定量探究电容的定义式和决定式

自制实验器材并利用数字化传感器定量探究出电容的定义式;借助数字电容表自制教具“叠层式电容器组”,实现对平行板电容器电容决定式的定量探究.     

LC串联电路测量液体电容率

基于LC串联电路存在"零电阻"状态的电路特性,利用标准电感线圈和自制液体电容器,设计了可以精确测量液体电容率的实验方法.利用该方法测量了蒸馏水以及不同体积分数乙醇溶液的电容率,测量结果与文献参考值的相对偏差在1%以内.     

同轴电缆抗电磁干扰性能实验

利用自制实验装置，研究了同轴电缆的电容耦合频率特性、电容耦合屏蔽效果、电感耦合屏蔽效果．     

液态电介质相对介电常数的测量

通过自制的专用电容器,采用电容测量仪测电容的方法,在物理实验中开设液体电介质的相对介电常数的测量实验。     

电感和电容对交变电流影响实验的改进

自制演示实验板,将电感实验和电容实验器件制作在同一电路板上,通过切换开关做不同类型的实验.增加对照灯,利用智能手机记录光照度,对比实验灯所在支路接入电感或电容时实验灯和对照灯的亮度,学生可以直接观察电路中电流的变化.     

锁相放大器在介电测量中的应用

锁相放大器具有灵敏度高、抗干扰性强的优点,已成为微弱信号检测的有力工具.它不仅同一般交流电压表一样可以测量信号电压的振幅,而且可以测量信号电压相对于参考电压的相位.也就是说,锁相放大器可以测量矢量电压.我们将锁相放大器的这一特点用于测定介质样品的复阻抗,进而确定样品的损耗、等效电阻、等效电容和介电常数. 与电桥相比,用锁相放大器测量样品的复阻抗有如下优点:1.抗干扰能力强,异于信号频率的杂散信号不容易干扰被测系统;2.大多数电桥只有一个或两个固定的测量频率,而锁相放大器一般都可以在较宽的频率范围内应用.例如,我们用…     

激光EXAFS谱仪简介

 同步辐射光源是目前世界上最好的光源,用它测量EXAFS谱自然效果极好.然而由于它设备庞大而昂贵,无法普及到一般实验室.转靶X光机比同步辐射装置要简单和便宜得多,但这种光源的性能不如同步辐射,每次实验所需时间也长得多.本文要介绍的激光EXAFS谱仪是用激光打到金属靶上所产生的X射线脉冲作为光源,并用拍照的方法记录EXAFS谱.其设备更加简单和便宜,而且测得EXAFS谱所需时间极短.当然这种方法也有它的局限性和缺点,例如一般只适用于测量较轻元素的EXAFS谱.激光EXAFS谱仪的结构如图所示.     

电容率测量仪的改进

针对现有的电容率测量实验教学装置中存在的精度较低等问题,重新设计了电容率实验装置.将平行板电容的上极板设计为T型结构,用一限位螺母的转动来带动上极板上下移动,且不发生转动,用千分表实时测出上极板移动的距离.使用改进后的实验装置测量空气的电容率,测量结果与空气的标准电容率ε相比,误差在1%以内.实验结果表明改进后的电容率实验装置性能可靠,实验测量精度较高.     

强磁场下电容温度计的磁效应研究

在温度低至0.3K,磁场强度最高达到20T的条件下,对微晶玻璃电容温度计(Lakeshore CS-501GR)的电容值随磁场变化行为进行了测量.研究发现电容温度计的电容值随着磁场变化表现出一个非单调的磁场依赖关系,而且在温度越低的情况下,这种依赖关系越明显;显然,对于一个需要高灵敏度的温度计来说,这个明显的磁场效应在低温情况下是不能忽视的.     

室外自然场景体视彩虹全息图的制作方法研究

本文介绍了一种用连续激光制作室外自然场景体视彩虹全息技术. 先用自制的透镜线阵照相机拍摄室外自然场景经透镜所成像的初级体视图，然后用连续激光照明初级体视图，原光路返回，透镜线阵此时不仅起到成像作用，而且起到了彩虹全息术中的狭缝作用. 这种技术也适用于室外动态物体. 本文制作了室外自然场景的体视彩虹全息图，并给出了实验结果.     

忆阻器单阻态下的记忆电容行为及多态特性

采用供体-受体类型的共聚物构建了Al/共聚物/ITO结构的有机记忆器件,并对其电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)特性进行了研究.结果表明:器件不仅表现出明显的记忆电阻特征,而且在单个电阻状态下还存在记忆电容行为,使器件呈现出两种电阻状态和与之对应的四种电容状态,具有电阻和电容的双参量记忆能力.在此基础上对器件的电容开关行为进行了电压幅值的调制,使器件出现了更多的电容状态,为多级存储的实现提供了一条有效途径.最后通过引入分子内部极化算符,建立了记忆电阻和记忆电容的关联性,给出了描述器件双参量多状态特征的矩阵模型.     

