5演示实验

7: 双向翻转伽耳顿板

操作方法：

1 、翻转伽耳顿板，使红豆集中到一侧；关闭挡板，再翻转伽耳顿板使其到竖直位置

2 、轻打开挡板，让红豆逐一落下，观察其下落位置的随机性；

3 、全打开挡板，让大量红豆同时下落，观察最终的分布情况；

4 、多次重复实验，比较每次红豆的分布情况。

注意事项：

每次要将伽耳顿板调整到竖直位置，并尽可能对称分布时再开始实验。

原理提示：

演示大量偶然事件的统计规律和涨落现象。

单个随机事件的结果是无法预测的，如分子运动的速度和方向就是随机事件。描述随机事件只能用概率统计的方法，考察大量随机事件的统计规律性。伽耳顿板演示了大量粒子随机运动的统计规律和涨落现象。单个红豆落入哪个槽中是随机的，大量红豆的分布却呈现出规律性。某一槽中红豆的数量反映了红豆落入其中的概率；与分子运动速率作类比，对应于处在某速率区间的分子数。重复实验时，特定槽中每次落入的红豆数量大致相同，但又有些许偏差，这就是统计涨落现象。

9 ：共振演示

操作方法：

1 、开机前，先将电压调节旋钮逆时针减小，预防开机后电压过大造成的过大振动。

2 、开机后，选择适当频率，将电压调节旋钮逐渐增大。

3 、适当调节频率与电压大小，观察信号源频率与台面上物体固有频率相接近时的共振现象。

注意事项：

信号源电压一定要从小到大调节，出现共振现象即可，电压切勿过大。

原理提示：

振动系统在周期性外力的作用下所发生的振动称为受迫振动，这个周期性外力称为策动力。分析表明，当策动频率时，受迫振动的位移振幅达到最大，称为位移共振。阻尼越小，共振频率越接近固有频率，位移振幅就越大。

10: 弦驻波

操作方法：

1 、首先将信号源控制振幅电压输出调至最低，打开电源；

2 、适当增大电压至弦平稳振动，然后调节频率旋钮，直到出现弦驻波；

3 、多次改变频率，观察不同的弦驻波（注意波腹与波节数目）；

4 、将频率固定，调节另一端的滑轮手柄，改变弦线的松紧状态，也可以改变波腹与波节的数目。

注意事项：

实验中输出电压不要太高 , 每次变化不能太大。

原理提示：

驻波形成条件和影响驻波的因素

频率、振动方向及振幅都相同的两列简谐波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加形成驻波。驻波中既没有相位的空间移动，也没有能量的定向传播，各点均在自己的平衡位置附近作简谐振动。振幅最大处为波腹，振幅为零处为波节。实验时，通常利用端面或端点的反射波与入射波叠加来形成驻波。在以上实验中，概括来说，在满足振动介质的长度等于入射波半波长的整数倍时，即可形成驻波。于是通过改变入射波长（频率），每种装置都可以实现多种形式的驻波 .

11: 弹簧纵驻波演示仪

操作方法：

1 、先将电压调节旋钮逆时针减小，打开电源，适当增大电压（电压不宜太高）使弹簧发生振动；

2 、缓慢调节频率，直到弹簧振动呈现明显的波节和波腹，即形成纵驻波，此时略增大电压，现象更为显著；

3 、改变频率，重复操作 2 ，再观察现象；

4 、结束实验，将频率和电压调至最低，关闭电源。

注意事项：

1 、仪器要放到有白墙作衬底的地方，以便于观察；

2 、电压一定要从小到大调节，出现驻波即可，电压切勿大，既影响效果又损坏仪器。

原理提示：

弹簧的振动在对应的固定端被反射，与入射振动叠加形成驻波

驻波原理同昆特管的原理提示

12: 昆特管

操作方法：

1. 将信号源电压输出调至最低，打开信号源；

2. 信号频率调至某一参考值附近，调节频率微调旋钮至管内形成驻波。此时能看到激起的片状水花（若现象不明显可适当增大电压值）；

3. 依次观察在各参考频率下管内出现驻波的情况；

4. 测量出某频率下驻波两相邻波腹的距离（半波长），以便根据公式算出波速。

注意事项：

1. 改变频率之前先降低输出电压，调好频率后再增大电压，以免声音太大。

2. 注意提醒学生，声波是一种纵波，观察纵波的驻波现象。

3. 在出厂前，形成驻波的频率都经过测试标在仪器平板的表面，频率可根据标示值选择，也可在大约 180 赫兹、 280 赫兹、 360 赫兹、 420 赫兹左右选择。

4. 煤油倒入玻璃管量，按出厂前玻璃管立直时标出的高度即可

原理提示：

声波在煤油中传播，入射波和反射波叠加形成驻波，在驻波的波腹处，煤油被激起，形成浪花。在驻波中，波节点始终保持静止，波腹点的振幅为最大，其它各点以不同的振幅振动。所有波节点把介质划分为长 l ／ 2 的许多段，每段中各点振幅虽不同，但相位皆相同，而相邻段间的相位则相反。因此，驻波实际上就是分段振动现象，在驻波中没有振动状态和相位的传播，故称为驻波。

13: 超导磁悬浮

操作方法 :

1 、首先将小车下面垫上一 8mm 左右的硬纸板放在磁性导轨上。要让再将液氮倒入小车容器中 , 大约过三分钟，撤下硬纸板。

2 、小车悬浮在空中 , 给其一个驱动力 , 机车就会沿着磁性导轨运动。

3 、打开驱动力的开关（可变向） , 让机车每圈的运动都受到一个驱动力的作用 , 这样可是机车持续的运动下去。

注意事项 :

1 、液氮的温度是零下近 200 摄氏度，操作者及观看者要注意不要触及液氮，操作时一定要带手套，使用镊子。

2 、超导块的冷却要均匀，全面，最好全部浸入液氮中，否则机车的运动将会不稳定。

原理提示 :

超导体的磁性与导体不同，进入超导态后置于外磁场中时，它内部产生磁化强度与外磁场完全抵消，磁力线完全被排斥在超导体外面，从而内部的磁感应强度为零，这就是超导体的完全抗磁性，即迈斯纳效应。完全抗磁性会产生磁悬浮现象。实验中，当超导块经冷却达到超导态后靠近磁性导轨时，磁力线进入超导体表面并形成很大的磁通密度梯度，感应出高临界电流，从而超导块对轨道产生排斥，排斥力克服超导体重力使其悬浮。磁性导轨用铷铁硼磁块铺设在钢板上制成，两边 N 型轨道起磁约束作用，保证超导块在轨道上运动。