大學(xué)物理探究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、椎體上滾l 實(shí)驗(yàn)原理在重力場中，物體在地球引力的作用下，總是以降低重心來趨于穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)中錐體與軌道的形狀巧妙組合，給人以錐體自動(dòng)由低處向高處滾動(dòng)的錯(cuò)覺：V形導(dǎo)軌的低端處，兩根導(dǎo)軌相距較小，停于此處的錐體重心最高，重力勢(shì)能最大；V形導(dǎo)軌的高端處，兩根導(dǎo)軌相距較大，停于此處的錐體重心最低，重力勢(shì)能最小。因此，從導(dǎo)軌低端處釋放錐體，錐體就會(huì)沿導(dǎo)軌從低端滾向高端，這其間錐體的重心逐漸降低，重力勢(shì)能逐漸減小，被轉(zhuǎn)化為了錐體滾動(dòng)時(shí)的動(dòng)能，體現(xiàn)了機(jī)械能守恒。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將錐體置于導(dǎo)軌的高端，錐體并不下滾；反之，將錐體置于導(dǎo)軌的低端，松手后錐體會(huì)自動(dòng)上滾，直至高端后停住。l 小結(jié)或討論剛開始看到這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置

2、時(shí)，還真的以為椎體是在“上滾”，因?yàn)閮蓚€(gè)金屬滑軌確是一邊高一邊低，而椎體也確實(shí)是從低的那一端滾上了高的那一端?？墒钱?dāng)?shù)絺?cè)面觀察是，很快便發(fā)現(xiàn)了這個(gè)裝置的奧秘所在：我們的眼睛被欺騙了！雖然椎體看上去是從低處滾向高處，可椎體的重心卻是由高到低！與此類似的錯(cuò)覺很多，比如“怪坡”現(xiàn)象。世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多處“怪坡”，在這些“怪坡”上，汽車下坡時(shí)必須加大油門，而上坡時(shí)即使熄火也可到達(dá)坡頂；騎自行車下坡時(shí)要使勁蹬，而上坡時(shí)卻要緊扣車閘；人在坡上走，也是上坡省力，下坡費(fèi)勁。如果仔細(xì)研究會(huì)發(fā)現(xiàn)，所謂的“怪坡”并沒有違反科學(xué)規(guī)律，“怪坡”與它路邊傾斜的參照物護(hù)欄、石柱巧妙結(jié)合，給人一種錯(cuò)覺，就好比“錐體上滾”一樣

3、的錯(cuò)覺。物理規(guī)律是不會(huì)欺騙我們的：在重力場中，物體的能量總是自然地趨向最低狀態(tài)，物體總是以降低重心力求穩(wěn)定的。這些現(xiàn)象告訴我們，我們不能僅僅憑現(xiàn)象憑肉眼的觀察就斷定一個(gè)事物，必須以科學(xué)的態(tài)度、科學(xué)的方法去探究現(xiàn)象背后的本質(zhì)。銅噴水魚洗現(xiàn)象探究l 實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的物理原理可分三個(gè)過程加以說明： 1、操作者手搓提把，使能量傳入的過程，是一個(gè)非線性自激振動(dòng)過程，其物理實(shí)質(zhì)是用單方向的力激起提把的振動(dòng)。 2、提把的振動(dòng)耦合為盆體的橫駐波共振。魚洗盆的提把安裝在盆內(nèi)側(cè)面的相對(duì)的兩側(cè)，它的振動(dòng)可以耦合為盆體的橫駐波共振。本實(shí)驗(yàn)所用魚洗盆側(cè)面環(huán)盆一周有4個(gè)波節(jié)、4個(gè)波腹的駐波模的頻率與提

