1、 操作：用手指轻触玻璃球的表面，球内产生彩色的辉光。说明：本展品演示低气压气体在高频强电场中产生辉光的放电现象，使观众认识到气体分子的激发、碰撞、电离、复合的物理过程。原理：原理：在通常情况下，气体分子是中性的，但在外界因素（如火焰、紫外线、放射线或强电场等）影响下，可以电离形成电子和正离子，电离后的气体的正、负离子，在电场中随着电压的增高，形成碰撞电离从而使气体可以导电。电流通过气体，我们称之为“气体放电”。“气体放电”的形式很多，如火花放电，弧光放电等，即是气体在常压下放电。而“等离子球”是低压气体（或叫稀疏气体）在高频强电场中的放电现象。滴水自激感应起电仪是通过流动与玻璃管摩擦起电，在静
2、电感应出的电荷循环堆积，所带电荷量越来越多，而产生越来越高的电位差的静电起电装置。1.水槽水槽 2.三通三通管管 3.软管软管 4.阀门阀门 5.玻璃玻璃管管 6.金属壳金属壳 7.金金属杯属杯 8.导线导线 9.验电器验电器 操作方法：操作方法：1.首先将验电器和一个金属杯相连，然后慢慢打开阀门，是三通玻璃管口行成水滴流，不一会就可观察到验电器因带电而张开；2用手指拿住试电笔氖管的一端，用另一端分别接触任意金属杯，可以发现氖管发光，有闪光发生在氖管的那一端上可判断金属杯带何种电荷。若闪光出现在与手接触的一端，责备侧的带电体带正电；3.用高压静电电压表测金属杯之间的电压，可测到8000V以上的
3、高压。一、演示目的：利用电磁驱动演示仪演示涡流的机械效应，即电磁驱动。观察导体圆板在旋转磁场中的运动特性。二演示仪的结构：二演示仪的结构：电磁驱动演示仪的结构如图所示 其中是由钕铁硼材料制成的两块永磁体它固定在长方形铁板上：是定在L型铁架板上的电动机；是可绕水平轴在竖在平面上转动的铝圆盘；是固定的托饭 接通电源,电动机通电开始旋转,电动机2带动永磁体1使之绕水平轴旋转，继之在竖直平面内产生旋转磁场,由于涡流的机械效应驱动圆盘也跟着旋转起来。两者转动的方向相同,但铝盘旋转的速度始终小于永磁体(亦即磁场)的转速。这种现象称为电磁驱动。用途：用途：演示高压带电作业，用以说明静电学中演示高压带电作业，
4、用以说明静电学中电位差和等电位的概念及在工业生产中电位差和等电位的概念及在工业生产中的应用实例。的应用实例。性能参数：性能参数：电源：电向交流电源：电向交流220V，输出电压，输出电压15000V绝缘凳：对地绝缘电压大于绝缘凳：对地绝缘电压大于50000V。1.静电电源 2.电塔及输电线模型 3.绝缘凳 4.铝板 5.导线挂钩操作方法：操作方法：将高压电塔模型上的高压输电线与静电将高压电塔模型上的高压输电线与静电高压电源相连接。高压电源相连接。打开电源。打开电源。表演者赤脚咱在高压绝缘凳的铝板上，表演者赤脚咱在高压绝缘凳的铝板上，将于绝缘凳上铝板连接导线挂钩挂在高将于绝缘凳上铝板连接导线挂钩挂
5、在高压输电线上，于是表演者与高压线电位压输电线上，于是表演者与高压线电位相同，这是表演者可以随意接触高压线相同，这是表演者可以随意接触高压线进行不停电检修操作，这就是高压带电进行不停电检修操作，这就是高压带电作业的原理。此时表演者与地之间有很作业的原理。此时表演者与地之间有很大的电位差，表演直不可接触与地相连大的电位差，表演直不可接触与地相连的导体。的导体。演示完毕后，注意切不可从凳上直接下来，必须先将连在铝板上的导线挂钩从高压线上摘下，然后才能从凳上走下来 仪器用途：仪器用途：演示两个线圈之间的相互感应与位置之间的关系及铁芯在线圈互感中的作用。性能参数：性能参数：电源电压交流 220V，线圈
6、匝数 1000匝。1.机箱 2.电源插座 3.电源开关 4.转向开关 5.输入插座 6.线圈 7.收录机 8.扬声器操作方法：操作方法：接通电源，打开电源开关（绿色）接通电源，打开电源开关（绿色）和收录机开关，适当调节音量，将和收录机开关，适当调节音量，将转向开关（红色）打向一侧，这时转向开关（红色）打向一侧，这时可听到左喇叭有声音，这是收音机可听到左喇叭有声音，这是收音机自身发出的声音，将转向开关打到自身发出的声音，将转向开关打到另一侧，这时声音停止。另一侧，这时声音停止。将两线圈分别接在机箱两侧的输入将两线圈分别接在机箱两侧的输入插座上，并把两线圈放在同一直线插座上，并把两线圈放在同一直线
