大物实验论文
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大学物理演示实验论文学校:沈阳化工大学学院:化学工程学院专业:资源科学与工程班级:1101班日期:2012年5月19日星期六研究课题:离心力在生活中的应用 摘要:在惯性参考系中,做圆周运动的任何物体都要受到向心力=F ma 向的作用,它使物体的运动方向发生改变,所受力的方向指向圆心,假如有一质量为m ,绕半径为R 的圆周以线速度v (角速度w )做圆周运动,则其物体所受的向心力的大小为22==v F ma m mRw R向方向指向圆心。
任何事物都有其两面性,因此它在生活中既有利也有弊,所以我们要充分利用其有利的部分,尽量减少其有害的部分,有时弊也会对人们有利,让更多的为人们提供便利造福人们。
关键字:圆周运动 应用 生活 利弊演示目的:演示惯性离心力的效应及其应用。
演示装置:离心力演示仪。
演示原理:在惯性参考系中,任何一个做圆周运动的物体都要受到向心力的作用,向心力是一种效果力,它既可以由某个力单独提供,也可以是多个力的合力提供,它是迫使物体的运动方向发生改变的力,若物体的质量为m,绕半径为R的圆周以速度v(或角速度w)做圆周运动时,其向心力的大小22vF m mRwR==,方向指向圆心。
在本实验中做圆周运动的是弹性圆环,当整个圆环绕其直径做圆周运动时,由2F mRw=可知,在圆环的“赤道”区域,因为做圆周运动的半径最大,所以其惯性离心力也是最大,在两极无惯性离心力,随着圆环转速加快,作用在圆环上的惯性离心力迫使环壁往外拉,圆环克服弹性圆环的弹性力逐渐变扁,圆环停止转动后,由于不再受惯性离心力,于是在弹性力下恢复原状。
离心力在生活中的应用:(1)离心力在天体现象的解释离心力是人们长期以来被人们误解而产生的一种假象力,因为无法找到施力物体,背离了牛顿第三定律,当物体做圆周运动时,类似于有一股力作用在离心方向,离心力就是物体在圆盘上旋转产生背离圆盘中心的力,洗衣机的脱水桶就是使用离心力的作用原理。
离心力F ma=,离心力是在两种条件下产生的,是由物体的惯性运动力和中心束缚力交织在一起产生的,摆脱中心束缚力的物质便离心而去。
大学物理实验论文(5篇)高校物理试验论文(5篇)高校物理试验论文范文第1篇物理学是一门试验科学,物理试验是物理学进展的基础。
也可以说是“系统工程”,它集力、热、声、光、电于一体。
高校物理试验作为一门独立设制的课程,是同学动手、观看、制造思维、处理数据、总结写作等综合力量提高的过程,有着其他课程不行替代的作用。
因此不能教条学习,只是简洁地照猫画虎,测几组数据。
应使知其然,还能举一反三,循序渐进。
要在全学年试验中,致使综合力量有全面“质”的飞跃。
只有这样才能真正起到熬炼实效,这就要求试验老师在每个试验过程中乐观引导同学的学习欲望。
2利用物理学史激发同学的爱好光学是讨论客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析讨论,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。
当时物理学领域内成就最大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。
《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)“光学”还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占据先的地位。
《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,似乎箭矢一样(“光之人,照若射”),通过精细的观看试验发觉,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。
墨家依据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。
在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬依据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。
在教学中我们感到,上试验课缺少足够的时间,应当将试验仪器的一些改进通过演示,使同学明白其有用与便捷。
而我们只能见缝插针,简洁叙述。
例如:在薄透镜测焦距的试验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。
共轭法测焦距,要求同学们在观看到大小两个像,我们说这叫“大像追小像”,追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否“同轴等高”。
