牛顿冷却定律适用范围的探讨

从实验上对牛顿冷却定律的适用范围进行了测量和分析，得到了一个牛顿冷却定律适用范围的具体结论。     

对“不良导体导热系数测量”实验中冷却速率求法之我见

张祖寿同志在1990年第2期(《物理实验》发表的《对“不良导体导热系数的测量”实验的研究》中,提出了计算自然冷却速率的一种新方法。文中根据牛顿冷却定律推导出计算冷却速率的理论公式 dT/dτ=1/τ′(T-T_0)1n(T′-T_0)/(T_c-T_0) (1) 式中T_0为环境温度,T_c为开始计时的温度,T′为任一时刻τ′时的温度。只要测得T_c和T′即可由(1)式计算出dT/dτ|_(r=r2)·笔者对此方法持有异见。     

电热法测功热能量转换系数实验中的问题

在用电热法测量功热能量转换系数的实验中,由于系统与周围环境之间热交换的影响,给系统加热终了时的温度引入较大的系统误差,我们常用牛顿冷却定律加以修正,以减小此项误差的影响。但是在实验中,我们发现还有其它一些问题影响着测量准确     

简易实验测量太阳常数

使用普通物理实验室器材测量了太阳常数.利用牛顿冷却定律以及比尔-朗伯定律进行分析处理,实验结果与通用数据误差在5%以内.本实验经过改进,还可以配合相关天体物理实验,研究太阳辐射及其剧烈活动.     

变质量冷却法测定油品比热容

电热法是油品比热容物理实验中一种常用的测量方法,实验中加热功率的不稳定因素导致输入总热量无法精确定量而给结果带来一定的误差.本文基于牛顿冷却定律,推导了不同质量油品测试样品的系统比热容与散热速度的关系,设计了通过改变被测油品的质量确定其比热容的测量方案.实验测量结果表明,冷却变质量法的测量相对误差可控制在3%以内,测量过程与数据处理简便且该方法完全不受加热功率不稳定因素的影响.     

应用牛顿冷却定律修正温度的一种方法

当量热系统与周围环境之间温差小于15℃时,散热速度与温差成正比上式称为牛顿冷却定律,它是实验定律.这里 dQ 是系统在 dt 时间内向外界散失的热量,dQ/dt 是系统的散热速度,T 是系统表     

比值法液体比热容测量方案设计

在电热法测量液体比热容实验中,通常运用牛顿冷却定律进行系统散热的修正.基于对系统散热的计算和分析,本文提出通过两个不同的电加热过程的系统散热比值的方法来测量液体比热容.实验测试结果显示该测量方案可操作性强,精度高,适于在大学物理实验教学中普及和推广.     

热功当量实验中水的终温修正的研究

本文通过对量热器中水的传热过程的理论分析和实验比较,证明应该用牛顿冷却定律修正量热器中水的终温。     

1~(--)Qq态及其与Q态的混合和强跃迁

本文从MIT口袋模型出发,利用Born-Oppenheimer近似,讨论1—P波Qq态及其与Q态的混合,其中Q=c,b;q=u,d,且Q和q都处于色单态。在描述混合的耦合常数与味无关的假定下,可以得到Q激发态强跃迁过程(Q)'→(Q)ππ真的一种近似标度性质,所得到的φ'→φππ与γ'→γππ的宽度比也同实验基本符合。上述混合的Qq态中以0~( )q态为主,由此可以解释实验观察到的φ'→φππ和γ'→γππ中的π的各向同性角分布。     

固体比热容测定实验的研究

从牛顿冷却定律入手,对固体比热容测定实验的散热修正原理进行了理论分析,并根据理论分析对传统的实验方案进行改进,不仅降低了实验操作难度,减小了误差,而且有助于学生实践创新能力的培养。     

高斯—斯克尔模型光束经过光学系统的传输

根据惠更斯-菲涅耳(Hugens-Fresnel)衍射积分,推导出高斯-斯克尔模型光束二阶相关函数经过光学系统的传输公式.引入与高斯光束类似的q参数.证明了高斯-斯克尔模型的q参数亦满足ABCD变换定律.     

