晶体熔解和凝固实验的小改进

将一团蓬松的细铁丝或铜丝先放到试管的底端,以增加海波的导热性能,使海波在48℃开始熔解,直到全部熔解温度仍保持48℃.     

风沙运动的电场-流场耦合模型及气固两相流数值模拟

沙尘暴和尘卷风等风沙运动的静电场是空气流场中沙粒间的碰撞摩擦带电及沙粒粒径的分层效应引起的, 本文耦合沙粒摩擦荷电模型和风沙运动气固两相流模型, 提出了离散单元法与计算流体动力学结合的数值方法. 数值模拟计算表明电荷呈中性的沙粒临界直径为300 μm; 在充分发展的水平风沙流中, 细小的沙粒带负电, 较大直径的沙粒带正电, 所模拟的沙粒带电的荷质比及水平风洞试验段的电场强度与实验测量值一致, 验证了风沙运动的电场-流场耦合模型及数值计算方法的合理性. 本文基于沙粒摩擦荷电机理的风沙运动气固两相流模型提供了理解风沙运动静电场产生的一种物理机理.     

热学的两个演示实验

一、热传导的实验取一张纸条,螺纹样的绕在一根与试管同粗的铜管或铜棒上(如图1),再把它拿到火上去烧,因铜善于传热温度,不能升到燃点,火虽烧纸而纸不着;再把纸条烧在试管上,因玻璃不善于传热,纸条一烧即着。作了这后,再作课本上酒精蒸汽在铜丝网上燃烧的实验,然后引入安全灯的构造原理,则教学目的易于达到。二、空气的热膨胀实验如按课本装置,在水平玻管中装的有色水滴太多时,稍     

玻璃包覆铜丝快速凝固感应加热磁场数值模拟

 建立了玻璃包覆铜丝快速凝固感应加热电磁场计算模型，借助MATLAB软件描述了圆柱形导体内电磁场分布规律。研究了感应线圈直径、锥度和匝数等参数对感应线圈内磁场分布的影响。结果表明: 随着感应线圈直径的增大，最大磁场强度降低；随着锥度的增大，线圈中最大磁场强度降低；随着感应线圈匝数增加，线圈中的最大磁场强度增加。扫描电镜和X射线衍射仪分析表明，实验制备的玻璃包覆铜丝的直径为18 mm、铜丝的直径为3.3 mm，玻璃包覆铜丝的表面质量及直径均匀性较好，铜以晶态形式存在，在［200］晶向具有明显的择优取向。     

托里拆利实验的改进装置二则(一)

如图 1所示 ,1为直径 2 0 mm、长 2 0 cm的具支式试管 ;2为水银 ;3为 1 m长两端开口的厚壁玻璃管 ;4为活动支架 ;5为橡皮塞 ;6为指针 ;7和 8为橡皮管 ;9为两用打气筒 ;1 0为铁架台 .图 1　改进装置图 1另备止水夹 2个 .实验时 ,按图 1连接仪器 .用两用气筒给试管充气 ,这时管内水银面上升 ,用止水夹夹住橡皮管 8.倾斜试管 ,让水银上升到橡皮管 7内少许 .用手捏一捏橡皮管 7,排出残存气体 ,用另一只止水夹把橡皮管 7夹住 .这时止水夹以下被充满水银 .竖直放置好托里拆利管 ,打开橡皮管 8处的止水夹 ,使试管和外界大气相通 ,管内水银开始下降 …     

反作用力的演示

材料: 1.容量为80c.c.的试管一个。2.软木塞一个。软木塞的大小与试管口的大小相同。此软木塞中央有一小孔。3.长约5厘米的玻璃管一根,其直径与软木塞中央的小孔一样。4.碳酸钙(CaCO_3)约10克。5.浓度为35—37%的盐酸(HC1)约20克     

高压击穿铜丝物相研究

采用高压放电的方式对材料进行击穿,可以方便地制造纳米颗粒．搭建了高压击穿实验装置,对铜丝进行高压击穿实验;分别采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和元素能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）测试,对铜丝击穿丝状物进行了形貌和成份分析．研究了铜丝高压击穿后的物相特性．研究结果发现,在高压作用下铜丝被充分电离,产生丝状分布,其构成为纳米颗粒的凝结;纳米颗粒的直径分布主要集中在30—60nm之间;颗粒产物由铜元素和氧元素组成;它们以单晶Cu,Cu2O和CuO组成混合物;粒径大小、产物成分与铜丝长度、直径及电压等因素相关．     

