共振演示儀實驗裝置

㈠ 大學物理演示實驗的目錄

1 力、熱學
1.1 力學
1.1.1 向心力
1.1.2 彈性碰撞
1.1.3 圓錐爬坡
1.1.4 科里奧利力
1.1.5 傅科擺
1.1.6 質心運動
1.1.7 轉動定律
1.1.8 角速度合成
1.1.9 直升飛機的角動量守恆
1.1.10 角動量守恆轉台
1.1.11 常平架回轉儀
1.1.12 進動演示儀
1.1.13 混沌擺
1.2 空氣動力學
1.2.1 氣體流速與壓強演示儀
1.2.2 飛機升力
1.2.3 伯努利懸浮球
1.2.4 氣體渦旋演示儀
1.3 振動與波
1.3.1 旋轉喬量演示儀
1.3.2 簡諧振動合成儀
1.3.3 機械共振
1.3.4 音叉
1.4.5 拍頻擺
1.4.6 駐波共振
1.4.7 縱駐波
1.4.8 昆特管
1.4.9 魚洗
1.4.10 水波干涉
1.4.11 傅立葉振動合成儀
1.4.12 聲波波形演示儀
1.4.13 聲聚焦
1.4.14 超聲霧化
1.4 熱學
1.4.1 分子運動
1.4.2 伽爾頓板
1.4.3 模擬電冰箱實驗裝置
1.4.4 投影式相臨界點狀態演示儀
2 光學
2.1 幾何光學
2.1.1 分光計
2.1.2 三棱鏡
2.1.3 尼克爾棱鏡模型
2.1.4 方解石與雙折射
2.1.5 窺視無窮
2.1.6 人造火焰
2.1.7 光柵變換圖
2.1.8 激光反射運動合成儀
2.1.9 反射式運動合成儀
2.1.10 海市蜃景演示儀
2.1.11 光學幻影演示儀
2.1.12 光學分形演示儀
2.1.13 普氏擺
2.1.14 光瞳實驗演示儀
2.2 波動光學
2.2.1 動態多縫衍射強度實時顯示儀
2.2.2 旋轉式小孔衍射儀
2.2.3 散射光干涉演示儀
2.2.4 激光光纖干涉演示儀
2.2.5 台式皂膜
2.2.6 簾式皂膜
2.2.7 光柵視鏡系統
2.2.8 光學儀器解析度
2.2.9 反射白光全息圖
2.2.10 透射白光全患合成圖
2.3 偏振光學
2.3.1 自然光、偏振光模型
2.3.2 偏振光狀態演示儀
2.3.3 旋光色散演示儀
2.3.4 偏振光干涉、應力演示儀
2.4 光學綜合
2.4.1 熱輻射機
2.4.2 氦氖激光器
2.4.3 看得見的激光
2.4.4 綠激光器
2.4.5 激光光學演示儀
2.4.6 紅外接收演示儀
2.4.7 夢幻時鍾
2.4.8 夢幻球
2.4.9 激光多普勒試驗儀
2.4.10 超聲光柵演示儀
2.4.11 電光調制演示儀
2.4.12 法拉第磁旋光演示儀
2.4.13 光纖和互感通訊演示儀
2.4.14 3D立體影像演示儀
2.4.15 光纖陀螺演示儀
2.4.16 夫蘭克一赫茲演示儀
3 電學
3.1 靜電學
3.1.1 維氏起電機
3.1.2 高壓電源
3.1.3 指針驗電器
3.1.4 靜電擺球
3.1.5 靜電除塵
3.1.6 靜電跳球
3.1.7 靜電植絨
3.1.8 雅格布天梯
3.1.9 低氣壓下輝光放電
3.1.10 輝光球、輝光碟
3.1.11 電子束偏轉
3.1.12 庫侖扭秤
3.2 導體與電介質
3.2.1 靜電感應盤
3.2.2 卡文迪許球
3.2.3 導體靜電荷接曲率分布
3.2.4 尖端放電
3.2.5 電風輪、電風轉筒
3.2.6 避雷針
3.2.7 靜電屏蔽
3.2.8 高壓帶電作業
3.2.9 電介質極化
3.2.10 電介質對電容影響
3.2.11 PGM數字小電容測試儀
3.2.12 絕緣體轉換為導體
3.3 電學綜合
3.3.1 手觸式電池
3.3.2 壓電效應
3.3.3 基爾霍夫定律
3.3.4 RLC電路串並聯諧振
……
4 磁學
參考文獻

