大学物理仿真实验 V2.0 for Windows 第一、第二部分
大学物理仿真试验仿真实验
大学物理仿真实验实验名称:声速的测定目的要求:1．了解超声波的发射和接收方法。
2．加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。
3．掌握用驻波法和相位法测声速。
实验原理:由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。
本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。
声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。
下图是超声波测声速实验装置图。
驻波法测波长设沿x 方向入射波的方程为:沿x 负方向反射波方程为:两波相遇干涉时，在空间某点的合振动方程为(驻波方程):12cos 2()cos 2()x xy y y A ft A ft ππλλ=+=-++(2cos 2)cos 2xA ft ππλ=当2/λn x =;(n =1,2,…)位置时，声振动振幅最大,为2A ,称为波腹，当4/)12(λ-=n x ,(n =1,2，…)位置上声振动振幅为零,这些点称为波节。
其余各点的振幅在零和最大值之间。
两相邻波腹(或波节)间的距离为λ/2即半波长。
相位比较法测波长从换能器S1发出的超声波到达接收器S 2，所以在同一时刻S 1与S 2处的波有一相位差：其中λ是波长，x 为S 1和S 2之间距离)。
因为x 改变一个波长时，相位差就改变2π。
利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。
仪器用具:1.声速的测量实验仪器包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器。
2.超声声速测定仪主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。
3.函数信号发生器1cos 2()xy A ft πλ=-2cos 2()x y A ft πλ=+提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。
4.示波器示波器的x, y轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的李萨如图形。
并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。
实验内容:1．调整仪器使系统处于最佳工作状态。
大学物理仿真实验(Online版)部署手册
大学物理仿真实验（Online版）部署手册一、系统环境要求：1.服务器●操作系统Windows Server 2003 中文版企业版●数据库服务器Microsoft SQL server 2005 中文版●.net framework.net framework 3.5 sp1中文版●其他Internet信息服务（IIS）6.0Microsoft Word 2007中文版, Excel 2007中文版2.用户机●操作系统Microsoft Windows XP中文版●浏览器Internet Explore 6.0及以上●.net framework.net framework 3.5 sp1中文版二、大学物理仿真实验（Online版）部署方法1.大学物理仿真实验（Online版）安装在确保服务器的推荐软件环境后，运行本公司提供的安装程序。
安装过程中的相关设置如下：1)在用户信息输入界面，客户需要输入自己学校完整名称，例如“中国科学技术大学”，完成后点击“下一步”按钮。
2)在数据库服务器设置页面，用户需要在“数据库服务器”输入框内输入数据库服务器的IP地址，并选择登陆模式，输入登陆用户名和密码。
完成后点击“下一步”按钮。
3)在目标文件夹选择界面，保证上一步输入正确的情况下，用户可选择文件的存放位置。
选择完成后点击“下一步”按钮。
4)其他操作根据程序提示进行，即可完成系统安装。
2.大学物理仿真实验（Online版）服务器Web服务配置在运行完安装程序后，用户还需要对IIS进行一些设置，并在程序中写入服务器的IP地址。
1)IIS设置：右键点击我的电脑/管理/服务和应用程序/Internet信息服务，找到由安装程序建立的站点ExamSystem，右击该站点点击属性。
选择http头，在mine类型中增加：扩展名：.xaml MIME类型：application/xaml+xml和.xap扩展名：.xap MIME类型：application/x-silverlight-app扩展名：.lab MIME类型：lab文件将设置为2.03.用户端Web部署使用浏览器中访问《大学物理仿真实验（Online版）》时，如浏览器的silverlight 插件未安装或Sliverlight版本过低，浏览器会自动跳转到插件安装页面（如图所示），在此页面选择安装插件进行安装。
迈克尔逊干涉仪的调整与应用实验要点
实验要点实验前请认真阅读本要点：（1）听完课后，同学们结合仪器请仔细阅读教材的相关内容，特别是P189的干涉仪光路图（图5-61）、P191公式（5-123、5-124）的由来及应用、P193至P194的仪器说明与练习一。
测量固体试件的线膨胀系数还要阅读教材的P136与P138的实验内容1。
