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大學物理演示實驗設計篇一
雖然說演示實驗的過程是簡單的,但它的意義絕非如此。
使我們不但對大自然產生了以前沒有的敬畏和尊重,也有了對大自然探究的好奇心,我想這是一個人做學問最最重要的一點。
因此我想在我們平時的學習中,要帶著一種崇敬的心情和責任感,認認真真地學習,踏踏實實地學習,只有這樣,我們才能真正學會一門課,學好一門課。
只有這樣我們才能成為一個完美的人,我想這也是為什么大綱上要安排這樣一個演示實驗的目的所在。
實驗目的:
1、通過觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現(xiàn)象,使學生加深了解在重力場中物體總是以降低重心,趨于穩(wěn)定的運動規(guī)律。
2、說明物體具有從勢能高的位置向勢能低的位置運動的趨勢,同時說明物體勢能和動能的相互轉換。
實驗儀器:錐體上滾演示儀實驗原理:能量最低原理指出:物體或系統(tǒng)的能量總是自然趨向最低狀態(tài)。
本實驗中在低端的兩根導軌間距小,錐體停在此處重心被抬高了;相反,在高端兩根導軌較為分開,錐體在此處下陷,重心實際上降低了。
實驗現(xiàn)象仍然符合能量最低原理。
實驗步驟:
1、將雙錐體置于導軌的高端,雙錐體并不下滾;
2、將雙錐體置于導軌的低端,松手后雙錐體向高端滾去;
3、重復第2步操作,仔細觀察雙錐體上滾的情況。
實驗目的:借助視覺暫留演示聲波。
實驗儀器:聲波可見演示儀。
實驗原理:不同長度,不同張力的弦振動后形成的駐波基頻、協(xié)頻各不相同,即合成波形各不相同。
本裝置產生的是橫波,可借助滾輪中黑白相間的條紋和人眼的視覺暫留作用將其顯示出來。
實驗步驟:
1、將整個裝置豎直放穩(wěn),用手轉動滾輪。
2、依次撥動四根琴弦,可觀察到不同長度,不同張力的弦線上出現(xiàn)不同基頻與協(xié)頻的駐波。
3、重復轉動滾輪,撥動琴弦,觀察弦上的波形。
注意事項:
1、滾輪轉速不必太高。
2、撥動琴弦切勿用力過猛。
實驗目的:本實驗用于演示正碰撞和動量守恒定律,形象地顯現(xiàn)彈性碰撞的情形。
則分離速度等于接近速度解式(1)和式(2)可得:若m1=m2=m;e=1則v1=0,v2=v10,即球1正碰球2繼續(xù)以v10的速度正碰球3,等等以此類推,實現(xiàn)動量的傳遞。
實驗器材1、實驗裝置如實驗原理圖示:一底座2—支架4—拉線5—調節(jié)螺絲2、技術指標鋼球質量:m=70、2kg直徑:l=735mm拉線長度:圖片已關閉顯示,點此查看l=55mm實驗操作與現(xiàn)象器置于水平桌面放好,調節(jié)螺絲,使七個鋼球的球心在同一水平線上。
2、將一端的鋼球拉起后,松手,則鋼球正碰下一個鋼球,末端的鋼球彈起,繼而,又碰下一個鋼球,另一端的鋼球彈起,循環(huán)不已,中間的五個鋼球靜止不動。
但在一般情況下,兩球碰撞時,總要損失一部分能量,故兩端的鋼球擺動的幅度將逐漸減弱。
注意事項操作前一定將七個鋼球的球心調至同一水平線上,否則現(xiàn)象不明顯。
