产生一补偿电流。补偿电流流到塑胶框顶端金属线圈时,金属线圈磁场增加,可将地球仪拉回平衡位置。轻轻转动地球仪便可持续不停转动,这可以用惯性原理(说得深入一点,依据动量守恒原理)解释。地球仪所受到的外力总和为零,因此会以固定速率沿固定方向转动。 在国内,磁悬浮列车就是对磁悬浮技术的一种成熟应用。 通过这次演示实验课,看过那些让我们深深为之着迷,百思不得其解的实验,激发了我们对未知知识的探究,并折服于那些变幻无穷的自然现象,第一次感受到物理的博大与奥妙。

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