关于自制啤酒瓶盖转动的的浅层次探索实验班级:2010091 学号:20102126 姓名:程阳引言:大学物理实验给我留下了深刻的影响,它虽然有些枯燥,很多同学并不喜欢它,但是它巩固了我们的理论知识,加深了我们对日常现象规律的思考。
每一次的物理实验,我都用心了,虽然失败过,但是从中锻炼了自己的动手能力与操作能力。
想起来写这个实验,归根于物理实验课中《驻波》那一节弦线上相干波所舞出的画面,它跟我幼年玩的一种装置:在啤酒瓶盖上穿孔,用线穿起来让它旋转过程中线所产生的非相干波类似,具体如下。
实验课题:自制啤酒瓶盖转速浅层次探索实验目的:1.了解啤酒瓶盖转动的原理和特点;2.运用平时所学实验操作知识,探索未知的装置的原理,找出自己的不足;3.锻炼自己的动手操作能力和处理困难的能力。
实验原理:如上图所示,半径为R的啤酒瓶盖的简易手绘装置图,以O为圆心,与O距离为r处对称的作两个大小适宜的孔P1和P2,用一根线穿过其中一个孔并反方向再穿过另一个孔,再将线头两端连接起来,这样基本装置就完成了。
用双手拉着线的两端,使啤酒瓶盖处于正中央附近即可。
用双手绕线数圈(顺时针或者逆时针均可),然后来回扯放线的两端,这样啤酒瓶盖就顺利的转动起来了。
在这个过程中,人做功的机械能首先转化为线的弹性势能储存起来,还有少量啤酒瓶盖的动能,当来回扯线的两端时,线的弹性势能完全转化为啤酒瓶盖的转动动能,此时啤酒瓶盖的转速w最大。
如果停止扯动,啤酒瓶盖将受到线的约束,转动动能转化为线的弹性势能再次储存,弹性势能最大时,瓶盖动能最小,然后线的弹性势能又往瓶盖动能转化。
在人的反复扯放过程中不断对线和瓶盖系统做正功,所以根据人做功的大小,瓶盖会有不同程度的转动动能。
具体实物图如下:实验器材:大小相同的啤酒瓶盖,直径约为1~1.5毫米的棉线或者其他合理的线也可。
实验内容:⑴取大小相同的瓶酒瓶盖6个,用几何的方法确定瓶盖的中心点O,并在各个瓶盖与O 距离4mm处对称的穿两个大小适宜的孔,略大于线的直径即可。
物理实验设计论文(5篇)物理试验设计论文(5篇)物理试验设计论文范文第1篇一、试验设计教学的必要性1996年上海高考第四(5)题要求测定陶瓷管上匀称电阻膜的厚度,就属于设计型试验.但由于题目给出了全部试验器材和全部相关量,使试验定位在电阻或电阻率的测定上,又大大降低了试验难度,只属于局部设计型试验.无论命题者出于何种考虑,设计型试验究竟半遮半掩地消失了,这多少给教学工提了个醒.1.从小处着眼,加强试验设计教学上海作为高考改革的试点城市,其胜利的改革将为全国高考供应可能的改革方向,甚至一些新奇的题型和情境,都可能为全国高考所借鉴.如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一(5)题脱胎而来的.无疑上海高考关于试验设计的考查是又一个胜利的改革举措,极有在全国推广的价值.而物理《考试说明》中要求“会用在这些试验中学过的试验方法”,也为试验设计的考查在全国的推广供应了可能.2.从大处着眼,加强试验设计教学闻名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中,曾严峻指出:“今日我们科学界有一个弱点,这就是思想不很活泼,这或许跟大家过去受的教育有肯定关系……”我们经常教育同学“应当……”“必需……”;我们的考试题目经常不惜笔墨描述背景、附加条件,最终只有一个小小的空格“是……”.这样培育选的人才在学校是好同学,步入社会是好职员,大脑中只是机械地跳动着两个问题:“你要我做什么?你要我怎么做?”工作经常:“完成”的相当美丽,但思想僵化,毫无创见.这正是我们的悲伤!长期以来的这种教育选拔模式,致使我们现在仍只能在很羞怯地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与骄傲!思想不活跃,是由于我们给了同学太多的“必需”的限制;思想僵化,是由于我们留给同学太少的“可能”的余地.试验设计的教学,正是活跃思想,培育力量的一种好方法,授以试验的基本方法,让同学自己去考虑有哪些可能的做法,自己会怎么做.二、试验设计的基本方法1.明确目的,广泛联系题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探究什么规律,这是试验的目的,是试验设计的动身点.试验目的明确后,应用所学学问,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中消失过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系.对于测量型试验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型试验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的;对于探究型试验,在相应的物理现象中,涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的.