注：迈克尔逊干涉仪有仿真实验，同学们可以在实验之前用其进行预习。
仿真实验位于：桌面\大学物理仿真实验\大学物理仿真实验v2.0（第二部分），其中大学物理仿真实验v2.0（第二部分）.exe为正式版，大学物理仿真实验示教版v2.0（第二部分）.exe为示教版，同学们在使用之前可先看示教版。
（2）实验内容1）掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法，并记录位置改变时干涉条纹的变化，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
2）根据逐差法的要求确定如何合理测量数据，规范记录实验数据及已知参数等。
3）拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率（厚度）的实验方案，并利用仿真实验来验证实验方案。
4）（选做）利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等。
（3）阅读F盘上的数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)），了解需测量的数据要求（处理需用逐差法），确定如何进行数据测量。
根据需测量的数据，在实验仪器上进行预测量与观察相应的实验现象，即先测量一小部份数据，弄清测量的重点与难点，确定测量方法，然后进行正式测量。
（4）测波长与测线膨胀系数的主要调节方法是一样的，需掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法，并了解干涉条纹的变化情况，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
（一些问题详见附录4 疑难解答）测量He-Ne激光的波长的同学还要掌握如何正确使用读数结构（包括如何读数、校零、消空程等）。
大学物理仿真实验报告
大学物理仿真实验报告目录1. 实验目的和意义1.1 实验目的1.2 实验意义2. 理论背景介绍2.1 牛顿力学2.2 动量守恒定律2.3 能量守恒定律3. 实验器材和原理3.1 实验器材3.2 实验原理4. 实验步骤4.1 实验准备4.2 实验具体步骤5. 实验数据记录及分析5.1 数据记录5.2 数据分析6. 实验结论与讨论6.1 实验结论6.2 结论讨论7. 实验中的问题及解决方法7.1 问题描述7.2 解决方法实验目的和意义实验目的本实验旨在通过物理仿真模拟，探究运动物体的力学规律，深入理解牛顿力学原理以及动量守恒和能量守恒定律。
实验意义通过本实验，可以加深对物理定律的理解，提高实验操作能力，培养科学思维和分析问题的能力。
理论背景介绍牛顿力学牛顿力学是经典物理力学的一个重要分支，主要描述了物体受力下的运动规律，包括牛顿三定律等内容。
动量守恒定律动量守恒定律表明，在一个封闭系统内，系统的总动量保持不变，即系统内所有物体的动量之和在任意时刻都是恒定的。
能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的一个基本原理，即在一个封闭系统内，系统的总能量保持不变，能量可以转化形式但总量不变。
实验器材和原理实验器材本实验所需器材包括计算机、物理仿真软件等。
实验原理实验基于牛顿力学原理，通过模拟不同条件下物体的运动，验证动量守恒和能量守恒定律。
实验步骤实验准备1. 打开计算机，启动物理仿真软件。
2. 设置实验初始参数，包括物体质量、速度等。
实验具体步骤1. 进行单个物体的运动模拟，记录相关数据。
2. 进行碰撞实验，观察动量和能量的转移情况。
3. 分析实验结果，得出结论。
实验数据记录及分析数据记录在实验过程中记录了单个物体的运动轨迹、速度等数据，以及碰撞实验中的动量和能量转移情况。
数据分析通过对实验数据的分析，可以验证动量守恒和能量守恒定律是否得到满足，进一步探讨物体运动规律。
实验结论与讨论实验结论实验结果表明，在所设定条件下，动量守恒和能量守恒定律是成立的，验证了物理定律在模拟实验中的适用性。
金属线胀系数的测量
结果: 调节望远镜使标尺刻度合适（不会过大或过小）且清晰地 出现在视野中央位置标尺的“0”刻度线与望远镜十字叉丝基本重合。
5. 打开加热电位器
窗口1.望远镜视野 窗口3.温度计
窗口2.加热开关
具体要求：（测量前注意光杠杆系统和镜尺系统不能再调节） 一、测量温度变化的时候，子窗口“1”，“2”，“3”要同时打开。 二、记录20.0~90.0摄氏度之间每间隔10.0摄氏度所对应的标尺刻度S， 共记录八组数据，填入实验报告对应的表格。
温度开关
黑色旋钮
6. 测量光杠杆臂长b
(1)鼠标左键点击 “ b” (2)鼠标左键点击“光杠杆”
定义：光杠杆臂长b=后足位置b2—前足位置b1 （注意：哪个是前足？哪个是后足？左边初始位置刻度不是从0开始）
7. 测量平面镜到标尺的距离D
(1)鼠标左键点击“D”
(2)鼠标左键点击“光杠杆”
由于平面镜从侧面看过去具有一定厚度，因此不能准确读出平面镜中心位置D1， 故此时读数可以只读到毫米位，不必估读到下一位。
二、用图解法求出直线斜率，代入公式算出线胀系数。
(1) 测量数据有效数据到最小分度下一位； (2) 斜率计算的有效数字运算法则(此处包含加减乘除运算)； (3) 测量数据科学计数法和计算结果的单位。
实验完成后电脑不要关机，需要留着检查， 按照签到序号交实验报告！
