谈应用水银做实验的一些问题

水银在物理实验中,用途很广:有的仪器装有水银,如水银温度计、水银压强计、水银气压计;有的实验要用水银去做,如托里拆利实验,玻意尔——马略特定律实验、查里定律实验、饱和汽与未饱和汽性质的实验、不浸润实验等;有些电学实验也要用水银去做。但在应用水银的实验中一些问题有时被人们忽视而造成恶果。作为一个物理教师,必须注意水银的危害性,检查水银蒸汽的方法,以及用化学方法清理被污染的房间的方法和处理水银     

饱和汽演示实验的改进

高二物理课本中饱和汽压一节里,演示饱和汽压与体积无关的实验,照课本图161的装置虽然可以演示成功,但是要将一装满水银的长玻璃管B,倒插入一盛水银的深容器A中,是比较麻烦且又容易泼撒水银。空气也容易漏入而使实验失败。为了增強实验效果,简化操作手续,我在演示过程中将它作了一些改装。其装置和演示过程如下。     

一人一组作实验的初步经验

我们的经验证明:二人或三人一组作实验(指二人或三人同时使用一套仪器作实验),收效是较差的。上学期末,我们曾举行了一次测验,测验结果,有一部份同学,甚至对简单的物理仪器使用法都不懂。如游标尺及螺旋测微计的读法,有些同学还不会。用温度计读室温时,往往用手拿着水银泡。水银泡外附有水滴(温度计先是插在水杯里的),他们没有考虑到到须要把水擦掉,调整物理天平时,有的不管游码摆在什么地方,有的把游码移到天平臂的中间,称物时把物摆在右盘内,把砝码摆在左盘内。     

演示用水银压强计的改进意见

在许多物理演示实验里(例如托里拆利实验、玻意耳-马略特定律、饱和汽和未饱和汽的性质、……等等),都要利用水银柱的高度或高度差来测定流体的压强,实质上也就是要利用不同形式的水银压强计。压强计里水银柱很高,水银用量就多。由于水银是一种较贵的金属,一般中学里备量不多;同时,由于它的比重很大,过粗的水银柱会造成演示操作的不便。所以一般的托里拆利管或水银压强计总是选用内径较小的、管壁较厚的玻璃管,这又造成了演示的可见度不大的缺点。但是,水银压强计比起其它压强计来有它很多的优点,因此,如何克服它的缺点确是一个值得考虑的问题。如果把水银管的内径增大,在管内放入另     

用气体法验证伯努利方程

一、引言 对于无粘性不可压缩流体伯努利(Benroulli)式的验证,通常以液体(水)为流体介质进行实验(以下简称液体法),而液体法要求具备恒压稳流的水源,同时必须使用水银压强计.为了在缺乏水源条件的情况下也能进行实验,同时考虑不使用水银压强计,以免水银的污染,我们研究成功了用气体法验证不可压缩流体伯努利方程式,并已应用于实验课教学(我系八二年级学生分组实验),效果良好.本文着重对气体法的理论进行分析探讨,同时具体介绍其实验装置、验证原理和实验结果.二、理论探讨 伯努利(Bernoulli)方程式为:(1)式中只P、v、Z分别表示流线某点处…     

用水代替水银进行气体定律实验的研究

气体定律的验证实验是大学物理实验中的重要内容．按传统的实验方法，是在U型压强计中灌水银，由于水银有毒，价格昂贵，考虑到环保和经济的要求，提出了一种采用水代替水银进行实验的新方案，该方案操作方便，实验效果显著．     

抛撒地雷的夜视智能探测方法研究

本文提出一种基于机器学习的抛撒地雷的夜视智能探测方法。首先,根据YOLO系列机器学习算法,设计并优化了抛撒地雷的智能检测网络模型;其次,根据几何光学成像的相似性原理,研究抛撒地雷的测距模型。最后,搭建抛撒地雷的夜视智能探测系统进行实验测试分析。实验结果显示,优化后抛撒地雷智能探测网络模型的准确度达到98.97%、召回率达到99.22%、均值平均精度为99.2%;在给定的实验条件下,利用优化后的抛撒地雷测距模型,对抛撒地雷的距离测算误差为±10 cm,表明利用机器学习可以用于对抛撒地雷进行智能探测。     

实验改进与创新 便携式大气压强演示仪的物理分析——全国第五届自制教具评选获奖作品之七

托里拆利实验是初中物理教学中一个非常重要的演示实验,长期以来由于这个实验操作不便,演示过程中人体直接接触水银危害教师的身体健康,给教学带来很大困难.     