关于安培环路定律

在普通物理电磁学教学中,安培环路定律是一个重要的问题。在这篇短文里,想讨论一下安培环路定律成立的条件、意义,它和毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律的关系,以及在教学中如何处理这个问题的意见。在稳恒电流的磁場中,通常把毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律视为基本实验定律(当然,不能直接用实验来证明)。它的数学表示式为     

直接定量验证法拉第电磁感应定律的实验构思

为了进一步丰富高中物理实验课及大学物理实验课的课堂教学内容,针对目前物理实验教学中缺少法拉第电磁感应定律定量验证的实验项目等实际情况,我们设计了一种定量测量验证法拉第电磁感应定律的实验项目。这个实验主要是采用均匀改变螺线管中直流电电流强度从而在临近线圈中产生感应电流,建立螺线管中电流强度的变化率与感应电动势之间的定量关系来验证法拉第电磁感应定律。这个实验既可以作为高中物理的实验课教学内容,也可作为理工科大学物理实验课的教学内容,有助于学生直观地理解法拉第电磁感应定律。     

气体扩散的投影演示

本文提出了一种在投影仪上演示气体(氨)扩散的新实验方法。该实验能半定量地显示扩散过程中气体分子分布状态密度梯度,直接验证斐克定律。     

稀磁半导体Hg0.89Mn0.11Te磁化强度及磁化率的研究

利用MPMS-7(magnetic property measurement system)型超导量子磁强计对垂直布里奇曼法生长的Hg0.89Mn0.11Te晶片磁化强度变化规律进行了测量.试验采用了两种不同的外场和冷却条件.首先在5 K恒温下,-5200到5200 kA/m范围内改变磁场强度进行了测定.然后维持800 kA/m恒定磁场,分别在有场冷却和无场冷却条件下,从5到300 K范围内改变温度,研究了变温条件下的磁化特性.并采用分子场近似模型,用类布里渊函数,最小二乘法对磁化强度随磁场强度变化的实验结果进行拟合和分析,结果表明,Mn2+离子之间存在反铁磁相互作用.磁化率和温度关系分析表明:在测试范围内Hg0.89Mn0.11Te是单一的顺磁相,在高温区磁化率和温度服从居里-万斯定律,呈线性关系,低于40 K时,磁化率和温度的关系偏离居里-万斯定律,表现出顺磁增强现象.     

电热法测热功当量实验数据处理方法

基于温度补偿原理和牛顿冷却定律,对电热法测量热功当量实验提出了2种散热修正方法,即温度补偿法和线性回归法.温度补偿法采用作图法,数据处理操作简单;而线性回归方法计算相对复杂,实验过程散热系数保持不变的假设也会给结果带来误差,但可以对实验结果的不确定度给出定量评估.基于此,针对不同的实验数据量和不同的数据采样间隔对实验结果进行了比较,给出了最佳方案.     

热力学第二定律演示仪

在热力学统计物理学的学习中，我们曾经学过十分重要的两条定律，即为热力学第一、第二定律，并且进行了这两个定律的实验演示。本主要介绍一种效果十分显的热力学第二定律演示仪。     

实验探索的教学模式

规律是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然及其本质联系的反映,它是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽.高中物理课本中涉及到的规律有实验规律(如牛顿第二定律、库仑定律、欧姆定律、楞次定律、机械能守恒定律、气体实验三定律),理想规律(牛顿第一定律)和以书籍的事实为根据,通过     

金属比热容测量和温度传感器测试热学实验的对比教学探讨

基于牛顿冷却定律的冷却法测量金属比热容实验是大学物理基础实验中一个重要的传统热学实验项目,而温度传感器测试及半导体致冷控温实验这一较新引入基础课教学的热学实验项目,主要训练学生理解并掌握温度传感器的测温原理及准确标定传感器的温度电压关系。文中对两个实验项目的操作方案的合理性和数据处理过程进行了分析对比及探讨,分析讨论了实验室环境下不同测温范围对两个实验结果误差的影响。对比法讲解两个热学实验项目,对学生实验教学效果的改善作用明显,提高工科专业学生分析解决实际应用问题的兴趣及实践探究动手能力。     

从更广阔的视野看物理实验及教学

 一、物理学本质上是实验的科学物理学是以实验为基础的学科。纵观物理学的发展史,从经典物理到近代物理进而现代物理,每前进一步都是以物理实验为基础的。物理工作者90%工作在实验领域,全世界诺贝尔物理学奖获得者的70%都是在物理实验方面做出贡献而受此殊荣的。经典物理方面,力学中核心的牛顿三定律就是牛顿在伽利略、开普勒、胡克等人的实验基础上总结得出的;电磁学的一系列定律:库仑定律、欧姆定律、安培定律、毕奥-沙伐尔定律以及法拉第电磁感应定律都是对实验的总结;眼下我们时时接触的电磁波正是赫兹通过实验使得麦克斯韦电磁场理论得以证实的.