物 理 演 示 实 验 仪 器~44C86

1、物 理 演 示 实 验 仪 器 使 用 说 明 书 目 录1. 转动惯量与质量分布 42. 激光演示李萨如图形43. 激光多普勒演示仪 54. 饮水鸟65. 太阳能电池演示 76. 太阳能发电站演示系统77. 磁滞回线演示仪 88. 布鲁斯特角演示仪 129. 压电效应与逆压电效应 1310. 声音延迟效应 1411. 电磁波的发射与接收演示趋肤效应1512. 三原色 1713. 亥姆霍兹线圈演示仪1814. 蒸汽机模型 1915. 共振演示仪 2016. 激光综合光学演示仪 2117. 窥视无穷 2118. 红外线演示仪 2219. X射线演示 2320激光琴 2521. 声悬浮演示 262

2、2. 神奇的普氏器 2623. 氢电池 2724. 电磁波的发射与接收演示仪 2825. 超声雾化器 2926. 光学转盘 3027. 传感器 321、转动惯量与质量分布   通过演示说明转动物体的转动惯量不仅与其质量有关还与其质量分布有关。原理和操作：   转动物体的转动惯量是这个物体的一个重要的转动物理量。以圆柱体绕其中心轴的转动惯量为例，它的转动惯量为：上式表明转动惯量J不但与其质量m成正比，还与其半径R的平方成正比。在更一般的的下，转动物体的转动惯量要用积分形式表示，此处不多介绍。为了定性说明这一关系，本演示实验提供了两对圆柱状的物体进行转动情况

3、的比较：一对外形相同但质量不同的圆柱体，当它们在圆弧曲面上滚动时，质量较小的圆柱体因其转动惯量较小，故转动时角加速度较大，转速也较快。另有一对质量相同但质量分布不同的被打孔的圆柱体（圆柱体上打孔离轴线的距离不同），当它们在圆弧曲面上滚动时，质量分布向轴线比较集中的圆柱体其转动惯量较小，而质量分布比较分散的圆柱体转动惯量较大。所以它们在转动时转动惯量较小的圆柱转速较快而转动惯量较大的圆柱转速较慢。注意事项：作为比较的两个圆柱在做实验时要从圆弧的上端同时释放，以便于比较。2、激光演示李萨如图形本实用新型是一种激光李萨如图形演示仪，是普通物理教学演示实验仪。现有技术的该类实验仪演示李萨如图形都是用电

4、振荡信号合成，而用机械振动仪演示的屏幕小、操作复杂。本实用新型运用X、Y两组方向的振动器和激光器组成演示仪。两组振动器均是通过振动条在线圈中间穿过，且又处在两个磁极片之间，当线圈通有正弦波电流时形成振动，激光照射在振动条X一端的反射镜上经反射又到达振动条Y一端的反射镜形成合振动。调节两振动频率成整数比，则演示了李萨如图形。 一种激光李萨如图形演示仪，由振动器、功率源和放大器组成，其特征是振动器是X、Y两组，每组的振动条(25)穿过线圈(21)中间，并且位于永久磁钢(22)的上、下两个磁极片(24)之间，振动条一端是反射镜(23)，激光器(3)在X组振动器一侧并面朝振动条，两组振动器的振动条位置

5、是X、Y相互垂直，产生正弦波电压信号的功率源联振动器的线圈，同时联频率调节与振幅调节放大器。 3、激光多普勒演示仪观察了解电磁波的多普勒效应 原理 如图1所示，当观察者O以速度 运动，波源S以速度 运动时，观察者接收到的波频率 ' 与波源发出的频率 不一致，这种现象为多普勒效应 其中 ' 和 满足如下： 其中u为波速。 多普勒效应不仅对声波、机械波适用，对电磁波（光波）仍然适用。对于光波，波速 u 等于光速 c ，上式变为： ，若 ，即观察者o、光源S沿其连线相对运动，称其为多普勒纵向效应。若 或 ，即观察者o、光源S中任意一个垂直于其连线运动，称其为多普勒横向效应。 多普勒效

