物理演示实验及其应用

又一次操作与观光了许多经典的物理实验，又一次被科学的奇妙所震撼。这一次我们所看到的是众多的光学与声学的实验，明白及理解了它们产生及发光的原理，强烈的好奇心促使我操作了所有的实验，对其中两个实验颇有感触，并且认为可以将这些运用于生活。 一个是鱼洗实验，及其简单但效果颇好，只要你浸湿双手，有节奏地摩擦盆耳，便可观察到水波的振动、水花的泛起，同时听到嗡嗡声。

在老师的知道下明白了它的原理，当摩擦洗的双耳时，洗周壁发生激烈振动，而洗底由于紧靠桌垫不发生振动。洗的振动如同圆形钟一样，都属于对称的壳体振动。手摩擦双耳，赋予洗振动的能量。在洗周壁对称振动的拍击下，洗里水发生相应的谐和振动。在洗的振动波腹处，水的振动也最强烈，不仅形成水浪，甚至喷出水珠；在洗的振动波节处，水不发生振动，浪花、气泡和水珠都停在不振动的水面波节线上。因此，在观赏鱼洗喷水表演时，看到鱼洗水面有美丽浪花和喷射飞溅的水珠。这种现象是由于共振产生的，共振的现象在生活中是极其常见的。

还有一个是光学幻影实验，原理是物体置于光学容器中，经上部和下部的两块凹面镜两次反射，在开口处成像。光学幻影成像系统是基于“实景造型”和“幻影”的光学成像结合，将所拍摄的影像（人、物）投射到布景箱中的主体模型景观中，演示故事的发展过程。绘声绘色，虚幻莫测，非常直观，给人留下较深的印象。由立体模型场景、造型灯光系统、光学成像系统、影视播放系统、计算机多媒体系统、音响系统及控制系统组成，可以实现大的场景、复杂的生产流水线、大型产品等的逼真展示。

幻影成像系统的主体模型场景，为光学成像创造环境空间。造型灯光系统根据场景造型的要求和剧情的需要，在可编程控制器的伺服控制下，配合音乐、图像在场景上产生气氛光，以达到增强展示气氛，烘托展示效果的目的。光学成像系统与影视播放系统完成活动三维立体视频的在场景造型上的再现，使立体影像与周围的人造景观背景有比较“真实”的结合。音响系统完成旁白和音乐的播放。控制系统完成多机同步控制、活动模型控制、灯光控制、电源控制、播放控制等工作。

随着信息技术在世界范围内的迅猛发展，特别是数字化技术的普及应用。利用信息化的集中管理手段配合信息的直观、集中的交互式表达，将使各项管理工作更加严密、有效，服务更加便捷、高效。幻影成像系统作为当今最现代的成像技术，已经被广泛地应用于我国国民经济生产的各个领域

幻影响到成像可以揭示一个现象、演示一个规律、解释一个科学原理、讲解一段故事、树立企业形象、介绍一种产品、分析数据曲线，以及一些危险环境下的不适宜人进入的场景等。

适合展示的场合：如城市规划展示馆、图书馆、博物馆、科技馆、档案馆、娱乐厅、展览会、博览会等等。

奇妙的世界需要一颗善于发现的眼睛，我们应该结合我们所学的知识，善于思考，去探究这个美好的世界！

38071128 鲁兴廷

 

第二篇：物理演示实验报告 东南大学

物理演示实验报告

院系：土木工程学院 学号： 05110540 姓名：顾红楼

在这个学期的第七周的周六上午，我们在老师的安排下去观看一些具有代表性的演示实验。我们来到了学校的田家炳物理实验楼的演示实验室，将我们的大学物理课程所学习的力学、能量、电磁学、波动学和光学，从演示实验室内得到体现。

辉光球

在演示实验室，首先看到的第一个仪器称为辉光球。辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳，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，通过电源变换器，将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。

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。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。

视觉暂留仪

后面有看到了一个视觉暂留仪。

人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的，其时值是二十四分之一秒。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。

视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。

演示仪器利用人眼的视觉惰性即视觉暂留结合频闪灯的特殊作用，演示了电影成像的原理。在未打开频闪灯时，台阶和弯杆的运动随转盘转动，看不出一定的规律。打开频闪灯后，调节频率使频闪灯闪亮的时间间隔与两相邻台阶经过同一位置的时间间隔相同或成整数倍，由于眼睛的视觉暂留，我们感觉台阶已经静止，但弯杆却在不断变换，便形成了弯杆爬台阶的动画场面。

液体驻波管

接下来看到的是一个液体驻波管，液体为油，振源为声源。通电后会在管的一头发出声音。声波在液体中传播到另一头在返回来，来回两个波振动形成驻波，可以观察到管的中间液体最先起驻波，然后向两边延伸。这与课堂上的演示实验不同，课堂上用的是绳子，这里用的是液体，而且演示的还是属于纵波的声波的驻波现象。

龙卷风模拟器

接着看到一个少见的仪器，一个龙卷风模拟器。它是用水汽来模拟龙卷风的样子，在底座下面有电动机转动，顶部也有电动机转动。电动机转动后，这一区域就形成了气流，用强光可以观察到这一区域有一根“白柱”在无规则扭动，那是水汽形成的。由于比较透明，需要有背景色才可以清晰看到。

验证机械能守恒

接着到了能量学部分，这里有一个验证机械能守恒的实验装置。两个小球从同一高度往下滚，一个是斜坡，一个是半圆轨道，发现两个小球同时到达终点。这不仅验证了机械能守恒，还证明了不同质量的物体自由下落的时间相等。还有一个依靠太阳能来发电的电动风车，也许它的最终目的是太阳能发电，不过在强光的照射下也能看到风车转起来。这些原理被用在了航天技术方面，目前的人造地球卫星的两个翅膀上都安装有太阳能电池，确保其能正常工作。

声波肉眼无法观察，需要借助其他的介质，比如水。实验室中有一声波可见装置，将一黑绳竖直拉紧，其后面有一发声装置。当后面的发声装置发出声音时，可看到绳子前后振动，可以证明有声波传到了绳上，给绳能量使其振动。绳子竖直放也许还因为声波是纵波的缘故。

磁悬浮地球仪

磁悬浮地球仪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，这是利用负回馈机制。

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。

实验室里也有一些装置我们比较熟悉，比如这里有一个用薄膜干涉来做的窗帘。用一根梁将液体拉开形成薄膜，再利用光的干涉可以观察到彩色条纹。还有一个装置运用流体的速度差可以把物体吸过来的原理，把足球吸在了一个锥体罩里面。原理和装置确是简单，如今飞机的机翼也是利用了这一原理，。由于机翼上下弧度不同，空气流速不同，是机翼上方气压低于下方气压，可以使机翼向上运动。

。

我们在看到的实验现象，还有很多很多，在此也不能一一列举详述了，只能写出令几个自己印象深刻实验。同时也得到一些感悟，观看演示实验的过程是简单的，但它的意义绝非如此。我们学习的知识重在应用，对大学生来说，这就是一个很好的途径。通过它，我们不但对大自然产生了以前没有的敬畏和尊重，也有了对大自然探索的好奇心和奋进力，我想这是一个人做学问最最重要的一点。因此，我想在我们平时的学习中，要带着一种崇敬的心情和责任感，认认真真地学习，踏踏实实地学习，只有这样，我们才能真正学会一门课，学好一门课。