5. 思考：能否用游标卡尺或者螺旋测微器进行测量？
二、实验原理
1. 光杠杆+镜尺系统
n1
D b
ΔL
n2
L b(n2 n1) / 2D
2.光学方法的优点
n1 D b ΔL
n 2L D / b
(1)ΔL在10-5量级，Δn在10-3量级，放大率约为几百 倍，如何提高放大率？ (2)测量过程与待测物体不接触，远距离测量，不影 响物理过程。 思考：为什么要用光杠杆系统来测量热胀系数？
迈克尔逊干涉仪的调整与应用实验要点
实验要点实验前请认真阅读本要点：（1）听完课后，同学们结合仪器请仔细阅读教材的相关内容，特别是P189的干涉仪光路图（图5-61）、P191公式（5-123、5-124）的由来及应用、P193至P194的仪器说明与练习一。
测量固体试件的线膨胀系数还要阅读教材的P136与P138的实验内容1。
注：迈克尔逊干涉仪有仿真实验，同学们可以在实验之前用其进行预习。
仿真实验位于：桌面\大学物理仿真实验\大学物理仿真实验v2.0（第二部分），其中大学物理仿真实验v2.0（第二部分）.exe为正式版，大学物理仿真实验示教版v2.0（第二部分）.exe为示教版，同学们在使用之前可先看示教版。
（2）实验内容1）掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法，并记录位置改变时干涉条纹的变化，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
2）根据逐差法的要求确定如何合理测量数据，规范记录实验数据及已知参数等。
3）拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率（厚度）的实验方案，并利用仿真实验来验证实验方案。
4）（选做）利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等。
（3）阅读F盘上的数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)），了解需测量的数据要求（处理需用逐差法），确定如何进行数据测量。
根据需测量的数据，在实验仪器上进行预测量与观察相应的实验现象，即先测量一小部份数据，弄清测量的重点与难点，确定测量方法，然后进行正式测量。
（4）测波长与测线膨胀系数的主要调节方法是一样的，需掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法，并了解干涉条纹的变化情况，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
（一些问题详见附录4 疑难解答）测量He-Ne激光的波长的同学还要掌握如何正确使用读数结构（包括如何读数、校零、消空程等）。
大学物理仿真实验报告
大
学
物
理
仿
真
实
验
报
告
实验名称：气垫上的直线运动
一．实验目的：
利用气垫技术精确的测定物体的平均速度、瞬时速度、加速度以及当地的重力加速度，通过物体沿斜面自由下滑运动来研究匀变速运动的规律和验证牛顿第二定律。
二．实验原理：
三．实验仪器：
气垫导轨装置（主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等组成）
四．实验步骤：
五．实验结果：1.实验过程效果图：
2.匀变速运动中速度与加速度的测量
3.验证牛顿第二定律
六．思考题：
1-用平均速度V代替瞬时速度V对本实验中的影响如何？答：会使测得结果偏小影响实验精度。
大学物理实验之迈克尔逊干涉仪的调整与应用方法及步骤详解
迈克尔逊干涉实验实验前请认真阅读本要点：（1）听完课后，同学们结合仪器请仔细阅读教材的相关内容，特别是P189的干涉仪光路图（图5-61）、P191公式（5-123、5-124）的由来及应用、P193至P194的仪器说明与练习一。
测量固体试件的线膨胀系数还要阅读教材的P136与P138的实验内容1。
注：迈克尔逊干涉仪有仿真实验，同学们可以在实验之前用其进行预习。
仿真实验位于：桌面\大学物理仿真实验\大学物理仿真实验v2.0（第二部分），其中大学物理仿真实验v2.0（第二部分）.exe为正式版，大学物理仿真实验示教版v2.0（第二部分）.exe为示教版，同学们在使用之前可先看示教版。
（2）实验内容1）掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法，并记录位置改变时干涉条纹的变化，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
2）根据逐差法的要求确定如何合理测量数据，规范记录实验数据及已知参数等。
3）拟定利用迈克尔逊干涉仪测量透明薄片的折射率（厚度）的实验方案，并利用仿真实验来验证实验方案。
4）（选做）利用仿真实验测量测量钠光的波长、钠黄光双线的波长差、钠光的相干长度等。
（3）阅读F盘上的数据处理文件（迈克尔逊干涉仪的调整与应用数据处理、线膨胀系数测量数据处理(据环数记温度)、线膨胀系数测量数据处理(据温度记环数)），了解需测量的数据要求（处理需用逐差法），确定如何进行数据测量。
根据需测量的数据，在实验仪器上进行预测量与观察相应的实验现象，即先测量一小部份数据，弄清测量的重点与难点，确定测量方法，然后进行正式测量。
（4）测波长与测线膨胀系数的主要调节方法是一样的，需掌握迈克尔逊干涉光路的调节方法，并了解干涉条纹的变化情况，如条纹的“冒出”和“缩进”、条纹的疏密、条纹间距与“空气薄膜”的关系等。