举例来说,要测定地球表面四周的重力加速度,我们就应检索:在所学学问范围内,哪些内容涉及到重力加速度,它与其他物理量有何定量关系,并一一排列出来:(1)在静力学中,静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力,即T=N=mg.若T(或N)和m能测出,则重力加速度g可测定.(2)在超重或失重(但不完全失重)系统中,F-mg=±ma.若F、a 和m可测出,则重力加速度g可测定.(3)在运动学中,物体从光滑斜面上由静止下滑,s=12gsinθt2.若s、θ和t可测定,则重力加速度g也可测定.(4)在运动学中,物体从粗糙斜面上由静止下滑,s=12(gsinθ-μgcosθ)t2.若s、θ、μ和t可测,则重力加速度g也可测定.(5)自由落体运动中,h=12gt2.若h和t可测出,则重力加速度g 也可测定.(6)用重力加速度测定仪测定.(7)在平抛运动中,竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δy=gt2.若Δy和t可测,重力加速度g同样可以测出.(8)在斜抛运动中,水平射程可以表示为x=v02sin2θ/g.若x、v0和θ可测出,则重力加速度g也可测出.(9)单摆做简谐振动时,其周期可以表示为T=2πl/g.若T和l可测,则g可测.(10)在焦耳测定热功当量的试验中,若能测出水的质量和上升的温度,算出水增加的内能,再测出重物的质量和下落的高度,同样可测定重力加速度.(11)带电粒子在的匀强电场平行板电容器中平衡时,mg=qU/d.若U、d和带电粒子的荷质比(q/m)可测定,则g可测出.(12)假设一物体在地球表面四周绕地球做圆周运动,mg=GMm/R2,g =GM/R2.…………2.选择方案,简便精确对于每一个试验目标,都可能存在多条思路、多种方案.教材中关于某个试验目标的试验方案,也只是众多方案中的一种,而且不肯定是最好的一种,而只是较可行的一种.那么在众多试验方案中,我们应如何选择呢?一般来说,选择试验方案主要有三条原则:(1)简便性原则即要求所选方案原理简洁、操作简便,各量易测.应尽量避开实施那些原理简单、操作繁琐和被测量不易直接测量的试验方案.(2)可行性原则试验方案的实施要平安牢靠,不会对人身和器材造成危害;所需装置和器材要易于置备,不能脱离实际,不能超消失有条件.(3)精确性原则不同的试验方案,其试验原理、所用仪器以及试验重复性等方面所引入的误差是不同的.在选择方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的试验方案.以上三原则通常要综合考虑.在前述方案中,方案(1)中常用的测力计误差较大;(2)中F和a均不易测定;(3)中θ和t不易测定且难以保证斜面足够光滑;(4)中θ、t和μ均不易测定;(5)中若用秒表计时人为因素较大,若用打点计时器计时,纸带受振针阻力与通常小物块所受重力相比不能忽视;(6)中仪器先进但一般中学没有;(7)中若用闪光照像技术则是一种好方案,但设备和技术都达不到要求,若用平抛运动的讨论方法误差较大;(8)中θ和v0的测量难度较大;(9)中相对而言较切合中学实际;(10)中需测定的物理量多且很难实行绝热措施;(11)中学阶段不易测定荷质比;(12)只是一个思想试验,无法付诸实践,但可估算,代入数据得g =9.857m/s2,与标准值9.81m/s2只相差4.8.综上所述,中学阶段通常采纳单摆法测定重力加速度.3.依据方案,选定器材试验方案选定之后,考虑该方案需要哪些装置,被测量与哪些物理量有直接的定量关系,这些物理量分别需用什么仪器来测定,从而确定整个试验需要哪些器材.在“用单摆测定重力加速度”的试验中,是利用单摆装置来进行试验的,故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆.重力加速度可表示为g=4π2l /T2,周期需用秒表测定;摆长l是从悬点到摆球中心的距离,因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度l和摆球直径d.从试验原理表达式可以看出,试验与摆球质量无关,故毋需使用天平.当然,从试验便利性和精确性角度考虑,还需对所选器材作进一步要求,以期把系统误差降到最小.如上述器材中,摆线的伸缩性和质量应较小,摆球的质量应较大.摆线伸缩性大,其长度会随拉力变化而变化;摆球与摆线质量相差越小,系统(摆线和摆球)质心偏离摆球中心越远,误差就越大.为了便于观看,摆球振动的路径宜长,但又要确保单摆做简谐振动,故摆线宜长些,常取1米左右.4.