交流感应磁悬浮演示实验装置的制作

应用电磁学理论、机械力学以及电子技术自制了一套磁悬浮实验装置。对该交流感应磁悬浮装置的磁场性能、非磁性金属环的受力及非磁性金属环中的感应电流等因素关系进行了演示和探究。     

超导楞次定律实验装置

超导楞次定律实验装置由磁块、3个金属环(铜、铝和不锈钢)和1个超导环以及导向管组成.除了传统楞次定律实验装置的展示内容,该装置还可以展示磁块在超导环上的悬浮现象,磁块在穿过金属环和超导环时的受力情况不同.     

演示永磁体与运动非磁性导体相互作用实验装置的制作

应用所学知识, 自己动手制作了这套演示装置. 通过本装置可以对运动非磁性导体与永磁体间相互作 用进行探究, 并演示其相互作用产生的力矩驱动永磁体绕自身对称轴转动. 实验内容有丰富内涵, 展示了多种物理 现象. 在课堂教学、 课程设计等场合, 直观显示电磁感应原理的各种现象和技术应用, 有着良好的教学效果     

基于PASCO物理实验平台的液体表面张力系数测量

现有的拉脱法测量液体表面张力系数的实验中存在人为选取液膜拉断点等影响测量结果的弊端.本文利用PASCO实验平台搭建了一套能够实现高频率拉力测量及采集的实验装置.利用该实验装置,首先系统地测量了金属环所受拉力,然后分析了金属环出水过程中界面张力、浮力的变化,再现了这一过程的物理图像.对测量得到的数据进行拟合,得到了水在空气中的表面张力系数值为0.0705 N/m,与表面张力系数标准值相差2.7%.     

磁极和磁场实验的创新设计

利用非磁性透明塑料袋和有机玻璃板等材料收集铁粉,解决了磁极和磁场实验中铁粉不易收集且不卫生的问题、实验装置制作简单,易操作,现象明显.     

两级非磁性超高压装置

本文首次报道一种用于高压下电磁现象研究的两级非磁性超高压装置,描述了其结构原理和设计概要。这一装置目前达到的最高调试压力为28kbar,这是完全流体静力学的压力。利用本装置,已在0—25kbar的压力范围内进行了锑化铟、锗、碲镉汞等的电阻率和霍耳系数随压力变化的测量,对于这些材料能带结构和迁移率特性随压力变化,已获得令人满意的结果。 关键词：     

介观金属双环系统中的持续电流和量子能谱

基于电荷的不连续性,对处于外磁场中的介观双环系统进行量子化.假设系统在电荷表象中具有变换的对称性,通过求解电流和Hamilton算符的本征值方程,给出介观金属环互感系统中的量子电流和能谱关系;分析和研究了介观金属环中量子电流和能谱的性质.结果表明,持续电流和量子能谱不仅与外磁场、介观双环参数有关,而且还明显地依赖于电荷的量子化性质.     

电荷离散化时相干态下介观金属环中电荷与电流以及能量的量子涨落

基于电荷量子化的事实,运用最小平移算符Q∧的性质等,计算对应的相干态下介观金属环中电荷、电流及能量的量子涨落,研究影响量子涨落的因素.结果表明:计及电荷的离散性,在相干态下介观金属环中电荷、能量的量子涨落不为零,分别与电荷量子、相干态参量等因素有关;此外,能量的量子涨落还决定于金属环的电感、外磁通及其时间变化率的大小.     

多个金属环动态破碎统计规律的研究

建立了开展多个金属环动态破碎研究的实验平台,详细介绍了该平台的实验装置布局、起爆系统和原理,并进行金属铝和铜的动态加载实验,通过对回收碎块的分析,得出金属碎块的断裂应变以及满足的统计分布。结果表明,该实验平台能够实现同时且稳定加载多个金属环,金属碎块数目和质量的统计规律可以通过Weibull函数拟合。     

磁场对介观耦合金属环中持续电流的影响

在考虑电荷是量子化的基础上，研究了外加磁场对介观耦合金属环中持续电流的影响.结果表明：由于存在耦合，介观金属环中总是存在附加的持续电流，附加的持续电流与电路参数及耦合系数有关.当外加磁通量按正弦规律变化时，介观耦合金属环中出现倍频与分频效应. 关键词： 介观耦合金属环 持续电流 磁场     

非磁性微球掺杂对纳米磁流体场诱导双折射特性的影响

利用二氧化硅和聚苯乙烯非磁性微球掺入铁氧体纯磁流体中,制得了复合磁流体.定性地研究了复合磁流体在外磁场作用下的双折射与非磁性微球的种类、掺杂浓度以及纯磁流体自身浓度的关系.研究表明,不同浓度的纯磁流体掺杂等量的聚苯乙烯微球对其双折射随磁场的变化趋势影响不同|同一浓度的纯磁流体掺杂不同种类的非磁性微球,对其双折射的影响也不同|掺杂等量但不同比例的两种非磁性混合微球所形成的复合磁流体中,其中一种非磁性微球对其双折射的影响起主导作用,使得该复合磁流体双折射随磁场的变化趋势与起主导作用的非磁性微球单独掺杂时相似.     

