物理演示实验教程

第1篇 课堂演示实验

第1章 力学 3

实验1.1 平抛与自由落体运动独立性演示3

实验1.2 滚摆5

实验1.3 锥体上滚7

实验1.4 载摆小车演示动量守恒9

实验1.5 质心运动演示10

实验1.6 超弹性现象演示动量定理12

实验1.7 球摆演示碰撞13

实验1.8 九联球碰撞演示15

实验1.9 三联球碰撞演示16

实验1.10 递增半径多球的碰撞演示17

实验1.11 逆风行舟19

实验1.12 角速度的矢量性演示20

实验1.13 转动定律的定性演示22

实验1.14 抡绳演示角动量守恒24

实验1.15 投影演示角动量守恒25

实验1.16 茹科夫斯基转椅演示角动量守恒26

实验1.17 转台车轮演示角动量守恒27

实验1.18 离心节速器演示角动量守恒28

.实验1.19 摩擦转盘演示角动量守恒29

实验1.20 流水瓶演示角动量守恒31

实验1.21 力矩突变角动量守恒演示32

实验1.22 角动量合成演示仪34

实验1.23 车轮演示进动36

实验1.24 曲面桌滚盘演示仪38

实验1.25 导轨滚球演示仪40

实验1.26 导轨滚柱演示仪42

实验1.27 柱状刚体平面平行运动演示44

实验1.28 磁矩陀螺在磁场中的回转运动46

实验1.29 陀螺仪47

实验1.30 离心力演示仪48

实验1.31 科里奥利力演示50

实验1.32 翻身陀螺52

实验1.33 悬链线55

实验1.34 气体流速与压强的关系58

实验1.35 小孔泄漏实验59

实验1.36 小混沌摆66

第2章 热学与分子物理学69

实验2.1 气体压强的模拟演示69

实验2.2 布朗运动模拟投影仪71

实验2.3 空气粘滞演示（一）73

实验2.4 空气粘滞演示（二）75

实验2.5 伽尔顿板76

实验2.6 速率分布演示78

实验2.7 叶片热机81

实验2.8 热磁轮83

实验2.9 半导体热堆热机（冷热水）84

实验2.10 记忆合金热机86

实验2.11 记忆合金趣味实验87

实验2.12 橡皮条热机88

第3章 电磁学90

实验3.1 点电荷的电力线90

实验3.2 平面电荷的电力线（单板两侧）91

实验3.3 平面电荷的电力线（双带电平板）93

实验3.4 静电跳球94

实验3.5 静电摆球95

实验3.6 静电滚筒97

实验3.7 避雷针原理98

实验3.8 滴水起电100

实验3.9 范氏起电机102

实验3.10 电风轮演示尖端放电104

实验3.11 电风吹火演示尖端放电106

实验3.12 日光灯的静电启辉107

实验3.13 高压带电操作109

实验3.14 异形导体表面电荷分布演示110

实验3.15 曲面导体网表面电荷分布演示112

实验3.16 鸟笼演示静电屏蔽113

实验3.17 空心球壳演示静电屏蔽116

实验3.18 极化电介质对电场的影响118

实验3.19 拾音法演示压电效应120

实验3.20 闪光灯演示电容器储能121

实验3.21 测温热电偶123

实验3.22 温差电磁铁125

实验3.23 冷热水温差电机126

实验3.24 感应圈激发气体放电128

实验3.25 气体的辉光放电（直流高压）129

实验3.26 气体的辉光放电（高频高压）131

实验3.27 电流产生的磁场（用磁针偏转演示）132

实验3.28 磁力线投影（直电流，圆电流，螺线管，螺绕环）134

实验3.29 载流平行直导线的相互作用135

实验3.30 安培力137

实验3.31 通电线圈的磁现象（用吸引铁片演示）138

实验3.32 通电线圈的相互作用（相互吸引或排斥）140

实验3.33 阴极射线管演示洛伦兹力141

实验3.34 发光二极管演示电磁感应142

实验3.35 大线圈中插拔磁铁或磁场变化演示电磁感应143

实验3.36 楞次定律145