7、上，这时可听到右喇叭有声音，而且两线圈移近声音增大，移远，声音减小。加入铁芯，声音可增大几倍，将两线圈处置放置，声音减小，至消失。说明这是通过互感线圈感应过来的声音。可以随意改变线圈的相对位置和方向观察两个线圈的互感情况。该仪器可演示静电系列试验，包括尖端放电、静电跳球、静电摆球等。装置结构及技术参数装置结构及技术参数:1.静电电源 2.静电跳球静电跳球 3.静电摆球静电摆球 4.尖端放电尖端放电 操作方法：操作方法：静电跳球：将两极板分别与静电起电机相连接，摇动起电机，是两极板分别带正、负电荷，这是小金属球也带有与下板同号的电荷。同号电荷相斥，异号电荷相吸，小球受下极板的排斥和上级板的吸引，
8、跃向上级板，与之接触后，小球所带的电荷被中和反而带上与上级板相同的电荷，于是又被排向下级板。如此周而复始，可以观察到球在容器内上下跳动。当两极板电荷被中和时，小球随之停止跳动。静电摆球：将两极板分别与静电起电机相接。调节细有机玻璃棒，使球略偏向一极板。摇动起电机，使两极分别带正、负电荷。这是导体小球两边分别被感应出与临近极板异号的电荷。球上感应电荷又反过来使极板上电荷分布改变，从而使两极板间电场分布发生变化。球与极板相距较近的这一侧空间 场强较强，因而球受力较大，而另一侧与极板距离较远，空间场强较弱，受力较小，这样球就摆向距球近的一极板。当球与这极板相接触时，与上面同样的道理使球又摆回来。不断
9、摇动起电机，球就在两极板间往复摆动，并发出乒乓声。起电机放电后，则导体小球会因惯性，在一段时间内作微小摆动，最后停止在平衡位置。将乒乓球调节在两极间的电场力几乎相等，故球不动。尖端放电：将起电机的一极接在针形导体上，摇动起电机，使针形导体带电。由于导体尖端处电荷密度最大，所以附近场强最强。在强电场的作用下，使尖端附近的空气中残存的离子发生加速运动，这些被加速的离子与空气分子相碰撞时，使空气分子电离，从而产生大量新的离子。与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端，最后与尖端上的电荷中和；与尖端上电荷同号 的离子受到排斥而飞向远方形成“电风”，把附近的蜡烛火焰吹向一边，甚至吹灭。目的：目的：演示静
10、电植绒的基本原理和模拟静电在生产中的应用。原理和操作：原理和操作：绒丝在上下两极板间所建立的电场中极化而垂直排列，在加之绒丝并非百分之百绝缘体，可带少量与下极板同号的电荷，在强电场的作用下绒丝竖直地飞向上极板，与上极板相碰，既 中和并带与上极板相同的电荷，在电场的作用下又迅速飞向下极板，这样绒丝在两极板间上下飞舞。若再上极板表面涂具有一定图案或文字的粘结剂，两极板间加上直流高压后，绒丝就可整齐而竖直地附着在图案或文字处。演示目的：演示目的：利用通电线圈及线圈内的铁芯所产生的变化磁场与铝环的相互作用，演示楞次定律。演示装置：演示装置：铁芯为26 X 450的软铁棒，线圈为有机玻璃骨架、0.7mm
11、高强度漆色线绕制而成。演示原理：演示原理：当线圈中突然通电流时，穿过闭合的小铝环中的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，闭合铝环中会产生感生电流、感生电流的方向和原线圈中的电流方向相反。因此与原线圈相斥，相斥的电磁力是铝环上跳。演示操作：演示操作：闭合铝环的上跳演示 将电源插座插入电源，打开电源开关，将铝环套入铁棒内按动操作开关。当开关接通则铝环高高跳起，当 保持操作开关接通状态不变，则铝环保持一定高度，选在铁棒中央；当断开操作开关，则铝环落下。带孔铝环的演示 重复上述步骤，然后将带孔的铝环套入铁棒内，按动操作开关。当开关接通瞬间，铝环上跳，但高度没有不带孔的铝环高；保持操作开关接通状态不变，铝
12、环则保持某一高度不变，悬在铁棒中央某一位置，但没有不带孔的铝环悬的高；当把操作开关断开后，铝环落下。开口铝环的演示 重复上述步骤，然后将开口铝环套入铁棒内按动操作开关，开口铝环静止不动。讨论：上述实验现象反映了楞次定律的内容。当线圈通有电流时，将在铁芯中产生交变磁场，套在铁芯中的铝环将产生感生电流，感生电流的方向与线圈中的电流方向相反，因此与线圈相斥，使得铝环上跳；当带孔的铝环重复上述实验时由于感生电流没有不带 孔的铝环大，所以它没有不带孔的铝环跳的高；当开口铝环重复上述实验时，由于开口铝环形不成闭合回路，无感生电流，没有受到电磁力的作用，所以静止不动。试验原理：试验原理：形状记忆效应是呈热弹