拟定步骤,合理有序试验之前,要做到心中有数:如何组装器材,哪些量先测,哪些量后测,应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的试验步骤.对一些可直接测量的物理量,可先行测量;对需通过试验装置才能测定的物理量,须先组装器材,再进行试验、观看和测量.在“利用单摆测定重力加速度”的试验中.原理表达式g=4π2l/T2中的l和T分别为单摆的摆长和单摆做简谐振动的周期.因此应先组装单摆,再测定摆长,最终让单摆做简谐振动,测定周期T.依据所测数据计算出重力加速度g的值.至于过程细节不再赘述.5.数据处理,误差分析高考对此要求不高,但常用的数据处理和误差分析的方法还是应当把握,在设计试验时也应予考虑.三、建议物理试验设计论文范文第2篇。
大学物理演示实验小论文力学部分1.滚摆一、演示目的1.通过滚摆的滚动演示机械能守恒;2.演示滚摆的平动、转动动能之和与重力势能之间的转换。
二、原理重力作用下滚摆的运动是质心的平动与绕质心的转动的叠加,其动力学过程的计算可用质心运动定理和质心角动量定理。
滚摆的受力如图1所示,其动力学方程组如下:解得滚摆从静止开始下落,下落高度为h.质心平动动能为:绕质心转动动能为:总动能为:由此可知,重力势能变成了质心的平动动能与绕质心的转动动能,总机械能守恒。
三、装置滚摆四、现象演示1调节悬线,使滚摆轴保持水平,然后转动滚摆的轴,使悬线均匀绕在轴上(绕线不能重叠)。
当滚摆到达一定高度,使轮在挂线悬点的正下方,放手使其平稳下落。
2在重力作用下,重力势能转化为轮的转动动能。
轮下降到最低点时,轮的转速最大,转动动能最大;然后又反向卷绕挂绳,转动动能转化为重力势能,轮的转速减小,位置升高。
如此可多次重复直至停止。
五、讨论与思考:1分析滚摆下落速度(平动)与位置高度的关系;2分析滚摆上下平动的周期与轴径的关系;3分析滚摆上下平动的周期与滚摆质量的关系;4分析滚摆上下平动的周期与滚摆转动惯量的关系。
2.茹科夫斯基椅一、演示目的定性观察合外力矩为零的条件下,物体系统的角动量守恒。
二、原理质点系绕定轴转动时,若其所受到的合外力矩为零,则质点系的角动量守恒,L=Jw=恒量。
因为内力矩不会影响质点系的角动量,若质点系在内力的作用下,四、现象演示3.进动一、演示目的演示旋转刚体(车轮)在外力矩作用下的进动。
二、原理若一个物理矢量的变化率矢量总是垂直于该物理矢量且其大小保持不变时,则此物理矢量将总是改变方向而不改变大小,也就是说它将做进动。
若G矢量为常矢量,则形如的方程称为进动方程。
因为G矢量与A矢量的叉乘所得矢量总与A矢量相垂直,且它又是A矢量的变化率,因此A矢量总是在改变方向而保持大小不变,A矢量的改变方向使以同样的方式在改变方向,结果则是A矢量绕G矢量做进动,如图1。
大学物理论文大学物理论文2000字(通用12篇)大学物理论文篇1摘要:就近年来从事大学物理教学的体会,探讨大学物理教学中若干问题,并提出相应的应对策略,期望对改进大学物理教学,提高教学质量能起到抛砖引玉的作用。
关键词:物理论文一、前言大学物理课程是高等理工科院校学生的必修基础课程,也是作为接受系统实验方法和实验技能训练的开端。
它能够培养出学生严谨的治学态度、能够使学生的创新意识得到活跃、也能够使他们在适应科学发展的综合能力等方面得到显著的提高,是其他实践类课程不可替代。
因此,对当代大学生来说学好大学物理是非常的重要。
随着现代科技的发展及应用,也意识到大学物理课程教学质量的提高在提高本科教学质量中巨大作用,就是要加强对大学物理教学的探讨。
二、大学物理教学中出现的若干问题1、理论课授课方法单一在现在,最常见的授课方法有两种:多媒体教学和板书教学。
已经有很多教师意识到将两者进行结合才能够达到最好的教学效果。
然而,无论何种方式被采取,很多教师都早已习惯了针对大纲的知识点进行逐一地讲解,甚至还将大量的时间花费在讲解习题上。
课堂枯燥无味却没有探索其它的方式来进行授课。
2、学生没有端正学习的观念尽管大学物理作为一门公共基础必修课,是普通高校理工科各专业都要开设的,然而除了那些与物理学专业相接近的专业的学生在学习大学物理时会下功夫之外,而其他专业的学生则是为了来完成任务、应付考试而来学习大学物理,更有甚者,有些学生根本没有能力去完成自己的大学物理考试。
他们由于没有学习大学物理的动力及兴趣,使得有一定难度的大学物理在他们的心里变得更加是难学,对他们来说是难上加难,所以很多学生是抱着消极的态度来对待大学物理的学习。
在通常情况下,他们不愿意将上课讲过的课程内容进行复习,更不愿意继续探讨上课时没有弄懂的问题,为了完成作业而进行抄袭,也是一种十分普遍的现象。
更有甚者,有些学生在考试前也不愿意进行认真的复习备考,也没有把大学物理的学习当作自己的学习任务,甚至还有些学生抱着侥幸的心理来对待大学物理考试。
一、实验目的1. 了解气体分子的激发、碰撞、电离、复合的物理过程。
2. 了解低压气体中伴有辉光出现的自激导电现象。
