粘滞系数测定中的一种不当的数据处理方法

有的物理实验教材中，“粘滞系数测定”实验是用不同直径的小球进行测量，并由测量结果求平均．这种实验方法常会带来数据处理上的问题．例如，在文献[1]中列有关于液体粘滞系数测定的数据表格，现将其中小球直径测量数据表摘录如下：     

分布在无限区域的电荷选无穷远处电势为零的补充

《大学物理》1986年第7期中笔者“关于电势零点选择的几个问题”一文,因重点是讨论第五个问题,其余部份,限于篇幅,只着重给出了物理结果,对不影响物理结果的数学形式未作详细讨论.有的读者可能产生一个误会,以为第四个问题中,m≥3时,场和势要发散,原文的结果不再成立.为此,特补充说明如下. 电荷密度随r减小(p∝r～(-m))并延伸到∞的例子.有物理意义的模型应当是:在半径为r0的某小区域内电荷密度为常量p0,然后按r～(-m)的规律减小,即若p的分布是连续变化的,其中的p1应当等于p0rm0.注意,我们这里没有采用p一问,-”(r>0)的模型,’l因为。较大时…     

超流He的宏观量子特性

196 4年国际计量委员会通过议案 ,以铯原子钟作为守时的基准 :1ｓ =9192 6 31770× (1/ν铯) ,其中ν铯 是13 3 Ｃｓ原子基态超精细结构能级Ｆ1=3和Ｆ2 =4之间的共振跃迁微波频率 .按照现代原子钟的测量 ,地球的自转周期竟然也会发生变化 :一昼夜的长度可能有 0 0 0 2ｓ的上下起伏 .本文所要讨论的是 ,用超流Ｈｅ的位相相干特性探测地球的自转 .想像有一只尺度仅数厘米的汽车轮胎 ,里面充满了超流4 Ｈｅ .在“轮胎”内部用一块隔板将环状的超流体阻断 ,并且在隔板上钻一个直径小于 1μｍ的针孔 .这样 ,便构成了一个单结超流约瑟夫森环——…     

一种牛顿环实验测量结果不确定度评定的简化模式(摘要)

正牛顿环实验中由于各级暗环直径的大小均不相同,为不等精度测量、在求测量结果的不确定度时需采用加权平均的方法,要计算的数据、公式太多,处理极为繁琐.为此提出了将非等精度测量转化为D2m-D2 n的等精度测量的一种实用简化处理方案,即将不确定度计算改放在等精度的直径平方差D2m-D2 n项上,从而获得测量结果的不确定度评定,避免了非等精度测量不确定度加     

支撑点与振源重合的圆形薄板二维驻波的实验与仿真研究

通过实验和MATLAB软件对支撑点与振源在圆心重合的圆形薄钢板上的二维驻波进行了测量、数值计算和仿真研究,测量结果和数值计算以及仿真均与理论计算吻合,并给出一种测量材料杨氏模量的简单方法.在大学物理层面,对于物理实验和仿真做了有意义的尝试.     

手机和Matlab相结合测量牛顿环的曲率半径

介绍了牛顿环曲率半径数据采集与处理的方法.该方法利用手机拍摄牛顿环干涉图像,使用Matlab对图像进行处理,利用视场直径计算出像素和实际物理距离的对应关系,进而完成对牛顿环曲率半径的测量.     

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。     

外推法计算冰的熔解热的理论依据及Matlab实现方案

本文基于牛顿冷却规律给出了“冰的熔解热实验”中用外推法修正温度的完整的理论依据.采用Matlab编程实现了修正温度时面积补偿的要求,将其用于数字温度计所得实验数据的处理,计算得到的熔解热值基本符合预期.通过理论分析和数值计算发现,采用外推法处理实验数据基本上不依赖于冰、水质量以及投冰时水温等实验参数的设置,而环境温度测量虽然影响散热系数的计算,但对温度的修正与熔解热的计算影响很小,因此,基于该方法的熔解热测量很适合在实验条件要求不高的物理实验教学中推广应用.     