6、应在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断等方面都有广泛应用。 现象演示 接通电源，待激光稳定，用手转动横向移动光栅。注意要轻柔，切不可过猛。匀速调节音量，光栅移动速度变大，音调升高；反之，音调降低。因此不同的速度将获得不同的音调，这样就可以调出一些动物的叫声，颇有趣味。4、饮水鸟原理当然这种玩具并不是永动机，它之所以能不停地点头喝水，是因为它包含着复杂的物理学原理。原来“饮水鸟”内的液体是乙醚一类易挥发的液体，在高温里很容易蒸发，而液体的饱和蒸汽所产生的压力又会随温度的改变而剧烈的改变。a.头部受冷，气压下降，尾部的液体因为吸力沿颈部上升。这样头的重量在增加，尾部的重量在减轻，重心位置发生变

7、化，当重心超过脚架支点而移向头部时，鸟就俯下身到平衡位置。这个位置可以通过鸟嘴的重量来调试。b.头部降低，内部发生两个变化。一是“饮水鸟”的嘴浸到了水，这样鸟头被打湿。二是上下的蒸汽区域连通，两部分气体混合，没有了气压差，但由于吸收了周围空气的热量，蒸汽的温度略有上升。这时上升到头部的液体，在本身的重量作用下流向下端尾部。c.尾部变重，头部向上翘，液体全部集中到尾部，同时，头部的蒸汽因为刚粘到的水又开始冷却。原来“饮水鸟”头部不断蒸发所吸收的周围空气的热量，就是这奇妙的“饮水鸟”能够活动的原动力。正是因为它使用的是周围察觉不到的能源，所以才会被人误认为是永动机5、太阳能电池演示太阳电池能量转换

8、的基础是结的光生伏特效应。当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。此时，如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流，另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间就

9、产生了电位差VOC。可以测得这个值，并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置，因此，上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定VOC的值。6、太阳能发电站演示系统演示用太阳能电池发电来驱动电扇、电灯和电动小车的模型，说明对太阳能（光能）的应用。构造： 本演示系统包括一个小木屋模型（在其屋顶安装有太阳能电池板）、六盏射灯和电风扇、灯泡、电动机车模型用法：1、将演示用小木屋用太阳光或灯光照亮，再把电风扇和小灯泡的电路板插在屋顶的接线柱上，于是风扇就立刻转动起来，小灯也被点亮了。2、把电动小车顶部的接线柱用导线和太阳能电池连接（注意，电源极性不要接错），当太阳光或射灯灯光照射在太阳能电池板上

10、时，光能转换成的电能就可以推动电动机车运行。注意事项：太阳能电池的输出端注意不要短路，以免损坏电源。7、磁滞回线演示仪实验原理铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率很高。另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化强度H之间的关系曲线。图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B=H=O，当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如线段oa所示，继之B随H迅速增长，如ab所示，其后B的增长又趋缓慢，并当H增至Hs时，B到达饱

11、和值Bs，oabs称为起始磁化曲线。图1表明，当磁场从Hs逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点，而是沿另一条新的曲线SR下降，比较线段OS和SR可知，H减小B相应也减小，但B的变化滞后于H的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H=0时，B不为零，而保留剩磁Br。当磁场反向从0逐渐变至HD时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，HD称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD称为退磁曲线。图1还表明，当磁场按HsOHDHsOHDHs次序变化，相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDSRDS变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处于交变

12、磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化去磁反向磁化反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗于磁滞回线所围面积成正比。应该说明，当初始态为H=B=O的铁磁材料，在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化，可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，如图2所示，这些磁滞回线顶点的连线称为铁磁材料的基本磁化曲线，由此可近似确定其磁导率=B/H，因B与H非线性，故铁磁材料的不是常数而是随H而变化（如图3所示）。铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万，这一特点是它用途广泛的主要原因之一。 图1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线 图2

13、同一铁磁材料的一簇磁滞回线可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据，图4为常见的两种典型的磁滞回线，其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来制造永磁体。图3 铁磁材料与H并系曲线 图4 不同铁磁材料的磁滞回线观察和测量磁滞回线和基本磁化曲线大线路如图五所示。 图5 实验线路待测样品为E1型矽钢片，N为励磁绕组，n为用来测量磁感应强度B而设置大绕组。R1为励磁电流取样电阻，设通过N的交流励磁电流为I，根据安培环路定律，样品的磁化场强H=Ni/L (L为样品的平均磁路) (1