理想情況下,物體碰撞后,形變能夠恢復,不發(fā)熱、發(fā)聲,沒有動能損失,這種碰撞稱為彈性碰撞(elasticcllisin),又稱完全彈性碰撞。
真正的彈性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之間才會出現(xiàn)。
生活中,硬質木球或鋼球發(fā)生碰撞時,動能的損失很小,可以忽略不計,通常也將它們的碰撞看成彈性碰撞。
碰撞時動量守恒。
當兩物體質量相同時,互換速度。
4、大型閃電盤(輝光盤)演示實驗
實驗目的:觀察平板晶體中的高壓輝光放電現(xiàn)象。
實驗儀器:大型閃電盤演示儀
實驗原理:閃電盤是在兩層玻璃盤中密封了涂有熒光材料的玻璃珠,玻璃珠充有稀薄的惰性氣體(如氬氣等)。
控制器中有一塊振蕩電路板,通過電源變換器,將12v低壓直流電轉變?yōu)楦邏焊哳l電壓加在電極上。
通電后,振蕩電路產生高頻電壓電場,由于稀薄氣體受到高頻電場的電離作用二產生紫外輻射,玻璃珠上的熒光材料受到紫外輻射激發(fā)二發(fā)出可見光,其顏色由玻璃珠上涂敷的熒光材料決定。
由于電極上電壓很高,故所發(fā)生的光是一些輻射狀的輝光,絢麗多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
實驗步驟:插上220v電源,打開開關;調高電位器,觀察閃電盤上圖像變化,當電壓超過一定域值后,盤上出現(xiàn)閃光;緩慢調低電位器到閃光恰好消失,對閃電盤拍手或說話,觀察輝光歲聲音的變化。
注意事項:
【實驗目的】:借助視覺暫留演示聲波。
【實驗儀器】:聲波可見演示儀。
【實驗原理】:不同長度,不同張力的弦振動后形成的駐波基頻、協(xié)頻各不相同,即合成波形各不相同。
本裝置產生的是橫波,可借助滾輪中黑白相間的條紋和人眼的視覺暫留作用將其顯示出來。
【實驗步驟】:
1、將整個裝置豎直放穩(wěn),用手轉動滾輪。
2、依次撥動四根琴弦,可觀察到不同長度,不同張力的弦線上出現(xiàn)不同基頻與協(xié)頻的駐波。
3、重復轉動滾輪,撥動琴弦,觀察弦上的波形。
【注意事項】:
1、滾輪轉速不必太高。
2、撥動琴弦切勿用力過猛。
【實驗目的】:演示翼形升力的產生。
【實驗儀器】:飛機升力演示儀。
【實驗原理】:一般翼型的前端圓鈍、后端尖銳,上表面拱起、下表面較平,呈魚側形。
當氣流迎面流過機翼時,原來是一股氣流,由于機翼的插入,被分成上下兩股。
通過機翼后,在后緣又重合成一股。
由于機翼上表面拱起,使上方的那股氣流的通道變窄,流速加快。
根據伯努利原理可以得流速大的地方壓強小。
機翼上方的壓強比機翼下方的壓強小,也就是說,機翼下表面受到向上的壓力比機翼上表面受到向下的壓力要大,這個壓力差就是機翼產生的升力。
【實驗步驟】:
1、打開位于底座前方的電源開關,用手感受一下出風口處的氣流;
2、把手移開,觀察到小球從管內升起;
3、用手擋住出風口,小球立即從管內下落;
4、重復操作2、3,觀察小球在管內的起落。
5、實驗結束,關閉電源。
【注意事項】:如果小球不能從管內升起,適當調節(jié)機翼的高度,使機翼的上部對準氣咀,使流過機翼上部的氣流最大。
【思考】:飛機的機翼為何做成上凸下平的形狀?
