西安交大物理仿真实验核磁共振
核磁共振物理实验报告
核磁共振物理实验报告核磁共振物理实验报告一、引言核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）是一种重要的物理现象和实验技术，广泛应用于物理学、化学、生物学等领域。
本实验旨在通过核磁共振实验，探索其基本原理和应用。
二、实验原理核磁共振是基于原子核在外加磁场中产生的共振现象。
原子核具有自旋，当处于外加磁场中时，原子核的自旋会与磁场方向平行或反平行，形成两个能级。
通过给原子核施加一定的能量，使其从低能级跃迁到高能级，再通过核磁共振的方式进行探测和分析。
三、实验步骤1. 样品制备：选择适当的样品，如水、酒精等，制备样品溶液。
2. 样品装填：将样品溶液装填到核磁共振仪的样品室中。
3. 外加磁场：打开核磁共振仪的磁场开关，产生一个稳定的外加磁场。
4. 脉冲磁场：通过给样品施加脉冲磁场，使原子核从低能级跃迁到高能级。
5. 探测信号：利用探测线圈接收样品中的核磁共振信号。
6. 信号处理：通过信号处理系统对接收到的信号进行放大、滤波等处理。
7. 数据分析：根据信号的频率、幅度等特征，进行数据分析和解读。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据分析，我们得到了样品的核磁共振信号。
通过对信号的频率和幅度进行分析，我们可以确定样品中原子核的种类和数量。
同时，通过改变外加磁场的强度和方向，我们可以进一步研究样品的物理性质和分子结构。
核磁共振技术在医学领域有广泛的应用。
例如，核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）可以用于人体内部器官和组织的无创成像，对疾病的早期诊断和治疗起到了重要作用。
此外，核磁共振还可以用于研究材料的物理性质和化学反应机理，推动了材料科学的发展。
然而，核磁共振实验也存在一些挑战和限制。
首先，核磁共振实验对设备的要求较高，需要稳定的磁场和高灵敏度的探测系统。
其次，样品的制备和处理也需要一定的技术和经验。
此外，核磁共振实验还受到样品浓度、温度等因素的影响，需要进行仔细的实验设计和控制。
西安交通大学物理仿真实验实验报告(2)
物理仿真实验报告超声波测声速班级：计算机11学号：2110505018姓名：司默涵1.驻波法测波长由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是：叠加后合成波为：振幅最大的各点称为波腹，其对应位置：振幅最小的各点称为波节，其对应位置：因此只要测得相邻两波腹（或波节）的位置Xn、Xn-1即可得波长。
2.相位比较法测波长从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差：。
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。
四、实验内容及操作步骤：1．接线2．调整仪器（1）示波器的使用与调整使用示波器时候，请先调整好示波器的聚焦。
然后鼠标单击示波器的输入信号的接口，把信号输入示波器。
接着调节通道1，2的幅度微调，扫描信号的时基微调。
最后选择合适的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X-Y开关，在示波器上显示出需要观察的信号波形。
输入信道的信号是由实验线路的连接决定的。
（2）信号发生器的调整根据实验的要求调整信号发生器，产生频率大概在35KHz左右，幅度为5V的一个正弦信号。
由于本实验测声速的方法需要通过换能器（压电陶瓷）共振把电信号转为声信号，然后再转为电信号进行的，所以在开始测量前需要调节信号的频率为换能器的共振频率。
在寻找共振频率时，通过调节信号发生器的微调旋钮，观察示波器上信号幅度是否为最大来逐步寻找的。
（3）超声速测定仪的使用在超声速测定仪中，左边的换能器是固定的，右边的换能器是与游标卡尺的滑动部分连接在一起的。
这样，左右换能器间的距离就可以通过游标卡尺来测量出来，在上图的下半部分是一个放大的游标卡尺的读数图。
3．实验内容寻找到超声波的频率（就是换能器的共振频率）后，只要测量到信号的波长就可以求得声速。
我们采用驻波法和相位比较法来测量信号波长:（1）驻波法信号发生器产生的信号通过超声速测定仪后，会在两个换能器件之间产生驻波。
CT仿真实验报告
西安交通大学实验报告共 7 页课程医学成像实验系别生物医学工程实验日期 2012 年 12 月 XX日专业班级医电 01 班组别交报告日期 2013 年 01 月 02日姓名学号报告退发 (订正、重做)同组者教师审批签字实验名称 CT重建原理——投影数据采集实验1一、实验目的以及要求实验目的：利用CTSim模拟软件生成投影数据，为滤波反投影重建实验做准备。
实验基本要求：用CTSim程序完成实验模拟，分析评价结果。
二、实验内容1、利用CTSim模拟软件生成椭圆的平行束投影数据；2、利用CTSim模拟软件生成Shepp-Logan图的平行束投影数据；3、对生成的投影数据进行初步评价。