14、)（1） 式中的N、L、R1均为已知常数，所以由U1可确定H。在交变磁场下，样品的磁感应强度瞬时值B是测量绕组n和R2C2电路给定的，根据法拉第电磁感应定律，由于样品中的磁通的变化，在测量线圈中产生的感生电动势的大小为 (2)S为样品的截面积。如果忽略自感电动势和电路损耗，则回路方程为 式中为感生电流，为积分电容C2两端电压设在t时间内，向电容C2的充电电量为Q，则 如果选取足够大的R2和C2，使Q/C2则 (3)由（2）、（3）两式可得 上式中C2、R2、n和S均为已知常数。所以由U2可确定B0综上所述，将图5中的U1和U2分别加到示波器的“X输入”和“Y输入”便可观察样品的B-H曲线；如将

15、U1和U2加到测试仪的信号输入端可测定样品的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力HD、磁滞损耗BH以及磁导率等参数。8、布鲁斯特角演示仪通过演示可帮助学生了解偏振光的产生原理和检验偏振光的方法。实验原理：1偏振光的产生当自然光从空气照射在折射率为n的非金属镜面（如玻璃面、水面等）上，反射光与折射光都将成为部分偏振光。当入射角增大到某一特定值时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于入射面，这时入射角0称为布儒斯特角，也称起偏振角。由布儒斯特定律得：tg0=n 操作方法： 1观察检偏器与起偏器振轴夹角与透射光强的关系。2把激光器和玻璃堆装置及检偏器、光屏等在光具座上沿一条直线依次安装好，先让光

16、通过玻璃堆，然后用检偏器检验透射光是否为偏振光。3把玻璃堆装置拿下，换上起偏器，在起偏器后面再安放一个布儒斯特角反射装置，改变布儒斯特角装置上的玻璃片与入射光的角度，观察反射光在光屏上光点亮度的变化情况，若起偏器产生的线偏振光与布儒斯特角装置上的玻璃片入射面平行时，则当光的入射角为布儒斯特角时（对普通玻璃此布儒斯特角约57度），玻璃只反射与入射面垂直的偏振光，对平行于入射面的偏振光完全不能反射，故反射光完全消失。9、压电效应与逆压电效应演示压电晶体在压缩力作用下，在两面能够产生电位差，即机械振动通过压电晶体转换为电振动（电信号）；在晶体两面加上一定的电位差时，晶体线度会发生一定的变化，产生机械

17、振动，即压电效应。装置与原理： (一)压电效应演示仪(扩音机) (二)压电陶瓷 压电陶瓷片是由锆钛酸铅(PZT)材料做成的，它具有明显的压电效应，在1kg的压缩力下，两面能够产生百分之几伏的电位差。此电位差可从扩音机扬声器中传出的音频信号宏观地表现出来。现象的演示：1、 演示压电效应。将压电陶瓷联接线的接头插入本演示仪的输入端，接通电源，如用手轻轻敲打压电片，可听到扬声器传出咔咔的声音，如将压电片粘在手表（最好是机械表）的玻璃表面上，可从扬声器中听到放大了手表的嘀嗒声。这是由于压电片在压缩力的作用下，其两端产生电压，经扩音机放大后从扬声器中传出，从而验证了压电陶瓷具有压电效应。2、 演示逆压电

18、效应。 将演示仪正/逆压电效应的按钮按下，压电陶瓷联接线的插头插入演示仪的输出端，适当调节演示仪的调频旋钮，即可从扩音机中收听到音频信号。这个实验明确地说明压电陶瓷元件具有逆压电效应，即压电陶瓷的两个极由于施加了音频信号，使其发生低频的机械振动。这个振动又使压电晶体两端产生音频电压，经扩音机放大，可以听到扬声器的声音。10、声音延迟效应本演示实验仪可利用视觉暂留原理显示弦振动的波形。实验原理：人眼对短暂的图像信息在视觉上会给予约1/10秒的保留时间，利用这一原理，我们在观察一些不连续的、间隔很短的物体图像时，会形成一个连续的视觉印象。在本演示仪器中，我们拨动琴弦时，琴弦会发生振动，一般这些振动