【實驗目的】:
1、通過觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現(xiàn)象,使學生加深了解在重力場中物體總是以降低重心,趨于穩(wěn)定的運動規(guī)律。
2、說明物體具有從勢能高的位置向勢能低的位置運動的趨勢,同時說明物體勢能和動能的相互轉換。
【實驗儀器】:錐體上滾演示儀
【實驗原理】:能量最低原理指出:物體或系統(tǒng)的能量總是自然趨向最低狀態(tài)。
本實驗中在低端的兩根導軌間距小,錐體停在此處重心被抬高了;相反,在高端兩根導軌較為分開,錐體在此處下陷,重心實際上降低了。
實驗現(xiàn)象仍然符合能量最低原理。
【實驗步驟】:
1、將雙錐體置于導軌的高端,雙錐體并不下滾;
2、將雙錐體置于導軌的低端,松手后雙錐體向高端滾去;
3、重復第2步操作,仔細觀察雙錐體上滾的情況。
【注意事項】:
1、不要將錐體搬離軌道。
2、錐體啟動時位置要正,防止它滾動時摔下來造成變形或損壞。
【實驗目的】:了解掃描成像原理及視覺暫留現(xiàn)象。
【實驗儀器】:掃描成像原理演示儀。
【實驗原理】:本儀器中的鋁盤上沿螺旋線均勻排布小孔,目的是使盤旋轉時小
【實驗步驟】:
1、接上電源,打開儀器電源開關;
2、觀察窗口處鋁盤小孔及其后面的圖畫,此時看不到完整的的畫
4、透過鋁盤上的小孔觀察其后面的圖畫,發(fā)現(xiàn)可看到一幅完整的畫
【注意事項】:
2、照明用的碘鎢燈溫度很高,切勿長時間使用,觀察完畢立即斷開,以免烤著圖畫發(fā)生危險!
大學物理演示實驗設計篇二
38074126邢若瀚
上周我們進行的大學物理演示實驗,在眾多的實驗中,我對魚洗這個實驗特別感興趣。當自己用手去摩擦魚洗的時候便激蕩起水波,就像武俠小說里發(fā)功一樣神奇,同時還有嗡嗡的聲音,不禁被它深深吸引。
根據經書記載,倒入半盆水,雙手用力往復摩擦盆的雙耳,未久,發(fā)生共振,盆里的水居然分成四股水箭向上激射出兩尺多高,并發(fā)出震卦爻時的古音,而與黃鐘之聲一致。傳說此物曾于古代作為退兵之器,因共振波發(fā)出轟鳴聲,眾多魚洗匯成千軍萬馬之勢,傳數十里,敵兵聞聲卻步。魚洗反映了我國古代科學制器技術,已達到高超的水平?,F(xiàn)在仿古制做的震盆盆內刻有龍形,故亦稱龍洗。
魚洗演示儀是由青銅澆鑄而成的薄壁器皿,形似洗臉盆,盆底有四條“漢魚”浮雕,魚嘴處的噴水裝飾線從盆底沿盆壁輻射而上,盆壁自然傾斜外翻,盆沿上有一對銅耳。
向盆內注入一定量清水,用潮濕雙手來回摩擦銅耳時,可觀察到伴隨著魚洗發(fā)出的嗡鳴聲中有如噴泉般的水珠從四條魚嘴中噴射而出,摩擦得當能看到較大的波紋。
魚洗的原理既是手摩擦魚洗的雙耳的時候能產生振動,振動在盆內來回傳播互相疊加而形成的水波激蕩的現(xiàn)象。
具體應用還不太清楚,我猜想魚洗對于研究波的疊加有重要意義。
大學物理演示實驗設計篇三
摘要:本文介紹了大氣邊界層風洞的發(fā)展過程和模擬方法。大氣邊界層的模擬方法主要有主動模擬方法和被動模擬方法,前者包括多風扇風洞技術與振動尖塔技術,后者采用尖劈、粗糙元、擋板、格柵等裝置進行模擬。被動模擬技術較為經濟、簡便,所以得到了廣泛采用。
關鍵詞:風洞;大氣邊界層;主動模擬;被動模擬。
tunnels
xude
technology.theequipmentsofthepassivesimulationmainincludespire,roughnesselement,apronandgridiron.thepassivesimulationtechnologyissimpleandeconomical,soithasbeenwidelyused.
keywords:windtunnel;atmosphericboundarylayer;activesimulation;passivesimulation.