三、实验步骤A、完成CTSim模拟软件生成椭圆的平行束投影数据；1、点击软件ctsim，打开软件界面，点击File，选择creat phantom，选择Herman Head，得到椭圆的灰度图像，如图：图1 软件界面图2 选择界面图3 椭圆的原始数据2、在选择椭圆窗口的情况下，点击Process，选择rasterize，点击OK，将图像进行光栅化，如图：图4 光栅化参数图5 光栅化后的图像3、在选择unnamed3窗口，选择View，选择Auto Scale Parameters，将Standard Deviation Factor参数改为，点击OK，得到处理后图像，如图：图6 光栅化参数图7 参数优化后图像4、回到herman窗口，点击Process，选择Projection Paramaters，参数默认即可，点击ok，开始采集数据，如图：图8 参数选择界面5、得到投影参数后，在选择unnamed4窗口界面下，选择Analyze，在选择Plot Histogram，得到平行束投影分析数据，如图：图9 平行束投影后的数据图10 投影数据分析图6、在选择平行束投影后数据窗口情况下，选择Reconstruct，选择Filtered Backprojection Parameters，选择默认参数即可，点击OK，得到重建数据，如图：图11 参数选择界面图12 重建后的图像7、可选择不同的View参数对重建后的图像进行参数的优化调整，得到最优的观察效果。
西安交大大物仿真实验
大物仿真实验报告班级：****学号：****姓名：****刚体的转动惯量一实验目的1．用实验方法验证刚体转动定律，并求其转动惯量；2．观察刚体的转动惯量与质量分布的关系3．学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。
二实验原理1．刚体的转动定律具有确定转轴的刚体，在外力矩的作用下，将获得角加速度β，其值与外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比，即有刚体的转动定律：M = Iβ (1)利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转动惯量。
2．应用转动定律求转动惯量如图所示，待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。
刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动。
设细线不可伸长，砝码受到重力和细线的张力作用，从静止开始以加速度a下落，其运动方程为mg –t=ma，在t时间内下落的高度为h=at2/2。
刚体受到张力的力矩为T r和轴摩擦力力矩M f。
由转动定律可得到刚体的转动运动方程：T r - M f =Iβ。
绳与塔轮间无相对滑动时有a =rβ，上述四个方程得到：m(g - a)r - M f = 2hI/rt2 (2)M f与张力矩相比可以忽略，砝码质量m比刚体的质量小的多时有a<<g，所以可得到近似表达式： mgr = 2hI/rt2 (3)式中r、h、t可直接测量到，m是试验中任意选定的。
因此可根据（3）用实验的方法求得转动惯量I。
3．验证转动定律，求转动惯量从（3）出发，考虑用以下两种方法：A．作m – 1/t2图法：伸杆上配重物位置不变，即选定一个刚体，取固定力臂r和砝码下落高度h，（3）式变为：M = K1/ t2 (4)式中K1 = 2hI/gr2为常量。
上式表明：所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。
实验中选用一系列的砝码质量，可测得一组m与1/t2的数据，将其在直角坐标系上作图，应是直线。
即若所作的图是直线，便验证了转动定律。
从m – 1/t2图中测得斜率K1，并用已知的h、r、g值，由K1 = 2hI/gr2求得刚体的I。
核磁共振模拟实验报告
实验课程名称：_大学物理实验____预习操作报告成绩实验项目名称核磁共振实验成绩实验者专业班级学号实验日期2020年6月26日指导老师第一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）【实验目的】1.了解核磁共振的基本原理和实验方法。
2.观察氢核1H核磁共振现象，测量稳恒磁场强度，测量氟核19F的旋磁比和朗德因子。
【实验原理】见网络教学平台相关资料【实验仪器】本实验仪器主要包括磁铁、探头、磁共振实验仪主机、频率计及示波器等。
【实验内容与步骤】见网络教学平台相关资料【预习思考题】1.产生核磁共振的条件是什么？扣分：核自旋量子数不为零的原子核在恒定磁场中产生塞曼裂分；施加的高频磁场方向垂直于恒定磁场方向；高频磁场振荡频率v满足hv等于塞曼裂分的两能级间能量差（ E）。
2.怎样利用核磁共振测量磁场强度？扣分：B=2лv/y，其中v为励磁电压为0时的共振频率，y为旋磁比，v和y是对同一种核素而言的。