13、性马氏体相变的合金所具有的一种奇特的功能，既合金处于低温相是予以塑性形变，加热到临界温度以上通过逆相变恢复其原始形状的现象，称之为形状记忆合金。形状记忆合金效应分为三种类型：1.合金处于低温时予以适当形变，加热到临界温度以上通过逆相变恢复其原始形状，冷却时不恢复低温相形状的现象称为单程记忆效应。2.加热时 恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状的现象称为双程记忆效应。3.加热时恢复高温相形状，冷却时由高温形状先恢复为平直状，继续冷却则最终变为取向相反的高温相形状的现象称为全程记忆效应，它是一种特殊的双程记忆效应。具有形状记忆效应的合金称为记忆合金。现已发现的形状记忆合金有20余种，其中应用广泛的
14、只有TiNi基合金和铜基合金。几种形状记忆合金演示模型：几种形状记忆合金演示模型：形状记忆合金演示模型是以不同的结构形式展示记忆合金记忆恢复特性并蕴含相变、能量转换（热能机械能）等其它物理意义的装置或元件的总称。1.偏心曲柄型热机：是利用形状记忆合金记忆恢复特性，记住不同温区之间的力矩差驱使轮盘转动的装置（如图）。记忆合金花：是利用形状记忆合金双程记忆效应制成的,随温度变化可自行开，闭的仿菊花花朵（如图）。记忆合金弹簧：记忆合金弹簧：是利用形状记忆合金双程记忆效应制成的，水温度变化可自行伸，缩的感温驱动元件（如右图）充分展示了工业用形状记忆合金元件典型结构形式。采用CuZnAl记忆合金丝，表面
15、镀锡，热风或热水为热源，伸缩温度为6585。目的：目的：观察电子束在磁场中的偏转并验证洛仑兹力的规律。原理和操作：原理和操作：阴极射线管的阳极和阴极分别接感应圈的正负极。在感应圈正确工作时，射线管两极在强电场作用下，从阴极发射电子束-阴极射线，阴极射线经 狭缝射在斜置的荧光屏上，可显示为一直线。以条形磁铁从水平并垂直方向移近射线，可见射线偏转，靠的越近，偏转越甚；改变磁铁的极性，可见偏转方向也改变。根据磁铁的极性和射线的偏转方向可验证洛仑兹力的规律。注意：注意：要正确选择感应圈极性，输出电压不要过高。【目的目的】：演示涡电流的机械效应。【原理与操作原理与操作】：根据法拉第电磁感应定律，当磁铁与
16、金属材料之间有相对运动时，金属材料内就会形成涡电流，涡电流的存在就会阻碍磁铁和金属之间的相对运动。涡电流越大，这种阻碍作用就会越强，而涡电流的强弱在材料一定的情况下，与材料的形状、大小密切相关。演示时，让一块磁铁分别从三个一定高度的中空铝管（A、B、C）顶端落下，其中A是管壁完好的铝管，B是管壁上开有狭缝的铝管，C是管壁上加工出许多圆孔的铝管。观察并比较在三种情况下磁铁下落的快慢情况。实验的现象是明显的：磁铁在A管中下落得最慢，C管中则快些，而在B管中下落速度是最快的。这是因为管壁完整的铝管有助于形成涡电流，磁铁受到的阻碍作用强，故磁铁在其中下落时，运动得最慢；对于管壁上有一条缝的铝管，由于缝
17、的阻断作用，不易形成涡电流，磁铁受到的阻碍作用弱，故磁铁在其中下落就快；而在管壁上开许多孔的铝管，虽有阻断涡电流的作用，但没有开缝的阻断作用强，故磁铁在其中落下时，运动的快慢就介于A、B之间，较管壁完整的快，比管壁上开缝的要慢。【目的目的】：通过演示进一步理解接触电位差的概念【原理和操作原理和操作】：要使金属内电子脱离金属表面的束缚所需的功，称为该金属的逸出功。不同的金属有不同的逸出功。两种不同的金属相互接触时，逸出功小的金属将失去电子而电位升高，逸出功大的金属将获得电子而电位降低（如图）。结果这两种 金属之间就产生了电位差，称之为接触电位差。设wA、wB为金属A与B的逸出功（且wAwB），则
18、它们的接触电势差为：VAVB=（wAwB）/e 因此，相互接触的两块金属就相当于一个电池，如果在它们之间接一个电流计，当回路闭合，电流计就发生偏转，表明回路中有电流。现将双手分别放在铜板（w4.65ev）和铝板（wAl4.28ev）上，因人是导体，与两金属板接触，从而产生接触电位差，此时两块金属板通过人体连接构成了一个等效电池（如图），当回路闭合时，观察电流计的变化。【目的目的】：通过演示来了解气体弧光放电的原理。【原理原理】：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。雅格布天梯中的两电极构成为一梯
19、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。【操作操作】：打开电源，观察弧光的产生，移动及消失。【目的目的】：演示法拉第电磁感应定律。演示法拉第电磁感应定律。【原理和操作原理和操作】：在一线圈上方套一在一线圈上方套一闭合的铝环，当线圈中通有交变电流闭合的铝环，当线圈中通有交变电流时，根据法拉第电磁感应定律，通过时，根据法拉第电磁感应定律，通过铝环