（一些问题详见附录4 疑难解答）测量He-Ne激光的波长的同学还要掌握如何正确使用读数结构（包括如何读数、校零、消空程等）。
大学物理仿真实验具体操作指导
大学物理仿真实验具体操作指导示波器的调整和使用1.主窗口打开用示波器测时间仿真实验，主窗口如下：2.正式开始实验（1）操作界面如下：（2）测示波器校准信号周期连接示波器CH1和示波器校准信号。
校准信号为周期1KHz,峰峰值为4V的对称方波信号。
双击示波器，打开示波器调节界面：在示波器调节窗口中，左键单击示波器开关，打开示波器，进行示波器调节和校准。
调节电平旋钮，是信号稳定调节示波器聚焦旋钮和辉度旋钮使示波器显示屏中的信号清晰，调好后如下图。
调节CH1幅度调节旋钮和CH1幅度微调旋钮，校准信号显现为峰峰值为4V。
调节示波器时间灵敏度旋钮和扫描微调旋钮，校准信号周期显示为1KHz,调好后如下图。
至此，示波器校准结束（3）正式开始实验调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.1 ms/cm。
界面如下：调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.2 ms/cm。
界面如下：调节示波器时间灵敏度旋钮，使0.5 ms/cm。
界面如下：（4）选择信号发生器的对称方波接y输入(幅度和y轴量程任选)，信号频率为200Hz～2kHz(每隔200Hz测一次)，选择示波器合适的时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率首先按照校准CH1的方法对CH2进行校准。
连接示波器CH2和信号发生器双击实验平台上示波器和信号发生器，打开示波器和信号发生器调节界面左键单击信号发生器“开关”按钮，打开信号发生器，信号频率为200Hz～2kHz(每隔200Hz测一次)，调节信号频率，波形选择对称方波，选择示波器合适的时基，调节时间灵敏度旋钮，使信号满屏，测量对应频率的厘米数、周期和频率。
同时把示波器中的方式拨动开关调到CH2档上频率为200Hz（周期为5ms）时，界面图如下：(5) 选择信号发生器的非对称方波接Y轴，频率分别为200，500，1K，2K，5K，10K，20K，（Hz），测量各频率时的周期和方波的宽度。
以信号发生器的频率为x轴，示波器频率为y轴，作y-x曲线。
大学物理实验仿真实验实验报告
⼤学物理实验仿真实验实验报告仿真实验（单摆测重⼒加速度和单透镜焦距的测定）引⾔随着计算机应⽤的普及，在各个应⽤领域都采⽤计算机设计和仿真，在⼤学物理实验课教学中，除了实际操作外还可以进⾏计算机仿真实验，对有些内容采⽤仿真实验也可以起到很好的效果。
⼀、实验⽬的：1、了解仿真实验特点2、学会⽤仿真实验完成单摆测重⼒加速度3、学会⽤仿真实验完成单透镜焦距的测定⼆、实验仪器：计算机、仿真软件三、实验原理1、单摆的⼯作原理单摆在摆动过程中，当摆⾓⼩于5度时，其运动为简谐运动，周期2224LT g Tπ=?=，通过测定摆长L 与T 可测定加速度g 。
详细请见：课本240-243页 2、单透镜焦距测定的原理凸透镜的成像规律为：像的⼤⼩和位置是依照物体离透镜的距离⽽决定的当u f >>时，极远处的物体经过透镜在后焦点附近成缩⼩的倒⽴实像。
当u f >时，物体越靠近前焦点，像逐渐远离后焦点且逐渐变⼤。
当u f =时，物体位于前焦点，像存在于⽆穷远处。
当u f <时，物体位于前焦点以内，像为正⽴放⼤的虚像，与物体位于同侧，由于虚像点是光线反⽅向延长的交点，因此不能⽤像屏接收，只能通过透镜观察。
（１）、⾃准直法测凸透镜的焦距光路图如下图1所⽰。
当物体A 处在凸透镜的焦距平⾯时，物A 上各点发出的光束，经透镜后成为不同⽅向的平⾏光束。
若⽤⼀与主光轴垂直的平⾯镜M 将平⾏光反射回去，则反射光再经透镜后仍会聚焦于透镜的焦平⾯上，此关系就称为⾃准直原理。
所成像是⼀个与原物等⼤的倒⽴实像A ′。
所以⾃准直法的特点是，物、像在同⼀焦平⾯上。
⾃准直法除了⽤于测量透镜焦距外，还是光学仪器调节中常⽤的重要⽅法。
凸透镜焦距： 12f x x =- (1)x 1为物屏在光具座上位置读数，x 2为凸透镜在光具座上位置读数。
（２）、贝塞尔法（共轭法，⼆次成像法）测凸透镜的焦利⽤凸透镜物像共轭对称成像的性质测量凸透镜焦距的⽅法，叫共轭法。
大学物理仿真实验..
四、相关软件
1、JAVA JAVA是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象 的程序设计语言，是由美国的Sun Microsystems公司 于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的 总称。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移 植性和安全性。 目前，很多国家都建立了基于JAVA技术的仿真实 验系统。如美国俄勒冈大学物理系主办的物理仿真实 验网站，该网站中的实验展示素材程序是运用JAVA语 言编写的。
3、目的与意义 通过仿真物理实验学习，学生对实验的物 理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，可 达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动 手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的， 同时增强了学生对物理实验的兴趣，大大提高 了物理实验教学水平，是物理实验教学改革的 有力工具。