第二部分：实验过程记录（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）【原始数据】（10分）实验步骤一和步骤二完成后的截屏粘贴在此。
扣分：【现象及问题】（5分）扣分：现象：在第一、第二个实验里测量共振频率时，发现只在很小的一个范围内才能见到共振信号，共振信号很明显。
在第四个实验里，测得的共振频率随着励磁电压的增大而增大。
在最后测试磁场强度，发现计算得到的磁场强度与校正前显示的磁场强度有一定差距。
问题：有的步骤不易理解，比如在示波器上处理信号等，需要多看资料把它弄明白。
第三部分：结果与讨论一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）二、思考题三、小结、建议及体会【数据处理】（每题20分，共60分）1.确定氢核1H 的共振频率，计算样品所在位置处磁场强度，并附上实验五毫特斯拉计的校准实验完成的截屏。
（注：已知氢核1H 的旋磁比212.675210MHz T H γ-=⨯⋅）扣分：次数12345共振频率H ν(MHz)20.3647620.3668820.3651620.3652720.36639H i 1==5νν∑20.36534MHz 磁场强度B 0=0.47808T 截屏：2.根据所测的氟核19F 的共振频率，求出19F 的旋磁比F γ和朗德因子F g 。
核磁共振(仿真)
核磁共振（仿真）实验目的：1、观察核磁共振稳态吸收现象；2、掌握核磁共振的实验原理和方法；3、分别测量1H 及19F 的γ因子和g 因子。
实验仪器：核磁共振实验仪、磁铁、频率计、示波器、样品水和聚四氟乙烯 实验原理：1、核在磁场中的拉莫尔旋进（1）角动量与磁矩。
原子中电子的轨道角动量L P 和自旋角动量S P 会分别产生轨道磁矩L μ和自旋磁矩S μ：2L L e e P m μ=-，S S eeP m μ=-。
上两式中e 和e m 电子的电量数值和电子的质量，负号表示电子的磁矩与角动量方向相反（由于电子带负电）。
而L P 与S P 的总角动量引起相应的电子总磁矩2J J eegP m μ=- 式中g 是朗德因子，其大小与原子的结构有关。
同理核自旋角动量I P 与核磁矩I μ的关系为2I NI Peg P m μ= （N g 为核的朗德因子，P m 若引入核磁子2N Pem μ=，则NI NI g P μμ=令：NNg μγ=（称为回磁比系数），则I I P μγ=。
所以，在Z 方向有：Z Z P μγ=由量子力学可知Z P m =，所以Z m μγ= （2）磁矩在磁场中的拉莫尔旋进由经典力学可知，磁矩为μ的微观粒子在恒定外磁场0B 中受到一力矩L 的作用：0L B μ=⨯。
而力矩的作用使粒子的角动量发生变化，即dP L dt=。
B 'ϕ μ∆μμμ+∆图1所以 00000sin sin B dP d P d d L B B B dt dt dt dt B μγμμγγγμγμθγμθμ⨯====⨯=⇒=⨯ 设磁矩旋进的角频率为0w ，则 0sin d w dt μμθ= 所以00w B γ=。
2、磁共振的条件若外加射频磁场的角频率w 与核旋进频率0w 相同时，核磁矩将和外辐射场发生能量交换，从而发生共振。
3、共振信号的检测由于谱线有宽度，且宽度很窄，检测信号时很难使得0w w =，为此有两种方法可以解决这一问题：（1）扫频法，即恒定的磁场0B 固定不变（核拉莫尔旋进角频率0w 不变），连续改变辐射的角频率w ，在w 变化的区域内，若满足0w w =，便产生共振峰。
虚拟仿真颅脑核磁实训报告
一、引言随着科技的不断发展，虚拟仿真技术在医学教育领域的应用日益广泛。
颅脑核磁共振成像（MRI）作为一种重要的医学影像技术，在神经内科、神经外科等领域的诊断和治疗中发挥着至关重要的作用。
然而，传统的颅脑核磁实训教学存在诸多不足，如实验资源有限、操作难度大、风险高等。
为了解决这些问题，本研究采用虚拟仿真技术，开展颅脑核磁实训教学，旨在提高学生的实训效果和学习兴趣。
二、实训目的1. 使学生掌握颅脑核磁共振成像的基本原理和操作流程；2. 提高学生对颅脑MRI图像的识别和分析能力；3. 培养学生的临床思维和实际操作技能；4. 降低实训风险，提高实训效率。
三、实训内容1. 颅脑核磁共振成像基本原理（1）核磁共振成像（MRI）的基本原理：利用人体内氢原子的核磁共振现象，通过外加磁场和射频脉冲，使人体组织产生磁共振信号，进而得到人体内部结构的图像。
（2）颅脑MRI成像特点：颅脑MRI具有高分辨率、无辐射等优点，广泛应用于神经内科、神经外科等领域的诊断和治疗。
2. 颅脑核磁共振成像操作流程（1）患者准备：对患者进行信息登记、病史询问、体位摆放等。
（2）设备操作：启动MRI设备，进行系统自检、参数设置、序列选择等。
（3）图像采集：根据患者病情和序列要求，进行图像采集。
（4）图像分析：对采集到的图像进行初步分析，判断病变情况。
3. 颅脑MRI图像识别与分析（1）图像识别：根据病变部位、形态、信号强度等特征，对图像进行初步识别。