实验3.37 自感现象146

实验3.38 万用变压器演示涡流（力效应：跳圈；热效应：加热）150

实验3.39 涡流的阻力（磁体在铝管内运动）153

实验3.40 涡流的阻力（磁体在铜管外运动）154

实验3.41 涡流阻尼摆155

实验3.42 超导磁悬浮列车156

实验3.43 常温磁悬浮（地球仪）159

实验3.44 磁滞回线161

实验3.45 居里点165

实验3.46 巴克豪森效应167

实验3.47 旋转磁场演示异步电动机原理168

实验3.48 电磁波的发射与接收（灯泡演示）170

实验3.49 电磁波的发射与接收（收音机演示）173

实验3.50 电通量概念模型174

实验3.51 高斯面模型174

实验3.52 圆电流产生磁场模型175

实验3.53 磁场中受力模型175

实验3.54 电磁波模型176

实验3.55 电磁驱动实验176

第4章 振动与波178

实验4.1 垂直弹簧振子演示简谐振动178

实验4.2 水平弹簧振子演示简谐振动180

实验4.3 球缺摆181

实验4.4 柱偏摆182

实验4.5 不同材质、相同形状圆环摆184

实验4.6 相同材质圆弧摆185

实验4.7 旋转矢量模型187

实验4.8 锯条、马达演示受迫振动189

实验4.9 马达、弹簧演示受迫振动190

实验4.10 受迫振动演示仪191

实验4.11 多谐共振仪（钢条）192

实验4.12 玻尔共振仪(简谐振动,阻尼振动,受迫振动)198

实验4.13 音叉演示共振203

实验4.14 耦合摆球演示共振204

实验4.15 共振耦合摆205

实验4.16 弹簧振子演示共振207

实验4.17 共振耦合摆210

实验4.18 音叉演示拍212

实验4.19 双音箱演示拍213

实验4.20 简谐振动合成仪214

实验4.21 示波器演示拍和李萨如图216

实验4.22 激光演示李萨如图218

实验4.23 横波模型219

实验4.24 细软弹簧纵波222

实验4.25 塑料簧纵波224

实验4.26 纵波模型225

实验4.27 波动投影器227

实验4.28 载流导线弦驻波（安培力激励）229

实验4.29 马达激励绳索弦驻波231

实验4.30 气体火焰驻波234

实验4.31 多普勒效应(抡蜂鸣器)236

实验4.32 超声喷泉239

实验4.33 变音钟240

第5章 光学与近代物理242

实验5.1 白光经肥皂膜的干涉（经透镜成像到墙）242

实验5.2 白光牛顿环(经透镜成像到墙)244

实验5.3 白光牛顿环(透射)246

实验5.4 等倾干涉模型248

实验5.5 等倾干涉(激光)249

实验5.6 等倾干涉(钠光,f-p标准具)251

实验5.7 等倾干涉(钠光,迈克耳孙干涉仪)254

实验5.8 波带片256

实验5.9 单缝衍射(激光光源,缝宽可调)257

实验5.10 微波分光计演示单缝衍射261

实验5.11 光波经狭缝的衍射(激光光源,缝宽不可调)262

实验5.12 圆孔衍射(激光光源)265

实验5.13 一维光栅衍射(激光光源)268

实验5.14 各种气体元素的光谱270

实验5.15 正交光栅衍射(激光光源)271

实验5.16 白光全息(卡尺)272

实验5.17 偏振片(起偏与检偏，马吕斯定律)274

实验5.18 反射起偏与检偏模型275

实验5.19 布儒斯特仪（玻璃堆起偏）277

实验5.20 视频台上的演示实验组合(偏振光的产生和检偏）280

实验5.21 视频台上的演示实验组合(马吕斯定律）281

实验5.22 视频台上的演示实验组合(双折射晶片的相位延迟作用）282

实验5.23 视频台上的演示实验组合(椭圆偏振光的产生与检验）284

实验5.24 视频台上的演示实验组合(圆偏振光的产生与检验）286

实验5.25 视频台上的演示实验组合(双折射分光现象）287