20、的磁通量发生变化，在铝环中就铝环的磁通量发生变化，在铝环中就产生感应电动势，因为铝环闭合，就产生感应电动势，因为铝环闭合，就会产生感应电流，铝环就会与载流线会产生感应电流，铝环就会与载流线圈发生相互作用。定量分析表明，铝圈发生相互作用。定量分析表明，铝 环在半个周期时间内受到排斥力，环在半个周期时间内受到排斥力，在下半个周期内将受到吸引力，但在下半个周期内将受到吸引力，但因铝环有自感存在，使得一个周期因铝环有自感存在，使得一个周期内的相互作用是排斥力占主导地位，内的相互作用是排斥力占主导地位，当排斥力大到足以抵消铝环的重力，当排斥力大到足以抵消铝环的重力，铝环就会被弹起。铝环就会被弹起。大型涡
21、电流演示仪由左右两个线圈构成，中间用弧形金属杆相连，其上套有闭合铝环。演示时按下按钮，右边的铝环就沿金属杆被弹跳到左边，再按一下，则铝环又被弹回到右边。演示目的演示目的 1 利用超导对永磁体的排斥作用演示磁悬浮。2 利用超导体对永磁体的吸引作用演示磁倒挂。演示原理：演示原理：当将一个永磁体移近YbaCuo超导体表面时，磁通线从表面进入超导体内，在超导体内形成很大的磁通密度梯度，感应出高临界电流。从而对永磁体产生排斥，排斥力随相对距离的减小而逐渐增大，他可以克服超导体的重力使其悬浮在永磁体的上方的一定高度上；当超导体远离永磁体移动时，在超导体中产生一负的磁通密度，感应出反向的临界电流，对永磁体产
22、生吸引力，可以克服超导体的重力，使其倒挂在永磁体下方的某一位置上。三三 演示装置演示装置:装置有三部分组成：永磁铁，磁轭和装置有三部分组成：永磁铁，磁轭和超导体。超导体。1 永磁铁是用25*25*12的NdFeB钕铁硼永磁材料组成共计九块，磁极排列如装置图所示。2 磁轭是由 100mm*100m*5mm软铁制成。3 超导、样品是用熔融结构生长工艺制备的，含Ag的YbaCuo系高温超导体，所以称为高温超导体：是因为他在液氮温区77KC（-196）下呈现出超导性，以区别于以往在液氦温区42K一下呈现超导特性的低温材料，样品形状为：圆盘状，直径30mm左右，厚度为3mm，其临界转变温度为90K左右（
23、-183）。四四 演示方法演示方法 1 演示磁悬浮，将超导样品方入液氮中浸泡约35分钟，然后用竹夹子将其夹处方在磁体的中央，使其悬浮在高度为10mm处，将夹子松开，则样品即悬浮在空中，持续一段时间后，温度高于临界温度，样品失超，自动落到磁铁表面。2 演示磁倒持、将样品放入液氮中，浸泡3-5 分钟。把磁铁翻转180，使其永磁铁表面朝下，用竹夹子将样品夹出，在下方逐渐靠近永磁铁表面，直到超导块悬挂起来，将夹子松开。五、注意事项五、注意事项样品放入液氮中，必须、充分冷却、直至液氮中无气泡为止。演示时，样品一定用竹夹子夹住，千万不要掉在地上，以免样品摔碎。演示倒挂时，当样品悬浮一段时间后，由于温度升高
24、，样品失去超导性将下落，这时应用手接住它，否则，样品将摔坏。建议：如若演示时间长，可将样品用绝热好、重量轻的材料包起来。（如海棉、泡沫等）超导块最好保存在干燥向内，防止受潮脱落。磁悬浮列车的概念是美国首先提出的，后来德、法、日都进行了开发试验。世界上第一条实用的磁悬浮铁路建在德国汉堡展览馆至展览广场之间，全长908米，时速75公里；1979年日本建的磁悬浮列车时速已达504公里。上海浦东陆家嘴至浦东机场已建成我国第一条磁悬浮铁路；京沪高速磁悬浮铁路也正在考虑中，如建成可在3小时内从上海到北京。磁悬浮列车具有极其优越的特点，它不仅快，而且噪声小、污染少，平稳、安全、舒适 磁悬浮是一种电磁感应现象
25、。英国科学家法拉第于1831年首先发现通过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生电流。这就是电磁感应。由电磁感应而产生的电动势称感生电动势，由电磁感应而产生的电流称感生电流。磁悬浮的理论依据是电磁感应定律。与本实验有关的几个电磁感应定律为：安培定律（确定电荷流动时产生的磁场的方向）：1）直导线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的大拇指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方向。2）通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向与电流方向一致，那么大拇指所指的方向就是通电螺线管产生的磁场的北极。楞次定律（确定磁场变化时产生的电流的方向）：感生电流的方向，总是使自已的磁