（2）图像分析：结合患者病史、临床表现和影像学特点，对图像进行深入分析，判断病变性质。
四、实训方法1. 虚拟仿真平台搭建采用我国自主研发的虚拟仿真软件，搭建颅脑核磁实训平台。
平台包括以下功能：（1）颅脑MRI设备模拟：模拟真实MRI设备，包括主机、扫描床、线圈等。
（2）操作流程模拟：模拟颅脑MRI成像操作流程，包括患者准备、设备操作、图像采集、图像分析等。
（3）图像库：提供丰富的颅脑MRI图像库，包括正常和病变图像。
西安交大物理仿真实验
西安交大物理仿真实验大学物理仿真实验——《受迫振动》电气12高加西2110401039一、实验简介在本实验中，我们将研究弹簧重物振动系统的运动。
在这里，振动中系统除受弹性力和阻尼力作用外，另外还受到一个作正弦变化的力的作用。
这种运动是一类广泛的实际运动，即一个振动着的力学体系还受到一个作周期变化的力的作用时的运动的一种简化模型。
如我们将会看到的，可以使这个体系按照与施加力相同的频率振动，共振幅既取决于力的大小也取决于力的频率。
当力的频率接近体系的固有振动频率时，“受迫振动”的振幅可以变得非常大，这种现象称为共振。
共振现象是重要的，它普遍地存在于自然界，工程技术和物理学各领域中(共振概念具有广泛的应用，根据具体问题中共振是“利”还是“害”，再相应地进行趋利避害的处理。
二、实验目的研究阻尼振动和受迫振动的特性,要求学生测量弹簧重物振动系统的阻尼常数，共振频率。
三、实验原理1.受迫振动图1 受迫振动质量M的重物按图1放置在两个弹簧中间。
静止平衡时，重物收到的合外力为0。
当重物被偏离平衡位置时，系统开始振动。
由于阻尼衰减(例如摩擦力)，最终系统会停止振动。
振动频率较低时，可以近似认为阻力与振动频率成线性关系。
作用在重物上的合力:其中 k, k 是弹簧的倔强系数。
12K = k+ k 是系统的等效倔强系数。
12x 是重物偏离平衡位置的距离,, 是阻尼系数。
因此重物的运动方程可表示为:其中 and 。
在欠阻尼状态时() ,方程解为:由系统初始态决定。
方程的解是一幅度衰减的谐振动，如图2所示。
A,,图2 衰减振动振动频率是:(1) 如果重物下面的弹簧由一个幅度为a 的振荡器驱动，那么这个弹簧作用于重物的力是。
此时重物的运动方程为:方程的稳态解为:(2) 其中。
图3显示振动的幅度与频率的关系。
图3 衰减振动幅度与振动频率关系，振动的幅度会很大，最大值出现在: 弱阻尼情况下，当(3) 幅度衰减一半的区域:(4) 2. 耦合振动图4 耦合振动系统图4是一个耦合振动系统，由3个倔强系数k和2个质量m的重物组成。
磁共振物理实验报告
一、实验目的1. 了解磁共振现象的基本原理和实验方法。
2. 掌握磁共振仪器的操作方法。
3. 学习利用磁共振技术测量物质的性质。
二、实验原理磁共振现象是指在外加磁场中，处于特定能量状态的电子或原子核，在外加射频场的作用下，发生能级跃迁的现象。
磁共振技术广泛应用于物理、化学、生物、医学等领域。
实验原理基于以下公式：ΔE = hν = γBΔm其中，ΔE为能级差，h为普朗克常数，ν为射频场频率，γ为旋磁比，Δm为磁量子数的变化。
三、实验仪器1. 磁共振仪2. 样品3. 控制器4. 数据采集卡5. 计算机四、实验步骤1. 将样品放置在磁共振仪的样品腔内。
2. 打开磁共振仪，调整磁场强度至所需值。
3. 调整射频频率，使样品发生磁共振。
4. 采集共振信号，并记录相关数据。
5. 分析数据，计算旋磁比γ和样品的浓度。
五、实验数据及结果1. 实验数据：- 磁场强度：B = 9.28 T- 射频频率：ν = 100 MHz- 样品浓度：C = 1.0 mmol/L2. 结果分析：通过实验，成功实现了样品的磁共振，并采集到了共振信号。
根据公式ΔE =hν = γBΔm，计算出样品的旋磁比γ为2.69×10^8 rad/T·s，样品的浓度为1.0 mmol/L。
六、实验讨论1. 实验过程中，射频频率的调整是关键。
若频率过高或过低，样品将无法发生磁共振。
2. 样品浓度对实验结果有较大影响。
本实验中，样品浓度适中，有利于提高实验精度。
3. 实验过程中，磁共振仪的稳定性对结果有重要影响。
确保磁共振仪在实验过程中保持稳定，有利于提高实验精度。
七、实验结论通过本次实验，我们成功掌握了磁共振实验的基本原理和操作方法。
实验结果表明，磁共振技术可以有效地测量物质的性质，为物理、化学、生物、医学等领域的研究提供了有力工具。
八、实验体会1. 磁共振实验操作较为复杂，需要熟练掌握实验仪器的使用方法。
2. 实验过程中，注意调整参数，确保实验结果准确可靠。
大学物理仿真实验报告
大学物理仿真实验报告篇一：大学物理仿真实验报告大学物理仿真实验报告实验日期：2011年5月31日实验人员：机自实验名称：热敏电阻的温度特性一、实验目的：1、了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理；2、学习惠斯通电桥的原理及使用方法；3、学习坐标变换、曲线改直的技巧。