三、大学物理仿真实验ຫໍສະໝຸດ 优缺点二、研究背景、现状以及研究的目的与意义
1、背景 20世纪初仿真技术已得到应用。如在实验室中建立的水利 模型。40～50年代航空、航天和原子能技术的发展推动了仿真 实验技术的进步。60年代之后计算机技术的发展，为仿真实验提 供了先进的平台，加速了仿真技术的发展。 近年来，随着教育改革的不断深化，实验教学取得了很大 的进展，但实验教学中还是存在不少问题的。将计算机虚拟技术 引入物理实验教学可改善一些问题。目前，虚拟技术在物理实验 教学中的应用主要是用计算机模仿真实物理实验。作为计算机辅 助物理实验教学的一个新的发展方向—仿真物理实验，己经成为 了大学物理实验的一个新亮点。
2、现状 国外对于仿真实验的研究始于上个世纪八十年代 末，当时一些研究机构试图以计算机为工具，模拟一 些复杂系统的运作，并对其加以控制。如美国科罗拉 多州大学物理教育技术中心设计的以JAVA技术为主的 仿真项目。 上世纪九十年代初，国内一些高校就开始致力于 计算机仿真实验的开发与研制。目前最权威的仿真实 验教学系统是中国科技大学天文与应用物理系开发的 大学物理仿真实验教学系统。
大学物理仿真实验软件操作流程(1)
1. 打开任意浏览器，在地址栏输入“20
2.194.26.101:8201”，
然后回车，进入到“大学物理仿真实验2010版”界面。
2. 点击左侧的“下载升级”（上图红色圈内），进入到下界面
分别点击上图红圈里的两处，下载并安装到自己的电脑中（安装路径可以默认路径，也可以自行更改安装路径）。
3. 安装完成后，电脑桌面上会出现该软件的快捷方式图标，如下
202.194.26.101:8201
http://202.194.26.101:8201/
双击该图标，即可进入软件的登陆窗口，如下：
使用前，请先进行网络设置，点击上图的“网络设置”按钮（红线框处），点击后进入下图界面：
202.194.26.101
把“服务器地址”改为“202.194.26.101”，然后点击“保存设置”按钮。
进入下图界面，
首次打开，需要先点击“网络设置”，地址“202.194.26.101”，端口“8201”。
然后“保存设置”。
重新启动该软件，点击“登录”
点击“登陆”后，进入下图界面
OK。
软件可以使用了！
注意：每个实验做之前，需要双击下载才可以使用。
如我们打开力学实验，以第一个实验为例，
双击上图红色线框内按钮后，弹出下图：
点击“确定”，进行下载，下载完毕，点击确定后，进入下界面。
双击第一个实验名称，就可以进入到下图界面，进行实验操作了。
大学物理仿真实验
虚拟仿真系统实验虚拟实验技术起源于20世纪末，是依托“虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术而产生和发展的一种实验模式。
国内外一些远程教育机构曾采用过各种方法来解决实验的近距离性与教学手段的远距离性的矛盾。
在当时使用的各种方法中，有的仅适合少数简单实验，有的由于与理论教学不相衔接而导致效果不佳。
直至20世纪90年代，计算机硬件和虚拟实验技术的迅速发展才给远程实验教学带来了希望。
虚拟实验技术是利用软件和硬件的结合，取代传统的常规实验仪器设备，在计算机或计算机网络上进行模拟、仿真各种实验的技术。
利用现代计算机和高速网络，物理实验可以实现虚拟化和远程化，从根本上解决现有的实验教学与远程教育模式不相适应的状况。
本实验主要介绍由中国科技大学开发的《大学物理仿真实验2.0》系统的使用。
[实验目的]1. 掌握大学物理仿真实验系统的操作和使用；2. 了解大学物理分布式远程虚拟仿真实验教学系统所能实现的功能；3. 在大学物理仿真实验系统中进行仿真实验。
[实验仪器]1.计算机；2. 大学物理仿真实验系统。
[实验原理]虚拟实验系统由计算机（或计算机网络）、实验设备模块和实验软件三部分组成。
为了能够保证实验软件的运行速度，运行虚拟实验系统的计算机对cpu处理器和内存有一定的要求。
当在本地计算机上进行实验时，还要求配备有外部存储设备，例如硬盘等。
实验设备模块的功能主要靠软件来实现。
通过编写程序，可以在计算机上实现多种仪器，例如示波器、信号发生器、数字万用表等，或是直接显示信号的强度、频率、波形等性质，并利用鼠标键盘等输入设备对仪器进行操作和调节。
计算机上软件形式的虚拟设备具有很大的灵活性，实验者可以根据自己的需要进行设计、定义和扩充，使得这些虚拟设备更符合实际测量精度需要。
利用各种虚拟仿真实验软件，不但能很好的完成传统实验室的工作，还可以实现一些在传统实验室中无法完成的事情。
实验仿真软件是一个实验平台，它可以把要研究的对象用多媒体手段表现出来。
大学物理实验仿真实验实验报告
大学物理实验仿真实验实验报告I. 引言大学物理课程中的实验教学是培养学生科学思维和实践能力的重要环节。
然而，由于实验设备和资源的限制，学生往往难以亲自进行所有的物理实验。
为了解决这一问题，许多高校开始采用物理实验仿真实验，即利用计算机模拟技术进行物理实验的虚拟仿真。
本实验报告将详细介绍一次大学物理实验仿真实验的进行过程和结果。
II. 实验目的本次实验的目的是通过物理仿真软件，模拟测量并分析简谐振动的周期时间与质量、弹性系数的关系。