19、我们人眼不易观察，因为声音的频率通常在几十到几千赫兹以间，在这样的频率下人眼的观察是来不及反映的。但若在琴弦后面安装一个滚筒，滚筒上有许多白色的反光横条，当滚筒转动时，反光横条在掠过琴弦的一瞬间，把振动的此一瞬间琴弦的白底黑线的图像暂时保留了下来，我们就可以利用视觉暂留原理看见弦振动的波形。操作方法：将琴弦拨动的同时，快速地转动琴后面的滚筒，用眼睛对着滚筒观察琴弦，可以看见白底黑线的琴弦振动图像。注意事项：拨动琴弦时用力不要太大，以免损坏仪器。11、电磁波的发射与接收演示趋肤效应1演示电磁波的基本特性及其发射、接收原理，使学生加深对交变电磁场的认识，以及对电磁波的发射与接收过程的理解。2利用电

20、磁波的电场，用较粗的铜棒做导线演示趋肤效应，使学生更形象地理解此物理现象。实验原理（一)电磁波的发射1电流随时间作周期性变化的现象叫电磁振荡。能产生电磁振荡的电路叫振荡电路。LC电路是等振幅的电磁振荡。随着时间变化的电场和磁场相互激发，将电磁振荡向空间传播开去，便形成电磁波。2振荡电路辐射电磁波的三个条件1）电路必须开放，使电场能量和磁场能量尽可能向空间开放。2）由平均辐射功率知，振荡频率必须足够高，才能保证能量的有效发射。3）必须不断提供能量，补偿电感L的耗能和辐射能，保证等振幅振荡的实现。3改造LC振荡电路为振荡电偶极子，实现上述三个条件，便能有效地向空间辐射电磁波。4电磁波的性质1）电磁

21、波是横波，具有多普勒效应和偏振现象。2）电矢量垂直于磁矢量且垂直于传播方向，并且传播速度沿的方向。3）振动和振动同相位。4）和的振幅值成比例：。真空中有 （1）5）电磁波在真空中的传播速度 （2）5电磁波的能流密度矢量坡印廷矢量 （3）(二) 趋肤效应在直流电路中，均匀导体横截面上的电流密度是均匀的。但当交流电流通过导体时，随着频率的增加，在导体横截面上的电流分布越来越向导体表面集中，所以，接在导体表皮上的小灯泡比接在导体中间的小灯泡要亮得多，这种现象就叫做趋肤效应。实验操作与现象1接通电源，将工作选择打到直流当、看到此时支架上的两个小指示灯一样亮。2先将高低频率开关打到低频档。3再将高低频率

22、开关打到高频档，注意观察此时支架上的两个小灯泡亮度明显不同。这现象即显示高频电路导体中间与表面电流密度分布不一样。4实验后，关闭电源。注意事项实验结束后，注意把高低频率开关打到低频档上。 12、三原色通过演示说明用三原色合成其它各种颜色的原理。实验原理： 自然界绝大部分的彩色都可以由三种基本颜色适当组合匹配形成。这三种三种基本的颜色称为三原色（或三基色）。作为发光体来说，三原色分别为：红、绿、蓝三色。本演示仪器在一只白色的玻璃罩中装有红、绿、蓝三种颜色的灯泡，分别改变三种灯泡的发光强度，可以使三种光在玻璃罩中混合后变幻出不同的颜色来。操作方法： 打开电源，三种颜色的发光管灯光经混合后可以产生各

23、种不同的其它颜色。注意事项：玻璃易碎，注意保护。13、亥姆霍兹线圈演示仪特点亥姆霍兹线圈是用两个半径和匝数完全相同的线圈，将其同轴排列并令间距等于半径，串接而成的线圈。用它可以产生极微弱的磁场直至数百Gs的磁场，可用于地球磁场的抵消补偿、检测永磁体特性等。亥姆霍兹线圈是由两个相同的线圈同轴放置，其中心间距等于线圈的半径。将两个线圈通以同向电流时，磁场叠加增强，并在一定区域形成近似均匀的磁场；通以反向电流时，则叠加使磁场减弱，以至出现磁场为零的区域。给霍尔元件通以恒定电流时，它会在磁场中会感应出霍尔电压，霍尔电压的高低与霍尔元件所在处的磁感应强度成正比，因而可以用霍耳元件测量磁场。 主要特点空间

