参量共振单摆的理论与实验研究

为了将参量共振引入基础物理实验教学,搭建了参量驱动单摆实验系统,并从理论和实验上研究了平衡点附近的运动.理论上,利用微扰方法计算了轨道的一般形式,在此基础上确定了参量共振带的边界,并得到了轨道特征量与驱动参量(频率与幅度)的依赖关系.实验上,利用2个一维激光位移传感器组装成二维位移传感器,实现了单摆轨迹的实时测量.在参量共振带内,测量了不同驱动频率下的轨道发散指数和振子-驱动相位差;在参量共振带的中心,测量了发散指数与驱动幅度之间的关系;在参量共振带的外边缘,测量了轨道包络的拍频和调制深度与驱动频率的关系.所有测量结果都与一阶微扰计算符合良好.

夫琅禾费衍射自动演示仪

介绍了夫琅禾费衍射自动演示仪的功能和实现方法.该仪器由光源、PASCO公司制作的狭缝盘、探测器、液晶显示器、计算机、单片机及步进电机等硬件组成.通过对单片机和计算机上的软件设计实现演示夫琅禾费衍射现象.该仪器还既可实现由计算机控制操作,也可以脱机独立操作.

颜色的混合和匹配演示实验

颜色的混合和匹配实验逐渐成为高校学生的基础性演示实验。该文主要介绍了颜色混合和颜色匹配的基本原理，以及利用三色合成仪及辅助光源进行颜色混合和匹配实验的方法。

将分光计改造成偏振实验平台

将分光计改造成偏振实验平台,用3D设计图较为形象地展示主要实验器件的设计思路,改造后偏振实验平台可以做起偏、检偏、布鲁斯特角、波片性能、玻璃堆起偏、旋光、液晶物性等与典型偏振实验.

自制实验仪器的探索和思考

本文从科学技术飞速发展的需要阐明了基础实验课内容必须更新;进一步阐明了在高校基础物理实验课中引进新技术、新理论的重要性和必要性,以及使用自制实验仪器的好处和可能性,本文还结合作者的实践提出了如何调动教师、实验技术人员研制实验仪器积极性的建议和措施。

用EXCEL解方程和得出数学模型的最优化解

用 EXCEL解方程可以大大减轻手工求解的计算量 ,并可得到精确解。通过实例展示了 EXCEL求解数学方程的强大功能 ,描述了“规划求解”解多元方程或找到数学模型的最优解 ,其实“规划求解”远不止这些 ,它在求最高产量、最高收入、最合理的计划安排、工程问题等方面都有大量应用。

六角孔的夫琅禾费衍射场的实验演示

采用一维光栅叠加和傅里叶变换对二维矩形光栅构成的矩孔衍射屏进行了分析计算,给出了衍射场光强分布的解析解和数值模拟结果.将内部具有3个不同取向的光栅的六角孔衍射屏看作是由3个不同方向一维光栅的叠加,对构造出的衍射屏进行快速傅里叶变换,得到该衍射屏的夫琅禾费衍射场分布.结果表明,单个六角孔的衍射场仅在衍射场中心处有一亮斑,衍射光强在3个受限方向有展开,演示观察效果不明显;内部具有光栅结构的六角孔的衍射场能明显地反映出六角孔的形状和衍射光强在3个受限方向的展开,演示效果明显.

光电效应演示和普朗克常量测定仪

在光电效应演示实验中．用LED光源代替汞灯,既可增强实验演示效果,又可定量计算普朗克常量．

色度学实验

验证颜色相加混合、相减混合规律， 通过定量测量计算混合色及汞灯的色坐标．

随机分布的多圆孔的夫琅禾费衍射场分布研究

采用蒙特卡罗方法先对随机分布的多圆孔构成的衍射屏进行了分析计算,并与单个圆孔的衍射场进行了比较,结果表明,多圆孔的衍射场与单个小圆孔的衍射场有相同的条纹形状和条纹半径,但多圆孔衍射场的能量比单个圆孔的衍射场能量明显增加,同时场强变化不均匀,有叠加噪声的效果,在衍射艾里斑的中心处有一个强亮点.然后对大圆孔内随机分布着的小圆屏构成的衍射屏进行分析,得到了与多圆孔衍射类似的结论,这些结论与实验结果一致.

基于LabVIEW的衍射自动演示仪的设计

针对传统衍射演示实验中操作繁杂、效率低、耗时长的问题,设计了衍射自动演示仪.该仪器应用虚拟仪器技术,将LabVIEW软件与实验硬件相结合,实现了对多重狭缝盘转动与定位的自动控制,以及衍射光强分布理论曲线与实际图像的对比演示,并设计出友好的人机界面,方便操作.

测金属线膨胀系数的2种方法

根据迈克尔逊干涉仪的基本原理以及电容器的相关知识,设计了基于迈克尔逊干涉仪(光学方法)和基于平行板电容器(电学方法)的测量金属线膨胀系数的实验.对这2种方法的原理、实验装置、精度以及优缺点进行了比较.

基于Arduino单片机的双光纤双向干涉条纹计数器

介绍了一种基于Arduino单片机的双光纤双向干涉条纹计数器.该装置可根据干涉条纹的涌出和陷入实现条纹的双向计数.在干涉法测量金属热膨胀系数实验中,使用此计数器对条纹计数,具有成本低廉、操作简易、计数精度高、抗干扰能力强、反应时间短等优点.