㈡ 如圖所示演示實驗裝置，一根張緊的水平繩上掛著五個單擺，其中A、E擺長相同，先使A擺擺動，其餘各擺也擺

㈢ 核磁共振實驗數據處理怎麼求bm

核磁共振是重要的物理現象。核磁共振技術在物理、化學、生物、醫學和臨床診斷、計量科學、石油分析與勘探等許多領域得到重要應用。
自旋角動量P不為零的原子核具有相應的磁距μ，而且

其中 稱為原子核的旋磁比，是表徵原子核的重要物理量之一。當存在外磁場B時，核磁矩和外磁場的相互作用使磁能級發生塞曼分裂，相鄰能級的能量差為 ，其中h=h/2π，h為普朗克常數。如果在與B垂直的平面內加一個頻率為ν的射頻場，當

時，就發生共振現象。通常稱y/2π為原子核的迴旋頻率，一些核素的迴旋頻率數值見附錄。
核磁共振實驗是理科高等學校近代物理實驗課程中的必做實驗之一；如今，許多理科院校的非物理類專業和許多工科、醫學院校的基礎物理實驗課程也安排了核磁共振實驗或演示實驗。
利用本裝置和用戶自備的通用示波器可以用掃場的方式觀察核磁共振現象並測量共振頻率，適合於高等學校近代物理實驗基礎實驗教學使用。

二、實驗儀器
永久磁鐵（含掃場線圈）、可調變阻器、探頭兩個（樣品分別為 、 和 ）、數字頻率計、示波器。
三、實驗原理
（一）核磁共振的穩態吸收
核磁共振是重要的物理現象，核磁共振實驗技術在物理、化學、生物、臨床診斷、計量科學和石油分析勘探等許多領域得到重要應用。1945年發現核磁共振現象的美國科學家Purcell和Bloch1952年獲諾貝爾物理學獎。在改進核磁共振技術方面作出重要貢獻的瑞士科學家Ernst1991年獲得諾貝爾化學獎。
大家知道，氫原子中電子的能量不能連續變化，只能取分立的數值，在微觀世界中物理量只能取分立數值的現象很普通，本實驗涉及到的原子核自旋角動量也不能連續變化，只能取分立值 ，其中I稱為自旋量子數，只能取0，1，2，3，…等整數值或1/2，3/2，5/2，…等半整數值，公式中的 =h/2π，而h為普朗克常數，對不同的核素，I分別有不同的確定數值，本實驗涉及質子和氟核F19的自旋量子數I都等於1/2，類似地原子核的自旋角動量在空間某一方向，例如z方向的分量也不能連續變化，只能取分立的數值Pz=m 。其中量子數m只能取I，I-1，…，-I+I，-I等2I+1個數值。
自旋角動量不為零的原子核具有與之相聯系的核自旋磁矩，其大小為
（1）
其中e為質子的電荷，M為質子的質量，g是一個由原子核結構決定的因子，對不同種類的原子核g的數值不同，g稱為原子核的g因子，值得注意的是g可能是正數，也可能是負數，因此，核磁矩的方向可能與核自旋動量方向相同，也可能相反。
由於核自旋角動量在任意給定z方向只能取（2I+1）個分立的數值，因此核磁矩在z方向也只能取（2I+1）個分立的數值。
( 2 )
原子核的磁矩通常用μN=eh/2M作為單位，μN稱為核磁子，採用μN作為核磁矩的單位後，μZ可記住μZ =gmμN，與角動量本身的大小為 相對應，核磁矩本身的大小為 g μN，除了用g因子表徵核的磁性質外，通常引入另一個可以由實驗測量的物理量γ，γ定義原子核的磁矩與自旋角動量之比：
( 3 )
利用γ我們可寫成μ=γp，相應地有μz=γpz 。
當不存在磁場時，每一個原子核的能量相同，所有原子處在同一能級，但是，當施加一個外磁場B後，情況發生變化，為了方便起見，通常把B的方向規定為z方向，由於外磁場B與磁矩的相互作用能為
E=-μ·B=-μzB=-γpzB=-γm B （4）
因此量子m取值不同的核磁矩的能量也就不同，從而原來簡並的同一能級分裂為(2I+1)個子能級，由於在外磁場中各個子能級的能量與量子數間隔△E=γ B全是一樣的，而且，對於質子而言，I=1/2，因此,m只能取m＝1/2和m＝-1/2兩個數值，施加磁場前後的能級分別如圖1中的(a)和（b）所示
當施加外磁場B以後，原子核在不同能級上的分布服從玻爾茲曼分布，顯然處在下能級的粒子數要比上能級的多, 其數量由△E大小、系統的溫度和系統總粒子數決定，這時，若在與B垂直的方向上再施加上一個高頻電磁場, 通常為射頻場，當射頻場的頻率滿足hν=△E時會引起原子核在上下能級之間躍遷, 但由於一開始處在下能級的核比在上能級的核要多，因此凈效果是上躍遷的比下躍遷的多，從而使系統的總能量增加，這相當於系統從射頻場中吸收了能量。

