大学物理演示实验报告

学生：xx 学号:xx专业班级：xx

实验名称 : 3D现象

演示内容： 演示3D现象原理及应用

仪器装置 : 放映机，偏振镜，偏光眼镜等

关键词： 1.3D 2.立体电影 3.偏光原理 4. 圆偏振 5. 开关眼镜技术 实验原理:

3D电影就是利用双眼立体视觉原理，使两眼各看到一幅图像．在每架放映机前装一块偏振镜，其作用相当于起偏器，从两架放映机发出的带有影像的两束光，通过偏振镜后，就成了偏振光．左右两架放映机前的偏振镜的偏振化方向互相垂直，因此产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众，偏振方向不改变．观众戴的眼镜是一副偏光眼镜，相当于检偏器，偏光眼镜的两只镜片的偏振化方向也是互相垂直的，而且左眼镜片的偏振化方向跟左边放映机前偏振镜的一致，右眼镜片的偏振化方向跟右边放映机前偏振镜的一致．这样，左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感．我们在演示实验课上看的3D现象，它的主要技术在眼镜上。它的眼镜片是可以分别控制开闭的两扇小窗户。实验墙上有一组与放映机同步的红外发射器, 眼镜上安装有红外接收装置。在同一台放映机上交替播放左右眼画面时, 通过液晶眼镜的同步开闭功能, 在放映左画面时, 左眼镜打开, 右眼镜关闭, 观众左眼看到左画面, 右眼什么都看不到。同样翻转过来时, 右眼看右画面, 左眼看不到画面, 就这样让左右眼分别看到左右各自的画面, 从而产生立体效果。 圆偏振技术是在线偏振的基础上建立的, 它在观看效果上比线偏振有了质的飞跃。在使用线偏振眼镜看立体电影时, 应始终保持眼镜处于水平状态,使水平偏振镜片看到水平偏振方向的图像, 而垂直偏振镜片看到垂直偏振方向的图像。如果眼镜略有偏转, 垂直偏振镜片就会看见一部分水平方向的图像, 水平偏振镜片也会看见一部分垂直方向的图像,左、右眼就会看到明显的重影。而圆偏振光偏振方向是有规律地旋转着的, 它可分为左旋偏振光和右旋偏振光, 相互间的干扰非常小。现在看偏振形式的3D 电影时, 观众佩戴的偏振眼镜片一个是左旋偏振片, 另一个是右旋偏振片, 也就是说观众的左右眼分别看到的是左旋偏振光和右旋偏振光带来的不同画面, 通过人的视觉系统产生立体感。 滤光技术是通过数字方式把图像还原以红、绿、蓝三种颜色为基色的彩色图像。安装在放映机内的、快速转动的滤光轮, 将红绿蓝各自分为高、低波长两部分, 各包含左、右眼图像内容。通过分色滤光眼镜, 让观众感受到左右眼各自的彩色画面, 产生立体效果。由于滤光技术要对图像光谱进行分割,对色彩

还原产生一定的影响,采用这种方式时,要在服务器上增加色彩管理软件, 对图像数据进行校正处理，才能产生好的立体效果。 实验拓展：

3D 电影即是立体电影。D 是英文Dimension 的字头, 3D 是指三维空间。普通的电影画面只有上下和左右两个维度, 我们称其为2D电影。3D 电影除了上下和左右两个维度之外, 又增加了一个新的维度- 前后。这样, 就可以使观众欣赏到一种逼真的、具有空间感的视觉效果。 普通电影是用一架摄影机拍摄，一架放映机放映的，银幕上的画面是一幅平面图像．立体电影是用两架摄影机并排在一起，同时拍下同一景物的两幅图象，由于两架摄影机对景物的角度不同，所以拍下的两幅图像略有差别，就如同两眼看到的同一物体略有差别一样．放映时，用两架放映机把两架摄影机拍下的两组影片同步放映，使略有差别的两幅图像重叠在银幕上．这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，需要运用光的偏振知识，使两眼各看到一幅图像．在每架放映机前装一块偏振镜，其作用相当于起偏器，从两架放映机发出的带有影像的两束光，通过偏振镜后，就成了偏振光．左右