26、场阻碍原来磁场的变化。法拉弟电磁感应定律：线圈中感生电动势的大小与穿过线圈的磁通量随时间的变化率成正比，也和线圈匝数成正比。MSU-1磁悬浮实验仪有电源一台,实验线圈一台,实验线圈主要器件有线圈和软铁棒组成上图所示 小铝圆环2只(其中1只为有切割的缝隙);等厚但外径较小的小铝圆环1只。小铜圆环2只（其中1只为黄铜，另一只为纯铜）；小软铁圆环1只，小钢圆环1只。塑料圆环1只，游标卡尺1把，电子天平1台。【目的目的】：演示法拉第电磁感应定律。【原理和操作原理和操作】：在一线圈上方套一闭合的铝环，当线圈中通有交变电流时，根据法拉第电磁感应定律，通过铝环的磁通量发生变化，在铝环中就产生感应电动势，因为
27、铝环闭合，就会产生感应电流，铝环就会与载流线圈发生相互作用。定量分析表明，铝环在半个周期时间内受到排斥力，在下半个周期内将受到吸引力，但因铝环有自感存在，使得一个周期内的相互作用是排斥力占主导地位，当排斥力大到足以抵消铝环的重力，铝环就会被弹起。大型涡电流演示仪由左右两个线圈构成，中间用弧形金属杆相连，其上套有闭合铝环。演示时按下按钮，右边的铝环就沿金属杆被弹跳到左边，再按一下，则铝环又被弹回到右边。演示目的演示目的:1.利用该演示仪演示电磁波的基本利用该演示仪演示电磁波的基本特性及其发射，接收原理，使学生特性及其发射，接收原理，使学生加强对交变电磁波的认识，以及对加强对交变电磁波的认识，以及
28、对电磁波的发射与接收过程的理解。电磁波的发射与接收过程的理解。2.利用电磁波的电场，用较粗的铜利用电磁波的电场，用较粗的铜棒做导线演示趋服效应使学生更形棒做导线演示趋服效应使学生更形象地理解此物理现象。象地理解此物理现象。实验装置如图所示：a、发射机；b、半波阵子接收天线；c、环形接收天线；d、氖气棒；e、趋肤效应演示仪 1发射机如图a所示，发射电源A，输入电压为220V,50Hz交流，输入功率为85W，输出直流为600V，交流为6.3V,B为高压开关，C为电源开关，D为交流电压表。发射管F为中功率电子管，采用自激推挽振荡，发射天线H与振荡回路G直接耦合，发射波长约为150cm，发射天线是一条
29、长为74cm得直铜管，在发射机的尾部放一反射天线J,它是一根长为78cm得直铜管。2半波振子接收天线（图b）由两根拉杆 天线组成，中间装有6.3V的小电珠，调节其长度可以改变它的固有频率。3在环形接收天线（图c）上装有6.3V小电珠和微调电容器，用绝缘起子调整微调电容器改变其频率，以演示发射天线上的电流振幅与磁场方向。4氖泡棒（图d）是在一根绝缘棒的顶端装有氖泡，以演示发射天线的电压振幅。5趋肤效应演示仪（图e）的两个小电珠分别连接在铜棒表层和芯处，在 同一频率交流电下，铜棒表层电流密度大，内层电流密度小。因此，把该仪器平放在发射天线附近时与表层连接的小电珠亮，而与内层连接的不亮。三操作过程及
30、现象演示三操作过程及现象演示 1检查发射机上的电子管是否固定好，接收天线上小电珠是否完好，拉杆天线接头处的螺钉是否拧紧。2关闭高压开关（图a中B），接通电源（图a中C），预热5分钟，待发射管烧热后即可进行演示。3演示电磁波接收及电磁共振。将半波振子接收天线移到正对发射天线50cm 左右，并使接收天线与发射天线平行，接通高压开关，接收天线上的小电珠发亮。将接收天线拉长或缩短（改变接收天线的固有频率），接收天线上的小电珠就变暗或熄灭，只有当接收天线为某一长度时，小电珠最亮，因为此时接收天线的固有频率与接收的电磁波频率相同，产生共振。4演示电磁波的电场方向。保持半波振子接收天线与发射天线距离为50c
31、m左右，接收天线长度为共振时长度。将 半波阵子接收天线绕接收天线轴转动360度，可以观察到只有当接收天线与发射天线平行时，小电珠最亮，由此可以确定电磁波的电场方向。演示完毕，关闭高压开关。5演示电磁波的磁场方向。打开高压开关，手持环形接收天线道离发射天线20cm左右，使其水平，用绝缘起子调整环形接收天线的微调电容器，使环形天线上的小电珠达到最亮。把环形天线沿发射天线一端移向另一端，发现中央最亮，这是由于发射天线的长度时发射 电磁波的半波长，两端为电流为波节，中央为电流波腹，磁场最强。转动环形天线的平面，当水平放置时，小电珠达到最亮，由此定出电磁波的磁场方向，与上面演示相比较就可以使同学形象地看