,

,
(a) B=0 (b)B 0
圖1
我們把hv=△E時引起的上述躍遷稱為共振躍遷，簡稱為共振。顯然共振要求hv=△E,從而要求射頻場頻率滿足共振條件：
E=-μ·B=-μzB=-γpzB=-γm B （5）
如果用圓頻率 =2πν表示，共振條件可寫成：
ω=γB ( 6 )
如果頻率的單位用Hz，磁場的單位用T（特斯拉，1特斯拉=10000高斯），對裸露的質子而言經過測量得到 /2π=42.577469 MHz/T；但是對於原子或分子中處於不同的基團的質子，由於不同質子所處的化學環境不同，受到周圍電子屏蔽的情況不同， 的數值將略有差別，這種差別稱為化學位移，對於溫度為25攝式度球形容器中水樣品的質子， =42.576375 MHz/T，本實驗可採用這個數值作為很好的近似值，通過測量質子在磁場B中的共振頻率 可實現對磁場的校準，即
(7)
反之，若B已經校準，通過測量未知原子核的共振頻率v便可求出待測原子核 值（通常用 值表徵）或g因子；
(8)
（9）
其中 =7.6225914 MHz/T
通過上述討論，要發生共振必須滿足v= ·B，為了觀察到共振現象通常有兩種方法；一種是固定B，連續改變射場的頻率，這種方法稱為掃頻方法；另一種方法，也就是本實驗採用的方法，即固定射場的頻率，連續改變磁場的大小，這種方法稱為掃場方法，如果磁場的變化不是太快，而是緩慢通過與頻率v對應的磁場時，用一定的方法可以檢測到系統對射場的吸收信號，如圖2（a）所示，稱為吸收曲線，這種曲線具有洛倫茲型曲線的特徵，但是，如果掃場變化太快，得到的將是如圖2（b）所示的帶有尾波的衰減振盪曲線，然而，掃場變化的快慢是相對具體樣品而言的，例如，本實驗採用的掃場的磁場，其吸收信號將如圖2（a ）所示，而對液態的水樣品而言卻是變化太快的磁場，其吸收信號將如圖2（b）所示，而且磁場越均勻，尾波中振盪的次數越多。
（a） (b)

圖2

（二）核磁共振法測量馳豫時間
在共振吸收過程中，低能級的粒子躍遷到高能級，使高、低能級的粒子數分布趨於均等，這時共振吸收信號消失，粒子系統處於飽和狀態。但由於物質內部機制存在著恢復平衡狀態的逆過程，在適當的實驗條件下仍可觀測到穩定的共振吸收信號。所謂馳豫過程，就是表徵系統由非平衡狀態趨向平衡狀態的過程，該過程所經歷的時間稱為馳豫時間。熱平衡時，由於每個粒子的磁矩都繞外場 進動，系統的總磁矩 與外場 的方向相同， 的大小可由不同能級上粒子磁矩的大小按玻爾茲曼分布求和得到。假設通過某種途徑使系統偏離熱平衡態。宏觀上表現為系統總磁矩 在實驗室坐標系的三個方向上的分量為Mx My Mz 。這時自旋系統恢復到熱平衡態。一是通過與晶格交換能量使由上、下能級粒子數分布根據下式

所確定的自旋體系的溫度Ts最終與晶格的溫度 相等。粒子恢復到玻爾茲曼分布。Mz最終等於 ， 即

此過程稱為自旋——晶格馳豫。上式中，T1反映了系統縱向磁矩Mz趨向熱平衡值時速度的快慢，稱為縱向馳豫時間。在自旋系統中，還存在另一種自旋——自旋馳豫過程，稱為自旋——自旋相互作用。它不改變自旋粒子體系各能級上粒子數。即不改變自旋系統的總能量。但使系統總磁矩在x、y 方向上的分量Mx 和My逐漸趨向於熱平衡值。它遵從下式，