“荡秋千的金属环”——楞次定律演示仪

1 设计思想 中学物理实验室现有的楞次定律演示仪是用铝制的圆环(图1),这个装置虽小便于携带,但也不利于不和学生观察.圆环太小,教师操作不便;学生尤其是后排学生看不清楚,且演示效果不太明显.为增强实验效果,激发学生兴趣,笔者自制了楞次定律演示仪,命名为"荡秋千的金属环".     

低温金属抗磁演示实验

基于电磁感应定律,设计了金属跳环抗磁演示实验装置,实验可演示铜、铝、不锈钢、塑料等材料的圆环在变化螺线管磁场中因电磁感应电流而上跳的实验现象,且结合液氮低温环境演示低温下金属环的环跳,可比对两种条件下的环跳高度,拓展了电磁感应实验内容,现象直观、明显。     

再谈交流跳环实验

跳环实验由插有长铁芯的原线圈和套在铁芯上的金属环组成,如图1所示.当原线圈接通220 V的交流电时,环即会跳起或浮起.演示实验教材对此现象的解释是原线圈中的交流电产生交变磁场,使金属环中产生的感应电流受排斥力的结果.对此常常有学生产生疑问,在交流电的一个周期内都是排斥力吗?     

二维RKKY自旋玻璃的磁化率(n_m~(1/2)I<<1)

本文提出了具有非磁性缺陷(n_ml~(1/2)(?)1)的二维 RKKY 自旋玻璃模型,分别推导出高温区和低温区磁化率的表达式,应用渗流理论说明了转变温区磁化率存在尖拐状峰值的实验事实,并讨论了本模型应用的物理条件.     

交流跳圈演示实验的研究与改进

交流跳圈演示实验的装置如图1所示,原线圈套在L形铁轭的立柱上,金属环作成的跳圈则套在原线圈(1600匝)的上方.原线圈接入220 V交流电源时,跳圈迅速跳起.对这现象的一般解释是原线圈接通电源时其电流增加,使穿过跳圈的磁通增加.依据楞次定律知,跳圈的感应电流与原线圈中电流的方向相反,因此产生互相排斥的磁力,跳圈便跳起.     

关于单向通光与光路可逆的几个物理问题的思考

单向通光,俗称光二极管,是指只允许光波从一个入射方向上通过,从反方向入射则全部被截止,它是实现光计算、光互联等功能中非常重要的一个基本光学元件.但是在线性和非磁性材料中,光的可逆原理却要求光的传播途径是可逆的.由此我们提出以下问题:在线性和非磁性材料中,单向通光是否可以获得?如果可以获得,其获得的途径又是什么?单向通光与光路可逆的关系如何?围绕这些基本的物理问题,文章以光栅基底发生的波导模式共振为机制,设计并成功获得了多频率点光波的单向通光效果.并以此为例证明在线性和非磁性系统中光的非对称透射依然存在,它并没有打破光路可逆原理.通过进一步分析得出了在这种系统中,光的单向通效果来源于光传播路径中非对称的传输通道的结论.     

高压下Fe3C的磁性和声速性质

采用基于密度泛函理论的包含自旋极化效应的广义梯度近似方法研究了Fe₃C的高压弹性和声学性质. Fe₃C在压力作用下由铁磁基态转变到非磁性的高压态,相变压力约为73 GPa. 计算了Fe₃C 的Hugoniot线,并根据沿Hugoniot线的弹性常数计算了铁磁状态和非磁性状态的声速. 对比Fe单质,非磁性Fe₃C 的压缩波和剪切波声速与地核的地震波数据更为接近,证实了C元素是构成地核的一种成分.     

低能电子解离贴附质谱装置的设计

本文报道了一台低能电子解离贴附质谱装置的设计.此装置采用余摆线型电子单色器和四极质谱计等技术,用于研究低能电子与分子的解离性贴附动力学过程.与其它国外类似装置相比,本装置的设计具有高低能电子单色器能量分辨率、优化电源系统、实现计算机控制等特点.     

非磁性微球掺杂对纳米磁流体场诱导双折射特性的影响

利用二氧化硅和聚苯乙烯非磁性微球掺入铁氧体纯磁流体中,制得了复合磁流体.定性地研究了复合磁流体在外磁场作用下的双折射与非磁性微球的种类、掺杂浓度以及纯磁流体自身浓度的关系.研究表明,不同浓度的纯磁流体掺杂等量的聚苯乙烯微球对其双折射随磁场的变化趋势影响不同;同一浓度的纯磁流体掺杂不同种类的非磁性微球,对其双折射的影响也...