3. 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。
二、实验原理实验装置中,球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等),玻璃球中央有一个黑色球状电极,球的底部有一块震荡电路板,使产生高压高频电压并加在电极上。
通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。
三、实验装置1. 辉光球装置:包括玻璃球、电极、震荡电路板、电源等。
2. 电流表:用于测量实验过程中的电流。
3. 电压表:用于测量实验过程中的电压。
4. 稳压电源:为实验提供稳定的电压。
四、实验步骤1. 实验前,连接好电源,确保实验装置正常工作。
2. 闭合辉光球前面板上的开关,观察现象。
3. 调节强度旋纽,观察不同电压下辉光球的现象。
4. 记录不同电压下辉光球的亮度、形状等特征。
5. 用手触摸球中央的电极,观察人体作为另一电极时,球周围的电场、电势分布的变化。
6. 记录人体触摸电极时的辉光现象,如亮度、形状、移动等。
7. 分析实验数据,总结实验结果。
五、实验现象及数据分析1. 实验过程中,随着电压的增加,辉光球的亮度逐渐增强,形状也逐渐变大。
2. 当用手触摸球中央的电极时,人体作为另一电极,球周围的电场、电势分布不再均匀对称,气体在这两极间电场中电离、复合,而发生辉光。
3. 触摸电极时,辉光在手指的周围处变得更为明亮,产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲。
根据实验现象,分析如下:1. 辉光球在高频强电场中,由于电场强度的增加,使得气体分子更容易被激发,从而产生辉光。
2. 当人体触摸电极时,人体作为另一电极,导致球周围的电场、电势分布发生变化,使得气体分子在电场作用下更容易电离、复合,从而产生更明显的辉光。
六、实验结论1. 辉光球在高频强电场中,由于电场强度的增加,使得气体分子更容易被激发,从而产生辉光。
大学物理实验论文-------实验心得与体会通过这个学期的大学物理实验,我体会颇深。
首先,我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,学会了基本物理量的测量和不确定度的分析方法、基本实验仪器的使用等;其次,我已经学会了独立作实验的能力,大大提高了我的动手能力和思维能力以及基本操作与基本技能的训练,并且我也深深感受到做实验要具备科学的态度、认真态度和创造性的思维。
下面就我所做的实验我作了一些总结和体会。
自从我第一次上物理实验课的时候我就深深地感觉到物理实验的重要性,因此我每次上课都能全身心地听课,比如说第一次的不确定度等我就比班上其他同学学的要好一点,基本上学会了不确定度的每一步计算、回归直线的绘制以及有效数字的保留等,这也为我以后的实验数据处理带来了极大的方便。
我现在还记得我第一次做迈克尔逊干涉仪实验时我虽然用心听讲,但是再我做时候却极为不顺利,因为我调节仪器时怎么也调不出干涉条纹,转动微调手轮也不怎么会用,最后调出干涉条纹了却掌握不了干涉条纹“涌出”或“陷入个数、速度与调节微调手轮的关系。
测量钠光双线波长差时也出现了类似的问题,实验仪器用的非常不熟悉,这一切都给我做实验带来了极大的不方便,当我回去做实验报告的时候又发现实验的误差偏大,可庆幸的是计算还顺利。
总而言之,第一个实验我做的是不成功,但是我从中总结了实验的不足之处,吸取了很大的教训。
因此我从做第二个实验起,就在实验前做了大量的实验准备,比如说,上网做提前预习、认真写好预习报告弄懂实验原理等。
因此我从做第二个实验起就在各个方面有了很大的进步,实验仪器的使用也熟悉多了,实验仪器的读数也更加精确了,仪器的调节也更加的符合实验的要求。
就拿夫-赫实验/双光栅微振实验来说,我能够熟练调节ZKY-FH-2智能夫兰克—赫兹实验仪达到实验的目的和测得所需的实验数据,并且在实验后顺利地处理了数据和精确地画出了实验所要求的实验曲线。
在实验后也做了很好的总结和个人体会,与此同时我也学会了列表法、图解法、函数表示法等实验数据处理方法,大大提高了我的实验能力和独立设计实验以及创造性地改进实验的能力等等。
大学物理实验课程总结报告摘要:本文共包括两个部分:第一部分主要是对这一年来大物实验的总结以及自己的心得体会;第二部分主要叙述其对光的衍射实验的深入研究。
引言:大学物理实验是一门非常重要的学科。
首先,物理概念的建立、物理规律的发现依赖于物理实验,是以实验为基础的,物理学作为一门科学的地位是由物理实验予以确立的;其次,已有的物理定律、物理假说、物理理论必须接受实验的检验,如果正确就予以确定,如果不正确就予以否定,如果不完全正确就予以修正。
最后对于我们将来独立从事实际工作也是十分必要的,这是大学物理理论课不能做到,也不能取代的。