4、把自激振動(dòng)的頻率相接近（最好略高一點(diǎn)）時(shí)，可以最有效地激起該模的振動(dòng)。 3、波腹處劇烈的振動(dòng)使水具有的動(dòng)能大于水的表面張力限定的勢(shì)能，且能克服重力再向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水被撕裂成水珠從水面飛出，形成向上噴射的水花。本實(shí)驗(yàn)魚洗盆中激起的振動(dòng)為4波腹4波節(jié)模式，所以有4股水花從波腹處飛出。使提把由于非線性過程而產(chǎn)生的自激振動(dòng)的頻率接近魚洗盆側(cè)面橫駐波模式（4波腹4波節(jié)）的固有頻率，是本裝置結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象操作者伸開兩手掌，掌面蘸少許水，將兩手掌放在魚洗盆的兩個(gè)提把上，輕柔均勻地使手掌在提把上來回滑動(dòng)。當(dāng)聽到魚洗盆嗡嗡振動(dòng)起來時(shí)，便有水花從水面上噴射出來。l 小結(jié)或討論噴水魚洗是我國古代人

5、民的智慧結(jié)晶之一。從振動(dòng)與波的角度來分析是由于雙手來回摩擦銅耳時(shí)，形成銅盆的自激振蕩，這種振動(dòng)在水面上傳播，并與盆壁反射回來的反射波疊加形成二維駐波。 理論分析和實(shí)驗(yàn)都表明這種二維駐波的波形與盆底大小、盆口的喇叭形狀等邊界條件有關(guān)。我國漢代已有魚洗，并把魚嘴設(shè)計(jì)在水柱噴涌處，說明我國古代對(duì)振動(dòng)與波動(dòng)的知識(shí)已有相當(dāng)?shù)恼莆?。在?shí)驗(yàn)室里看到有的同學(xué)能摩擦激起特別高的水花，銅盆的共振現(xiàn)象也特別明顯，發(fā)出的聲音特別大。當(dāng)自己動(dòng)手實(shí)際操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)這并不是一個(gè)特別容易的事情，一開始不論怎么摩擦都無法激起水花，后來實(shí)驗(yàn)了好多次以后，才發(fā)現(xiàn)激起水花的小竅門，手與銅質(zhì)提手的接觸面積越大，壓力越大，效果越

6、好！ 當(dāng)手感受到與提手的摩擦越大時(shí)能激起的水花最大！做本實(shí)驗(yàn)一定要有耐心，水花的噴射基本與人手磨擦提把的頻率無關(guān)，故不能著急。記憶合金l 實(shí)驗(yàn)原理記憶合金是一種原子排列很有規(guī)則、體積變?yōu)樾∮?.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀。由于它具有百萬次以上的恢復(fù)功能，因此叫做"記憶合金"。記憶合金由于是不同種類的結(jié)構(gòu)元相互摻和均布，盡管結(jié)構(gòu)元的個(gè)子、電磁力的大小不同，但各自都加快了自身的價(jià)和運(yùn)轉(zhuǎn)，在一定的溫度條件下相鄰相安。在受到外力后，電磁力受到外力的干擾，價(jià)和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)平面作出微量角度調(diào)整，物體產(chǎn)生塑性變形

7、，在此塑性變形中，部分調(diào)整后的價(jià)和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)是不舒展的。當(dāng)溫度條件變化時(shí)價(jià)和電子的速率隨之變化，當(dāng)溫度回復(fù)到相安舒展的（轉(zhuǎn)變溫度）條件時(shí)，不舒展的價(jià)和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)立即回復(fù)到當(dāng)時(shí)的速率，電磁力隨之發(fā)生變化，使相鄰結(jié)構(gòu)元的價(jià)和運(yùn)轉(zhuǎn)也都作出相應(yīng)的調(diào)整，全部回復(fù)到原來的舒展?fàn)顟B(tài)，于是整個(gè)物體也都回復(fù)到了原來的狀態(tài)。這就是記憶合金的記憶過程。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下圖所示，左圖為初始狀態(tài)下的被拉長的記憶合金絲，右圖為放入85攝氏度溫水中后拿出的記憶合金絲，可觀察到其由松弛狀態(tài)拉緊，恢復(fù)它原本的狀態(tài)。l 小結(jié)或討論在實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把變形的水車放入溫水中時(shí)，水車會(huì)自己轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)此現(xiàn)象查閱資料后得知該裝置讓所選記憶