通过实验，掌握简谐振动的基本原理和实验方法，并通过仿真实验，加深对实验数据的分析和处理能力。
III. 实验原理简谐振动是指物体在一个恢复力作用下沿同一直线往复运动的物理现象。
其周期T与质量m以及弹性系数k之间的关系可以通过以下公式表示：T = 2π√(m/k)根据该公式，我们可以推导出质量对周期的影响，以及弹性系数对周期的影响。
通过仿真实验，我们可以得到不同质量和弹性系数下的周期时间数据，进而分析它们之间的关系。
IV. 实验装置与方法本次实验采用XXX物理仿真实验软件进行，该软件能够通过计算机模拟出各种物理实验的过程和结果。
具体的实验步骤如下：1. 打开XXX物理仿真实验软件，进入简谐振动实验模块。
2. 设置初始条件，包括质量、弹性系数等参数。
3. 点击开始按钮，开始模拟实验过程。
4. 观察模拟实验的过程，记录下每次振动的周期时间。
5. 根据记录的周期时间数据，计算出不同质量和弹性系数下的平均周期时间。
6. 绘制周期时间与质量、弹性系数之间的关系曲线。
V. 实验结果与分析根据模拟实验过程中记录的数据，我们计算出了不同质量和弹性系数下的平均周期时间，并绘制了周期时间与质量、弹性系数之间的关系曲线。
通过曲线的趋势，我们可以得出以下结论：1. 质量对周期时间的影响：质量越大，周期时间越长。
这是因为质量越大，惯性力也就越大，所需的恢复力也越大，导致周期时间增加。
2. 弹性系数对周期时间的影响：弹性系数越大，周期时间越短。
最新大学物理仿真实验实验报告1
最新大学物理仿真实验实验报告1实验目的：本次实验旨在通过物理仿真软件，加深对基本物理原理的理解，并掌握使用现代科技手段进行物理实验的方法。
通过模拟不同的物理现象，提高分析和解决物理问题的能力。
实验原理：在本次实验中，我们将利用仿真软件模拟光的折射和反射现象。
光的折射遵循斯涅尔定律，即入射光线、折射光线和法线都在同一平面内，且入射角和折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
反射则遵循反射定律，即入射角等于反射角，且入射光线、反射光线和法线都在同一平面内。
实验设备：1. 物理仿真软件（如PhET Interactive Simulations）2. 计算机及显示器3. 数据记录表格实验步骤：1. 打开物理仿真软件，并选择适当的模拟实验模块。
2. 设定初始条件，如光源位置、介质的折射率、观察屏幕的位置等。
3. 启动模拟，观察光在不同介质间的传播情况，记录入射角、折射角和反射角。
4. 更改介质的折射率，重复步骤3，观察折射和反射角的变化。
5. 对收集到的数据进行分析，验证斯涅尔定律和反射定律。
实验结果与分析：在实验过程中，我们观察到当光从低折射率介质进入高折射率介质时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角。
此外，反射角始终等于入射角，这一点在所有模拟实验中都得到了验证。
通过改变入射角和介质的折射率，我们得到了一系列的数据，这些数据与理论预测相符，从而验证了斯涅尔定律和反射定律的正确性。
结论：通过本次仿真实验，我们成功模拟了光的折射和反射现象，并验证了相关的物理定律。
实验结果表明，物理仿真软件是一种有效的教学和研究工具，可以帮助学生更好地理解复杂的物理概念。
此外，仿真实验的可重复性和可控性为深入研究提供了便利。
大学物理仿真实验实验报告1
大学物理仿真实验实验报告实验名称：喇曼光谱实验实验日期：2013-12-01学号：2120302002实验人员：黄雨诗一、实验目的：1.拍摄喇曼光谱并观察；2.学会推测出分子拉曼光谱的基本概貌，如谱线数目、大致位置、偏振性质和它们的相对强度；3.从实验上确切知道谱线的数目和每条线的波数、强度及其应对应的振动方式（为此有时需辅以红外光谱等手段）。
4.以上两个方面工作的结合和对比，利用拉曼光谱获得有关分子的结构和对称性的信息。
二、实验原理：（1）喇曼效应和喇曼光谱:当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为喇曼效应。
由分子振动、固体中的光学声子等元激发与激发光相互作用产生的非弹性散射称为喇曼散射，一般把瑞利散射和喇曼散射合起来所形成的光谱称为喇曼光谱（2）喇曼光谱基本原理:设散射物分子原来处于基电子态，振动能级如下图所示。
当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态，虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。
设仍回到初始的电子态，则有如图所示的三种情况。
因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为喇曼线。
在喇曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。
瑞利线与喇曼线的波数差称为喇曼位移，因此喇曼位移是分子振动能级的直接量度。
下图给出的是一个喇曼光谱的示意图。
（3）喇曼效应的经典电磁解释：如分子，在激发光的交变场作用下发生感生极化，也就是正负电中心从相合变为相离，成为电偶极子。
这感生电偶极子是随激发场而交变的，因此它也就是成了辐射体。
简单的与激光同步的发射，就成为瑞利散射。
然而分子本身有振动和转动，各有其特种频率。
这些频率比激发光的频率低一两个数量级或更多些，于是激发光的每一周期所遇的分子振动和转动相位不同，相应的极化率也不同。