式中T2稱為橫向馳豫時間。實際上，在核磁共振中，上述的共振吸收與馳豫過程是同時進行。通過共振吸收，粒子數偏離平衡態分布。另一方面又通過馳豫回到熱平衡態。當這兩個過程達到動態平衡時，出現穩定的吸收信號，稱為穩態核磁共振吸收譜。

四、實驗內容與步驟
（一）儀器介紹
實驗裝置的方框圖如圖3所示：它由永久磁鐵、掃場線圈，邊限振盪器（包括探頭）、數字頻率計、示波器等組成。
永久磁鐵：對永久磁鐵的要求是有極強的磁場、足夠大的均勻區和均勻性好，本實驗所用的磁鐵中心磁場B0≥0.5T，在磁場中心（5mm）3范圍內，均勻性優於10-5。
（二）掃場線圈：用來產生一個幅度大小在零點幾高斯到十幾高斯的可調交變磁場用於觀察共振信號，掃場線圈的電流由可調變阻器的輸出後提供，掃場的幅度可通過可調變阻器調節
（三）探頭，射頻場的產生與共振信號的探測
本實驗提供兩個探頭，其中樣品為 、 和

圖3

（二）校準永久磁鐵中心的磁場Bo
把樣品為水（摻有HF）的探頭下端的樣品盒插入到磁鐵中心，並使電路盒水平放置在磁鐵上方的機座上，左右移動電路盒使它大致處於機座的中間位置，將電路盒背面的「頻率測試」和「共振信號」分別與頻率計和示波器連接，把示波器的掃描速度旋鈕放在5ms/格位置，縱向放大旋鈕放在0.1V/格或0.2V/格位置，打開頻率計，示波器和邊限振盪器的電源開關，這時頻率計應有讀數，接通可調變阻器電流到中間位置，緩慢調節邊限振盪器的頻率旋鈕，改變振盪頻率（由小到大或由大到小）同時監視示波器，搜索共振信號。

（三）估測HF樣品中H核的馳豫時間T2。
估測方法如下：示波器改用X-Y輸入方法，把底座前方標有「掃場輸出」的信號（它與掃場線圈兩端電壓成正比）輸入到X端，「共振信號」信號輸入到Y端。把頻率調節在氟的共振頻率適當增大掃場幅度，從示波器上觀察到的將是重疊而又相互錯開了兩個共振峰（可利用相移調節旋鈕改變兩個峰的位置）。利用示波器上的網格估測其中一個共振峰的半寬度B與掃場變化范圍2 的比值K（即K=ΔB/2 ）。然後固定掃場的幅度不變，把示波器改回正常的接法，用與基本要求1.中相同方法，測出共振發生在掃場的峰頂與谷底時的共振頻率 和 求出這時掃場的變化范圍2 ，進而求出氟核共振峰的半寬度ΔB，然後利用公式
F
或

估算出固態聚四氟乙烯中氟核的馳豫時間T2，上面式中 為氟核的迴旋頻率（參見附錄）。

五、數據表格及數據處理
1．由 計算磁場強度 。
根據公式
其中： 為三峰等間隔時的掃場頻率
需要測量三種溶液中H的共振頻率。

2.計算馳豫時間 （只測H）
根據公式
其中： ， 為三峰等間隔時的掃場頻率， 為兩峰合一剛消失時的掃場頻率；
；
為三峰等間隔半高寬
在計算中注意：
， ， ，
所以單位換算： ，

六、注意事項
1．不要隨便搬動桌面上儀器的擺放位置，特別是不準移動永久磁場的位置，不準動上面的任何螺絲。
2．接通電源前應把輸出電流和電壓調到0檔，經老師檢查後開啟電源。
3．實驗過程中所有按鍵旋鈕要「輕按慢旋」，沒有搞清功能前都不準使用儀器。
4. 邊限電流調節會對頻率產生影響。因此，在調節邊限電流後，再調節頻率進行補償，使每一次測量頻率保持一致。
 5.樣品必需安置再磁場的均勻區內。如果樣品安置在均勻區域內，信號會十分明顯。所以，樣品在磁場中的位置十分重要，必須認真仔細觀測信號隨樣品位置上下、左右的變化，力求取得最佳效果。

七、教學後記
1．本實驗由於教材中沒有相關內容，因此實驗前要求學生在實驗室參看學習資料進行預習，並要求學生思考什麼使核磁共振和馳豫。
2．在講解中結合目前核磁共振在醫學上和石油勘探等方面的應用，引起學生們的興趣。
3．講解中結合示波器顯示的吸收信號指出本實驗需要測量數據。
4．要求學生在頻率調節應參考提供的 頻率仔細尋找，緩慢旋轉，速度過快，核磁共振信號會瞬間消失。
5．學生計算出磁場後應與儀器給定永久磁鐵磁場相比較，並進行誤差分析。