对“测定两个小灯泡在串、并联电路中的功率”分组实验的改进意见

中师物理课本第二册“测定两个小灯泡在串、并联电路中的功率”的实验,其目的是学习测定灯泡的功率,并验证并、串联电路中功率跟电阻的关系。原实验电路如图1,测量记录计算结果如表1。因为两个小灯泡是并联的,U_1=U_2,即P_1R_1=P_2R_2=U~2,用此电路无法对比L_1与L_2的电阻和功率P_1与P_2的关系.     

干涉法测量非球面顶点半径和二次常数

非球面顶点半径和二次常数干涉测量是对二次曲面离轴子孔径在弧矢、子午和中间焦点位置直接干涉测量,拟合得到初级像差系数,并结合化置差计算出顶点曲率半径和二次常数.详细介绍了该方法的基本原理,在此基础上将子孔径中心法线与光轴夹角分解为两个倾角分量α和β引入,改进了现有模型.提出在子孔径对称情况下,可通过调整、控制特定项的泽尼克系数值,消除β分量.进而对新的模型进行了简化,只考虑α分量的影响,给出了仅存在该分量时的非球面顶点半径和二次常数的计算公式,编写了仿真程序.在α=0.03 °,β=0时.直径100 mm,F数为3的抛物面反射镜离轴子孔径的初级像差系数的理论计算和数值仿真结果最大偏差仅为0.0002 λ.研究表明:在子孔径中心法线与光轴的调整存在一定误差时,在弧矢、子午和中间焦点处的初级像差系数特征关系仍然成立.     

粘滞系数测定中的一种不当的数据处理方法

粘滞系数测定中的一种不当的数据处理方法武汉工学院王德新有的物理实验教材中，“粘滞系数测定”实验是用不同直径的小球进行测量，并由测量结果求平均．这种实验方法常会带来数据处理上的问题．例如，在文献「１］中列有关于液体粘滞系数测定的数据表格，现将其中小球直...     

近场影响消除法测量声吸收系数

本文采用数值模拟方法理论研究了活塞式辐射器的辐射近场和采用“大”尺寸接收器接收对声场的平滑作用以及近场(及其过渡区域)对测量声吸收系数的影响.计算表明,在近场及其附近,用通常的方法测量声吸收系数将产生很大的误差.通过分析误差产生的原因,本文提出了近场影响消除法测量声吸收系数,并对a/λ=3、9,b=0、0.5a、a(a,b分别是辐射器和接收器半径)几种情况进行了数值模拟计算,结果表明,采用这种方法不仅能在近场区域进行测量,而且具有较高的测量精度。     

无限深方势阱的求解中存在的一普遍错误

许多量子力学和近代物理教课书中,在求一维无限深方阱中粒子的能级及其对应的波函数时,取区间0≤x≤L内,势为零,其他区域,势为无穷大。在阱内,不含时的薛定谔方程是这里K=2mE/h2≥0,m是粒子的质量,E是粒子的能量。波函数　(x)遵从这条伴(0)=(L)=0。 在此问题的标准处理中,写出(1)的通解,其形式是其中A=A(K), B=B(K)。在x=0,边界条件要求B=0.因为这两个任意常数至少有一个不为零,在x=L处,这条件要求K=n/L,这里。的可能值是0,±1,±2,…….n取负值仅导致波函数符号的改变,而这在物理上无关紧要,因此可以弃掉。 n=0的值必须弃去,在标准处…     

定性分析法在含有数值判断题分析中的作用

对含数值的判断题,先根据物理规律列出方程,然后把具体数值代入方程,用计算的结果可以做出精确的判断.一般情况下,对于含数值的判断题用计算的方法是行之有效的.但在有的情况下,所给的数值之间具有倍数关系,是巧合,还是隐藏"天机"?笔者发现,若能根据数值之间的倍数关系,采用定性     