实验5.26 视频台上的演示实验组合(石英晶体的旋光现象）290

实验5.27 视频台上的演示实验组合(精密确定偏振面）292

实验5.28 方解石模型294

实验5.29 方解石的双折射295

实验5.30 二分之一波片297

实验5.31 四分之一波片299

实验5.32 应力双折射301

实验5.33 显色偏振303

实验5.34 汇聚偏振光的干涉（石英，云母，方解石）305

实验5.35 白光的散射307

实验5.36 电子衍射310

实验5.37 弗兰克-赫兹实验311

实验5.38 光电效应312

实验5.39 黑体辐射（灯泡）314

实验5.40 黑体辐射（铁盒）316

实验5.41 绝对黑体模型（开孔黑木盒）318

实验5.42 二氧化碳激光器320

实验5.43 he-ne激光器的结构322

实验5.44 立体照片324

实验5.45 激光倍频325

实验5.46 θ调制327

实验5.47 劈尖模型330

实验5.48 椭圆偏振光模型330

实验5.49 圆偏振光模型331

实验5.50 nacl晶格332

实验5.51 金刚石晶格333

实验5.52 铜镜333

附录a 质心运动定理的推导336

附录b 克尼希定理和质心系的角动量定理的推导336

附录c 耦合微分方程组的求解338

附录d 关于普遍的多普勒效应公式的推导340

附录e 清华大学大学物理实验音像资料目录346

第2篇 走廊演示实验

第6章 走廊演示实验359

实验6.1 肥皂膜造型359

实验6.2 飞车362

实验6.3 *筷波仪364

实验6.4 *空气热机（正循环致冷与逆循环致热）366

实验6.5 *空气热机（p瞯图）369

实验6.6 非永动机（三组）372

实验6.7 静电除尘373

实验6.8 静电感应盘375

实验6.9 亥姆霍兹线圈376

实验6.10 磁浮玩具379

实验6.11 *扭摆演示受迫振动380

实验6.12 *扭摆演示混沌382

实验6.13 *超声波演示拍384

实验6.14 *超声波演示干涉（缝的衍射）387

实验6.15 *模拟傅里叶分析与合成390

实验6.16 *函数信号的傅里叶分析394

实验6.17 *lrc电路衰减信号的傅里叶分析396

实验6.18 *声波的傅里叶分析398

实验6.19 圆环驻波和弦驻波400

实验6.20 鱼洗403

实验6.21 海市蜃楼405

实验6.22 导光水柱408

实验6.23 散射光的干涉410

实验6.24 动感画412

实验6.25 人眼模型413

实验6.26 不同厚度的膜的颜色414

实验6.27 光纤通信416

实验6.28 激光准直417

实验6.29 装饰莫尔条纹421

实验6.30 二面镜422

实验6.31 超声光栅424

实验6.32 *光栅、棱镜光谱仪426

实验6.33 *超导性（测高温超导体的转变温度）429

实验6.34 *顺、抗、铁磁性介质在非均匀磁场中的行为431

实验6.35 空间滤波434

实验6.36 计量光栅437

实验6.37 激光全息441

实验6.38 *法拉第效应444

实验6.39 *波粒二象性（电子衍射）447

实验6.40 *波粒二象性（白光光源）448

实验6.41 *波粒二象性（激光光源）451

实验6.42 *布尔陷阱452

实验6.43 *电子自旋共振454

实验6.44 *威尔逊云室458

实验6.45 *晶体结构（场发射显微镜）459

实验6.46 *x射线装置（荧光屏显示）462

实验6.47 *x射线装置（照相曝光研究）463

实验6.48 *x射线装置（电离探测法）465

实验6.49 *x射线装置（钼阳极剂量率的研究）467

实验6.50 *x射线装置（衰减与吸收材料和厚度关系的研究）469

实验6.51 *x射线装置（吸收系数和x射线波长关系的研究）473