㈣ 這是一個物理實驗裝置，求名稱

動量守恆小球

1.碰撞是指物體間相互作用時間極短（近似為0），而相互作用力很大的現象。
在碰撞過程中，系統內物體相互作用的內力一般遠大於外力，故碰撞中的動量守恆，按碰撞前後物體的動量是否在一條直線區分，有正碰和斜碰。中學物理一般只研究正碰。
2.按碰撞過程中動能的損失情況區分，碰撞可分為二種：
a.完全彈性碰撞：碰撞前後系統的總動能不變，對兩個物體組成的系統的正碰情況滿足：
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
1/2m1v1^2+1/2m2v2^2=1/2m1v1′^2+1/2m2v2′^2(動能守恆）
兩式聯立可得：
v1′=[(m1-m2) v1+2m2v2]/( m1+m2)
v2′=[(m2-m1) v2+2m1v1]/( m1+m2)
·若m1>>m2,即第一個物體的質量比第二個物體大得多
這時m1-m2≈m1,m1+m2≈m1.則有v1'=v1 v2'=2v1
即碰撞後1球速度不變，2球以2倍於1球速度前進，如保齡球撞乒乓球。
·若m1<<m2,即第一個物體的質量比第二個物體的質量小得多
這時m1-m2≈-m2, 2m1/(m1+m2)≈0.則有v1'=-v1 v2'=0
即碰撞後1球原速率反彈，2球不動。如乒乓球撞保齡球。
b．完全非彈性碰撞，該碰撞中動能的損失最大，對兩個物體組成的系統滿足：
m1v1+m2v2=（m1+m2）v
此情況兩球相撞後黏在一起了。
c.非彈性碰撞，碰撞後動能有一定的損失，（轉化為內能）損失比介於前二者之間。
動量守恆定律的本質
系統內力只改變系統內各物體的運動狀態,不能改變整個系統的運動狀態,只有外力才能改變整個系統的運動狀態,所以,系統不受或所受外力為0時,系統總動量保持不變。

9令在光滑水平面上有兩球A和B，它們質量分別為M1和M2，速度分別為V1和V2（假設V1大於V2），
且碰撞之後兩球速度分別為Va和Vb。則在碰撞過程中，兩球受到的力均為F，且碰撞時間為Δt，令V1方向為正方向，可知：
-F·Δt=M1·Va-M1·V1 ①
F·Δt=M2·Vb-M2·V2 ②
所以 ①+ ②得：
M1·Va+M2·Vb-(M1·V1+M2·V2)=0
即：
M1·Va+M2·Vb=M1·V1+M2·V2
且有系統初動量為P0=M1·V1+M2·V2，末動量為P1=M1·Va+M2·Vb
所以動量守恆得證：
P0=P1

參考文獻：http://ke..com/view/78793.htm?fr=aladdin

㈤ 高中物理演示實驗有哪些

第一冊：緒言：P1瓦碎蛋全聲音將酒杯震碎帶電鳥籠里的鳥安然無恙P4超導磁懸浮第一章力P5用懸掛法求薄板的重心P6顯示微小形變的裝置P12共點力的合成P17習題（7）兩人共提一筒水第二章直線運動P20模擬打點計時器P36牛頓管（毛錢管）實驗P38測定反應時間第三章牛頓運動定律P46伽利略理想實驗P50-51加速度和力加速度和質量的關系實驗P55牛頓第三定律P62觀察失重現象第四章物體的平衡P71三個互成角度的共點力的平衡第五章曲線運動P82曲線運動的方向P83運動的合成和分解P86平拋物體的運動P89用尺測量玩具手槍子彈射出時的速度P93向心力演示器P95感受向心力P99離心運動的應用和防止第六章萬有引力定律P106卡文迪許扭秤第七章機械能P123動能動能定理P129小球在擺動中機械能守恆第二冊第八章動量P5雞蛋會不會破P7緩沖裝置的模擬P8動量守恆P13反沖運動第九章機械振動P21彈簧振子的振動P30單擺的振動圖象P31單擺的周期跟哪些因素有關P37受迫振動P38共振P38聲音的共鳴第十章機械波P47波的形成P54波的衍射P55波的疊加P56波的干涉P62多普勒效應第十一章分子熱運動能量守恆P72擴散現象P73布朗運動P76圖11-8做一做P78壓縮氣體做功，氣體內能增加P78氣體對外做功，內能減少P110氣體壓強的微觀意義P112氣體的壓強、體積、溫度間的關系第十三章電場P117靜電感應P118庫侖定律P120庫侖扭秤P124電場線P126靜電屏蔽P133尖端放電與避雷針P135電容器的電容P136常用電容器P137電容式感測器P141靜電除塵原理第十四章恆定電流P153電阻定律P160路端電壓隨電流而改變第十五章磁場P169電流和磁極電流和電流間的相互作用P172驗證環形電流的磁場方向P174安培力P177電流表的工作原理P177電子束在磁場中的偏轉P179帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動P181質譜儀P183迴旋加速器

