物理演示实验报告

大学物理实验 院系名称： 专业班级 姓 名： 学 号： 年 月 日实验一 混沌摆试验目的:通过混沌摆的运动，演示力学系统的混沌性质图5-1 混沌摆试验仪器如图5-1所示，在一个T型的主摆的三个端点悬挂着三个副摆。试验原理一个动力学系统，如果描述其运动状态的动力学方程是线性的，则只要初始条件给定，就可预见以后任意时刻该系统的运动状态。如果描述其运动状态的动力学方程是非线性的，则以后的运动状态就有很大的不确定性，其运动状态对初始条件具有很强的敏感性，具有内在的随机性。本系统就是一个非线性系统，一个很小的扰动，就会引起很大的差异，导致不可预见的结果，这种现象称之为混沌。对初值的极端敏感性，以及对结果的不可预测性是混沌的基本特征。混沌摆的主摆和副摆运动时互相影响和制约，因而使整个运动混沌无序，无法预测。即便多次重复操作，使系统获得相同的初始条件，但是其后的运动状态都会表现出明显的差异。操作与现象当我们转动T型的主摆时，三个副摆随之摆动并互相影响呈现出不规则的运动状态，这就是一种混沌状态。多次重复操作，使系统获得相同的初始条件，但其后的运动状态却会表现出明显的差异。 二 雅各布天梯实验实验目的： 通过演示来了解弧光放电的原理 实验原理： 给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。 雅格布天梯的两极构成一梯形，下端间距小，因而场强大(因)。其下端的空气最先被击穿而放电。由于电弧加热（空气的温度升高，空气就越易被电离, 击穿场强就下降），使其上部的空气也被击穿，形成不断放电。结果弧光区逐渐上移，犹如爬梯子一般的壮观。当升至一定的高度时，由于两电极间距过大，使极间场强太小不足以击穿空气，弧光因而熄灭。 简单操作：打开电源，观察弧光产生。并观察现象。（注意弧光的产生、移动、消失）。 实验现象： 两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电，同时产生光和热。热空气带着电弧一起上升，就象圣经中的雅各布（yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。 注意事项：演示器工作一段时间后，进入保护状态，自动断电，稍等一段时间，仪器恢复后可继续演示， 三 声波可见实验 实验目的：借助视觉暂留演示声波。 实验仪器：声波可见演示仪。 实验原理：不同长度，不同张力的弦振动后形成的驻波基频、协频各不相同，即合成波形各不相同。本装置产生的是横波，可借助滚轮中黑白相间的条纹和人眼的视觉暂留作用将其显示出来。 实验步骤： 1、将整个装置竖直放稳，用手转动滚轮。 2、依次拨动四根琴弦，可观察到不同长度，不同张力的弦线上出现不同基频与协频的驻波。 3、重复转动滚轮，拨动琴弦，观察弦上的波形。 注意事项： 1、滚轮转速不必太高。 2、拨动琴弦切勿用力过猛。 四 锥体上滚 实验目的： 1通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。 2说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。 实验仪器：锥体上滚演示仪 实验原理：能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。 实验步骤： 1将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚； 2将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去； 3重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。 注意事项： 1不要将锥体搬离轨道。 2锥体启动时位置要正，防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。