磁性物质中冷无序能的作用

在研究物质的磁性时,考虑了电子之间的正交换能(A1>0,导致电子自旋平行排列)和负交换能(A2<0,导致电子自旋反平行排列)两项各自的物理作用,不是简单地只以它们的代数和为判据.提出冷无序能的概念:当A1>|A2|(A=A1-|A2|>0)时,A1为有序能,A2为冷无序能;当A1<|A2|(A<0)时,A2为有序能,A1为冷无序能.物质的磁性决定于热运动能、有序能以及冷无序能之间的竞争.考虑了冷无序能导致“冷无序”的物理功能,将冷无序能变换为等效温度,在统计物理的框架内处理了铁磁性、反铁磁性转变和自旋玻璃冻结问题.A2=0的体系具有Weiss铁磁性,|A2|A1=1的体系表现自旋玻璃磁性,1>|A2|A1>0的体系同时具有铁磁性和自旋玻璃磁性,1>A1|A2|>0的体系同时具有反铁磁性和自旋玻璃磁性. 关键词： 交换能 冷无序能 铁磁性 反铁磁性 自旋玻璃     

电子被光驻波衍射——Kapitza—Dirac效应

当我们用肉眼注视一张光盘 ,通常会看到彩虹 .这一现象是源于自然光 (白光 )被光栅所衍射 .这里 ,光栅参数ｄ是ＣＤ光盘轨迹之间的距离 ,它的大小与可见光的光波波长 (λ =4 0 0— 70 0ｎｍ)相当 .按照经典物理的光栅公式 ,ｓｉｎθｎ=ｎ·λｄ,ｎ =0 ,± 1,± 2 ,… ,长波红光比短波蓝光具有更大的衍射角θｎ,结果不同颜色的光发生色散 ,形成了彩虹 .如果我们以单色光垂直照射ＣＤ光盘 ,所见到的将是以不同角度 (θ1,θ2 ,…… )散开的一系列光斑 .192 7年 ,Ｄａｖｉｓｓｏｎ和Ｇｅｒｍｅｒ用单晶镍完成了电子被周期晶格衍射的实验 ,证实了…     

60kV离子源引出与加速系统的数值模拟

对 6 0kV、70A、2s离子源的四电极引出 加速系统进行了数值模拟。利用数值计算结果对系统进行了优化。在离子流密度为 0 2 4A·cm- 2 (束中H+ 1∶H+ 2 ∶H+ 3=0 .7∶0 .2∶0 .1)和离子源等离子体离子温度为 1eV时 ,由系统栅缝出射的束最大散角小于 1o。     

对几种常用长度测量仪器的综述

长度测量是物理测量中最基本的测量,许多物理量的测量都可以转化为长度的测量来实现,要想提高测量精确度,合理安排测量,掌握并运用误差分析的方法是必不可少的.一、长度测量的一般公式 长度测量仪器的结构各有不同,但基本测量方法都是把被测量与标准刻线尺进行比较.如图1所示,直线 CC'为长度标准尺的标准刻线,三角形ABC、A'B'C'为两量爪,可沿CC'移动,Lx为被测直线,当两个量爪的工作面AB、A'B'间存在夹角θ时,其中L0为测量读数值,δ=S·θ为系统误差项. 为消除上述误差、阿贝于1890年提出了著名的阿贝原则,其要点是:进行长度测量时,要…     

中速C3+与Ne原子靶相互作用过程中单电子转移绝对截面的测量

实验测量了2.2‰-4.2v0(v0为玻尔速度,v0=2.19×108cm/s)的C3 与Ne原子碰撞过程中单电子转移绝对截面.将实验结果与多体经典轨道蒙特卡罗模拟计算结果进行了比较.用电离能的变化、屏蔽效应、动态关联对实验和理论计算结果间的数值差异做了分析.总体上,实验结果与多体经典轨道蒙特卡罗方法计算结果在趋势上相符很好.此外,还简单分析了多电子原子的转移多电离机制.     

托卡马克粒子输运快速分析方法

测量了HL 1M装置上正弦周期调制馈气方法诱发的密度扰动 ,采用了简单的数值方法求解粒子输运方程来计算密度扰动 ,并与密度扰动的测量结果进行了比较。得出欧姆加热时等离子体芯部的粒子扩散系数为0 2± 0 .1m2 ·s- 1 ,边缘粒子扩散系数为 1 0± 0 .2m2 ·s- 1 。