用打点摆锤钟做节拍器

在做演示实验或学生分组实验时,常须用节拍器来测时间。由于一般学校节拍器很少,甚至没有,因此,有人想用水银槽、电铃和铜丝做的复摆连接在电源上制成一个节拍器。但是,这种节拍器是有缺点的,因为摆的振动受着空气阻力的影响,是一种阻尼振动,周期就会逐渐地减小,所以,测得的时间就不够准确。为了     

验电器的改进

初中物理课本第7页第7图所介绍的验电器是把铜丝绕在玻棒上。但是有的玻璃绝缘不好,实验不灵。有时即使能看见锡箔张开但只要带电体移开锡箔随即合拢,即不能荷电或不能长时间荷电,如先在玻棒上绕铜丝的地方涂一薄层松香或火漆效果就更好了。涂法也很简单,把要涂松香的一段玻棒烧热,使它与松香接触,当松香被烫化时将玻棒转动一周,这样     

我讲向心力

简单的开场白后，我说我们先来个好玩的．我手持湿毛巾，甩臂使其作圆周运动，把水甩到地上，桌上和天花板上，也甩到了学生的身上和脸上．课党气氛立刻异常活跃起来．     

炸药爆炸作用下液体破碎后颗粒尺寸分布的研究

 对液体抛撒的液滴尺寸进行研究在军事和民用上是很重要的,国内刚开始使用激光散射仪开展此项研究工作。利用R. A. Dobbins等人的液体颗粒测量技术,研制了一套既简单又实用的测量液体抛撒过程中液滴尺寸的实验装置——激光散射仪。对于激光与液体微粒的相互作用,当微粒的反射与折射和吸收效应可被忽略时,可导出液体微粒对激光散射的光强公式。只要测量激光被微粒散射的光强,就可推算出微粒的Sauter平均直径。在使用激光散射仪测量液体抛撒液滴尺寸的实验中,用水代替爆炸抛撒液体,测量结果表明：液体抛撒二次破碎中,在固定位置测量到的云雾区液滴Sauter平均直径随测量时间的增加呈现出减小的趋势;而云雾区的宽度则随着与抛撒中心距离的增大而呈现出增加的趋势;云雾区前沿的液滴Sauter平均直径随着与抛撒中心距离的增加而呈现出先逐渐增大然后迅速减小的趋势。为便于比较,对燃料抛撒二次破碎进行了回收法测量和数值模拟计算,其测量与计算结果与用激光散射仪测量的结果有较好的一致性。     

激波及诱导的高速气流抛撒柴油油膜的实验研究北大核心CSCD

采用立式激波管装置,研究了激波及诱导的高速气流抛撒4种柴油油膜的规律及其雾化过程。运用压力测试系统得到了激波作用油膜前后的压力、波速的变化,并通过阴影成像系统记录了油膜的抛撒情况。实验结果表明:马赫数约为1.12的激波作用4种油膜后激波均衰减为高速气流,并且黏度较小的1、2号油膜雾化效果较好,而黏度较大的3、4号油膜抛撒后呈液块、液丝状。黏度较小的油膜初始抛撒速度大,但抛撒速度衰减较快,而黏度较大的油膜对气动力的阻碍作用更大,所以初始抛撒速度较小,且抛撒的距离和速度随黏度的增大而减小。     

中学物理学生分组实验程序谈

中学生初上物理分组实验课，对实验课的新奇与兴趣，或对实验仪器的新鲜感，都易使他们的思维偏离实验课的正确轨道.有的同学只顾玩或看热闹，忘记了上实验课的宗旨；还有的同学想做却又不知从何着手，面对实验台上摆放的诸多的实验器材和仪器茫然不知所措.时间在不知不觉中过去了，获得的知识和实验技能培养也不尽人意.针对学生分组实验中存在的种种情况和问题，我在多年的教学实践中，把学生分组实验课分成不放开、半放开到全放开三个程序，收到了较好的效果.具体做法如下.一、教师讲解，学生实践对于最初的一、二节学生分组实验课，教师…     

蒸发吸热的课堂演示装置

在教学初中物理学上册§120蒸发这一课时,要使学生了解蒸发是一个吸热的过程,必须依照教本用温度计进行演示。但是用水银温度计在课堂上演示,后排的学生往往不易看清。因此在这一课的教学中,我自己设计了一种装置进行演示,效果很好。这种装置主要是用U形管压强计,用它测量温度的改变不但相当灵敏并且也很直观。同时除了能作蒸发吸热的演示外,还能作液化放热、热辐射和质量相同的不同物质升高相同温度而所需热量不同的演示,现在把它介绍出     