24、开阔，使用方便 ；磁场与供电电流有很好的线性关系； 使用磁场空间有很宽的均匀区 ； 适于制造一维、二维和三维空间组合磁场； 主要用途产生标准磁场； 霍尔探头和各种磁强计的定标 ； 地磁场的补偿 ； 磁屏蔽效果的判定 ； 空间辐射磁场的测量和排除 ； 物质磁特性的研究； 生物磁性的研究14、蒸汽机模型演示卧式单缸蒸汽机的构造和工作原理，供物理热机部分教学演示使用。构造：仪器正面是沿气缸纵轴剖开的断面，中间的圆柱形空腔是气缸，气缸两旁是冷却水套断面。气缸里左右移动的是活塞（制成整体形），气缸边上是曲轴箱，箱内前面一根是曲轴，通过连杆与活塞连接，后面一根是凸轮轴，上有两个位置不同的凸轮，拖动推杆依次

25、上下运动，并通过摇臂控制气缸顶部的进气阀和排气阀的开闭。仪器左边是飞轮，右边有曲轮、气缸等。蒸汽机的压缩比一般是58，所以活塞上升到上止点时，气缸顶部按比例留有一定空隙。在飞轮上装有一个手柄，仅供演示时驱动飞轮旋转之用。实物上是没有的。蒸汽机模型如下图所示。从汽缸和汽室的纵剖面可以看到汽缸和汽室内活塞和滑动阀的运动情况。从进气口压入压缩空气，推动活塞运动，可使蒸汽机对外做功。当曲柄推动车轮转动时，车轮带动连杆使滑动阀来回移动，从而不断改变汽缸进汽和排汽的通道，最终在蒸汽的压力下使活塞不断地来回运动。用法：观察活塞、连杆、曲轴和飞轮的连结的情况，是可形象地说明活塞的直线往复运动是如何转化成飞轮的

26、旋转运动的。注意事项：这个蒸汽机模型一般已调整好，各部分动作是协调的，使用时无须进行调整。模型要注意保持清洁，转动部分要加润滑油.15、共振演示仪实验原理一个振动系统，如果没有能量的不断补充，振动最终会停下来。因此，为了获得稳定的振动，通常对系统加一个周期性的外力，称为策动力。在周期性的策动力作用下的振动为受迫振动。理论计算表明，受迫振动在稳定后的振动频率与策动力的频率相同。振幅与策动力的频率有关系。策动力的频率公式                         

27、     （16-1）式中为系统固有频率，为阻尼系数。当策动力的频率满足式（16-1）时，则系统振幅达到最大，称为共振。一般因为阻力很小，所以共振的条件可以近似写为：                            （16-2）即当策动力的频率与固有频率相同时发生共振现象。系统的固有频率一般与系统的弹性

28、系数和惯量有关系。在惯量相同的情况下，弹性越大，固有频率越大；在弹性相同时，惯量越大，固有频率越小。所以，由同种材料做成的截面相同的弹簧片，越长的固有频率越小。实验操作与现象1将仪器放置在水平桌面上，按通电源，仔细调节电源电压，使电机转速逐渐增快，可观察到弹性刚片从长到短逐个振动。2弹性刚片从长到短逐个振动的过程中，可观察到同一弹性刚片在不同频率时，两个方向的振动情况，还可以发现一个方向上会出现两次振动并观察比较振动时的振幅。3调节到一定频率时（调节电压），在较长的刚片中可观察到驻波现象。注意事项1因电机最大额定电压为24伏，切记调节输出电压时不要超过24伏，以免损坏电机16、激光综合光学演示

29、仪本仪器可供中学和大中专院校在教学中使用。可演示几何光学中的折射、反射、全反射等现象及透镜和组合透镜的成象光路图。是一种既能做实验又能做演示的多用途光学仪器。一、 特点：1、本仪器采用三路光束分别用三个全反镜反射装置。直接投射到光屏上，显示出可自由调节的光路。由于光屏的磁力作用，可使光学元件（透镜）停留在光屏的中轴位置，从而简便的演示出几何光学的成象光路。2、本仪器采用半导体激光器，电流可调，性能稳定，成象清晰，体积小，重量轻，携带方便。二、 技术参数：输入电压：220V 激光输出功率：1.5-2.5mw 注意事项：实验过程中将镜片放在实验板时，不要掉下以免摔坏。实验完毕后，将靠近激光管的平面