二、实验原理：热敏电阻---实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为：A、B是与半导体材料有关的常数，T为绝对温度，根据定义，电阻温度系数为惠斯通电桥的工作原理：如图所示：四个电阻R0，R1，R2，Rx 组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中Rx就是待测电阻。
在四边形的一对对角A和C之间连接电源，而在另一对对角B和D之间接入检流计G。
当B和D两点电位相等时，G中无电流通过，电桥便达到了平衡。
平衡时必有Rx = (R1/R2)·R0，(R1/R2)和R0都已知，Rx 即可求出。
电桥灵敏度的定义为：式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量，Δn越大，说明电桥灵敏度越高。
实验仪器三、实验仪器及使用方法：直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器、稳压电源。
四、实验内容：1、从室温开始，每隔5°C测量一次Rt，直到85°C。
撤去电炉，使水慢慢冷却，测量降温过程中，各对应温度点的Rt。
2、作ln Rt ~ (R1 / T)曲线，确定式(R1)中常数A和B五、数据记录及处理：1、数据处理结果如下：2、作ln Rt ~ (R1 / T)曲线如下：六、实验结论，误差分析及建议：1、实验结论：了解了惠斯通电桥的原理及使用方法；基本掌握坐标变换、曲线改直的技巧。
作ln Rt ~ (R1 / T)曲线，成线性关系。
2、误差分析：由于在记录过程中温度计视数在变化，故出现误差; 电源不稳定，造成系统误差；数据处理时产生偶然误差。
3、建议：1）在使用检流计时，要注意保护检流计，不要让大电流通过检流计，实验中间要用跃接2）实验过程中要注意电池按钮和接通检流计按钮的使用，检流计按钮先使用粗，然后再使用细，不要两个按钮同时使用。
西安交通大学物理仿真实验报告合集
西安交通大学物理仿真实验报告合集1. 凯特摆测重力加速度2. 良导体热导率的动态法测量3. 受迫振动4. 钢丝杨氏模量测定5. 傅里叶光学实验大学物理仿真实验——凯特摆测重力加速度实验报告姓名：班级：学号：一．实验目的学习凯特摆设计的技巧与结构；掌握一种测量重力加速度比较准确的方法。
二．原理简述图1是复摆示意图，设一质量为m 的刚体，其重心G 到转轴O 的距离为h ，绕O 轴的转动惯量为I ，当摆幅很小时，刚体绕O 轴摆动的周期T 为：mghIT π2= (1) 式中g 为当地的重力加速度.设复摆绕通过重心G 的轴的转动惯量为G I ，当G 轴与O 轴平行时，有2mh I I G += (2)代入（1）得：mghmh I T G 22+=π(3) 对比单摆周期公式glT π2= 可得 mh mh I l G 2+= （4） l 称为复摆的等效摆长。
因此只要测出周期和等效摆长便可求得重力加速度。
下图是凯特摆摆杆的示意图。
对凯特摆而言，两刀口间的距离就是该摆的等效摆长l 。
在实验中当两刀口位置确定后，通过调节A 、B 、C 、D 四摆锤的位置可使正、倒悬挂时的摆动周期1T 和2T 基本相等。
由公式（3）可得12112mh mh I T G +=π (5)22222mh mh I T G +=π (6)其中1T 和1h 为摆绕O 轴的摆动周期和O 轴到重心G 的距离。
当21T T ≈时，l h h =+21即为等效摆长。
由式(5)和(6)消去G I ，可得：b a l h T T l T T g +=--++=)2(2241222122212π （7） 此式中，l 、1T 、2T 都是可以精确测定的量，而1h 则不易测准。
由此可知，a 项可以精确求得，而b 项则不易精确求得。
但当21T T =以及|2|1l h -的值较大时，b 项的值相对a 项是非常小的，这样b 项的不精确对测量结果产生的影响就微乎其微了。
核磁共振含思考题
西安交通大学实验报告第 1 页（共 5 页）课程：_______近代物理实验_______ 实 验 日 期 ： 年 月 日 专业班号___ ___组别_______ 交报告日期： 年 月 日 姓 名__Bigger __学号_ _ 报 告 退 发 ： （订正、重做） 同 组 者__ ________ 教师审批签字：实验名称：核磁共振一、 实验目的1．了解核磁共振的原理与应用；2．掌握连续波核磁共振的仪器结构和实验方法； 3. 测量磁感应强度和旋磁比。
二、 实验原理根据磁共振原理，观察核磁共振现象，需要有一个均匀的磁场0B和一个角频率为ω的旋转磁场1B，01B B ⊥，并且满足0B ωγ=(1)/N g h γμ=，称为旋磁比。
对于氢核，275.585, 5.050810N g μ-==⨯焦耳／特斯拉，34100546.1-⨯=h 焦耳·秒，可计算出氢核旋磁比52.267=γ兆赫／特斯拉，故20 2.34910B ωνγ-==⨯特斯拉 (2)式中频率v 的单位为兆赫，由式(2)可见，当发生氢核磁共振时，测出旋转磁场1B的频率v ，就可确定未知磁场0B的大小，这就是NMR 方法测量磁场的原理。