8、合金周期性地與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩唇佑|，形狀隨之周期性地變化，從而驅(qū)動(dòng)水車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，形象地展示了熱變?yōu)楣Φ倪^程和形狀記憶合金的特性和用途。形狀記憶合金在人造衛(wèi)星天線、機(jī)器人和自動(dòng)控制系統(tǒng)、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備和能量轉(zhuǎn)換材料等高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，我想隨著科技的發(fā)展，總有一天這種技術(shù)會(huì)走進(jìn)尋常百姓家，能夠制造出性能更優(yōu)秀或者有特殊功能的產(chǎn)品，更好的服務(wù)于我們?nèi)祟悾刮覀兊纳罡颖憷孢m。輝光球l 實(shí)驗(yàn)原理輝光球又稱為電離子魔幻球。它的外觀為直徑約15cm的高強(qiáng)度玻璃球殼，球內(nèi)充有稀薄的惰性氣體（如氬氣等），玻璃球中央有一個(gè)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

9、電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏焊哳l電壓加在電極上。通電后，震蕩電路產(chǎn)生高頻電壓電場，由于球內(nèi)稀薄氣體受到高頻電場的電離作用而光芒四射，產(chǎn)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。 在通常情況下，氣體中的自由電荷極少，是良好的絕緣體。但在某些外界因素（如紫外線、X射線以及放射線的照射，或者氣體加熱）的作用下，氣體分子可發(fā)生電離，氣體中出現(xiàn)電子和離子，這時(shí)在外電場作用下，電子和離子作定向漂移運(yùn)動(dòng)，氣體就導(dǎo)電。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下圖所示，輝光球會(huì)放出五顏六色十分絢麗的光芒，在黑暗之中特別漂亮。當(dāng)手接觸玻璃球殼表面時(shí)，就像是手指把光聚集在幾點(diǎn)上，并且與玻璃球殼接觸的面積越大“光線”

10、越集中。接觸時(shí)間長了玻璃表面會(huì)很燙手。l 小結(jié)或討論實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)手接觸到玻璃球時(shí)的現(xiàn)象十分感興趣，之后上網(wǎng)搜索得知輝光球工作時(shí)，在球中央的電極周圍形成一個(gè)類似于點(diǎn)電荷的場。當(dāng)用手（人與大地相連）觸及球時(shí)，球周圍的電場、電勢(shì)分布不再均勻?qū)ΨQ，故輝光在手指的周圍處變得更為明亮，產(chǎn)生的弧線順著手的觸摸移動(dòng)而游動(dòng)扭曲，隨手指移動(dòng)起舞。在搜索過程中還發(fā)現(xiàn)一些特別有意思的輝光相關(guān)的應(yīng)用，在各種各樣的輝光中，最神奇的還要算人體輝光！1911年倫敦有一位叫華爾德·基爾納的醫(yī)生運(yùn)用雙花青染料刷過的玻璃屏透視人體，發(fā)現(xiàn)在人體表面有一個(gè)厚達(dá)15毫米的彩色光層。醫(yī)學(xué)家們對(duì)此研究表明，人體在疾病發(fā)生前，體表的輝光

11、會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)一種干擾的“日冕”現(xiàn)象；癌癥患者體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一種云狀輝光；當(dāng)人喝酒時(shí)輝光開始有清晰、發(fā)亮的光斑，酒醉后便轉(zhuǎn)為蒼白色，最后光圈內(nèi)收。吸煙的人其輝光則有不諧和的現(xiàn)象。人體輝光產(chǎn)生的原因，科學(xué)家們至今各抒己見。一些人認(rèn)為輝光現(xiàn)象除了人體白細(xì)胞之外，還可能使人體體表某種物質(zhì)、射線與空氣復(fù)合產(chǎn)生的，或是一種水汽和人體鹽分與主頻電場作用的結(jié)果，或是人體的光導(dǎo)系統(tǒng)經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)顯示它的“廬山真面目”。雅各布天梯l 實(shí)驗(yàn)原理希臘神話中有這樣一個(gè)故事：雅各布做夢(mèng)沿著登天的梯子取得了“圣火”，后人便把這神話中的梯子，稱之為雅各布天梯。雅各布天梯則展示了電弧產(chǎn)生和消失的過程。二根呈羊角形的管狀電極，一極接高