两架放映的偏振镜的偏振化方向互相垂直，因此产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众，偏振方向不改变．观众戴的眼镜是一副偏光眼镜，相当于检偏器，偏光眼镜的两只镜片的偏振化方向也是互相垂直的，而且左眼镜片的偏振化方向跟左边放映机前偏振镜的一致，右眼镜片的偏振化方向跟右边放映机前偏振镜的一致．这样，左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。 但是，这只是传统胶片电影的基本原理，随着计算机技术的发展，现在大部分电影已经脱离了传统的胶片载体, 走向了全数字时代。3D 立体电影也实现了技术上的突破，实现了数字化。数字3D 的实现方法有很多种, 主要有开关眼镜技术、圆偏振技术和滤光技术。

应用： 现在很多电影院中都在运用这种技术，放映各种各样的3D电影。此外，这种原理还被应用与相机的镜头，可以去掉一些反射光的干扰；用来测量不透明介质的折射率；还运用于汽车的前窗玻璃和大灯，可以用来防止交通事故。

结论： 在已有的偏光原理的基础上，随着影视数字技术的成熟, 加入计算机技术后，3D 立体电影将会变的更加逼真，给我们带来更加完美的视觉效果。

 

第二篇：山西大学大学物理实验演示实验实验报告

实验目的：

1.在拓展知识面的同时训练学生的动手操作能力；

2.通过此类实验建立理论联系实践的能力与思维；

记忆合金水车：形状记忆合金是一种特殊的功能材料，它可以记住加工好的形状，当外力或温度改变使其形状发生改变的时候，只要适当的加热就可以恢复原来的形状。该装置让所选记忆合金周期性地与高温热源和低温热源接触，形状随之周期性地变化，从而驱动水车轮的转动，形象地展示了热变为功的过程和形状记忆合金的特性和用途。

该种形状记忆合金为镍钛合金，有双程记忆功能（即能记忆温度高低两种情况下的形状）可以有上百万次的变形和恢复。镍钛合金还有相当好的生物相容性，相变温度较低，约在40-50℃，医学上用于脊柱侧歪、骨骼畸形等的矫正。 低温差热机：可以利用比环境温度高4℃的任何热源，使一组活塞运动并推动转轮运转，是一种很好的利用低温热源的热机，可以利用不高的温度差实行热工转化。主要应用在于能利用传

统热机无法利用的能量来源。

经典置换式热气机：利用酒精灯的热量驱动一组活塞、连杆和转轮往复运动，工作物质为封闭在透明活塞筒中的空气。活塞和工作物质在往复过程中完成吸放热和能量转化，工作过程形象直观，是对热力学定律和热机原理极好的阐释。其透明活塞材料为石英玻璃，主要特点是热胀冷缩系数小，透光性好。耐腐蚀性强。

投影式伽耳顿板：可以用来验证大量随机物理事件共同遵循的统计物理规律。统计物理规律因等概率假设则其结果可靠，在应用方面很广泛，比如相对论基本假设的提出等等。

辉光盘：利用低压气体分子在在高频强电场中激发、碰撞、电离、复合的过程，外界声音影响电场分布从而影响电子运动，在盘上显示出形状变化的荧光。

昆特管（声驻波演示）：利用管中泡沫小球在声驻波场中形成的“泡沫墙”将看不见的声波显示出来，实现了抽象概念的具象化。该装置的缺点是无法消除静电的影响：泡沫小球帖在管内壁上。