根据式(1)，观察磁共振吸收信号有两种方法。
一种是扫频法，即磁场0B 固定，让高频磁场角频率ω连续变化并通过共振区，当0B ωγ=时，出现共振吸收峰；另一种方法是扫场法，即把高频磁场角频率ω固定，让磁场0B 连续变化并通过并振区，当0B ωγ=时，出现共振吸收峰。
因扫场法在技术上较简单，本实验用扫场法，扫场电流为50Hz ，对应扫场磁场sin100m B B t π'=，该磁场迭加在静磁场0B 上，即0sin100m B B B t π=+(3)当满足磁共振条件时，就观察到NMR 信号。
见图1所示。
r B 为共振磁场，扫场每一周内，可观察到的共振吸收峰不超过两个。
根据布洛赫稳态条件，静磁场变化(扫场)通过共振区所需时间远大于驰豫时间1T 和2T ，这是在示波器上可观察到稳态共振吸收信号。
(完整word版)西安交通大学物理仿真实验报告(word文档良心出品)
西安交通大学物理仿真实验报告实验名称：密立根油滴法测电子电荷学院：电信学院实验日期：2014/5/28 班级：电信硕31学号：2130508008 姓名：贾正旭一、实验原理按油滴作匀速直线运动或静止两种运动方式分类，油滴法测电子电荷分为动态测量法和平衡测量法。
动态测量法考虑重力场中一个足够小油滴的运动，设此油滴半径为r，质量为m1，空气是粘滞流体，故此运动油滴除重力和浮力外还受粘滞阻力的作用。
由斯托克斯定律，粘滞阻力与物体运动速度成正比。
设油滴以匀速v f下落，则有(1)此处m2为与油滴同体积空气的质量，K为比例常数，g为重力加速度。
油滴在空气及重力场中的受力情况如图示。
若此油滴带电荷为q，并处在场强为E的均匀电场中，设电场力qE方向与重力方向相反，如图8.1.1-2所示，如果油滴以匀速v r上升，则有(2)由式（1）和（2）消去K,可解出q为：(3)由（3）式可以看出来，要测量油滴上的电荷q，需要分别测出m1，m2，E，v r，v f 等物理量。
由喷雾器喷出的小油滴半径r是微米量级，直接测量其质量m1也是困难的，为此希望消去m1,而带之以容易测量的量。
设油与空气的密度分别为ρ1,ρ2，于是半径为r的油滴的视重为(4)由斯托克斯定律，粘滞流体对球形运动物体的阻力与物体速度成正比，其比例系数K为6πηr，此处η为粘度，r为物体半径，于是可将公式（4）带入式（1）有(5)因此，(6)以此带入（3）并整理得到(7)因此，如果测出v r，v f和η，ρ1，ρ2，E等宏观量即可得到q值。
考虑到油滴的直径与空气分子的间隙相当，空气已不能看成是连续介质，其粘度η需作相应的修正此处p为空气压强，b为修正常数，b＝0.00823N/m,因此，(8)当精确度要求不太高时，常采用近似计算方法，先将v f带入（6）式计算得(9)再将此r0值带入η’中，并以η’入式（7），得(10); 实验中常常固定油滴运动的距离，通过测量它通过此距离s所需的时间来求得其运动速度，且电场强度E=U/d，d为平行板间的距离，U为所加的电压，因此，式（10）可写成(11); 式中有些量和实验仪器以及条件有关，选定之后在实验过程中不变，如d，s，(ρ1-ρ2)及η等，将这些量与常数一起用C代表，可称为仪器常数，于是式（11）简化成(12); 由此可知，度量油滴上的电荷，只体现在U，t f，t r的不同。
西安交通大学仿真实验报告
西安交通大学实验报告实验名称： 碰撞过程中守恒定律的研究系 别 ： 实 验 日 期： 姓 名： 学号_一、实验简介动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。
力学中的运动定理和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等，但是能量守恒定律仍然有效。
因此，能量守恒定律成为了比牛顿定律更为普遍适用的定律。
本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律。
定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。
同时通过实验还可提高误差分析的能力。
二、实验目的１．利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律； ２．通过实验提高误差分析的能力。
三、实验原理如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒，即恒量=∑i i v m （1）。
实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞，若忽略气流阻力，根据动量守恒有2211202101v m v m v m v m +=+（2）对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。
当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。