铜丝水中电爆炸能量沉积特性

对s脉冲电压作用下铜丝水中电爆炸的能量沉积过程进行了实验研究,利用自积分Rogowski线圈和电阻分压器分别测量铜丝电爆炸时的电流和电压。利用测量电压波形确定了熔融起始、熔融结束、汽化起始和击穿时刻点,将铜丝电爆炸划分成熔融、液态和汽化3个阶段。通过数学方法计算了3个阶段和击穿前的沉积总能量。通过实验和计算,分析了电路参数,包括放电电压和回路电感,以及铜丝特性,包括铜丝长度和直径,对铜丝电爆炸过程中3个阶段和击穿前沉积总能量的影响。结果表明:在s脉冲电压作用下,放电电压、回路电感、铜丝长度和直径对熔融阶段能量沉积影响较小,但对液态和汽化阶段能量沉积影响较大,通过调节电路参数提高电流上升速率,可以显著提高汽化和击穿前的沉积能量。     

介绍几个教学中的实验

一.沸点与压力关系的实验主要的材料和用具是:湿毛巾一条、酒精灯一个、橡皮塞一个、试管一只。实验时首先在试管内盛约三分之一的水,放在酒精灯上加     

电爆炸制备纳米铜粉及物相研究

采用电爆炸法制造纳米金属颗粒。分析了铜丝在电爆炸过程中的物态变化,即从固态、液态、气态到离子态;同时理论研究了纳米铜粉粒径大小及分布、成分组成与爆炸时的能量、铜丝的直径和铜丝长度的关系;定义了粒径均匀度,通过粒径平均大小和粒径均匀度比较,分析了纳米粒径的大小分布情况;通过X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)对电爆炸制造出的纳米铜颗粒做了测定与定量分析。结果表明:铜粉的主要成分由氧化铜、氧化亚铜及单晶铜组成,各成分所占比例与爆炸缸内的真空度相关。纳米金属微粒的粒径平均值、粒径均匀度与铜丝长度、直径、充电电压、放电时间等因素相关。     

空气中单丝和丝阵电爆炸特性的比较

本文开展了500 J储能下、大气空气介质中微秒脉冲电流源驱动平面型铜丝阵负载电爆炸放电特性研究,并与铜单丝电爆炸进行了比较.实验中保持铜电极间距2 cm不变,选择2-16根直径100μm的铜丝组成平面型铜丝阵,同时选择直径50-400μm的单根铜丝作为对照,对电爆炸过程中负载电压、回路电流与光辐射强度进行测量,计算得到电功率、沉积能量等参数,研究质量变化对铜导体电爆炸过程的影响规律;特别地,对于相同质量下单丝与丝阵负载情况进行比较.实验结果表明,随着质量增加,单丝电爆炸气化与电离过程变缓,宏观表现为电压峰值时刻延后、半高宽增大(约0.07μs增至约0.64μs);与之不同,虽然丝阵电爆炸时刻随质量增加延后,但气化与电离持续时间变化不明显,电压峰半高宽稳定在0.11±0.01μs,且击穿发生前丝阵负载沉积能量低于同质量单丝负载.光辐射强度方面,丝阵电爆炸光辐射强度比三次同质量下单丝电爆炸分别强约28%,49%和52%.造成单丝与丝阵电爆炸过程差异的原因可能有两个方面:一是比表面积的差异使得细丝的相变过程更加迅速,表现为相同质量下细丝丝阵比粗单丝爆炸过程快;二是电热/磁流体不稳定性在丝阵与单丝中发展程度不同,表现为光强-时间曲线的差异.     

声学小实验

取1支大试管,配上合适胶塞,在胶塞下悬挂1个蜂鸣器(可用生日贺卡上的音乐 IC片及蜂鸣器),联接好电源,待用. 实验时,先向试管中注入少量水,然后加热试管中的水. 此时不要盖紧胶塞,待水沸腾,水蒸气充满容器,空气大部分被排出大试管后,小心盖紧胶塞. 这时能清楚听见蜂鸣器的音乐声,停止加热后声音逐渐减弱,至水冷却后该声音听不见. 这是由于试管内水蒸气冷凝后使试管内接近真空状态,所以几乎听不见蜂鸣器的响声,从而说明声音的传播需要以空气等物质为媒质,在真空中不能传播.图1　实验装置图声学小实验@陈少康$珠海市第二中学!广东珠海5190…     

托里拆利实验的改进装置二则

(一) 如图1所示,1为直径20mm、长20cm的具支式试管;2为水银;3为1m长两端开口的厚壁玻璃管;4为活动支架;5为橡皮塞;6为指针;7和8为橡皮管;9为两用打气筒;10为铁架台.     