12、壓電，另一個(gè)接地。由于電極間具有幾萬伏高壓，在電極相距最近的底部，由于場強(qiáng)較大，空氣首先被擊穿產(chǎn)生大量正負(fù)離子，同時(shí)產(chǎn)生光和熱。熱空氣迅速向上移動(dòng)，于是電弧也隨著向上運(yùn)動(dòng)，隨著電極間距離的增大，電弧也隨之拉長，當(dāng)電弧爬升到頂部時(shí)，由于電極距離過大，電壓不足以擊穿空氣，電弧自動(dòng)熄滅。只要保持兩級(jí)間的電壓，這種放電過程就會(huì)周而復(fù)始地進(jìn)行，形成弧光放電，如一簇簇圣火似地向上爬升，猶如希臘神話的雅各布天梯。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象打開電源開關(guān)便會(huì)看到高壓放電電弧沿著“天梯”向上爬，同時(shí)聽到放電聲，直到上移的電弧消失，天梯底部將再次電弧放電。l 小結(jié)或討論從書上得知這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理就是弧光放電，在這里就想到了之前輝光

13、球的輝光放電。只是一字之差，現(xiàn)象也很相似，我很好奇它們兩個(gè)差別在哪里，于是自己查找了資料。呈現(xiàn)弧狀白光并產(chǎn)生高溫的氣體放電現(xiàn)象。無論在稀薄氣體、金屬蒸氣或大氣中，當(dāng)電源功率較大，能提供足夠大的電流（幾安到幾十安），使氣體擊穿，發(fā)出強(qiáng)烈光輝，產(chǎn)生高溫（幾千到上萬度），這種氣體自持放電的形式就是弧光放電。通常產(chǎn)生弧光放電的方法是使兩電極接觸后隨即分開，因短路發(fā)熱，使陰極表面溫度陡增，產(chǎn)生熱電子發(fā)射 。熱電子發(fā)射使碰撞電離及陰極的二次電子發(fā)射急劇增加，從而使兩極間的氣體具有良好的導(dǎo)電性?；」夥烹?的特征是電壓不高，電流增大的兩極間電壓反而下降，有強(qiáng)烈光輝。低壓氣體中顯示輝光的氣體放電(空氣

14、中的電子大概在1000對(duì)/cm3,由于高壓放電現(xiàn)象在低氣壓狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生輝光現(xiàn)象）現(xiàn)象。在置有板狀電極的玻璃管內(nèi)充入低壓（約幾毫米汞柱）氣體或蒸氣，當(dāng)兩極間電壓較高（約1000伏）時(shí)，稀薄氣體中的殘余正離子在電場中加速，有足夠的動(dòng)能轟擊陰極，產(chǎn)生二次電子，經(jīng)簇射過程產(chǎn)生更多的帶電粒子，使氣體導(dǎo)電。輝光放電 的特征是電流強(qiáng)度較?。s幾毫安），溫度不高，故電管內(nèi)有特殊的亮區(qū)和暗區(qū)，呈現(xiàn)瑰麗的發(fā)光現(xiàn)象。除了這兩種放電現(xiàn)象，還找到電暈放電和火花放電兩種，限于篇幅，這里就不寫出來了。普氏擺l 實(shí)驗(yàn)原理1922年，德國物理學(xué)家Carl Pulfrich發(fā)現(xiàn)了人眼的一個(gè)奇異生理現(xiàn)象，即當(dāng)一個(gè)用繩子懸吊的重?cái)[在

15、一個(gè)平面內(nèi)作往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，如果用一塊茶色鏡遮住一個(gè)眼睛，我們同時(shí)睜眼看到的這個(gè)運(yùn)動(dòng)擺的軌跡就會(huì)從單擺軌跡變?yōu)闄E圓形軌跡。他通過濾鏡觀察左右擺動(dòng)的小球，發(fā)現(xiàn)小球不止左右擺動(dòng)，還能自由前后運(yùn)動(dòng)。通過濾鏡的作用人們的視覺出現(xiàn)了停頓，由于人們腦子反應(yīng)太慢，之前的影像還揮之不去呢后來的影像就接連出現(xiàn)，這樣沒有今日事今日畢的感覺積少成多，小球就形成了一個(gè)橢圓形的運(yùn)動(dòng)軌跡。普爾弗里效應(yīng)說明人眼在暗光、暗鏡頭的作用下看到的物體影像會(huì)比通常情況下延長，這時(shí)候，暗光和暗鏡頭的攝影器材就相當(dāng)于一個(gè)濾鏡，人們通過他們拍出來的影像會(huì)讓觀眾產(chǎn)生錯(cuò)覺。人之所以能夠看到立體的景物，是因?yàn)殡p眼可以各自獨(dú)立看景物。兩眼有間距，造成

