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例子3:当我们开着日光灯时,看室内旋转的的电扇叶,会感觉是一个圆盘在转动
2、太阳能电池应用
左边的是太阳能小车,当受到足够强的阳光照射,小车就会开动。右边的是把太阳能电池连在峰鸣器上,同样,当受到阳光照射,峰鸣器能发出声音。 操作方法:打开照明设备。 实践中的说明:
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 太阳能电池与普通电池相比,可以反复利用,无需再耗完电后充电或扔掉。 例子1:高速公路旁的电话供电电池 例子2:光动能手表
例子3:太阳能计算器(生活中已经比较多)
3、光栅
我们这里的光栅是在透明片上刻上周期性的条纹。当光经过光栅,就能发生衍射和干涉现象,出现五颜六色的条纹。 实践中的说明:
例子:
衍射:一列波遇到障碍物(孔或粒子)时发生的,当障碍物的尺度和波的波长差不多时或比波长短时,就会发生衍射
成稳定的强弱分布的现象
例子:阳光下五彩缤纷的肥皂泡,雨后马路边水面上的彩色条纹,高温处理后的金属的表面呈现美丽的蓝色
光的干涉 :两列或几列光波在空间相遇时相互迭加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形
4、立体画
戴上红蓝眼镜(红色镜片在左边,蓝色在右边),可以看到墙面上的画具有立体感。 原理:人的眼睛是通过红蓝镜片的滤光作用,迫使左右双眼能观看到有些微小区别的图像。这些图像经过大脑处理,就能形成立体感。 注意:左眼戴红色镜片,右眼戴蓝色镜片。 实践中的说明:
立体视觉和立体画原理 人有两只眼,两只眼有一定距离,这就造成物体的影象在两眼中有一些差异,由于物体与眼的距离不同,两眼的视角会有所不同,由于视角的不同所看到是影象也会有一些差异,大脑会根据这种差异感觉到立体的景象
例子:所有的三维现象都是立体视觉的作用,比如三维电影, 三维图片,
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5、偏振光干涉
通过偏振光干涉原理来测量薄膜厚度。展品内的蝴蝶由不同厚度的薄膜构成,相同颜色的部分代表厚度相同。旋转旋钮,蝴蝶的颜色会发生改变。我们还可以把旁边的塑料尺子放入展品内部,握紧尺子,观看尺子的颜色变化。
6、光学幻影
底部的花通过平面镜和凹面镜组成的光学系统形成一个实像,非常真实,让人有种想伸手去抓的冲动。
7、楞次定律演示仪
把铝环套在金属杆上,打开红色按钮,并触击右边的绿色按钮(注意:按下绿色按钮后,手马上放开),观看铝环的情况。可分别尝试用不带孔的铝环、带孔的铝环、开口的铝环,比较实验现象。
原理:螺线管接通电源的瞬间,管内产生变化的磁场,使闭合铝环内产生涡电流。由左手关系判断环内的磁场方向与之相反,使闭合铝环受到向上的斥力而跳起。
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楞次定律演示仪
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注:按绿色按钮后,手马上放开。且每次按的间隔时间不要太短,防止金属杆过热。
8、电磁阻尼摆
用手轻推两个铝摆,你会发现其中一个铝摆很快就能停下来,而另外一个摆动的时间却久的多,你知道为什么吗?
原理:当摆锤在磁铁两磁极往复通过时,摆锤面的磁通量发生变化,产生感应电动势,进而产生感应电流——涡电流。按楞次定律,涡电流的磁场与原磁场阻碍摆锥的 运动,即电磁阻尼。若是开口摆锤,涡电流减小,阻尼作用也减小,闭口的摆锤则相反。
实践中的说明:
电磁阻尼的基本原理就是电磁感应 例子:磁悬浮列车、发电机、电磁炉 9、茹可夫斯基凳
参与者坐在凳上,系好安全带,双手握紧哑铃放在胸前,另一人推动,使凳以一定的角速度转动。先将两手举平,系统转动惯量增大,转动变慢。再将两手收回胸前,则系统转动惯量减小、转动明显加快,遵循角动量守恒。
注意:待凳停稳后才可离开座位,以免摔倒。 实践中的说明:
角动量守恒,又称角动量守恒定律 是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变。角动量在经典力学中表示为到原点的位移和动量的叉乘。
本仪器原理:绕定轴转动的刚体,当对转轴的合外力矩为零时,刚体对转轴的角动量守恒,即Jw=恒量。刚体的转动惯量J一般为常量,Jw不变导致w不变,即刚体在不受合外力矩时将维持匀角速转动.此时仅表明刚体存在转动惯性。但若转动物体是一种可变形固体,并可通过某种机制产生的内力改变它对转轴的转动惯量,则物体的角速度就会产生相应的自动变化,当 J 增大时 w 就减小, J 减小时 w 就增大,从而保持乘积 Jw 不变 例子1:旋转扫把时,手拿扫把中部笔手拿一端更容易旋转起来。 例子2:花样滑冰运动员旋转时的情景
茹可夫斯基凳
10、陀螺进动
用力使陀螺快速转动后,将其倾斜放置支架上,放手后陀螺不仅绕其自转轴转动,而且转轴也会绕支架旋转——进动现象。
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陀螺进动
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11普氏摆
柔性摆在金属杆间做单摆运动,当观察者通过光衰眼镜,用双目观看摆球时会发现此时的单摆运动变成了圆锥摆运动。运动轨迹成一椭圆形。光衰镜反转180度,摆的运动轨迹发生了反转。这种效果的产生在于光衰眼镜使左右眼睛看到的图案并不是同一时刻的摆球,通过作图我们可以很清楚的解释这种现象。Pulfrich发现此现象,已有70多年。
实践中的说明:
光衰眼镜引起光强的减弱,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
原理:双眼可以各自独立看东西,两眼有间距,造成左眼与右眼
普氏摆
图像的差异称为视差,人类的大脑很巧妙地将两眼的图像融合,产生出有空间感的立体视觉效果在大脑中。
例子:所有的三维现象都是立体视觉的作用,比如三维电影, 三维图片,
12、完全弹性碰撞
拉起第一个小球释放,让其碰撞邻近静止的小球,结果拉起的第一个小球会突然静止。而原先静止的最后一个小球会以第一个小球的速度,运动到第一个小球被拉起时的高度。这种碰撞前后质点组总动能不发生变化的碰撞,称为完全弹性碰撞。同理,可以拉起两个、三个
13、共振演示
当一个物体的固有频率(与物体本
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身的质量、体积、形状等有关)与策动频率(信号源发出)相近时将会产生共振现象。打开电源,并调节频率,分别观察四个振子的共振现象。
注意:演示过程不要把电压调得太高。
14、锥体上滚
把锥体放在导轨的最低断,放开,观察锥体的运动情况。
15、发波水槽
分别接上单振子,双振子,平面振子(入水2mm左右),打开电源,调节振源频率可分别看到单圆形、双圆形、直线形波纹,并有波的衍射、干涉、反射波的影像。
实践中的说明
衍射:一列波遇到障碍物(孔或粒子)时发生的,当障碍物的尺度和波的波长差不多时或比波长短时,就会发生衍射
光的干涉 :两列或几列光波在空间相遇时相互迭加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象
例子:阳光下五彩缤纷的肥皂泡,雨后马路边水面上的彩色条纹,高温处理后的金属的表面呈现美丽的蓝色
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