㈥ 跪求大學物理演示實驗報告——光學

這是以前我們寫的 你看看可不可以
用透射光柵測定光波波長
08物理 楊貴宏
雲南省紅河學院物理系 雲南 蒙自 661100

摘 要：這篇文章講述了怎樣利用透射光柵測量光波波長，以及測量時的細節，測量前的實驗准備。
關鍵詞：光柵，主極大，次極大，分光計，單色光，復色光

引言：
我們的生活離不開陽光，通常我們認為陽光是一種單色光[1]（單一波長的光）。其實，籠罩在我們周圍的光線本身是復色光（由兩種或兩種以上的單色光組成的光線），他是由不同波長波線的單色光組成的。
廣義的說，具有周期性的空間結構或光學性能（如透射率、折射率）的衍射屏，統稱光柵。光柵的種類很多，有透射光柵和反射光柵，有平面光柵和凹面光柵，有黑白光柵和正弦光柵，有一維光柵，二維光柵和三維光柵，等等。此次實驗所使用的光柵是利用全息照相技術拍攝的全息透射光柵光柵的表面若被污染後不易清洗，使用時應特別注意[2]。
分光計是一種能精確測量角度的光學儀器，常用來測量材料的折射率、色散率、光波波長和進行光譜觀測等。由於該裝置比較精密，控制部件較多而且復雜，所以使用時必須嚴格按照一定的規則和程序進行調整，以便測量出准確的結果。
分光計主要由五個部件組成：三角底座，平行光管、望遠鏡、刻度圓盤和載物台。圖中各調節裝置的名稱及作用見表1。

分光計基本結構示意圖
表1 分光計各調節裝置的名稱和作用
代號 名稱 作用
1 狹縫寬度調節螺絲 調節狹縫寬度，改變入射光寬度
2 狹縫裝置
3 狹縫裝置鎖緊螺絲 松開時，前後拉動狹縫裝置，調節平行光。調好後鎖緊，用來固定狹縫裝置。
4 平行光管 產生平行光
5 載物台 放置光學元件。檯面下方裝有三個細牙螺絲7，用來調整檯面的傾斜度。松開螺絲8可升降、轉動載物台。
6 夾持待測物簧片 夾持載物台上的光學元件
7 載物台調節螺絲（3隻） 調節載物台檯面水平
8 載物台鎖緊螺絲 松開時，載物台可單獨轉動和升降；鎖緊後，可使載物台與讀數游標盤同步轉動
9 望遠鏡 觀測經光學元件作用後的光線
10 目鏡裝置鎖緊螺絲 松開時，目鏡裝置可伸縮和轉動（望遠鏡調焦）；鎖緊後，固定目鏡裝置
11 阿貝式自准目鏡裝置 可伸縮和轉動（望遠鏡調焦）
12 目鏡調焦手輪 調節目鏡焦距，使分劃板、叉絲清晰
13 望遠鏡光軸仰角調節螺絲 調節望遠鏡的俯仰角度
14 望遠鏡光軸水平調節螺絲 調節該螺絲，可使望遠鏡在水平面內轉動
15 望遠鏡支架
16 游標盤 盤上對稱設置兩游標
17 游標 分成30小格，每一小格對應角度 1』
18 望遠鏡微調螺絲 該螺絲位於圖14－1的反面。鎖緊望遠鏡支架制動螺絲 21 後，調節螺絲18，使望遠鏡支架作小幅度轉動
19 度盤 分為360°，最小刻度為半度（30′），小於半度則利用游標讀數
20 目鏡照明電源 打開該電源20，從目鏡中可看到一綠斑及黑十字
21 望遠鏡支架制動螺絲 該螺絲位於圖14－1的反面。鎖緊後，只能用望遠鏡微調螺絲18使望遠鏡支架作小幅度轉動
22 望遠鏡支架與刻度盤鎖緊螺絲 鎖緊後，望遠鏡與刻度盤同步轉動
23 分光計電源插座
24 分光計三角底座 它是整個分光計的底座。底座中心有沿鉛直方向的轉軸套，望遠鏡部件整體、刻度圓盤和游標盤可分別獨立繞該中心軸轉動。平行光管固定在三角底座的一隻腳上
25 平行光管支架
26 游標盤微調螺絲 鎖緊游標盤制動螺絲27後，調節螺絲26可使游標盤作小幅度轉動
27 游標盤制動螺絲 鎖緊後，只能用游標盤微調螺絲26使游標盤作小幅度轉動
28 平行光管光軸水平調節螺絲 調節該螺絲，可使平行光管在水平面內轉動
29 平行光管光軸仰角調節螺絲 調節平行光管的俯仰角