我将把实验课学到的运用到今后的学习和工作中,不断改进、完善;在此间发现的不足,我将努力改善,通过学习、实践等方式不断提高,克服那些前进的障碍。
在今后的学习、工作中获得更大的收获,在不断地探索中、在刻苦地学习中、在无私的奉献中实现自身的价值!正文:Part Ⅰ:实验心得方面。
通过这个学期的大学物理课实验课程,我体会颇深。
物理实验是物理学习的基础,很多物理实验中我们不只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果。
因为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。
教员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,考验了我们的实际独立动手能力、思维能力以及分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关知识的理解。
比如我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,进行了许多基本操作与基本技能的训练,还学会了基本物理量的测量和不确定度的分析方法、基本实验仪器的使用等,使我深深感受到做实验要具备科学的态度、认真态度和创造性的思维。
总之,通过物理实验课程,获得甚多的心得与体会。
在这学期的大学物理实验课程中,我的收获与心得颇多。
下面说说在做实验时的一些技巧、方法与心得。
第一,养成课前预习的好习惯。
实验时,为了在规定的时间内快速高效地完成实验,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。
大学物理论文大学物理论文范文3000字(通用5篇)大学物理论文篇1摘要:电磁运动是物质的又一种基本运动形式,电磁相互作用是自然界已知的四种基本相互作用之一,也是人们认识得较深入的一种相互作用。
在日常生活和生产活动中,在对物质结构的深入认识过程中,都要涉及电磁运动。
因此,理解和掌握电磁运动的基本规律,在理论上和实际上都有及其重要的意义,这也就是我们所说的电磁学。
关键词:电磁学,电磁运动1、库伦定律17xx年法国物理学家库伦用扭秤实验测定了两个带电球体之间的相互作用的电力。
库伦在实验的基础上提出了两个点电荷之间的相互作用的规律,即库仑定律:在真空中,两个静止的点电荷之间的相互作用力,其大小和他们电荷的乘积成正比,与他们之间距离的二次方成反比;作用的方向沿着亮点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
这是电学以数学描述的第一步。
此定律用到了牛顿之力的观念。
这成为了牛顿力学中一种新的力。
与驽钝万有引力有相同之处。
此定律成了电磁学的基础,如今所有电磁学,第一必须学它。
这也是电荷单位的来源。
因此,虽然库伦定律描述电荷静止时的状态十分精准,单独的库伦定律却不容易,以静电效应为主的复印机,静电除尘、静电喇叭等,发明年代也在1960以后,距库伦定律之发现几乎近两百年。
我们现在用的电器,绝大部份都靠电流,而没有电荷(甚至接地以免产生多余电荷)。
也就是说,正负电仍是抵消,但相互移动。
——河中没水,不可能有水流;但电线中电荷为零,却仍然可以有电流!2、安培定律法国物理学家安培(Andre Marie Ampere,1775—1836)提出:所有磁性的来源,或许就是电流。
他在18xx年,听到奥斯特实验结果之后,两个星期之内,便开始实验。
五个月内,便证明了两根通电的导线之间也有吸力或斥力。
这就是电磁学中第二个最重要的定理“安培定律”:两根平行的长直导线中皆有电流,若电流方向相同,则相吸引。
反之,则相斥。
力之大小与两线之间距离成反比,与电流之大小成正比。
迈克尔逊干涉仪实验的改进及常见问题解决05031301班2013301303马健迈克尔逊干涉仪,由美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作,为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器,它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪,可以产生等厚干涉条纹,也可以产生等倾干涉条纹。
迈克尔逊实验干涉仪实验是普通物理光学中的一个重要实验,重点是让学生掌握仪器的调节观察干涉仪产生的1迈克尔逊干涉仪的实验原理1.1迈克尔逊干涉仪干涉图样并测定氦氖激光的波长图1迈克尔逊干涉仪的光路示意图G1和G:是两块平行放置的平行平玻璃板,它们的折射率和厚度都完全相同,G1背面镀有半反射膜,称作分光板,G2称作补偿板。
M1和M:是两块平面反射镜,它们装在与G1成450角的彼此互相垂直的两臂上。