方形爆炸抛撒装置结构优化

为了研究方形抛撒装置壳体破坏规律及燃料分散特性,开展了抛撒装置外场实验并利用LS-DYNA仿真软件进行了数值模拟,模拟结果与实验结果相吻合。进一步分析装置倒圆角及刻槽深度对壳体破裂效果及燃料分散速度的影响规律,结果表明:倒圆角与增加刻槽深度有利于减小壳体棱边处应力集中的影响,圆角半径增至10 mm或刻槽深度增至1.2 mm时,棱边处不再破裂;同一装置壳体边部和中部位置采用不同深度的刻槽可有效减少壳体破裂不均现象。当边缘处刻槽深度为1.2 mm、中间刻槽为1.6 mm时,壳体均匀破裂;当棱边处倒10 mm圆角,边部刻槽深度为0.8 mm,中部刻槽为1.2 mm时,抛撒装置既能满足壳体均匀开裂,又可提高壳体强度,同时可将燃料分散平均速度差值降低22%,从而有效提高燃料抛撒效率。     

盖·吕萨克定律的实验

利用玻意耳-马略特实验的装置,如高中物理第二册第218页中所说的,再添上三个玻璃筒、一个温度计及一些冰、水、热水,就可以进行一次分组实验,来验证盖·吕萨克定律。实验步骤如下:(1)把做玻意耳-马略特实验用的玻璃管(一端开口,一端封闭,管的闭端有一段被水银封在管里的空气柱),用两条细胶带把玻管固定在米尺上,尺上刻度的起点要与管的闭端对齐。 (2)把玻管竖直地立在桌上,使开口向上,从刻度尺上的标度看出气柱的体积,并记下当时室内的温度。 (3)把玻管开口向上地竖直插入盛有冰水混合物的玻管内,记下当时的温度(0℃),并看出气柱的体积。 (4)把玻管开口向上地竖直插入盛有冷水(应设法使冷水的温度较室温低两三度)的玻筒中,测出这时的温度与这时气柱的体积。     

激波及诱导的高速气流抛撒柴油油膜的实验研究

采用立式激波管装置,研究了激波及诱导的高速气流抛撒4种柴油油膜的规律及其雾化过程。运用压力测试系统得到了激波作用油膜前后的压力、波速的变化,并通过阴影成像系统记录了油膜的抛撒情况。实验结果表明:马赫数约为1.12的激波作用4种油膜后激波均衰减为高速气流,并且黏度较小的1、2号油膜雾化效果较好,而黏度较大的3、4号油膜抛撒后呈液块、液丝状。黏度较小的油膜初始抛撒速度大,但抛撒速度衰减较快,而黏度较大的油膜对气动力的阻碍作用更大,所以初始抛撒速度较小,且抛撒的距离和速度随黏度的增大而减小。     

用水银制作液体温度计是因为水银的比热小吗?

有的教学参考读物上在讲完比热容概念以后,举出水银温度计和酒精温度计作比较,说由于水银的比热比酒精的小得多,因此水银温度计比酒精温度计灵敏得多.这种说法是不准确的.为了更清楚地说明问题,先从温度测量原理说起. 通过对大量实验事实的概括和总结,得出:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统的热状态处于热平衡,则这两个热力学系统彼此也必定处于热平衡.这个结论被称为热力学第零定律,它指明一切互为热平衡的物体都具有相同的温度,这就是用温度计测量温度的理论依据.选择适当的温度计,使温度计与被测物体接触,经过一段时间达到热平衡后,温度计所显示的温度就等于被测物体的温度.     

FAE装置参数对燃料抛撒与爆炸威力影响的实验研究

 采用高速运动分析系统对FAE实验装置爆炸抛撒过程进行观测,描述了燃料抛撒过程的不同阶段,实验研究了比药量、长径比、壳体材质等装置参数对燃料抛撒与爆炸威力的影响。结果表明,燃料抛撒过程可分为射流形成与扩散运动阶段、燃料两向膨胀运动阶段和气液融合运动阶段。不同阶段对应不同的流体动力学特征,对云团形成的贡献不同。在实验装置总体优化条件下,适当增大比药量可提高云团覆盖面积与体积;在实验范围内长径比不是影响云团状态的显著因素,但长径比较大时可使燃料抛撒均匀性更好;采用钢质壳体时云雾抛撒状态明显优于铝质壳体。实验证明,采用碳钢壳体、比药量3%左右、长径比为3~5且装置参数良好匹配时,可获得理想的云团状态和高威力爆炸波毁伤效应。