物理演示实验投影片1(2)

直流和交流两种电源； 两个规格完全相同的 小灯泡并联在电源上；

R2用纯铜导线连接；

R2

R1

R1用同样粗细的镀铁

铜导线连接；

现象

接通直流电源，R1、R2一样亮， 直流电阻一样大。

电源 频率计 接通交流电源，升高频率，R2亮度变暗；R1完全熄灭。 复合对比的方法：R1的先后对比说明高频下导体有效电阻增大，有效截面积减小；R1与R2的同时对比，电流是趋肤而非趋心。 3.模拟演示法 利用模型对实际系统进行实验研究的过程(通过模型实验揭示原型的运动规律的方法)。

原型是指现实世界中某一待研究的对象，模型是指与原型的某一特征相似的另一客观对象.模拟演示法具有更深刻、更集中的特点。 模拟形式

自然现象的实验室模拟 例如：霓虹，海市蜃楼等。 微观现象的宏观模拟 例如：气体分子运动论的演示模拟（布朗运动，气体压强） 大型装臵的小型模拟 例如：避雷针、静电除尘

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小型装臵的大型模拟 如：光导纤维

模拟性质

全同模拟 如：虹霓

本质相同模拟 如：海市蜃楼、避雷针、静电除尘

动力相似模拟 如：气体分子运动论模拟演示

2-2 特殊方法

1.气垫法--利用空气膜将运动物体浮起，使它做近似无摩擦运

动。作用：减小摩擦阻力。

气垫导轨--牛顿第二定律的验证，动量守恒，简谐振动，阻尼振动等。 气垫转盘，气垫滑轮，气垫平台---刚体转动定理，平行轴定律，二

维碰撞等实验。

2.频闪法--利用频闪仪的闪光照明来辅助显示物理现象和规律。

作用：用于力学、振动和波的演示。 例如:弦驻波的频闪照明演示。

频闪光照明时，根据频闪照明下弦振动的视觉形象，可以观察驻波特征的各个细节，并可以确定弦驻波的振动频率。

（假定f为闪光频率，f0为弦振动的频率，n为正整数）， 当f与f0稍有不同时，将会观察到弦作“缓慢振动”的图

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像。

看到：每一个节点两侧的质点总是向相反的方向运动，而相邻两节点间的质点总是向相同方向运动。

频闪法的作用之一：“降低物体周期运动的视觉频率（实现慢动作）”以便研究其运动规律。

当f?f0n时波形。

频闪法的作用之二，“冻结”振动物体的空间位臵，以便研究其运动规律。

频闪法主要用在“高速物体的闪光照相研究其运动规律”和“周期运动物体的闪光照明观察慢动作并测频率”这两种情况。 例如: 哑铃式质心运动定律演示仪的闪光照相演示。

3（激光）光杠杆法---把一块小平面反射镜通过某种机构连接到物体上，令He-Ne激光束入射小平面镜，经过小镜反射后投射到远处的墙壁或屏幕上，当物体的微小形变或运动带动小镜转过一个微小角度θ时，反射光点会偏移较大的距离L，且L?2D?。 光杠杆主要应用在演示物体的微小形变或运动。光杠杆在物

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理演示实验中的主要作用就是增强实验现象，扩大观 察范围。

4.投影法---利用投影透镜、显微镜、投影仪将演示所呈现的物

理现象投影到屏幕上来观察。

例子：牛顿环纹透反互补和干涉定域的投影演示。

第一个作用---观察透射式牛顿环纹。（彩色牛顿环纹；因为没有半波损失，所以中心为亮斑。干涉级次越高，条纹越密。） 第二个作用---观察反射式牛顿环纹。（因为有半波损失，所以中心为暗斑。）

第三种作用---演示透射与反射牛顿环纹的互补现象。（透射牛顿环的中心为亮斑，而反射牛顿环的中心为暗斑。透射牛顿环的亮纹恰好是反射牛顿环的暗纹。）

第四种作用---演示牛顿环纹的定域性质。（在透射式牛顿环

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中，可以观察到牛顿环纹由清晰变模糊直至消失----牛顿环纹是定域干涉条纹。）

通过测量像距V值，根据透镜L2的焦距f2值可以计算出物距U值，即牛顿环纹定域中心至透镜光心的距离。

例：发波水盘

演示水面波传播的各种现象，用以说明平面波、球面波的图像以及波干涉、衍射现象。

投影法和频闪法的综合运用----照明光为可调频闪光。 ●当频闪光的频率稍低于振子的振动频率时，则放慢了波纹的传播，便于观察。

●当频闪光频率等于振子的振动频率时，则波纹固定，便于讲解。

●当频闪光频率大于振子的振动频率时，可以显示球面波的共轭波。 实验现象

☆用单球振子，可观看圆形波纹传播。 ☆用条形振子，可观察直线形波纹传播。

☆用双球振子，可观看两个点波源的水面波干涉。 ☆用条形振子，在振子前面加上两块挡板，可以观察水面波

偏离直线传播的衍射现象。

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