由于滑块作一维运动，式（2）中矢量v 可改成标量，其方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。
1．完全弹性碰撞完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即2211202101v m v m v m v m +=+ （3） 2222112202210121212121v m v m v m v m +=+（4）由（3）、（4）两式可解得碰撞后的速度为 ()21202102112m m v m v m m v ++-=（5）()21202202222m m v m v m m v ++-=（6）如果v20=0，则有 ()2110211m m v m m v +-=（7） 2120222m m v m v +=（8）动量损失率:()1012211101000v m v m v m v m p p p p p +-=-=∆ （9）能量损失率:2101222211210100021212121v m v m v m v m E E E E E ⎪⎭⎫⎝⎛+-=-=∆ （10）理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身的原因，不可能完全为零，但在一定误差范围内可认为是守恒的。
物理仿真实验_扫描隧道显微镜
物理仿真实验报告——扫描隧道显微镜一.实验目的1.学习和了解扫描隧道显微镜的原理和结构；2.观测和验证量子力学中的隧道效应；3.学习扫描隧道显微镜的操作和调试过程，并以之来观测样品的表面形貌；4.学习用计算机软件处理原始图象数据。
二．实验原理原子的概念至少可以追溯到一千年前的德莫克利特时代，但在漫长的岁月中，原子还只是假设而并非可观测到的客体.人的眼睛不能直接观察到比10-4m更小的物体或物质的结构细节，光学显微镜使人类的视觉得以延伸，人们可以观察到像细菌、细胞那样小的物体，但由于光波的衍射效应，使得光学显微镜的分辨率只能达到10-7m电子显微镜的发明开创了物质微观结构研究的新纪元，扫描电子显微镜（SEM）的分辨率为10-9m，而高分辨透射电子显微镜（HTEM）和扫描透射电子显微镜STEM）可以达到原子级的分辨率——0.1nm，但主要用于薄层样品的体相和界面研究，且要求特殊的样品制备技术和真空条件．场离子显微镜（FIM）是一种能直接观察表面原子的研究装置，但只能探测半径小于100nm的针尖上的原子结构和二维几何性质，且样品制备复杂，可用来作为样品的材料也十分有限.X射线衍射和低能电子衍射等原子级分辨仪器，不能给出样品实空间的信息，且只限于对晶体或周期结构的样品进行研究．与其他表面分析技术相比，STM具有如下独特的优点：1)具有原子级高分辨率，STM 在平行于样品表面方向上的分辨率分别可达 0．1nm 和0．01 nm，即可以分辨出单个原子．2)可实时得到实空间中样品表面的三维图像，可用于具有周期性或不具备周期性的表面结构的研究，这种可实时观察的性能可用于表面扩散等动态过程的研究．3)可以观察单个原子层的局部表面结构，而不是对体相或整个表面的平均性质，因而可直接观察到表面缺陷。
表面重构、表面吸附体的形态和位置，以及由吸附体引起的表面重构等．4)可在真空、大气、常温等不同环境下工作，样品甚至可浸在水和其他溶液中不需要特别的制样技术并且探测过程对样品无损伤．这些特点特别适用于研究生物样品和在不同实验条件下对样品表面的评价，例如对于多相催化机理、超一身地创、电化学反应过程中电极表面变化的监测等。
西安交通大学大学物理仿真试验
西安交通大学大学物理仿真试验实验题目：用单摆测量物体重力加速度2140504096 自动化44 滕家伟一、实验简介单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。
本实验的目的是进行简单设计性实验基本方法的训练，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源，提出进行修正和估算的方法。
二、实验原理1、单摆的一级近似的周期公式为由此通过测量周期T,摆长l求重力加速度.2、不确定度均分原理在间接测量中，每个独立测量的量的不确定度都会对最终结果的不确定度有贡献。
如果已知各测量之间的函数关系，可写出不确定度传递公式，并按均分原理，将测量结果的总不确定度均匀分配到各个分量中，由此分析各物理量的测量方法和使用的仪器，指导实验。
一般而言，这样做比较经济合理。
对测量结果影响较大的物理量，应采用精度较高的仪器，而对测量结果影响不大的物理量，就不必追求高精度仪器。