16、左眼與右眼圖像的差異稱為視差，人類的大腦很巧妙地將兩眼的圖像合成，在大腦中產(chǎn)生有空間感的視覺效果。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，擺球作往復(fù)的單擺運(yùn)動(dòng)(即擺球在一平面內(nèi)做往復(fù)的擺動(dòng))。當(dāng)觀察者通過光衰減鏡(右側(cè)裝深色鏡片，左側(cè)裝淺色鏡片)觀看擺球時(shí)，由于深色鏡片會(huì)延遲知覺(約0.01秒)，單擺自左向右擺動(dòng)時(shí)看起來是向前(靠近)擺動(dòng)，自右向左擺動(dòng)時(shí)似乎向后(遠(yuǎn)離)擺動(dòng)，同時(shí)近處物體移動(dòng)的速度看起來比遠(yuǎn)處物體移動(dòng)速度要快，視覺的延遲導(dǎo)致左右眼視點(diǎn)不能重合，因此較近的物體看起來好像跳出平面而成為立體圖像。 l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象拉開擺球，使其在兩排金屬桿之間的一個(gè)平面內(nèi)擺動(dòng)，然后站在普氏擺正前方位置觀察球擺動(dòng)的軌跡，戴上光衰減

17、鏡（防盜墨鏡）再觀察擺球的軌跡，發(fā)現(xiàn)擺球按橢圓軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)，將光衰減鏡反轉(zhuǎn)180度，再觀察，發(fā)現(xiàn)擺球改變了轉(zhuǎn)動(dòng)方向。l 小結(jié)或討論從書上還看到對(duì)于光衰減鏡會(huì)延遲和人長期的用眼習(xí)慣對(duì)我們左右眼視力的影響也有一定的關(guān)系，所以，在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，當(dāng)我把左眼擋住，很難觀察這個(gè)現(xiàn)象，但是當(dāng)我把右眼擋住，就能清晰的發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。所以說這個(gè)物理現(xiàn)象的觀察在一定程度上還取決于人的生理問題，不是每個(gè)人都做得來的，例如單眼弱視者就根本無法做成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。但是在我們做實(shí)驗(yàn)的過程中沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，周圍的同學(xué)們都是可以成功看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的。目前，人們利用普氏擺現(xiàn)象發(fā)明了一種眼鏡，它可以在平面顯示器上模擬出立體的效果。這會(huì)不會(huì)在

18、3D的模型上得到應(yīng)用，也是值得我們探討的問題，更是我們要研究并且爭取讓它得到應(yīng)用的。而據(jù)我所知目前電影院的3D效果都是通過兩個(gè)放映機(jī)加偏振片再配合特制的檢偏眼睛實(shí)現(xiàn)的，使觀眾左眼看到從左視角拍攝的畫面，右眼看到從右視角拍攝的畫面，通過雙眼的會(huì)聚功能，合成為立體視覺影像。昆特管l 實(shí)驗(yàn)原理駐波是由振幅、頻率、振動(dòng)方向均相同而傳播方向相反的兩列波迭加而成的；由揚(yáng)聲器發(fā)出的入射聲波在管內(nèi)的另一端發(fā)生反射并與入射聲波干涉形成駐波。實(shí)驗(yàn)中可觀察到環(huán)形飛濺的煤油浪花，此處液體振動(dòng)最激烈，稱為波腹；振幅最小的點(diǎn)稱為波節(jié)，此處液體靜止不動(dòng)。在昆特管中駐波的波腹處，空氣振動(dòng)劇烈，氣壓小，從而吸起該處的煤油，使得