M:固定不动,M1可沿臂轴方向前后平移。
扩展光源S发出的光束,经分光板分成两部分,分别近于垂直地入射在平面反射镜M1和M:上。
经M:反射的光一部分透过分光板沿E的方向传播,而经M1反射的光则是一部分被反射在E方向。
由于两者是相干的,在E处可观察到相干条纹。
光束自M1和M:上的反射相当于自距离为a 的M1和M,’上的反射,其中M,’是平面镜M:为分光板所成的虚像。
经M上反射的光三次穿过分光板,而经M:反射的光只通过分光板一次,补偿板就是为消除这种不对称性而设置的。
双光束在观察平面处的光程差由下式给定:△=2dcosi式中a是M1和M,’之间的距离,i是光源S在M、上的入射角。
如下图所示,当M:与M1严格垂直,即M,’与M1严格平行时,所得干涉为等倾干涉。
干涉条纹为位于无限远或透镜焦平面上明暗的同心圆环。
干涉圆环的特征是:内疏外密。
由等倾干涉理论可知:当M1, M2‘之间的距离a减小时,任一指定的k级条纹将缩小其半径,并逐渐收缩而至中心处消失,即条纹“陷入”;当a增大,即条纹“冒出”,而且M1与M,‘的厚度越大,则相邻的亮(或暗)条纹之间距离越小,即条纹越密,越不易辨认。
每“陷入”或“冒出”一个圆环,a就相应增加或减少λ/2的距离。
如果“陷入”或“冒出”的环数为N, a的改变量为△a,则Δd=Nλ/2则λ=2Δd/N若已知△a和N,就可计算出λ等倾干涉3等厚干涉等厚干涉当反射镜M1和M,’不完全垂直,致使M1和M,’成一小的交角时,这时将产当光束入射角8足够小时,可由下式求两相干光束的光程差:如果反射镜M,’和M,的距离a很小,满足则这时δ对光程差的影响可忽略不计式(1)成为4=2d(2)即光程差只取决于d,干涉条纹就是几何距离相等的点的轨迹。
因此,这种干涉条纹称为等厚干涉条纹,干涉条纹定域于空气膜表面附近当d较大,倾角8对光程差的影响不能忽略时,一定级次的干涉条纹光程差的变化应为零,于是有(3)由此可见,倾角增大即,倾角对光程差的贡献为负值,只有厚度d的增来补偿,才能使光程差保持常量。
所以条纹逐渐变成弧形,而且弯曲方向凸向中央条纹。
离交线愈远,d愈大,条纹弯曲愈明显。
图为a=o的干涉图像:图3 d=0时的等厚干涉图样2仪器调节改进在大学物理实验中,迈克尔逊干涉仪的调节对于我们来说比较困难,特别是对定域干涉现象的调T}常常不得要领,这里介绍一种快速调节迈克尔逊干涉仪的方法。
2. 1外观调节2.1.1调节迈克尔逊干涉仪的底角螺丝使其水平;调节氦氖激光灯、透镜及迈克尔逊干涉仪的位置,使氦氖激光灯S、透镜L、分光板G1补偿板G2和定镜M:大致在一条直线上,即同轴等高(见图1) o2. 1. 2由于氦氖激光相干长度的限制,应调节粗调手轮移动动镜M上,使动镜M、和定镜Mz到分光板G、的距离大致相等。
2. 2粗调在透镜L上贴一个箭头形状的小纸片,这时在视场中会看到小箭头的三个像。
调节定镜M,后的螺钉,会发现其中有一象为动像,即为定镜M2所反射的像;另外两个为不动像,为动镜M1所反射的像,即定像。
这样,通过调节定镜M,后的螺钉,使动像与右面的定像重合,这时,在视场中若能看到比较粗、比较弯的条纹,则说明动镜M1与定镜M,已经大致垂直。
若看不到条纹或条纹较细。
则需微调粗调手轮,即略微移动动镜M1的位置,然后再重复上述步骤,直至出现较粗、较弯曲的条纹为止。
2.3细调观察条纹的走向,如果条纹是水平走向的,则调节垂直拉簧螺线;如果条纹是垂直走向的,则调节水平拉簧螺丝;如果条纹呈45。
走向,调节水平和垂直拉簧螺丝皆可,通过调节可以使45。
走向的条纹调节到水平或垂直走向,此时即可调节相应的拉簧螺丝,注意要向条纹变粗、变弯曲的方向调节。
通过上述调节,即可以使视场中出现迈克尔逊干涉圆环。
2. 4消除视差若上下左右改变视角可以看到环心处有条纹的“冒出”和“陷入”现象,则说明有视差存在。
其原因为动镜M1和定镜M:不严格垂直。
调节方法是上下改变视角调节垂直拉簧螺丝,左右改变视角调节水平拉簧螺丝(注意一定要微调),直至上述现象消失为止。
此时动镜M、和定镜M,就完全垂直了。
2.5 选择测量区域、测量方向当光程差改变时,将交替出现对比度时大时小的现象。
因而须慢慢转动粗调手轮,选对比度较高而且干涉圆环疏密合适的区域作为测量区域。
选择的测量方向(顺时针或逆时针)应保证对比度较高区域内将所有数据测完。
2. 6调节零点、消除空程将微调手轮沿测量方向旋转至零,然后以同方向转动粗调手轮使之对准某一刻度。
在调整好零点后,应将微调手轮沿测量方向旋转,直至视场中的圆环“冒出”或“陷入”为止,此时空程即已消除。
至此,即完成迈克尔逊干涉的调节,可以进行测量了。
3实验仪器改进3. 1现有实验仪器存在不足“迈克尔逊干涉仪”是普通物理光学教学中的一个重要实验,重点是让学生掌握仪器的调节,观察干涉仪产生的干涉图样并测定氦氖激光的波长兄。