一、引言
1940年,美國塔科馬懸索橋由于風致振動而破壞的風毀事故,首次使科學家和工程師們認識到了風的動力作用的巨大威力[1]。在此之前,1879年發(fā)生了蘇格蘭泰橋的風毀事故已經使工程師們認識到風的靜力作用。塔科馬橋的風毀開始了土木工程界考慮橋梁風致振動的新時期,并以此為起點,發(fā)展成為了現(xiàn)代結構風工程學。
結構風工程研究方法可分為現(xiàn)場測試、風洞試驗和理論計算三種。
現(xiàn)場測試方法是一種有效的驗證理論計算和風洞試驗方法和結構的手段;然而,現(xiàn)場測試需要花費巨大,試驗環(huán)境條件很難人為控制和改變。與現(xiàn)場測試方法相比,風洞試驗兼具直觀性和節(jié)約的優(yōu)點,同時可以上人為地控制、調節(jié)和重復一些試驗條件,是一種很好的研究結構風工程現(xiàn)象的變參數影響和機理的手段。近些年來隨著流體力學和計算機技術的發(fā)展,計算流體動力學逐漸成為風工程研究中越來越重要的工具。然而,由于風工程問題的復雜性,要深入了解由于空氣流動所引起的許多復雜作用,風洞試驗仍然是起著非常重要的作用。
在整個50年代和60年代初,建筑物和橋梁風洞試驗都是在為研究飛行器空氣動力學性能而建的“航空風洞”的均勻流場中進行,而試驗結果往往被發(fā)現(xiàn)與實地觀測結果不一致,原因顯然在于風洞中的均勻氣流與實際自然風的紊流之間所存在明顯差別。1950年代末,丹麥的杰森對風洞模擬相似率問題作了重要的闡述,認為必須模擬大氣邊界層氣流的特性。
1965年,加拿大西安大略大學建成了世界上第一個大氣邊界層風洞,即具有較長試驗段、能夠模擬大氣邊界層內自然風的一些重要紊流特性的風洞。緊接著,在美國的科羅拉多州立大學,舍馬克教授也負責建造了一個大氣邊界層風洞,并首次用被動模擬方法對大氣邊界層的風特性進行了模擬,使結構抗風試驗進入了精細化的新階段,世界各地也隨之陸續(xù)建成了許多不同尺寸的邊界層風洞,從而大大促進了結構風工程的研究。
在早期的風洞中,大氣邊界層主要研究大氣剪切流場的模擬。而在近期,除注意剪切流場的模擬外,已認識到流場湍流結構特性模擬的重要性,特別對大跨橋梁、高層建筑和高聳結構的風載和風振試驗有十分重要的意義。
二、大氣邊界層風洞簡介
2.1風洞試驗的概念
風洞是指一個按一定要求設計的、具有動力裝置的、用于各種氣動力試驗的可控氣流管道系統(tǒng)[2]。雖然實際風洞有多種多樣的形式,以適應不同的研究要求,但是從流動方式來看,總體上可劃分為兩個基本類型:即閉口回流式風洞和開口直流式風洞。而從風洞試驗段的構造來看又有封閉式和敞開式之分。
圖1.閉口回流式風洞
風洞試驗目前是結構抗風研究中最主要的方法。借鑒航空領域的技術和方法,風洞試驗在土木工程結構的抗風研究中發(fā)揮了巨大的作用。但相比而言,土木工程結構的模型試驗和航天航空器的模型試驗有很多不同之處。前者外形非常復雜,而后者則相對簡單;前者處在高湍流的近地風場中且風場變化類型多,而和后者相關的流動則是低紊流流動;此外,前者尺度大,因而模型縮尺比例小,導致雷諾數模擬的難度比后者更加突出;前者處在低速流動中,不需要考慮流體的壓縮性,而后者則需考慮流動的壓縮效應,等等。