19、波腹處的煤油飛濺；而在駐波的波節(jié)處，駐波能量極小，且兩側(cè)波腹處的空氣向此聚集，氣壓大，將此處煤油下壓，使得煤油只能向兩側(cè)（波腹位置）流動(dòng)。最終兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，形成了在實(shí)驗(yàn)中看到的“噴泉”現(xiàn)象。駐波實(shí)際上就是分段振動(dòng)現(xiàn)象，在駐波中沒有振動(dòng)狀態(tài)和相位的傳播，故稱為駐波?？諝庵旭v波、壓強(qiáng)以及噴泉的形成示意圖l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象頻率（Hz）電壓（V）現(xiàn)象1600.75無1651.21第三段振動(dòng)1670.93第二段振動(dòng)2101.05第一段振動(dòng)3361.05無3500.75無一根玻璃長管里面放一些煤油，在一端時(shí)致的封閉端，另一端連接一個(gè)接通電源的聲波發(fā)生器，打開電源，聲波產(chǎn)生，通過調(diào)節(jié)聲波的頻率大小，來找到合適

20、的頻率，使波峰和波谷的現(xiàn)象放大，從而發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)地方、出現(xiàn)了劇烈的震動(dòng)，有些地方看似十分平靜。信號(hào)頻率調(diào)至某一參考值附近，調(diào)節(jié)頻率微調(diào)旋鈕至管內(nèi)形成駐波。此時(shí)能看到激起的片狀水花，增大電壓值時(shí)振動(dòng)會(huì)增強(qiáng)。l 小結(jié)或討論由現(xiàn)象可知每一個(gè)電壓對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率使管內(nèi)的煤油振動(dòng)，且當(dāng)頻率大于某一值時(shí)調(diào)節(jié)電壓不能使管內(nèi)煤油振動(dòng)?？吹竭@個(gè)實(shí)驗(yàn)，了解到波的疊加特性，也感受到物理的神奇。我們生活在一個(gè)充斥著電磁波、聲波、光波的世界當(dāng)中，了解一些基本的關(guān)于博得只是對(duì)于我們的健康生活是很有幫助的。光學(xué)幻影l(fā) 實(shí)驗(yàn)原理凹面鏡成像是反射成像，凹面鏡不是使光線透過，而是反射回去成像的儀器，光線遵守反射成像規(guī)律。當(dāng)物距小于焦距

21、時(shí)成正立、放大的虛像，物體離鏡面越遠(yuǎn)，像越小。當(dāng)物距大于焦距時(shí)，成縮小的實(shí)像，物體離鏡面越遠(yuǎn)，像越小。成的實(shí)像與物體在同側(cè)，成的虛像與物體在異側(cè)。不僅可以使平行光線匯聚于焦點(diǎn)，還能使焦點(diǎn)發(fā)出的光線反射成平行光。有句話說“眼見為實(shí)”，可在這里我們通過光學(xué)幻影演示儀可以讓你看到的東西并不是真是存在的，而只是通過光學(xué)成像方法實(shí)現(xiàn)的一個(gè)物像。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象打開電源開關(guān)，使幻影儀的出射窗口呈現(xiàn)幻像?？梢钥吹揭欢鋺以诳罩修D(zhuǎn)動(dòng)著的美麗的紅花，質(zhì)感非常細(xì)膩；伸手去觸摸紅花，發(fā)現(xiàn)并沒有實(shí)物；從不同的角度觀察，紅花的形狀稍有所不同。l 小結(jié)或討論光學(xué)幻影成像系統(tǒng)是基于“實(shí)景造型”和 “幻影”的光學(xué)成像結(jié)合，將所拍攝