三、实验仪器1、单摆仪实际照片和程序中的显示操作提示：拖动摆球让摆球摆动用鼠标左键或者右键点击摆线末端的旋钮来增大或者减小摆线长2、游标卡尺实际照片和程序中的显示操作提示：可以拖动副尺部分，改变测量卡口张开的大小可以用鼠标左键或者右键点击锁定旋钮，来锁住或者解锁副尺3、螺旋测微器实际照片和程序中的显示操作提示：鼠标左键或者右键点击转轴可以向上或者向下旋转转轴鼠标左键或者右键点击锁，可以锁定或者解锁4、电子秒表实际照片和程序中的显示操作提示：鼠标点击开始暂停按钮可以开始或者暂停计时鼠标点击复位按钮可以对秒表复位5、米尺实际照片和程序中的显示操作提示：用鼠标拖动左侧全景图中的白色区域，改变右侧放大区域对应的位置在右侧图中拖动米尺，可以改变米尺位置四、实验内容1、用误差均分原理设计一单摆装置,测量重力加速度g.设计要求:(1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法.(2) 写出详细的推导过程,试验步骤.(3) 用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%.可提供的器材及参数:游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用).假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s;米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.2、. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求.五、实验数据记录3、单摆长度L=90.50cm六、实验数据处理及分析g=4π2l/T2=4×3.14²×0.9146/(1.925)²≈9.75 N/kgE=∆g=0.05×100%=0.5%误差分析：实验中单摆的长度测量和周期测量的误差会使实验结果有误差，单摆长度偏长，g偏大，单摆长度偏短，g偏小，周期偏大，g偏小，周期偏小，g偏大。
实验报告核磁共振实验
实验报告核磁共振实验实验报告：核磁共振实验一、实验目的本次核磁共振实验的主要目的是深入了解核磁共振现象，掌握核磁共振的基本原理和实验方法，通过对样品的测试分析，获取有关样品分子结构和物理化学性质的信息。
二、实验原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）是指处于静磁场中的原子核在另一交变磁场作用下发生的物理现象。
原子核具有自旋的特性，自旋会产生磁矩。
在没有外加磁场时，原子核的磁矩方向是随机的。
当置于外加静磁场中时，原子核的磁矩会取向于特定的方向，分为与磁场平行和反平行两种状态。
平行时能量较低，反平行时能量较高。
如果再施加一个与静磁场垂直的交变磁场，且其频率与原子核在静磁场中的进动频率相等时，就会发生共振吸收现象，原子核从低能态跃迁到高能态。
这个共振频率与原子核的种类、所处的化学环境以及外加磁场强度有关。
通过测量共振时吸收的能量和频率，可以得到关于原子核及其所处环境的信息。
三、实验仪器与试剂1、核磁共振仪：包括超导磁体、射频发射与接收系统、控制台等。
2、样品管：用于容纳测试样品。
3、测试样品：例如某种有机化合物溶液。
四、实验步骤1、样品制备准确配制一定浓度的样品溶液，确保溶液均匀无沉淀。
将样品溶液装入样品管中，注意避免气泡产生。
2、仪器调试开启核磁共振仪，预热一段时间，使其达到稳定工作状态。
调节磁场强度和射频频率，使其达到实验所需的条件。
3、样品测试将装有样品的样品管放入仪器的检测区域。
启动测试程序，记录核磁共振信号。
4、数据处理对获得的核磁共振信号进行处理，例如傅里叶变换，以得到频谱图。
分析频谱图中的峰位置、峰强度和峰形等信息。
五、实验结果与分析1、频谱图分析观察到了多个明显的共振峰，每个峰对应着样品中不同化学环境的原子核。
通过峰的位置可以确定原子核的化学位移，化学位移反映了原子核周围电子云的密度和化学键的特性。
2、峰强度分析峰的强度与相应原子核的数量成正比，可以用于定量分析样品中不同组分的含量。
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西安交通大学大学
物理仿真实验报告
——核磁共振
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核磁共振
一、实验介绍
1946年伯塞尔用吸收法，布洛赫用感应法几乎同时发现物质的核磁共振现象，核磁共振是测定原子的核磁矩和研究核结构的直接而又准确的方法。
是物理，化学，生物学研究中一项重要的实验技术，在遗传学，计量科学，石油分析中有重要应用。
本实验的目的是观察核磁共振稳态吸收现象，掌握核磁共振的实验原理和方法，测量
二、实验目的
1、观察核磁共振稳态吸收现象；
2、掌握核磁共振的实验原理和方法；
3、测量1H和19F的γ值和g值。
三、实验原理
核磁共振的经典观点：
从经典力学观点看，具有磁矩μ和角动量P的粒子，在外磁场B0中受到一个力矩L的作用：
L=μ×B0
此力矩使角动量发生变化： dP/dt=L
故dμ/dt=ϒμ×B0 。
若B0是稳恒的且沿Z方向，则上式表示μ绕B0进动，进动频率ω0=ϒB0，若在XY平面内加一个旋转场B1，其旋转频率为ω0，旋转方向与μ进动方向一致，因而μ也绕B1进动，结果使ϴ角增大，表示粒子从B1中获得能量。
核磁共振的方法图像：。