一端部分封闭管内声波的谐振频率

实验发现声波谐振管封闭端微小的缝隙会导致谐振频率发生相当大的移动。本文从理论和实验两个方面对这个现象进行了探讨。理论上，我们将缝隙简化为一段细管，在一维波近似下得到确定谐振频率的特征方程，结果可以定性上解释实验现象。实验上，我们在封闭端开孔，通过改变孔的面积使得边界条件从闭管连续过渡到开管情况。测量结果表明，谐振频率的移动主要取决于开孔面积，与孔的形状与位置关系不大。随着孔的面积增大，频率向上移动，而且呈现显著的先快后慢规律。     

基于物联网的远程实验操作系统与教学方案——以"示波器的使用"为例

远程教学打破了时间和空间的限制,在现代教学过程中扮演着越来越重要的角色,尤其是在抗击新冠疫情期间,远程在线教学成为了教学的必要手段.针对实验教学需要操作仪器的特殊性,本文以“示波器的使用”为例探索并实践了基于物联网的远程操作物理实验的途径,通过LabVIEW实现对仪器的控制,利用LabVIEW中Web Sever功能实现对仪器的远程操作,让仪器联网,采用Python编程中Tornado框架自主开发网站,为管理和远程操作仪器提供入口,再整合在线会议、电子教室、微信等免费平台与工具,自主搭建了成本低、用途广的远程实验操作系统;设计了包括视频指导、集中上课、自由练习等三部分的教学方案.     

一种根据布朗运动测量玻尔兹曼常量的新方法

利用显微镜和CCD图像采集工具对聚丙烯小球的布朗运动进行了研究,通过拍摄粒子运动图像并利用MATLAB程序进行图片处理,读取每一时刻布朗粒子的坐标.基于对大量数据的统计分析,计算出了玻尔兹曼常量,与理论值的相对误差约为4%.同时,验证了布朗运动位移服从正态分布以及粒子位移均方值与时间成正比的关系.     

干涉法测量重力加速度

利用大学物理教学实验仪器搭建了一个干涉法测量重力加速度的装置.在迈克耳孙干涉仪光路中,将动镜平置于吸入式电磁铁移动杆的顶端.电磁铁线圈通电后移动杆被快速吸回,使动镜自由下落.用示波器记录下落过程中的干涉光强信号,利用局部正弦曲线拟合可得到远小于半波长的位移分辨率.利用二次函数拟合位移-时间曲线,得到重力加速度.根据多次测量10 ms(位移约0.5 mm)的下落数据,得到北京地区重力加速度为9.803±0.003 m/s~2.     

液体表面驻波的演示和驻波波长的测量

将液体平铺在透明亚克力平板上,在表面张力的作用下得到均匀的液膜.驱动平板上下振动,在合适的频率下可在液膜表面得到稳定的驻波图样.通过光学方法将驻波图样投影到屏幕上,适当地调制投影光源,可以显示不同相位的驻波峰值图样.利用自制装置演示了不同形状液膜的驻波,测量了驻波波长,并得到液体毛细波的色散关系.     

旋转波片法测量Stokes参量与Jones矩阵

本文总结了旋转波片法测量偏振光的Stokes参量和偏振元件的Jones矩阵的计算细节，并搭建实验装置对不同电压下液晶盒的Jones矩阵进行了实际测量.     

参量共振单摆的理论与实验研究

为了将参量共振引入基础物理实验教学,搭建了参量驱动单摆实验系统,并从理论和实验上研究了平衡点附近的运动.理论上,利用微扰方法计算了轨道的一般形式,在此基础上确定了参量共振带的边界,并得到了轨道特征量与驱动参量(频率与幅度)的依赖关系.实验上,利用2个一维激光位移传感器组装成二维位移传感器,实现了单摆轨迹的实时测量.在参量共振带内,测量了不同驱动频率下的轨道发散指数和振子-驱动相位差;在参量共振带的中心,测量了发散指数与驱动幅度之间的关系;在参量共振带的外边缘,测量了轨道包络的拍频和调制深度与驱动频率的关系.所有测量结果都与一阶微扰计算符合良好.     

一维库仑三体系统中电子碰撞导致的(e,2e)电离截面

用经典力学的方法,研究了三种不同类型的一维库仑三体模型在总能量大于零时(e,2e)电离截面与总能量的关系.发现了不同的模型的(e,2e)电离截面有不同的阈值行为;即s波模型,共线e^-Ze^-和Ze^-e^-模型的(e,2e)电离截面在阈值附近分别遵守线性律,Wannier定律和平方根律.还对所得数值结果作了理论分析. 关键词： 库仑三体系统 经典动力学 (e;2e) 电离截面     

利用狭缝扫描法测量超声波扩散角

利用狭缝扫描获得超声波束横截面上强度积分分布曲线,利用此积分曲线对应的微分曲线的半峰全宽计算得到超声波扩散角。此方法克服了小孔测量扩散角方法中信号微弱的弊端,提高了超声波扩散角测量精度。     

利用LabVIEW研究灯丝中的能量传递

利用LabVIEW虚拟仪器采集小灯泡稳定发光以及通断瞬间的电压与电流信号,结合对灯丝中能量传递过程的定量分析,验证了热辐射的斯忒藩-玻耳兹曼定律,并计算了灯丝的长度、半径及有效发光面积.