22、的影像（人、物）投射到布景箱中的主體模型景觀中，演示故事的發(fā)展過程。繪聲繪色，虛幻莫測，非常直觀，給人留下較深的印象。由立體模型場景、造型燈光系統(tǒng)、光學(xué)成像系統(tǒng)、影視播放系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)、音響系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成，可以實(shí)現(xiàn)大的場景、復(fù)雜的生產(chǎn)流水線、大型產(chǎn)品等的逼真展示。在博物館、科技館等地方都經(jīng)常會(huì)看到這種系統(tǒng)的應(yīng)用，把悠久的文物（歷史的遺跡、歷史事件的事物見證等）放置到虛擬、生動(dòng)再現(xiàn)的歷史氛圍中去，賦予沉默文物以鮮活的生命，使歷史事件、歷史人物、古代文明在特定的現(xiàn)代藝術(shù)和高新技術(shù)相結(jié)合的狀態(tài)下重現(xiàn)出來，大放異彩！在實(shí)驗(yàn)的過程中還發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，就是用兩只眼睛觀察時(shí)會(huì)感到圖樣不夠清晰，且目

23、眩頭暈，而只用一只眼睛觀察能看到更清晰的圖像。后來我通過百度明白這其中的原因，因?yàn)槿说膬裳塾幸暡?，且人體有視覺和體感兩套平衡感覺系統(tǒng)，當(dāng)二者信號(hào)不一致，人就會(huì)產(chǎn)生眩暈感，光線在不停的交錯(cuò)閃爍，視覺容易產(chǎn)生疲勞 所以會(huì)頭暈?zāi)垦７αΑｎl閃法測定電扇轉(zhuǎn)速l 實(shí)驗(yàn)原理頻閃燈是每隔一定時(shí)間發(fā)出一次閃光，所隔的時(shí)間稱為周期，它的倒數(shù)稱為頻率。頻閃燈的頻率可以通過調(diào)節(jié)頻閃儀上的頻率旋鈕來調(diào)節(jié)，每秒頻閃次數(shù)（即頻率）可以從頻閃儀面板的儀表上讀出。當(dāng)電風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，頻閃燈發(fā)出的頻閃光照射在電風(fēng)扇葉片上。調(diào)節(jié)頻閃儀的頻閃頻率，若電風(fēng)扇上各葉片轉(zhuǎn)動(dòng)一圈或幾圈后又轉(zhuǎn)到原來位置時(shí)，頻閃燈閃亮一次，則由于人的視覺暫留效

24、應(yīng)，看到第一次頻閃時(shí)的葉片還沒有消失，第二次頻閃時(shí)的葉片又在同一位置上出現(xiàn)，所以看起來就象葉片靜止不動(dòng)一樣了。顯然當(dāng)電風(fēng)扇的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，頻閃燈閃亮一次時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻閃間隔最短（周期最小，也就是頻率最大。這時(shí)頻閃儀的頻率就是電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，即轉(zhuǎn)速（單位為轉(zhuǎn)/分或轉(zhuǎn)/秒）。由于三個(gè)葉片形狀相同，難以分辨，會(huì)出現(xiàn)誤判，因此在電風(fēng)扇的三片葉片上分別寫A、B、C三個(gè)字母，以利觀察。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)記錄從小到大調(diào)節(jié)頻閃儀的頻閃頻率，當(dāng)調(diào)到某一個(gè)頻閃頻率時(shí)，就會(huì)看到一個(gè)有趣現(xiàn)象：電風(fēng)扇葉片“靜止不動(dòng)”，好象電風(fēng)扇關(guān)掉一樣，但是人能感覺到電風(fēng)扇有風(fēng)吹出?，F(xiàn)象如左圖所示。當(dāng)頻閃儀頻率很大的時(shí)候，還會(huì)出現(xiàn)六

25、片甚至九片“靜止不動(dòng)”的情況！現(xiàn)象當(dāng)前頻率靜止不動(dòng)（三片）17.0Hz靜止不動(dòng)（三片）42.4Hz靜止不動(dòng)（三片）82.7Hz靜止不動(dòng)（六片）167.7HZl 小結(jié)或討論在日常生活中也常會(huì)有這種錯(cuò)覺，例如：在日光燈下轉(zhuǎn)動(dòng)電風(fēng)扇，如果轉(zhuǎn)動(dòng)速度與日光燈頻閃的頻率相近，但不相等，這時(shí)會(huì)看到電風(fēng)扇“正轉(zhuǎn)”或者“反轉(zhuǎn)”如果轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，又會(huì)看到一會(huì)兒正轉(zhuǎn)，一會(huì)兒反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。這是因?yàn)槿展鉄艚咏涣魇须?0HZ，所以它的閃爍頻率為50HZ。若在自然光或者LED等不閃光源下則看不到這種現(xiàn)象。還有就是在我們用手機(jī)拍照或者錄像的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)電腦、電視的屏幕以及日光管在屏幕上顯示都會(huì)出現(xiàn)閃爍的情況，有的時(shí)候卻沒有。經(jīng)過我的