30、镜调为水平，以防合上仪器上盖时被碰触而损坏； 17、窥视无穷通过演示使观众观察到一组平行平面镜对同一个立体物的景像进行反复多次反射得到的不断伸远的、无穷无尽的相似图像的光学现象。实验原理：“窥视无穷”是由一个物体在两个相互平行的平面镜之间经过反复许多次反射后在人眼中形成的许许多多虚像的叠加。其光路原理图如下：操作方法： 打开仪器电源开关，使仪器内的物体被灯光照亮，即可观察到有趣的“窥视无穷”现象。注意事项： 实验结束关闭电源。18、红外线演示仪 红外线自100余年前发现以来，在工农业，医学以及军事技术上有广泛的应用：本仪器可就红外线的性质进行演示实验，具有演示效果明显，操作方便等特点。实验原理

31、 红外线控制器由红外线发射装置和红外线接收装置两部分构成。共同安装在一只机壳内，红外线发射管和接收管均装在机壳上部。见下图 右侧系发射管，左侧为接收管，红外线接收管作为三级放大管的基极偏流电阻，机壳左侧的发光二极管作为三极管的集电极的负载。当红外线发射管通电时，红外线射向接收管，使期电阻降低，三极管的电压例相作用于开光期极，使开关管关断，报警集成块不工作，如用手隔断红外线的通路，开关管导通，报警电路工作，报警声鸣响两下。使用方法 红外线控制器电池盒上装上四节5号电池，打开电源开关，控制器左右二只二极管均亮，说明红外线发射管已在工作，如将手掌置于红外线发射管和接收管之间，红外线被阻挡，机壳左边的

32、二极管发光管熄灭。拿开手掌，左边发光管又发光。如把左端的纽子开关扳向报警位置，当有物体遮断一下红外线，则仪器发出“警报声”。注意事项1、 演示红外线的应用时，红外线控制器右侧发射管和左侧的接收管轴线应在同一直线上，否则红外线接收管将无法接收到发射管发出的红外线。2、 实验完毕，应将红外线控制器中的5号电池取出。3、 实验完毕，仪器应揩净放在阴凉、干燥处。19、X射线演示X射线与光一样都是电磁波，其波长范围在10-9-10-5毫米之间，它的主要性质有：1、荧光作用 当X射线照射硫化锌（ZnS）、碳化镉(CdS)、碘化钠(NaL)等荧光物质时，可以生荧光。2、电离作用 通过气体时能使气体分子电离。

33、3、感关作用 使感光乳剂变黑，而变黑化度取决于感光程度。4、射率大致为1 即穿过物质时，几乎不发生折射。5、洐射现象 X射线穿过晶体性物质时发生洐射现象，而结晶物质起洐射光栅的作用。6、穿透作用 由于X射线波长短，光子能量大，所以穿透力强。7、生物作用 X射线照射机体，可损害组织细胞。使用时，必须注意安全防护。 当X射线穿透物体时，由于物体各部分的结构和厚度不同，产生了吸收X射线的差异，通过成象系统，可将这种差异转换成图像。基于上述性质2512x射线演示仪采用全封闭结。构可安全、有效地观察X射线的特性。结构和原理仪器主要由热阴极X射线管、高压电源、防护机箱组成，如图1所示。当高压加于热阴极X射

34、线管时，射线管产生X射线。射线照射置于载物玻璃上的演示物，在荧光屏上形成演示物的“影子”，通过铅玻璃观察窗，看在反光镜上观察到这个图像“影子”。仪器的调节与使用本演示实验可在教室里进行，无需暗室操作。1、 首先检查X射线管的安装，应使阳极靶的靶面向下正对圆黑纸（X射线将从此通过）。2、 将演示物置于荧光屏载物玻璃上，并关好演示物取放门。3、 将高压调节旋钮逆时针旋至最小值。4、 开启电源开头，使仪器预热数分钟。5、 按高压启动按钮，调节高压旋钮，使高压逐步升高，X射线管工作。6、 微调高压，即可从铅玻璃观察窗中，观察到清晰的演示物“影子”。7、 放开高压启动按钮或打开演示物取放门，仪器即停止工