饱和汽压演示实验的改进

(一)如图所示,把装满水的大试管倒插在装着水的烧杯里,然后用木夹夹住并固定在支架上,加热使烧杯里的水沸腾。当烧杯里的水沸腾时,试管内的水面就下降,直至与烧杯里的水面在同一水平面为止。由这个实验可以说明100℃的水,它的饱和蒸汽压强等于1标准大气压强。     

轴向脉冲电流对射流线性不稳定性的作用

为了提高电磁被动装甲对聚能射流的防护能力,利用叠加原理和磁流体线性不稳定理论,在轴向脉冲电流作用下建立了射流运动线性扰动控制方程,并对射流箍缩和扭曲不稳定性增长率随粘性、时间的变化规律进行了分析,得到了射流不稳定增长率和射流的变形规律,并利用数值方法得到了射流变形的计算公式。最后通过直径39.2mm破甲弹进行静破甲试验,通过后效板射流入射孔的大小验证了脉冲电流对射流的箍缩作用;利用具有初始弯曲、直径为1.75mm铜丝模拟了脉冲电流对射流的扭曲作用,通过铜丝的变形验证了脉冲电流对射流的扭曲作用。实验结果证实了理论分析的正确性。     

利用微小电阻测量法测量金属丝的杨氏模量

根据弹性模量与金属丝电阻微小变化量之间的关系式以及微小电阻测量原理,本文设计了可以测量并实时在线显示金属丝杨氏模量的实验装置.当金属丝被拉伸而引起电阻微小变化时,经过两级集成运算放大电路放大、模/数转换、单片机采集、计算后,在显示屏上就可以实时显示杨氏模量的大小.利用本装置测量了直径为0.201 mm的钢丝和直径为0.269 mm的康铜丝,其测量数据和数据处理结果表明,此杨氏模量仪测得的金属丝杨氏模量具有不大于0.3%的相对误差,精度高,且操作简单、测量时间短,为快速测量金属丝杨氏模量提供了一个可行的方法.     

简单的声波演示装置

本实验仅用一根铝棒即可在课堂上定性地演示棒的纵向振动、驻波频率的变化和声波传播的多普勒现象. 取一根直径1cm,长约1m的铝棒,两个手指夹住它的中点,用另一只手沾有松香粉的手指沿着棒长的方向摩擦铝棒,则能激起铝棒产生纵向的振动,同时能听到清晰、持久的嗡嗡声.这是因     

大学物理综合性实验的创新尝试——金属电阻率的精确测量

设计出了大学物理综合性实验——测量金属的电阻率。该实验用直流双臂电桥测细铜丝的电阻,用光学中的等厚干涉原理测量细铜丝的微小直径,根据电阻定律计算铜的电阻率,是光学、电学的综合实验。测量结果与常用电工手册上铜电阻率值的相对误差小于1.1%。通过实验,能够加强学生对光学、电学以及基本测量知识的综合运用能力,巩固理论知识,提高实验技能。     

铜丝直流电阻的尺寸效应

测量了一些线径D为0.007—0.1厘米的铜丝在4.2K时的直流电阻尺寸效应.对R_(b,RT)/R_(b,4.2)～10~3的退火铜丝,具有比简单的Nordheim-Fuchs-Dingle关系所预期的更强的尺寸效应.这可能与Bate等在铟中所提出的增强机制有关.     

从单缝衍射到动态测量单丝直径

本文通过单缝夫琅和弗衍射的光强分布实验，引伸出在远场接收的条件下，若屏距ｘ与单丝直径ｄ之比为定值，其标准光强分布就被唯一地确定．反之，当我们已知光强分布，就可以求出单丝直径．本文以“单维衍射的光强分布”实验为基础，引出连续测量细丝（如铜丝、尼龙丝等）直径的装置．