相對于航空風洞來說,用于土木工程結構的風洞一般都是風速較低的低速風洞,并且通常采用封閉式試驗段。為了能在風洞中對建筑結構所處的大氣邊界層風場進行合理的模擬,其試驗段長度一般較大,因此,也被稱為邊界層風洞。
早在1894年丹麥人j.o.v.irminger在風洞中測量建筑物模型的表面風壓,然而直到1931年為了確定帝國大廈的設計風荷載,研究人員利用航空風洞進行了專門的模型風試驗,風洞試驗才成為研究結構風荷載的重要手段。
許多學者把研究機翼顫振的風洞試驗方法引用到了橋梁的
顫振研究,取得了一定的成果。
1950年代末,丹麥的杰森提出了建筑結構風洞試驗必須模擬大氣邊界層氣流的特性。1965年,在達文波特負責下,加拿大西安大略大學建成了第一個大氣邊界層風洞,即具有較長試驗段、能夠模擬大氣邊界層內自然風的一些重要紊流特性的風洞。隨后,在美國建成了第一個用被動模擬方法對大氣邊界層風特性進行了模擬的結構風洞,使結構抗風試驗進入了精細化的新階段,世界各地也隨之陸續(xù)建成了許多不同尺寸的邊界層風洞,從而大大促進了結構風工程的研究。
2.2大氣邊界層的概念
按照大氣運動的動力學性質可以將對流層中的大氣沿垂直方向粗略地分為上部自由大氣層和下部的大氣行星邊界層。受粗糙地表的摩擦而引起的阻滯作用的影響,大氣邊界層中的氣流在近地表處的速度明顯減慢,并在地表處降為零。而由于相鄰氣層之間的紊流摻混使得這種地表阻滯或摩擦的影響可擴展到整個大氣邊界層,并在沿高度方向各氣層之間產生剪切應力。嚴格地講,大氣邊界層的高度可達1~1.5km,在此范圍內,風速是隨高度的變化而變化。再往上就是自由大氣層,地表摩擦力對大氣運動的影響可以忽略,氣層之間的剪切應力基本等于零。在自由大氣層中,無加速的空氣相對于地表的水平運動可以通過氣壓梯度力、地轉偏向力和離心力之間的平衡來確定,風向與等壓線保持一致,風速與高度無關。
圖3.對流層結構示意圖圖4.大氣邊界層中的風速螺旋線
等壓線的半徑
很大,曲率很小,可近似為直線,此時可忽略作用在空氣微團的離心力,與高度無關的定常風速由氣壓梯度力和地轉偏向力的平衡條件確定,成為地轉風速。
在大氣邊界層中,由于粗糙地表產生的摩擦力的影響,風向與等壓線成一定的夾角。隨著高度的增加,地面摩擦效應的影響逐漸降低,這種夾角也越來越小,在梯度風高度處,夾角降為零,風向與等壓線一致。大氣邊界層內風速風向隨高度的這種變化規(guī)律可用如圖5.3所示的螺線來描繪,從地面至邊界層高度頂,風向角的變化約為20°。由于土木工程結構均建在大氣邊界層中,因此大氣邊界層內的風特性是土木工程結構設計者最為關心的。
三、大氣邊界層的風特性
風特性研究是風工程的基礎工作。過去,關于風的資料主要來源于各氣象站約10米高風標上所安裝的旋轉杯式風速儀。這種于1846年發(fā)明的風速儀至今還在使用,但由于儀器的慣性大,它所測量的是有一定時距的平均風。近50年來,測風儀器有了巨大的進步,從較靈敏的螺旋槳式風速儀發(fā)展到激光、超聲以及微波風速儀,可用來測量空氣的微小瞬時運動。
經過長期的現(xiàn)場實測,近地風可處理為平均風速和脈動風速的疊加;平均風速沿高度可用對數律或冪函數來描述,而脈動風的主要特征是紊流度、脈動風速自功率譜和互功率譜、紊流尺度等。其他風特性參數,例如陣風因子、摩阻速度以及空間相關函數等可以認為是這些關鍵特性的延拓和補充。在初步掌握這些重要特性的基礎上,給出了這些特征量的推薦值和推薦公式。