35、作，以起到保护作用。重要的安全事项1、X射线管的电源为高压，为避免在运输中因碰撞而损坏绝缘层，导致外壳漏电、发生危险，故在使用前应检查外壳是否漏电。2、荧光屏涂料为有毒物质，实验完毕，要洗手。 六、仪器的维护（修）、保养1、X射线管为玻璃真空产品，容易破碎或漏气，因此，使用时要轻拿、轻放、不要强烈震动。2、X射线管的电源为高压，为防止仪器受潮引起高压对机壳放电，仪器应放置于通风干燥处。3、高压调节应从小到大逐步升高，以看清演示物“影子”为原则，过搞电压会使X射线管阳极电流增加，电路自动过流保护、切断高压输出。4、每次启动高压观察约30秒钟左右为宜，长时间启动高压工作，仪器会过热自动保护。1、

36、5、荧光屏系由硫化物荧光料和有机胶体组合而成，受潮或强光（日光等）照射，会导致荧光亮度的降低或屏面易变质黑化，因此保存时，应避免日光和强光的照射，环境温度宜在10±30，60%80%.七、常见故障及处理方法1、看不见荧光：a.演示物取放门未关好 b.保险丝熔断 c高压电源故障20、激光琴激光琴 激光束对应光敏电阻，手指“轻弹”遮断光路，改变光敏电阻的电阻值，产生跳变的电压信号，它触发相应的电路工作，产生一个电信号，经处理放大后发出声音。不同的光束有不同的音符，按照乐曲韵律，可以弹奏美妙的音乐。21、声悬浮演示声悬浮现象最早是1886年由Kundt发现的，80年代以来，随着航天技术的进

37、步和空间资源的开发利用，声悬浮逐渐发展成为一项很有潜力的无容器处理技术.声悬浮是高声强条件下的一种非线性效应，其基本原理是利用声驻波与物体的相互作用产生竖直方向的悬浮力以克服物体的重量，同时产生水平方向的定位力将物体固定于声压波节处.声悬浮技术分为三轴式和单轴式两种，前者是在空间三个正交方向分别激发一列驻波以控制物体的位置，后者只在竖直方向产生一列驻波，其悬浮定位力由圆柱形谐振腔所激发的一定模式的声场来提供.声悬浮技术是地面和空间条件下实现材料无容器处理的关键技术之一，和电磁悬浮技术相比，它不受材料导电与否的限制，且悬浮和加热分别控制，因而可用以研究非金属材料和低熔点合金的无容器凝固。22、神

38、奇的普氏器 通过演示使观众亲身体验普氏摆的光学现象。实验原理：1922年，德国物理学家普费驰发现了人眼的一个奇异生理现象，即当一个用绳子悬吊的重摆在一个平面内作往复摆动时，如果用一块茶色镜遮住一个眼睛，我们同时睁眼看到的这个运动摆的轨迹就会从单摆轨迹变为椭圆形轨迹，普氏摆之谜至今没有被完全解开。目前有一种解释是：人之所以能够看到立体的景物，是因为双眼可以各自独立看景物。两眼有间距，造成左眼与右眼图像的差异称为视差，人类的大脑很巧妙地将两眼的图像合成，在大脑中产生有空间感的视觉效果。在这个实验中，所用的光衰减镜引起光强的减弱，使分别进入两只眼睛的物光产生距离感，从而感觉出物体的立体感。操作方法：

39、1.拉开摆球，使其在两排金属杆之间的一个平面内摆动；2.站在普氏摆正前方位置观察球摆动的轨迹；3.戴上光衰减镜再观察摆球的轨迹，发现摆球按椭圆轨迹转动；4.将光衰减镜反转180度，再观察，发现摆球改变了转动方向。注意事项：1.  摆球的摆动平面尽量在两排金属杆的中间，避免与金属杆相碰；2.  观察时双眼均要睁开。23、氢电池氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极。在优势无污染燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池