26、分析，應(yīng)該是手機(jī)（相機(jī)）采集圖像時(shí)的的快門速度不同的原因，即當(dāng)環(huán)境光線很亮?xí)r快門速度會(huì)自動(dòng)降低，低于1S/50=20ms時(shí)就稱快門速度比日光燈閃爍頻率快，就會(huì)出現(xiàn)畫面一閃一閃的情況；而環(huán)境光線較暗時(shí)快門速度提高，高于20ms時(shí)則和人眼一樣將兩次閃爍疊加在一起，最終的結(jié)果就是燈是一直亮著的。蠟燭熄滅后水面升高原因的實(shí)驗(yàn)探究l 實(shí)驗(yàn)原理燃燒是一種發(fā)熱發(fā)光的氧化過程。在水面上點(diǎn)燃一支蠟燭，再用一個(gè)玻璃杯把它罩住，蠟燭火焰會(huì)逐漸熄滅，這原因是杯內(nèi)的氧氣被燒掉，不能繼續(xù)維持燃燒所致。同時(shí)可以看到，杯內(nèi)的水面升高了，顯然，這表明杯內(nèi)的氣壓降低了，杯內(nèi)水面與杯外水面的高度差反映了杯內(nèi)與杯外的氣壓差。有兩種觀

27、點(diǎn)可以解釋這一現(xiàn)象：1.杯內(nèi)氣體中的氧氣因燃燒而減小，因而氧氣壓強(qiáng)降低，使總壓強(qiáng)也降低了；2.蠟燭熄滅后，杯內(nèi)氣體的溫度降低，因而氣體體積縮小，使其壓強(qiáng)降低。l 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)記錄蠟燭數(shù)量杯外水面高度(cm)杯內(nèi)水面高度(cm)水面高度差(cm)11.53.01.521.64.52.931.54.53.0實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在上表中，分別在燒杯中放入不同數(shù)量的蠟燭，用火柴點(diǎn)燃蠟燭，將燒杯放入水中，用一個(gè)玻璃杯把放著蠟燭的燒杯罩住，一段時(shí)間后蠟燭熄滅，待冷卻一會(huì)后使用鋼尺分別測量每次杯內(nèi)外水面的高度，最后求出高度差。不同的蠟燭數(shù)量會(huì)產(chǎn)生不同的水面高度差。l 小結(jié)或討論由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在只放一根蠟燭的時(shí)候

28、水面升高1.5cm，為了排除氣體溫度升高的影響，我們采取讓它充分冷卻后再進(jìn)行測量的辦法，最終證明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因應(yīng)該是蠟燭燃燒消耗掉了杯子內(nèi)的氧氣，導(dǎo)致杯內(nèi)氣壓降低。而放入兩根蠟燭時(shí)發(fā)現(xiàn)水面竟然升高了2.9cm，足足是上次的兩倍！接著放入三根蠟燭，這次水面高度差和上次基本一致，還是3.0cm。經(jīng)過我們的研究與討論，得出的結(jié)論為只放一根蠟燭時(shí)并沒有完全耗盡杯內(nèi)的氧氣，而當(dāng)放入兩根以上的蠟燭時(shí)可以完全耗盡水杯中的氧氣，因?yàn)樗难鯕饩湍敲炊嗨宰詈蟮膲簭?qiáng)差是一樣的，則產(chǎn)生了相同的水面高度差。后來我們有人提出蠟燭是碳?xì)浠衔铮谘鯕庵型耆紵碚撋蠒?huì)產(chǎn)生二氧化碳和水，由于蠟燭的化學(xué)成分主要是正二十二烷（C22H46）和正二十八烷（C28