实验6.52 *x射线装置（吸收系数μ和吸收材料的原子序数z关系的研究）476

实验6.53 *x射线装置（结构分析——布拉格反射测晶格常数）477

实验6.54 *x射线装置（莫索雷定律及测里德伯常数r）482

实验6.55 *x射线装置（结构分析——劳厄斑）486

实验6.56 *x射线装置（结构分析——德拜相）493

实验6.57 *x射线装置（布拉格衍射公式）498

实验6.58 *x射线装置（x射线谱与射线管工作参数关系的研究）500

实验6.59 *x射线装置（演示杜瓦诺埠樘毓叵导安馄绽士顺Ｊ）503

实验6.60 *x射线装置（对x射线的滤波）506

实验6.61 *x射线装置（钼阳极x射线精细结构研究）509

附录a 莱宝cassy瞝ab软件的使用说明512

附录b x射线装置及其操作须知549

第3篇 展厅演示实验

第7章 展厅演示实验553

实验7.1 磁混沌摆553

实验7.2 用大头针显示磁场554

实验7.3 魔石556

实验7.4 石英晶体劈尖（偏振光的干涉）559

实验7.5 时隐时现演示仪561

实验7.6 柱面透镜光栅一变画562

实验7.7 大型幻影仪563

实验7.8 中型幻影仪564

实验7.9 球面反射镜565

实验7.10 抛物面反射镜567

实验7.11 椭球面反射镜568

实验7.12 一面镀铝双凸球面透镜569

实验7.13 光纤传光束571

实验7.14 光纤传像束（内窥镜）572

实验7.15 窥视无穷573

实验7.16 白光再现全息照相574

实验7.17 激光脉冲全息人像576

实验7.18 光控磁悬浮地球仪577

实验7.19 伯努利效应579

实验7.20 立体照相机与立体照相580

实验7.21 视差立体感原理的演示实验584

实验7.22 立体观察镜586

实验7.23 立体电视587

实验7.24 光学透镜（凸透镜）589

实验7.25 光导纤维工艺品590

实验7.26 小透镜人工复眼592

实验7.27 自聚焦光纤复眼593

实验7.28 模压全息(全息印刷)594

实验7.29 经蓝宝石晶体薄片光的干涉597

实验7.30 光的增透与增反膜598

实验7.31 彩色影子600

实验7.32 辉光放电球601

实验7.33 nd：yag脉冲激光器602

实验7.34 魔术中的物理学604

实验7.35 声致冷605

实验7.36 光学显微镜606

实验7.37 金相显微镜608

实验7.38 磁透镜609

实验7.39 电子显微镜610

实验7.40 扫描隧道显微镜612

实验7.41 几种气体元素的光谱614

实验7.42 记忆合金616

实验7.43 光弹检测仪619

实验7.44 摇头式超声微电机621

实验7.45 行波型超声马达623

实验7.46 电流变现象625

实验7.47 高压静电植绒627

实验7.48 冲力实验628

实验7.49 小桶传球631

实验7.50 旋飞球631

实验7.51 瑞利球635

实验7.52 常温磁悬浮陀螺637

实验7.53 磁铁的同性磁极相吸640

实验7.54 磁性表座的工作原理642

实验7.55 旋转字幕球644

实验7.56 辉光盘646

实验7.57 辉光放电与分子平均自由程实验647

实验7.58 红宝石激光腔650

实验7.59 两种he瞡e激光的比较651

实验7.60 半导体激光泵浦（连续nd：yag倍频激光器）653

实验7.61 偏光显微镜654

实验7.62 相衬显微镜656

实验7.63 光谱灯（固体与半导体的发光光谱）657

实验7.64 电光效应658

实验7.65 光学平台666

实验7.66 老式照相机683

实验7.67 放大机684

实验7.68 光为什么不走直线685

附录a 磁铁的同性磁极相吸现象分析689

参考文献692