仿真实验基本操作方法_大学物理实验_[共10页]
![仿真实验基本操作方法_大学物理实验_[共10页]](https://img.taocdn.com/s3/m/18f5fab148d7c1c709a1456d.png)
280进入具体的仿真实验项目后，可以通过菜单的方式来进行学习。
菜单项目一般包括：实验教程、实验讲授、实验演示、实验仿真、数据处理。
实验教程介绍实验知识，包括实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容、注意事项等内容；实验讲授是老师授课使用的；实验演示是通过FLASH 将实验进行模拟仿真的过程；实验仿真是供学生进行仿真实验操作的。
大学物理仿真实验中所有操作都通过鼠标来完成。
仿真实验中基本操作如下。
1．仿真实验开始操作用鼠标单击实验项目界面所选实验名称，进入实验仿真，此时系统即处于“开始实验”状态。
2．操作对象的选择操作操作对象是指仿真实验室的仪器库中仪器图标、仪器按钮、开关、旋钮、连线等。
鼠标单击这些对象后，即将其激活。
如果选中的对象可以移动，就用鼠标拖动选中的对象。
3．按钮及旋钮的操作按钮：选定开关，单击鼠标即可。
旋钮：选定旋钮，单击鼠标左键，出现逆时针箭头，旋钮逆时针旋转；出现顺时针箭头，旋钮顺时针旋转。
4．连接电路的操作连接两个接线柱：在工具栏中单击“接线”，选定一个接线柱，按住鼠标左键不放拖动，一根直导线即从接线柱引出，将末端拖至另一个接线柱后释放鼠标，就完成两接线柱的连接。
删除两个接线柱：在工具栏中单击“删除”，对准要删除的线（此时要删除的线变为红颜色），单击鼠标左键即删除。
实验9.1 电表的改装和校准仿真传统的“电表的改装和校准实验”请参考本书“实验5.5”，这里仅介绍这个实验的仿真方法。
一、实验目的1．学习计算机仿真实验软件的使用。
2．掌握计算机仿真实验操作方法。
3．学习电表的改装和校准仿真实验。
二、仿真实验基本操作方法启动学生用计算机Windows界面，屏幕上出现鼠标指针光标。
在Windows主界面上双击“浏览器”图标，服务器将仿真实验系统信息传给每一台学生用计算机。
学生双击“浏览器”进入系统后出现主界面，如图9-0-2所示。
在物理仿真实验室界面输入学号或双击过客练习，进入仿真实验界面，选择“本校实验”，出现实验项目的下拉列表，如图9-1-1所示；或者选择“电学实验”，出现电学实验下拉列表，如图9-1-2所示；在下拉列表中单击“电表的改装和校准实验”，进入“电表的改装和校准仿真实验”界面，如图9-1-3所示。
大学大学物理实验仿真系统使用指南1
20XX年复习资料大学复习资料专业：班级：科目老师：日期：大学物理实验仿真系统使用指南S tep1：在 IE 浏览器地址栏中输入:出现界面如图1所示，点击安装。
图1S tep2：安装完成后，重新打开I E 浏览器，输入出现界面如图2所示.图2S tep3：点击界面左边导航条的“下载升级”,如图3所示图3S tep4：显示界面如图4.图4S tep5：点击界面中部红色标注的文字链接“点击迅速下载”，如图5所示图5 S tep6：出现界面如图 6 所示。
图6S tep7：在弹出的对话框中点击”保存“(如图 7 所示)，并自行安装此程序。
图7S tep8：安装完成后，在此界面中的实验大厅下载表中，点击“下载“（如图8所示），此时下载更新后的程序图8S tep9：出现界面如图9所示。
图9S tep20XXXX：出现界面如图 9 所示。
在弹出的对话框中点击”保存“(如图7 所示)，并自行安装此程序。
图20XXXX此时所有程序已经安装完成。
S tep20XXXX：程序安装完成后，在桌面上会有一个图标，如图20XXXX 所示。
图20XXXXS tep20XXXX：双击此图标，进入“物理实验大厅“登陆界面，如图 20XXXX 所示。
图20XXXXS tep20XXXX：在登陆界面中，点击“网络设置“如图20XXXX 所示。
图20XXXXS tep20XXXX：进入网络设置的界面，服务器地址：；端口号:80；输入完成后点击“保存设置“图20XXXXS tep20XXXX：进入仿真实验平台，任意打开界面左边导航栏中的任一个实验类别，（如图20XXXX 中点击“电学实验“），会出现这个实验类中所有的实验项目（如图20XXXX 所示）。
图20XXXXS tep20XXXX：双击某个实验项目，就可以下载此实验。
已经下载的实验右侧没有出现（双击下载），如图 20XXXX 表示示波器实验已经下载。
图20XXXXS tep20XXXX：单击已经下载的实验项目，便可以看到实验的相关内容（如图20XXXXa），双击已经下载的实验项目，便可以操作此实验（如图20XXXXb ）。
仿真1(热涨系数测量)
按下
• 首先测量光杆杆 “b“
臂长
按钮
鼠标左 键点击 光杆杆
测量平面镜到标尺距离
• 首先按下“D”按 钮
• 然后测量平面镜 位置
• 最后测量标尺位 置
注意：平面
镜位置和标尺 位置测量前， 先把鼠标移到 相应位置左键 点击并不再移 动。
处理数据
• 根据课本第一章第三节要求作图。
注意坐标起点、坐标比例的选择，坐标轴的标注，描点所用符 号和位置，连线等等
为了便于读数，可 以把开关暂时关闭， 读数完毕再继续加热。
加热及测量
• 每隔10.0摄氏度记录 一个数据。直到90.0 摄氏度为止。
注意测量完毕必须关闭开关， 以免温度继续升高，造成事故 （在仿真实验中必须养成良好 习惯）
加热测量完毕后