盡管人們在強風分布及結構響應的實測方面做了很多努力,但是,由于強風分布特性現(xiàn)場實測的費用大、周期長、難度大,人們對近地風特性的認識還遠不清楚。目前國際上常用的幾種脈動風速功率譜值(davenport譜,kaimal譜和karman譜等)在某些重要頻段內相差很大,甚至以倍計。脈動風速相干函數指數的推薦范圍上下限的不同取值可能造成結構響應計算值的成倍差別。臺風的平均風剖面和紊流結構及登陸后的衰減特性如何?此外,人們對特殊地形(包括我國西部地區(qū)復雜地形)的強風分布特性的理解也還甚淺。風參數的不確定性是影響結構抗風設計精度最重要的因素。
大學物理演示實驗設計篇四
38071124趙洪鋪
這是本學期第二次物理演示實驗,本次實驗和以往不同,由于其中絕大部分實驗原理都已經學過了,所以老師就沒有像前幾次那般一個一個給我們演示,而是讓我們自己動手去體驗這些實驗,印象深刻的有多普勒效應,聲聚焦,光柵視鏡等。當然最有印象的還是那個視覺暫留實驗。
眼睛的一個重要特性是視覺惰性,即光象一旦在視網膜上形成,視覺將會對這個光象的感覺維持一個有限的時間,這種生理現(xiàn)象叫做視覺暫留性。人眼在觀察景物時,光信號傳人大腦神經,需經過一段短暫的時間,光的作用結束后,視覺形象并不立即消失,這種殘留的視覺稱“后像”,視覺的這一現(xiàn)象則被稱為“視覺暫留”。視覺實際上是靠眼睛的晶狀體成像,感光細胞感光,并且將光信號轉換為神經電流,傳回大腦引起人體視覺。感光細胞的感光是靠一些感光色素,感光色素的形成是需要一定時間的,這就形成了視覺暫停的機理。
視覺暫留的應用非常廣泛,也非常普遍。尤其是在電影的拍攝和放映上應用特別廣泛。物體在快速運動時,當人眼所看到的影像消失后,人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.1-0.4秒左右的圖像,所以,根據這一視覺暫留性原理,電影的拍攝實際上就是將一張張的圖片高速放映,在人眼看來就是連續(xù)運動的畫面了。
當然,這些實驗的原理應用都非常廣泛,例如聲聚焦在醫(yī)學上的應用,多普勒效應在宇宙探索中的應用。通過這些實驗我們能粗略的掌握這些原理,開拓自己的視野,同時鞏固自己的物理知識。
大學物理演示實驗設計篇五
院系:000000000000班級:00000000
姓名
學號:0000000000
指導老師:0000
物理演示實驗報告
在這個學期的第十一周的周六上午,我們參觀了物理實驗演示,更加深入理解了我們所學的力學、能量、電磁學、波動學和光學。
光學幻影,眼見也不一定為實
眼見也不一定為實??匆豢催@些圖片,發(fā)現(xiàn)了一個有意思的現(xiàn)象:這些圖片好象在動。事實上它們都是靜止的。那么欺騙了我們的眼睛的是什么呢?科學家研究發(fā)現(xiàn),實際上是“視錯覺”。我們看到的這些圖片與這些圖片本來的樣子有出入,這是因為我們眼睛里不同的細胞與感受器用不同的速度來識別圖片和顏色,于是就造成了錯覺。眼睛只能接收有限數量的視覺色質,但我們的大腦一直在不停地處理視覺信息,于是給了我們不間斷的視力這樣的幻覺。不管它是光學幻覺,生理幻覺還是認知幻覺,這些經過巧妙設計的圖片確實欺騙了我們的眼睛和大腦。多年來魔術師已有效地利用錯覺科學來娛樂大眾。魔術雖涉及一些技巧,錯覺卻基是于科學。