40、板、风能发电等），整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。无噪声燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。高效率燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。24、电磁波的发射与接收演示仪使用方法在振荡板的电子管插座上插入两只6N3电子管，再将甚高频振荡板插在主机的插座上，两边用滚花螺钉固定好。将对称振子发射天线调到长约30厘米，中心塑料夹住卡在甚高频振荡板上。插上仪器的电源线，打开电源开关，指示灯发出红光，同时可以

41、看到两只电子管的灯丝发出红光，预热几分钟以后，仪器就向空中发射电磁波。开机以后，如果选择开关放在“1KHz”、“断续”、“音乐”档，喇叭开关向上，可以听到相应的声音。实验原理(一)电磁波的发射1电流随时间作周期性变化的现象叫电磁振荡。能产生电磁振荡的电路叫振荡电路。LC电路是等振幅的电磁振荡。随着时间变化的电场和磁场相互激发，将电磁振荡向空间传播开去，便形成电磁波。2振荡电路辐射电磁波的三个条件1）电路必须开放，使电场能量和磁场能量尽可能向空间开放。2）由平均辐射功率知，振荡频率必须足够高，才能保证能量的有效发射。3）必须不断提供能量，补偿电感L的耗能和辐射能，保证等振幅振荡的实现。3改造LC

42、振荡电路为振荡电偶极子，实现上述三个条件，便能有效地向空间辐射电磁波。4电磁波的性质1）电磁波是横波，具有多普勒效应和偏振现象。2）电矢量垂直于磁矢量且垂直于传播方向，并且传播速度沿的方向。3）振动和振动同相位。4）和的振幅值成比例：。真空中有 （1）5）电磁波在真空中的传播速度 （2）5电磁波的能流密度矢量坡印廷矢量 （3）4实验后，关闭电源。(二)电磁波的接收 当接收器上的天线靠拢发射器的天线时，接收器天线可感应接收发射器发出的电磁波信号。特别是当接收天线与信号频率能达到谐振时，接收到的信号最强。25、超声雾化器观察超声雾化的现象。实验原理：本演示仪器采用电子振荡电器，通过超声波换能片将洁

43、静的清水或含有美容保健药物的水溶液激发振荡，使之产生110微米颗粒大小的雾状气体。实验操作方法：在水槽中注入适量的清水或其它的水溶液，打开电源，稍过片刻即可观察到实验现象。注意事项： 注意周围环境亮度不要太亮或太暗以免影响观察。26、光学转盘人们很少能看见单纯的、只有一种波长的光。在绝大多数情况下，人们看见的都是由不同波长的光线混合起来的光。从牛顿时代开始，人们就研究颜色混合的现象，现已确定的色光混合律主要有如下的三条。 (1)每一种色光都有另一种色光与之混合而产生白色或灰色(无彩色)的光觉，这两种相互中和的色光叫做互为补色。如红色光与青绿色光互为补色，黄色光与蓝色光互为补色等等。 (2)两种

44、不是互为补色的色光相混合，便产生一种新的、介于它们两者之间的中间色的色觉。如蓝色光和红色光相混合产生紫色色觉；红色光与黄色光相混合产生橙色色觉。 (3)由其他色光混合而成的色光，与相同的纯光谱的色光，只要两者产生的色觉相似，都可以互相代替，取得同样的视觉效果。如黄色光和蓝色光，不论它们本身各自是纯光谱的，还是由其他色光混合而成的，它们相互混合同样能产生白色或灰色的色觉，它们都互为补色。 我们这里讲的色混合现象，是波长不同的光在视觉系统中的混合，不是画家在调色板上调色那种颜料的混合。颜料混合所遵循的规律与色光混合所遵循的规律是不同的。不同的色光相混合，是遵循加法的原则，如红、绿、蓝三原色的光同等地混合起来，成了白光，照在白纸上，白纸面能把白光中的红、绿、蓝三原色的光反射出来，所以看起来是白色的。红色光加绿色光照在白纸上，白纸面能把红、绿相混的光反射出来，所以看起来是黄色的；红色光加蓝色光照在白纸上，白纸面能把红、蓝相混的光反射出来，所以看起来是紫色。把黄色光和蓝色光相混合而成了白光，照在白纸上，白纸面能把黄、蓝相混的光反射出来，所以看起来是白色的，黄色光和蓝色光就互为补色。但是；不同的颜料相混合，所遵循的则是减法原则，如白纸上涂了蓝色，白光