32、到电磁波的电场与磁场是相互垂直的。同时还可以加深对磁通概念的认识。演示完毕，关闭高压开关。6演示发射天线的电压振幅。打开高压开关，将氖泡棒的氖泡靠在发射天线上，有一端移至另一端，由于半波长发射天线中的电流与电压相位差约为/2，两端电压最大为波腹，中部电压为零是波节，氖泡在高频电压锅底十九部激发氖气发亮，因此氖泡在天线两端最亮，当靠近中部时就熄灭了。在发射振荡回路，可以看到类似的现象。演示完毕，关闭高压开关。7演示趋肤效应。打开趋肤效应演示仪，接通直流电路，可两个小电珠同时亮且亮度相同，此时无趋肤效应。关闭趋肤效应演示仪，打开高压开关，并把该演示仪平放在距离发射天线约50cm处，可发现两端与铜棒
33、外层连接的小电珠发亮，而两端与芯处连接的小电珠不亮。8关闭高压开关，关闭电源开关，取下220V电源插头。四注意事项四注意事项 1使用此仪器时，要先打开电源开关，后打开高压开关，关闭时，先关闭高压开关，后关闭电源开关。2打开高压前，要将配套的接收天线，氖泡棒远离发射机，以防打开高压后烧毁小电珠。目的：演示涡电流的机械效应。原理和操作：由金属板做成的摆锤单摆，当摆动过程中摆锤在磁铁两磁极间往复通过时，对摆锤的每一局部范围而言，磁通量发生变化，因而产生感应电动势感应电流，这是窝点流，按楞次定律，窝点流的磁场与原磁场的作用，阻碍摆锤的运动，这就是电磁阻尼作用 若是开口的摆锤，窝点流减小，阻尼作用也减小
34、。一 实验目的：测试两线圈内的磁场强度。二 实验装置：三 试验原理：探测头利用运动的电荷在磁场中受洛仑兹力，其运动方向要发生偏转，在偏向的一测会有点荷积累。这样两侧就形成电势差，通过测电势差就可知道其磁场的大小。通电线圈内部有磁场，当两通电线圈的通电电流方向一样时，他们内部形成的磁场方向也一致。这样两线圈之间的部分就形成均匀磁场。当探头在磁场内运动时其测量的数值几乎不变。当两通电线圈方向不同时，两线圈中心的磁场应为零。四 操作步骤：1 接线；2 选择通直流电电压大小；3 接通电源，打开开关；4 选择线圈的通电方向；5 移动探头读取数据 五 验证所读取的数据与理论是否相符。演示仪器的结构演示仪器
35、的结构 如图所示演示电表，为电表的接线柱，为铜板、为铝板。二、二、操作与效果：操作与效果：双手分别触摸住一块铝板和一块铜双手分别触摸住一块铝板和一块铜板，此时电流计指针向一个方向偏转。板，此时电流计指针向一个方向偏转。当把铝板与铜板与电流计接线柱换当把铝板与铜板与电流计接线柱换接，在桉中操作，此时电流指针向接，在桉中操作，此时电流指针向另一个方向偏转。另一个方向偏转。当两手越潮湿时，指针偏转的格数当两手越潮湿时，指针偏转的格数越多。越多。为了比较试验，当两手分别触摸两块为了比较试验，当两手分别触摸两块铝板时，电流计指针不偏转。铝板时，电流计指针不偏转。三三、现象的解释：、现象的解释：当用双手分
36、别按住铝板和铜板时，电流计指针偏转表明路中产生了电流。这是因为人手上带有汗液，而汗液是一种电解质，里面含有一定量的正负离子。铝板比铜板活泼，铝板上汗液中的负离子发生化学反应，而把外层电子留在铝板上，使铝板集聚大量负电荷，铜板上集聚大量正电荷。当用导线把铜板和铝板连接起来，铝板上的电子通过电流计将向铜板移动，在导线中有点流通过，故电流计指针偏转。投影式加尔顿板用于演示大量偶然事件的统计规律和涨落现象。装置结构及技术参数：装置结构及技术参数：加尔顿板总体结构采用有机玻璃制作的封闭式结构。其结构如下图:腔内分为储存室，钉阵和狭槽三部分。粒子储存室位于腔的上部；钉阵位于腔的中部有铁钉组成；钉阵下方有狭
37、槽。粒子直径约为1.5mm。操作方法：操作方法：打开活门，将仪器倒置，带粒子全部流入储存时候，按住活们，在将仪器正置于水平桌面上；打开并迅速按住活门，尽量使单个或少量粒子下落，可演示个别事件的偶然性；放开活门，大量粒子下落可演示大量粒子按狭槽的分布，从而显示大量偶然事件所服从的统计规律.将仪器防止在投影仪上，可放大观察。用彩笔在面板上将演示结果描绘出来，重复以上操作，可演示涨落想象。操作：操作：接通电源，观众站到距展品米左右处，可看到一只清晰的玫瑰，当你用手去摸时，却没摸到玫瑰。原理：原理：你看到的这只玫瑰，其实是一朵玫瑰模型的影像，模型实物隐藏在展品的壳体里面，它是通过一个大凹面反光镜成像在