無線光通信系統(tǒng)
主要由光源、調制器、光發(fā)射機、光接收機及附加電信發(fā)送和接收設備等組成,只要相互進行瞄準即可進行通信。無線光通信除具有不擠占頻帶,通信容量大,傳輸速率高等無線激光通信的優(yōu)點外,還具有機動靈活、經濟、架設快捷、使用方便,不影響市政建設等特點。隨著大氣通信技術的成熟,它的應用將會越來越廣泛,根據其特點,它潛在的應用場合有:(1)民用上可用于移動基站間的互連,單位內部的數據傳輸及小范圍內局域網建設如校園網的組建,需嚴格保密的場合及要害部門,技術上或經濟上不宜敷設光纜的地區(qū)如軍工、國防部門,核電站、邊遠山區(qū)、江河兩岸間、高山間等,以及用于災區(qū)、事故地點的快速搶通等。
owc最大的成功來自于校園局域網連接市場。這種應用包括連接編輯室和廣播站,或者作為一棟大型綜合大樓兩個高速傳輸節(jié)點之間的通信手段。在光纖主干鏈路被切斷或網路因惡劣天氣被破壞以及其它突發(fā)事件時,owc可以作為緊急情況備用和災難后的恢復措施。另外,owc還可以應付一些其它情況,如在光纖要通過河流或高速公路時,或在一些交通擁擠和地形復雜的城市,政府通常不希望挖開街道鋪設光纖,owc也可以作為一種很好的替代方式。有關專家指出,在未來的移動通信網建設中,無線光通信系統(tǒng)將用于最后一公里的接入。(2)軍事上則可應用于戰(zhàn)斗打響前無線電靜默期間的短距離通信,或戰(zhàn)斗打響后的保密通信,海岸與海岸之間、海島之間,邊防哨所之間,艦船之間,導彈發(fā)射現(xiàn)場與指揮中心之間的短距離通信等。
輝光球
輝光球又稱為電離子魔幻球。它的外觀為直徑約15cm的高強度玻璃球殼,球內充有稀薄的惰性氣體(如氬氣等),玻璃球中央有一個黑色球狀電極。球的底部有一塊震蕩電路板,通過電源變換器,將12v低壓直流電轉變?yōu)楦邏焊哳l電壓加在電極上。
通電后,震蕩電路產生高頻電壓電場,由于球內稀薄氣體受到高頻電場的電離作用而光芒四射,產生神秘色彩。由于電極上電壓很高,故所發(fā)生的光是一些輻射狀的輝光,絢麗多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
輝光球工作時,在球中央的電極周圍形成一個類似于點電荷的場。當用手(人與大地相連)觸及球時,球周圍的電場、電勢分布不再均勻對稱,故輝光在手指的周圍處變得更為明亮,產生的弧線順著手的觸摸移動而游動扭曲,隨手指移動起舞。在日常生活中,低壓氣體中顯示輝光的放電現(xiàn)象,也有廣泛的應用。例如,在低壓氣體放電管中,在兩極間加上足夠高的電壓時,或在其周圍加上高頻電場,就使管內的稀薄氣體呈現(xiàn)出輝光放電現(xiàn)象,其特征是需要高電壓而電流密度較小。輝光的部位和管內所充氣體的壓強有關,輝光的顏色隨氣體的種類而異。熒光燈、霓虹燈的發(fā)光都屬于這種輝光放電。
我們在看到的實驗現(xiàn)象,還有很多很多,在此也不能一一列舉詳述了,只能寫出令幾個自己印象深刻實驗。同時也得到一些感悟,觀看演示實驗的過程是簡單的,但它的意義絕非如此。我們學習的知識重在應用,對大學生來說,這就是一個很好的途徑。通過它,我們不但對大自然產生了以前沒有的敬畏和尊重,也有了對大自然探索的好奇心和奮進力。