• 点击米尺测量光杆杆 与镜尺系统的放大倍 数
测量光杆杆与镜尺系统
仿真1（热涨系数测量）
本仿真实验通过电脑软件模拟测量金属的热 涨系数，使同学们了解金属线胀系数的测量原 理、仪器及调节使用方法、学会用图示法图解 法计算热涨系数。
本实验在桌面上的“大学物理仿真 实验V2.0（第二部分）”
注意桌面上有两个图标，其中一个是“大学物理仿真实验V2.0”不要误入， 如果误入必须退出后才能进入“V2.0第二部分”并且要注意鼠标不能多次双 击，以免打开多个窗口，如果出现这种情况将会导致软件运行不正常。
鼠标移到铜管（看黄色箭头）所处位置， 点击左键后可进行铜管长度测量。
测量长度时，要注意分辨清楚厘米刻度线以及毫米刻度线，注意正确 读数（大小和位数）
接下来调节光杆杆与镜尺系统
鼠标左键点击光杆杆，然后调节光杆杆带的平面镜的角度（用鼠标左键和右键在 子窗口中调节）。
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* 具有多媒体配音解说和操作指导，易于使用。
CPU Intel Pentium及其兼容芯片 内存 16M以上 显卡 支持640×480×64K色 声卡 Sound Blaster及其兼容声卡 鼠标 Microsoft兼容鼠标 光驱 符合ISO9660 操作系统 Microsoft Windows 3.x中文版或Windows 95 / 98中文版
大学物理实验系列软件 内容目录
大学物理仿真实验 V2.0 for Windows 第一部分
实验内容涉及力学、热学、电学、光学、近代物理等各个领域，具体包括如下实验：
热敏电阻温度特性实验 低真空实验 电子自旋共振实验 薄透镜成象规律研究实验
油滴法测电子电荷实验 示波器实验 偏振光的研究实验 光电效应测普朗克常数实验
迈克尔逊干涉仪 R-C电路实验 电子荷质比的测定 整流电路
测动态磁滞回线 超声波测声速 误差分析与数据处理 霍尔效应
介电常数的测量 光学设计实验 利用单摆测重力加速度 双臂电桥测低电阻
平面光栅摄谱仪及氢氘光谱拍摄 塞曼效应实验 实验报告
大学物理仿真实验 V2.0 for Windows第二部分
实验内容涉及力学、热学、电学、光学、近代物理等各个领域，具体包括如下实验：
绪论 力热学基本物理量及常用仪器介绍
Email: hyxr168@ hyxr168@
开户单位：北京华育新锐科技发展中心
开 户 行：北京市商业银行北洼路支行（75000）
帐 号：01090307400120109074954
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居里温度的测量 温度计的设计 不良导体导热系数的测定 碰撞和动量守恒
杨氏模量的测量 气垫上的直线运动
与该软件配套的教材，《大学物理实验》（ 共四册）作为教育部"九五"规划教材和面向21世纪课程教材，于2001年出版。
第一部分 多用户版 6000元/套 第一部分单用户版 3800元/套
第二部分 多用户版 6000元/套 第二部分单用户版 3800元/套
联系地址 ：北京市海淀区车公庄西路35号花园写字楼118室
联 系 人 ：胡娜 邮 编 ：100044
联系电话 ：010-88510050 010-68713171 传真:010-68425608
软件主界面
示波器实验 通过仿真物理实验，学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，可以达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的，同时增强了学生对物理实验的兴趣，大大提高了物理实验教学水平，是物理实验教学改革的有力工具。该成果96年获中国科学院教学成果一等奖，97年获国家级教学成果二等奖。该软件现已在全国200所高校推广应用，受到学生的普遍欢迎和使用单位的好评。 《大学物理仿真实验2.0 for Windows》是在原DOS版本的基础上，经过两年多教学实践的总结，结合近两年计算机硬、软件发展的最新技术研制开发的升级版本。该版本在教学方式的创新、教学内容的扩展、仪器的仿真操作、图形化的人机界面等方面都有重大突破和显著提高，97年曾代表中国CAI最新成果赴英交流展示。
法布里-珀罗标准具实验 γ能谱实验 夫兰克－赫兹实验 计数管和核衰变的统计规律
凯特摆测重力加速度实验 核磁共振实验 检流计的特性实验 阿贝比长仪及氢氘光谱测量
螺线管磁场的测量与研究实验 分光计实验实验
* 该软件通过深入解剖教学过程，设计上充分体现教学思想的指导，使学生必须在理解的基础上认真思考才能正确操作，克服了实际实验中出现的盲目操作和实验"走过场"现象的缺点，使学生切实受益，大大提高了物理实验教学的质量和水平。
* 对实验的相关理论进行了演示和讲解，对实验的历史背景和意义，现代应用等方面都作了介绍，使仿真实验成为连接理论教学与实验教学，培养学生理论与实践相结合思维的一种崭新教学模式。
光电效应法测普朗克常数
* 在原版本基础上增强了实验环境的模拟，使未做过实验的学生通过仿真软件对实验的整体环境、所用仪器的整体结构能建立起直观的认识。仪器的关键部位可拆卸，可解剖进行调整并实时观察仪器的各种指标和内部结构的动作，增强了熟悉仪器功能和使用方法的训练。
* 在实验中仪器实现了模块化，学生可对提供的仪器进行选择和组合，用不同的方法完成同一实验目标，培养学生的设计思考能力和对不同实验方法的优劣、误差大小的比较、判断能力。