實驗原理：
圖1中給出幾條不同縫數縫間干涉因子的曲線.為了便於比較,縱坐標縮小了 它們有以下特點：
(1)主極強峰值的大小、位置和數目
當 （ ）時， ， ，但它們的比值 ，這些地方是縫間干涉因子的主極大（多縫衍射圖樣中出現一些新的強度極大和極小，其中那些較強的亮線叫主極大，較弱的亮線叫次極大）。 意味著衍射角滿足下列條件：
（1）
（1）式說明，凡是在衍射角滿足（1）式的方向上出現一個主極大，主極大的強度是單縫在該方向強度的 倍。主極強的位置與縫數N無關。主極強的最大級別|k|<d/λ。
(2)零點的位置、主極強的半形寬度和次極強的數目
當Nβ等於π的整數倍但β不是π整數倍時，sinNβ=0，sinβ≠0，這里是縫間干涉因子的零點。零點在下列位置：
sinθ=(k+m/N)λ/d （2） 其中k=0,±1,±2,…;m=1,…,N-1.
所以每個主極強之間有N-1條暗線（零點），相鄰暗線間有一個次極強，故共有N-2個次極強。
半形寬度公式為： △θ=λ/Nd•cosθk。 （3）
主極強的半形寬度△θ與Nd成反比，Nd越大，△θ越小，這意味著主極強的銳度越大。反映在幕上，就是主極強亮紋越細。
上面我們只分析了縫間干涉因子的特徵,實際的強度分布還要乘上單縫衍射擊因子.在圖1中所示 縫間干涉因子上乘以圖1所示的單縫衍射因子,就得到圖2[(a),(b),(c)]中所示的強度分布.從這里可以看出,乘上單縫衍射因子後得到的實際強度分布中各級說極強的大小不同,特別是剛好遇到單縫衍射因子零點的那幾級主極強消失了,這現象叫做缺級.
在給定了縫的間隔d之後,主極強的位置就定下來了,這時單縫衍射因子並不改變主極強的位置和半形寬度,只改變各級主極強的強度.或者說,單縫衍射因子手作用公在影響強度在各級主極強間的分配.

如圖3所示，設S為位於透鏡L1物方焦面上的細長狹縫光源，G為光柵，光柵上相鄰狹縫兩對應之間的距離d 稱為光柵常量，自L1射出的平行光垂直地照射在光柵G上。透鏡L2將與光柵法線成θ角的衍射光會聚於其像方焦面上的Pθ點,由（1）式的光柵分光原理得
（3）
上式稱為光柵方程.式中θ是衍射角,λ是光波波長,k是光譜級數(k=0、±1、±2…)。衍射亮條紋實際上是光源加狹縫的衍射像，是一條銳細的亮線。當k=0時，在θ=0的方向上，各種波長的亮線重疊在一起，形成明亮的零級像。對於k的其它數值，不同波長的亮線出現在不同的方向上形成光譜，此時各波長的亮線稱為光譜線。而與k 的正、負兩組值相對應的兩組光譜，則對稱地分布在零級像的兩側。因此，若光柵常量d為已知。當測定出某譜線的衍射角θ和光譜級k，則可由(1)式求出該譜線的波長λ；反之，如果波長λ是已知的。則可求出光柵常量d 。