38、窗口外的缘故。我们知道，一个物体放置在凹面反光镜的二倍 焦距附近，它的影像也在凹面反光镜的二倍焦距附近，这是凹面反光镜独有的光学特性。凹面反光镜不但在焦距之外能成明亮看得见的物体影像，而且在焦距处有很好的聚集作用。因此它广泛地应用在探照灯照明、太阳能利用及遥感天线和光学仪器中。一理与用途：一理与用途：对于不可见的红外辐射想要确定它们的存在，人眼是不可能的，必须借助于对红外敏感的接收元件，即红外探测器。它可以把目标发射的不可见的红外辐射转变为易于测量的电信号。本装置通过红外探测器来演示红外线的接收，即红外接收报警器。1结构如图：（1）探测（2）主机（3）告警（4）正常（5）信号输入 二性能参数：
39、二性能参数：电源电压：220V 50HZ 红外接收距离：明火、烟头4-6cm 使用环境条件：相对湿度不大于90，温度为-15 三仪器结构：三仪器结构：四、使用方法：四、使用方法：1接通电源，打开电源开关，予热5分钟。2探测器开始工作，将热源靠近探测器，装置会发出报警声，（辐射源可为：人体、火焰、电烙铁等）3辐射源离开后，报警声自动停止。4注意探测器不可受振动。操作：操作：1.使摆球做水平方向摆动。2不带光衰镜观察摆球摆动的轨迹。3站在与摆球轨迹相垂直位置上，拿起光衰减镜，双目通过镜片观察摆球，看它的轨迹有什么变化。4.将光衰减镜反转180度，再观察摆球运动轨迹，看有什么变化。说明：说明：柔性摆
40、在做往复的单摆运动（即摆球在一平面内做往复的摆动）。当观察者通过光衰减镜，同时用双目观看摆球时，会发现此时的单摆轨迹变成了圆锥摆，摆球的运动轨迹成为一椭圆形。将光衰减镜子反转到180度时，摆动的运动轨迹发生了改变。这一现象由Pulfrich发现，至今已有70多年，仍未得到满意的解释，成为一个未解之谜。这里展出的两幅反射全息种在用白光（非相干）再现三维立体形象的全息照片。反射全息图又称为180全息，即全息图在拍摄记录时，要求物光和参考光从两侧投射到厚层记录介质上，形成体积全息图。体积全息图在现时遵从布喇格定律。鉴于体积全息图具有波长选择性，故在非相干白光在现时，只能看到一定波长范围内的单色像。反
41、射全息图具有较高的衍射效率，再现像明亮、质感和立体感强，视差效果明显，用二步法拍摄的反射全息照片还可以使三维立体的部分形象图处于记录介质表面以外（如狗的前抓和嘴）。一一 用途用途:用于高等院校光学演示试验，主要演示晶体的电光效应，调制器的交流调制输出特性和激光通讯原理。二二 技术参数技术参数 1 调制方法：横向调制：调制频率：音频 2 调制晶体：铌酸锂晶体 3 半波电压：低于180伏（=632.8nm）4 直流偏压：0+230伏，连续可调 5 电源：220V+5V,50Hz.三三 工作原理工作原理 当晶体加电场后，该晶体的折射率发生变化，这种现象称为光电效应。晶体电光调制演示仪是根据电光效应的
42、原理，采用铌酸锂晶体的横向调制方式做成的。图一是晶体电光调制演示仪的原理示意图。图中起偏器的透振方向平行于晶体的X轴，且与检偏器正交，入射光束沿Z轴（光轴）方向传播，电场方向平行于X轴（垂直于光传播方向），X,Y为晶体的感应轴，与X,Y轴成45角。当光通过长为L的晶体后，XY两分量之间产生的位相差为，那么，相应两个分量的复振幅可写成：Ex(L)=Ae (1)通过检偏器出射的光，是该发量在Y轴上的投影之和。（Ey）。=（e-1）其对应的输出光强I可写成 It(Ey)*(Ey)=A/2(e-1)(e-1)=2Asin/2 (2)光强透过率 T=I/I=sin/2 其中=2/（n-n）L=2/nrV
43、 L/d (4)n=n+1/2nrE n=n-1/2nrE 上式中，n和r为晶体的O光折射率贺电光系数，V为所加的直流电压。游戏可见，和V有关，当电压增加到某一值时，X 方向的偏振光，经过晶体后产生/2的光程差，位相差=，T=100,这一电压叫半波电压，通常用V或V表示。由（4）式V=/2nr(d/L)由（4）（5）式 V/V；因此，将（3）式改写成 T=sin(/2V)V=sin/2V(V+Vm sinm)其中V是直流偏压，Vm sinm是交流调制信号，Vm是其振幅，m失调制频率。从（6）是可看出，改变或，输出特性将相应的有变化。对单色光，为常数，透过率将仅随 晶体上所加电压而变化。一般情况
44、下，与的关系是非线性的，当，时，由（）式：T1/21+（Vm/V）sinmt (7)这时调制器输出波形的频率和调制信号的频率相同，即线性调制。这就是晶体电光调制的原理。如果不满足上面两个条件，输出波形将失真。四四 仪器的结构仪器的结构 本仪器由调制电源，调制器和接受放大器三个主要部分组成，如图所 示 1 晶体电光调制电源：晶体电光调制电源：调制电源由连续可调的直流电源,显示直流偏压值，调制信号的可由内振荡器或音乐片提供，也可以由外部通过后面板上的“输入”插孔输入任意电信号。此调制信号是用装在面板上的“信号选择”键，选择三个信号中的任意信号。通过前面面板上的“输出”插孔输出的参考信号，接到双线示