通过我个人及其他同学实验的过程看,造成现有实验难度较大的主要原因有:1为保证干涉图样的正确性和实验数据的准确性,测量中必须保持眼睛位置与干涉环的位置相对固定,记录100个以上连续变化的干涉环,由于视场受外界干扰和学生对目测观测方法的不适应,往往是圆环的变化数还未记录完,眼睛位置就发生了变化,整个记录过程必须重新开始,实验难度较大。
2由于仪器没有相应的参照物,而且干涉圆环受外界因素(震动、微小位移)响变化很快,如何做到4d的变化与N的变化均匀一致,清楚地测视场中心生成的圆环变化数,也是实验的一个难点。
3 .2实验仪器改进该实验在仪器调节和干涉条纹的测量上重复工作使整个实验显得紧张而且效果不好,根据实验原理和特点,笔者查阅资料,在干涉条纹测量等方面提出以下改进方案:1为保持眼睛位置与干涉圆环的位置相对固定,在扩展光源s和分光镜G,之间,分光镜G,和观察者E之问各放置一尖状物,测时始终保持两尖状物之像重合,观测者的眼睛位置固定。
由于有固定物引导,基本上可保证观察过程的连续性。
图4改进后的实验装置示意图2测定圆环变化数目时,用带叉丝的望远镜代替人眼直接观察。
通过望远镜观察干涉圆环,视场更加清晰,减少了外界光源对视场的干扰。
同时,以叉丝为参照物,对圆环中心次级变化计数,计数过程更加准确,提高了读数精确度,减少了由于读数不精确带来的实验误差。
4迈克尔逊实验过程中常见问题及解决方案4. 1调整干涉条纹中的问题迈克尔逊干涉仪的调节是一个细致的工作,实验时间有限,所以就要求学生在短时间内正确快捷地调节出等倾干涉条纹,不过这有一定的难度。
而且物理实验教材中对调节中可出现的情况并无打开激光器光源后,通过调节,一般能在观察详细的叙述和解决办法。
屏中看到干涉条纹,但经常会出现以下情况:(1)观察屏上无完整的干涉图样,只是在屏的边缘有部分弯曲条纹;(2)干涉图样过小,条纹过于密集,无法测量。
(3)无弯曲条纹,干涉图样为直条纹。
第一种情况是由于M}, MZ镜不严格平行导致的,需细调两镜背后螺丝,直至观察屏上出现完整的等倾干涉图样为止。
第二种情况是由于M1镜距离G1板过远或过近,导致空气层的d值过大造成的,可通过调节粗调手轮改变空气层的d值来改变。
第3种情况与第2种情况相反,是由于空气层的厚度过小导致形成了等厚干涉条纹。
4. 2测量氦氖激光波长中的问题:干涉圆环的“陷入”与“冒出”如图1所示,设M1和M2‘分别到G,中点距离为。
干涉圆环有以下特点:1.心处干涉条纹的级次最高,级次k与d的关系为2d=kλ2.d增加时,圆心处干涉条纹级次越来越高,E处可见到圆环一个一个从中心“冒出”;反之,当d减小时圆环一个一个向中心“陷入”。
在实验时,常采用增大d,的方法使干涉圆环“冒出”,但经常出现d1增大而干涉圆环反而“陷入”的现象。
其原因在于d1和d2的大小。
通常教材上所示光路图(如图一所示)d1>d2。
而实际操作中有时d1<d2。
增大d,时d反而减小,使干涉圆环“陷入”而减小d1, d反而增大,使干涉圆环“冒出”无论是“冒出”还是“陷入”都不会影响实验结果,解决办法是用测量手轮调节使d1>d2即可。
4. 3数条纹和测a值过程中需注意的问题实验结束后最终得到的测量结果误差可能会很大,以至达50%以上,这其中一部分重要原因是在数条纹和d值测量时出现了问题。
1)起始位置的选取调出干涉条纹后,通过旋转微调鼓轮可观察到条纹“冒出”和“陷入”的情况。
在测量时,两种情况都是可取的。
本实验需要长时间盯着屏上的干涉图样观察,学生在实验中需要测量的干涉条纹较多,容易因眼睛疲劳视野模糊出现误差,为了有效减轻眼睛的负担,从保护眼睛的角度出发,一般建议选中心为暗斑时作为起始位置开始测量。
2)正确计数在实验中,数准变化的条纹个数对测量结果是很重要的。
以“陷入”情况为例,当调节微调鼓轮时,图样中心明斑暗斑交替出现。
为了容易判断,可以把图样中心对准观察屏上的某个十字交叉点,将初始暗斑半径调至方格边长的一半,当再次出现和初始暗斑一样大小的暗斑时即为变化了一个条纹。
3)螺距间隙误差的影响为了减小误差,测量之前应先连续旋转微调鼓轮,待图样变化均匀后再开始测量。
如想反方向测量,可先转动粗调手轮,再转动微调手轮,待图样同样变化均匀后再开始读数,这样可以避免微调鼓轮的螺距差。
在从0到600环的读数过程中不能反向测量,如果读数过程中因振动而使环数数错,应重新设置起始点,从头测量。
4. 4仪器的影响随着实验仪器的使用率增加,仪器出现松动和磨损较普遍,甚至有的学生在原理不清晰的情况下乱动仪器上的螺丝,会人为地造成光路不正确,影响实验测量结果,如以下情况: 1)转动微调鼓轮时,干涉环变化缓慢,甚至出现图样变化突然中断的现象,从而使其读数与干涉环数不相符。
处理的方法是:将移动镜拖板重新调节固定,减少空隙;旋紧传动螺母上的紧固螺纹,使螺杆挡板与导轨间隙达到正常范围。
2)转动微动鼓轮时,干涉图样产生抖动,可能是两镜有松动,需紧固底座固定螺丝;也可能是光源振动或电源工作不稳定造成的。