實驗進行步驟:
1.實驗時分光計調節，
（1）粗調。
A，旋轉目鏡手輪，盡量使叉絲和綠十字清晰。
B，調節載物台，使下方的三隻螺釘的外伸部分等高，使載物台平面大致與主軸垂直（目測）。
C，調整望遠鏡光軸俯仰調節螺釘，使望遠鏡光軸盡量調成水平（目測）。
粗調應達到的要求：在載物台上放一個三棱鏡。當三棱鏡的一個光學面與望遠鏡光軸接近垂直時，應可以看到反射回來的十字像，十字像一般與分劃板上的交點並不重合，至此粗調完成。
（2）細調。
A，使分光計望遠鏡適應平行光（對無窮遠調焦），望遠鏡、準直管主軸均垂直於儀器主軸，準直管發出平行光。
B，使望遠鏡對准準直管，從望遠鏡中觀察被照亮的準直管狹縫的像，使其和叉絲的豎直線重合，固定望遠鏡。參照圖3放置光柵，點亮目鏡叉絲照明燈（移開或關閉夾縫照明燈），左右轉動載物平台，看到反射的「綠十字」，調節b2或b3使「綠十字」和目鏡中的調整叉絲重合。這時光柵面已垂直於入射光。
用汞燈照亮準直管的狹縫，轉動望遠鏡觀察光譜，如果左右兩側的光譜線相對於目鏡中叉絲的水平線高低不等時（如圖3），說明光柵的衍射面和觀察面不一致，這時可調節平台上的螺釘b1使它們一致。最終使 光柵面衍射面應調節到和觀測面度盤平面一致。
2. 測光柵常量d:只要測出第k可級光譜中的波長λ已知的譜線的衍射角 ，就可以根據（3）式求出d值。
(1).調節分光計按(1)步驟
(2).調節光柵位置
(3).用汞燈照亮準直管，轉動望遠鏡到光柵的一側，使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心，記錄二游標值。
(4). 將望遠鏡轉向光柵的另一側，使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心，記錄二游標值。
(5).重復第4、5步兩次，得到3組數據。
3.光譜級數k由自己確定，由於光柵常量d已測出，因此只要未知波長的第k級譜線的衍射角 ，就可以求出其波長值 。
以知波長可以用汞燈光譜中的綠線( nm),也可以用鈉燈光譜中二黃線 )之一。
3. 測量未知波長
(1). 用汞燈照亮準直管，轉動望遠鏡到光柵的一側，使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心，記錄二游標值。
(2).轉動望遠鏡到光柵的一側,使叉絲的豎直線對准以知波長的第k級譜線的中心,記錄兩游標值；將望遠鏡轉向光柵的另一側，同上測量，同一游標的兩次讀熟之差是衍射角 的兩倍。
(3).重復第1、2步兩次，得到3組數據。
實驗數據：見實驗數據記錄表
實驗數據記錄表
表二 測光柵常量d實驗數據
測量次序（ ）

1

2

3

表三 測量未知波長實驗數據
測量次序（ ）

1

2

3

實驗結果：
1．測量光柵常量
根據 ，由表二得到 的平均值

= （1）
由光柵原理 ，
因此有
又因為在此實驗中 ，綠光的波線 nm，衍射角的平均值 ，因此得d的平均值
（nm） （2）
2.測量藍紫光的波長
根據 ，由表三得到 的平均值

= （3）
由於 ，得到

又因為在此實驗中 ，光柵常量 nm，衍射角的平均值 ，因此得 的平均值
（nm） （4）
參考文獻:
[1]，趙凱華.新概念物理教程——光學.高等教育出版社,2004
[2]，進清理, 黃曉虹主編. 基礎物理實驗.浙江大學出版社2006
[3]，楊述武主編,王定興編. 普通物理實驗(光學部分).高等教育出版社,1993

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小學科學是一門集自然科學和社會科學為一體的綜合學科，學科本身與科技創新教育有著密切的聯系。近年來，教育部也不斷發文強調「每個學生都應學好科學」。下面介紹一下小學科學實驗室都需要哪些設備器材：

一、能量轉換系列

溫差發電演示儀、太陽能電池利用探究、瞬間製冰器、風力發電實驗器、水果發電實驗器(水果電子鍾)、可行駛的太陽能小車、熱能發動機演示儀、太陽灶、燭火發電、瓦特蒸汽機、水輪機、土壤澆花器、激光發光管。

二、光學系列

透鏡折射實驗器、光三原色合成演示儀、直線傳播的光
(光直線傳播演示器)、實物成虛像實驗器、莫爾條紋波紋片實驗器、光的彩色偏振實驗器、接力式潛望鏡、放大觀察儀、光的熱輻射儀—光壓風車、彩燈長廊演示器、熱輻射對比溫度計、學生三原色合成探究儀、穿牆而過實驗器、多像鏡(一個變多個)、X光機、無線電報機、光通訊實驗系統、魔術套件。

小學科學教室的無人機

九、綜合類科學系列

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