方柱形电容器电容的计算

文献[1]用简易方法计算了球形和圆柱形电容器的电容.本文再用此方法来计算方柱形电容器的电容,供教学参考.     

金属中的固体惰性气体

 要想把氦、氖、氩、氪和氙等惰性气体变为固体是相当艰难的.若通过降温,则须在相当低的温度下才能实现.例如对于氪为-157℃,对氩为-189℃。近来人们用离子注入的办法,可以轻而易举地在室温将它们固化,而且在摄氏几百度才能使它熔化.这种固化的惰性气体是一种非常神奇的物质,它不服从理想气体的规律,通常的范德瓦尔态方程对它已不适用.这个问题是现代科学技术中必然要遇到的.例如在用离子溅射进行表面清洁处理时,无论用离子束混杂制造新合金,还是用惰性气体进行材料改性,或者用α粒子轰击反应堆内壳壁时,都会遇到形成固体惰性气体气泡的问题.因此,这种因离子注入而产生的气体固化现象,是最近大批物理理论和实验工作者感兴趣的问题.     

研究RLC串联电路的时间特性实现对示波器捕获时间校准

当在RLC串联电路中输入正弦交流电时,改变电容大小,测量电容两端电压的变化,用Wolfram Mathematica 10.3进行数值模拟,理论上模拟出电容两端电压随电容变化的曲线.基于理论分析,提出了三点导致实验数据与理论曲线相差较大的假设,验证了三点假设的正确性.在此基础上,通过分析,知道实验数据与理论曲线的交点反...     

宽频带熔锥型耦合器的变化分析

利用变分法对腐蚀熔锥型非对称单模光纤耦合器的耦合特性进行了分析.文中根据耦合器的光纤参数及截面尺寸,用有效平行波导模型,对自制的弱融型熔锥耦合器的转换功率随波长变化曲线进行了计算.结果表明,不仅宽频带特性的理论曲线与实验符合得较好,而且耦合器的耦合特性对二光纤的芯径比及熔锥长度的变化十分灵敏,这也与实验相符.     

多芯屏蔽电缆电容的多极理论分析

 介绍用多极理论计算多芯屏蔽电缆电容的基本原理和求解过程，给出多芯屏蔽电缆电容与多极理论级数项系数之间的关系。３个工程实例的计算结果表明：用多极理论计算多芯屏蔽电缆电容，不仅具有较高的计算精度，而且可以很方便地应用于各类复杂截面多芯屏蔽电缆的工程设计与计算，多极理论是分析多芯屏蔽电缆电容的一种有效方法。     

关于两个导体球间的电容问题

本文利用镜像法,计算了两相互接触的带电导体球的电容.接着再用镜像法计算两相距一定距离的具有相同半径的导体球间的电容,且其极限情况与已知结果相同.然后用Matlab对结果进行了数值分析.     

石墨烯的量子电容

量子电容在半导体纳米材料和器件中是一个日趋重要的参数,测量和提取石墨烯的量子电容,不仅可以得到石墨烯的重要物理性质,而且对石墨烯晶体管的尺寸缩减行为具有重要指导意义.文章中采用简单工艺在石墨烯上制备出均匀超薄的高质量Y2O3栅介质,其等效栅氧厚度(EOT)可缩减至1.5nm,通过控制栅介质厚度的变化,精确测量并提取了石墨烯量子电容,其电容值在远离狄拉克点时与理论计算相符合;在此基础上,文章作者提出了基于电势涨落的量子电容微观模型,通过采用单一参数——电势涨落δV,可以定量地描述Dirac点附近的量子电容行为,从而在全能量范围内实现对石墨烯量子电容测量值的完美拟合,并得到了石墨烯的相关重要参数.进而,作者从量子电容的角度,探索了石墨烯晶体管的性能极限,并比较其相对于Ⅲ-Ⅴ族场效应晶体管的潜在优势.     

介观电容耦合LC电路在有限温度下的能量及热效应

由正则量子化方法导出了介观电容耦合LC电路体系的哈密顿算符, 利用幺正变换使哈密顿算符对角化. 用系综理论给出了体系的平均能量及其涨落, 在此基础上, 借助于广义Hellmann-Feynman定理, 讨论了有限温度下电路体系中电荷与自感磁通的量子涨落. 结果表明, 体系中电荷与自感磁通的量子涨落不仅与电路元件参数有关, 而且还与温度有关.     

平行板电容器的尺寸效应

本文分别研究了平行圆形板和矩形板电容器的电容随其尺寸变化的规律.对于每种电容器,首先假设电荷在极板上均匀分布,由此能较简便地得出电容的近似值,然后用Ansoft软件作有限元仿真,得出更精确的数值.通过对比发现,用均匀带电近似得出的结果能够正确地反映电容随其尺寸变化的趋势,优于教科书中的平行板电容器公式;但其数值偏小,原...