45、波器上与输出信号比较，观察调制器的输出特性。2 调制器调制器 调制器由三个可旋转的偏振片和一块铌酸锂晶体组成，采用横向调制方式。晶体放在两个正交的偏振片之间，起偏器和晶体的X轴平行。起偏器前的偏振片是调节输入光强用的。晶体固定在四维调节架上，可精细调节，使光束严格验光轴方向通过晶体。接受放大器接受放大器接受放大器由3DU光电三极管和功率放大器组成。光电三极管把被调制的氦氖激光经光电转换，输入到功率放大器上，放大后的信号接到双线示波器，同参考信号（由电源面板上的“输出”插孔输出）比较，观察调制器的输出特性。放大器内装有扬声器，用来再现调制信号的声音。仪器按下列步骤进行调整 晶体的安装：用棉花球沾
46、少许酒精擦净放晶体处的下电极，然后放晶体和铝电极，最后用弹簧片固定。调制电源后面板上的输出，接到调制器后面板上，光电三极管的插头插在放大器后面的插孔。.打开He-Ne激光电源。调He-Ne激光管和晶体的位置，使He-Ne光通过晶体的中心和偏振片的中心。.紧靠晶体前面放一张镜头纸，接受 器前面放一白屏，旋转两个片振片使之正交，起偏器平行于晶体的X轴。这时屏上可看到会聚偏振光的干涉图形，根据锥光干涉图中“暗十字”判断偏振片的透振方向，暗十字线分别对应于起偏器或检偏器的透振方向。.仔细调节晶体的位置，调出清晰的暗十字线，使He-Ne激光光点正好打在暗十字的中心。通过已以上的操作，光路基本调好。6 让
47、接收屏对准出射的光线 六六 主要演示内容：主要演示内容：.光效应和会聚偏振光干涉的演示：光效应和会聚偏振光干涉的演示：2 交流调制输出特性的演示交流调制输出特性的演示 把调制电源前面板上的输出接到双线示波器（用户自备）的Y1上，接收放大器的交流输出接到示波器的Y2上，此信号同Y1上的参考信号作比较，观察演示仪的交流调制输出特性，晶体上交，直流信号同时加上，当适当改变其大小时，可演示出线形调制和失真的非线性调制波形。.激光通讯的演示：激光通讯的演示：1 旋转减光片（起偏器和减偏器不动，始终要保持正交），把输入光强减弱，对准暗十字线的中心。2 打开电源，按下电源面板上的“音乐”键，直流电压架到80
48、V左右，适当调节调制幅度，放大器的输出大小，能够听到不失的声音为止（或把调制信号改用正弦信号，放大器的输出接到示波器上，重复上面的操作，示波器上能够看到不失真的波形）。3 晶体上的直流电压固定，把接收器逐渐移远，取出晶体前的镜头纸，与此同时适当增加输入光强和调制幅度，通过遮光和照光,生动的演示激光通讯的原理。也可以用光缆（用户自备）把调制器的输出光和接收器连接起来，实现模拟激光光纤通讯。七七 可能产生的故障和检查方法可能产生的故障和检查方法 1 调制电源调制电源 调制电源主要是提供直流偏压和调制信号，有无偏压输出，可用万用表检查。面板上的输出接到示波器检查有无调制信号；也可以通过按下“外调”键
49、，把正弦信号接到“输入”，检查放大器是否正常工作。如果放大器工作正常，但没有正弦信号输出时，把电源的机箱打开，把大的线路板上的1K微调电位器左右旋转，转到正弦波不失真的情况下，输出幅度最大。如果此时振荡器仍不工作。就要怀疑uA741集成块是否坏了，或+15伏电源电压异常。2虽然调制电源工作正常，但接收不到信号，这时先检查信号是否加到晶体上，这通过改变偏压时干涉图形的变化来检查，也可用万用表直接检查。3 信号已加到调制晶体上，但收不到信号，这时可能使光电管损坏，或放大器有毛病，检查的方法是把交流信号接到放大器的输出端看有无输出，若有输出，说明光电管损坏或信号没送到功率放大器。八八 注意事项注意事
50、项 1 全内腔HeNe激光器刚启动时，其输出很不稳定，因此，演示之前要予热十多分钟。2 光电三极管是半导体器件，应避免腔光照射，以免烧坏。做实验时，光强应从弱到强，缓慢改变，尽可能在弱光下使用，这样能保重接收器光电转换是线性性好。3 调制晶体易碎，要轻拿轻放，若两断面和电极上落灰，不能用力擦，电极是铝膜要注意保护。若长期不用，晶体应放在干燥瓶内保存。4若压在晶体上的铜（或铝）条表面氧化，使用前将其氧化层擦掉，保持良好的导电性，弹簧片不能压得太紧，以免压断晶体或给晶体施加应力。5直流偏压的极性是通过面板上的琴键开关可改变的，因此，偏压得负端也不能接地。6该仪器应放在清洁干燥处保存，不易在潮湿环境