气柱共鸣声速测量装置：通过气柱共鸣测量

声速。

热声效应演示仪：所谓热声效应是指在可压缩流体的声震荡与固体介质之间由于热相互作用而产生的均能量。相当巧妙地利用谐振管中声驻波的能量，将热声堆下面的能量“泵”到上面来，使热声堆上下产生将近10℃的温差，是一种声制冷的方法。

其工作过程为：谐振管上部为一个热声堆，下部为一个扬声器。扬声器发出的声波在谐振管内形成纵向驻波。热声器下部声压增大时，推动气团向上运动，并因压缩而升温，将热量传给声堆。声压下降时，气团向下运动，但热声堆温度下降较少，于是向热声堆上部输热。热声堆中无数气团每次振动都吸收一定热量向上传输，热量不断地被从低温区泵到高温区，从而实现了声制冷。

伯努利悬浮盘：该装置形象地显示了伯努利方程中流速与压强的关系。因流速大压强小，悬浮盘克服了自身的重力悬在空中。

傅科摆：它使我们不依赖于相对天体的运动就能感受到地球的自转。单摆由于不受垂直于摆平面的力，摆平面应该保持不变。但傅科摆让我

们看到了在北半球按顺时针方向转动（在太原的转动周期为39.1小时），赤道上是不转的，南北两极转动周期为24小时。这是因为地球自转是带动这固定在地球上的一切（包括傅科摆的角度盘），而摆锤、空气、水流由于惯性还是保持原来的运动状态不改变，这就构成了相对运动。

看得见的声波：利用生理上的视觉暂留效应，将声波可视化，助于理解。该装置的不足之处是将纵波显示为横波。

椎体上滚：实验中的椎体由高处滚向低处，与我们传统观念不符。但实际上椎体在上滚的过程中，重心是下降的，与物理规律统一。本实验告诉我们表象与本质有时候是完全相反的。

角速度矢量合成演示仪：让一个转轮绕俯仰角可改变的水平轴转动，再让它同时参与绕竖直轴的转动。水平轴转的俯仰角会随着绕竖直轴转动的方向和转速而变化。该装置能形象地反应角速度合成的矢量性。

转动惯量演示仪：

离心加速器：原理是角动量守恒，施加的力在转轴上（没有力矩）

进动仪：可直观地演示刚体的进动和陀螺仪

的工作原理。

回转仪：在改装置中转轮不会因重力作用而落地，而是产生了进动（即轮轴绕立柱的转动），显示了转动系统的进动规律。

利用刚体定轴转动轴的指向性，制成惯性指导陀螺仪，精准指向。

范式起电机：上下两个圆辊用环形橡胶带连接，电机带着高速转动。摩察产生的静电在上辊，下辊的静电导入大地。这样使得电极球上的电荷越来越多，产生很高的电位。用于演示静电作用、尖端放电、电荷间的相互作用等。

安培力演示仪：原理是通电导线在磁场中产生力的作用，可以直观地观察安培力的方向、大小随线圈、磁场的变化规律。

高压静电电压表：利用静电力推动光点移动，可在标尺上独处数据。

帕尔贴效应仪：不同的导电材料的电子能量不同。将两种导电材料接触后连入电路，向具有低能态电子材料流入的电子有将多余的能量传给晶格是材料升温，直接将电能转化为热能；向高能态电子材料流入的电子将从晶格获取能量使之降温，将热能直接转化为电能。本装置直接

通过手型处直接感受这种制冷制热的过程。选用帕尔贴效应明显的材料如三碲化二铋（帕尔贴效应温差可达67℃）可制冷制热。最广泛的应用为车载冰箱。

法拉第楞次定律：金属壳相当于密绕线圈，镂空金属壳相当于疏绕线圈。通过铁块下落的速度自身的对比和与铝块降落速度的对比，将楞次定律直观表示出来。

楞次定律的本质是能量守恒。

磁阻摆：很好地阐释了楞次定律的内涵：感应电流产生的磁场作用总是阻碍感应电流。大量应用于仪表指针，使之便于快速度数。