电子科技大学 大学物理 实验报告(利用Mathcad软件)
电子科技大学实验报告
电子科技大学实验报告电子科技大学实验报告电子科技大学作为中国一流的电子信息科学与技术学府，以其卓越的教育质量和科研实力备受瞩目。
在这所学校里，学生们不仅接受了丰富的理论知识，更重要的是能够通过实验来巩固和应用所学的知识。
实验报告作为实验课程的重要组成部分，对学生的实验能力、分析能力和表达能力都有一定的要求。
一、实验目的与背景每个实验报告都应该明确实验的目的和背景。
在电子科技大学的实验报告中，一般会先介绍该实验所涉及的相关知识和背景，然后明确实验目的。
以“电路实验”为例，可以介绍电路的基本概念和理论知识，然后明确实验目的是通过搭建电路，观察和分析电流、电压、电阻等参数的变化规律。
二、实验装置与步骤实验报告中应该详细描述实验所用的装置和仪器，并给出实验步骤。
例如，在电路实验中，可以列出所用的电源、电阻、电流表、电压表等装置，并详细说明实验的具体步骤，包括搭建电路的过程、调节参数的方法以及观察数据的记录方式。
三、实验结果与数据分析实验结果是实验报告的重要部分，学生需要将实验过程中所得到的数据进行整理和分析。
在电子科技大学的实验报告中，学生可以通过绘制图表、计算数据等方式来展示实验结果。
例如，在电路实验中，可以通过绘制电流与电压的关系曲线图来展示实验结果，并根据曲线的趋势和数据的变化来分析电路的特性和规律。
四、实验讨论与结论实验讨论是实验报告中的重要环节，学生可以在这一部分对实验结果进行讨论和解释。
例如，在电路实验中，学生可以通过比较实验数据和理论计算结果的差异，来分析实验误差的原因，并提出改进的方法。
最后，学生需要总结实验的结论，并对实验的意义和应用进行简要的说明。
五、实验心得与改进意见实验心得是学生对实验过程和结果的个人感悟和体会，可以在实验报告的最后部分进行阐述。
学生可以谈论自己在实验中遇到的困难和解决方法，以及对实验过程和结果的评价。
同时，学生还可以提出对实验的改进意见，以便于今后的实验能够更加顺利和有效地进行。
杭电软件实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着计算机技术的飞速发展，软件工程已成为计算机科学与技术领域的重要组成部分。
为了让学生更好地掌握软件工程的基本理论、方法和实践技能，提高软件设计、开发和测试能力，杭州电子科技大学计算机学院特开设了软件实验课程。
本次实验旨在通过实际操作，让学生了解软件工程的基本流程，掌握软件设计、编码、测试等关键步骤，培养学生的团队协作能力和创新意识。
二、实验环境与工具1. 实验环境：Windows 10操作系统，Java Development Kit（JDK）1.8，Eclipse IDE。
2. 实验工具：Git版本控制工具，JUnit测试框架，Maven构建工具。
三、实验内容与步骤1. 项目需求分析本次实验项目要求设计一个简单的学生信息管理系统，包括学生基本信息、课程信息、成绩信息等。
系统应具备以下功能：（1）学生信息管理：增加、删除、修改、查询学生信息。
（2）课程信息管理：增加、删除、修改、查询课程信息。
（3）成绩信息管理：增加、删除、修改、查询成绩信息。
2. 系统设计（1）系统架构设计：采用MVC（Model-View-Controller）模式，将系统分为模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）三个部分。
（2）模块划分：根据功能需求，将系统划分为学生信息模块、课程信息模块、成绩信息模块和主界面模块。
3. 编码实现（1）学生信息模块：实现学生信息的增删改查功能。
（2）课程信息模块：实现课程信息的增删改查功能。
（3）成绩信息模块：实现成绩信息的增删改查功能。
（4）主界面模块：实现系统启动、功能导航、退出等功能。
4. 测试与调试（1）单元测试：使用JUnit测试框架对各个模块进行单元测试，确保模块功能正确。
（2）集成测试：将各个模块集成在一起，进行集成测试，确保系统整体功能正常。
（3）性能测试：对系统进行性能测试，评估系统响应速度、资源消耗等性能指标。
5. 项目部署与发布（1）使用Maven构建工具生成项目打包文件。
用Mathcad解决物理问题2
用Mathcad 解决物理问题一：受迫振动实验原理：用一个周期性的外力作用于一个阻尼振动系统，以补充阻尼振动过程中能量的损失。
这种周期性的外力称为策动力，在策动力作用的振动称为受迫振动。
设周期性的策动力为 F=F0*cos （p ∗t ）则 受迫振动的动力学微分方程：d 2x dt 2+2∗βdx dt +ω02=h ∗cos (p ∗t)求解该微分方程可得：X=A0*e −β∗t ∗cos ω02−β2+φ0 +A ∗cos (p ∗t +φ1)由该解可知，第一项是减幅振动，随着时间的推移，该振动的振幅逐渐逼近于零；第二项是稳定振动，其振幅不随时间的推移而变化，稳定振动的频率由策动力的频率决定，与振动系统的固有的频率无关。
最终的稳定振动方程为：X=A*cos(p*t+φ1) 使用mathcad 绘出图形如下：二：同方向，不同频率的简谐振动的合成实验原理：设两个分振动的频率分别为ω1和ω2，振幅均为A0，由于频率相同，总有某时刻两个分振动的旋转矢量重合，即二者相位相同，为简化问题同时不失一般性，我们把此刻记为时间零点，这样，两个分振动可以分别设为X1=A0*cos(ω1∗t+φ)X2=A0*cos(ω2∗t+φ)故合振动的振动方程为X=X1+X2=A0*cos(ω1∗t+φ)+A0*cos(ω2∗t+φ)=2*A0*cos(ω2−ω1∗t/2)*cos((ω2+ω1)*t/2+φ) 该式表明，不同频率的简谐振动，其合振动不再是一个简谐振动。
如果两个振动的频率都较大而其差较小，振幅部分比起相位部分变化缓慢得多，这样产生振动的振幅时而加强，时而减弱的现象称为拍。
使用mathcad绘出图形如下：三：光栅衍射的光强分布实验原理：一束平行光照射到光栅上，透过光栅在透镜的焦平面处的屏上就得到一组光栅衍射图形。
显然，通过光栅不同的缝的光要发生干涉，而每条缝发出的光本身会产生衍射。
因此，光栅衍射图形是单缝衍射和缝间多光束干涉的综合效果。
用Mathcad解决物理问题1
用Mathcad解决物理问题学号：2012033040015姓名：余希猛班级：固体电子工程四班一：范德瓦耳斯方程原理：1 分子固有体积修正在理想气体状态方程中，容器的体积V就是每个分子可以自由活动的空间，如果把分子当作有一定大小的刚性球，则每个分子的有效活动空间将不再是V。
设1mol气体占有体积Vm，其中分子能自由活动的空间为Vm-b，则对1mol气体，状态方程为P（Vm-b）=RT2 分子吸引力修正气体动理论指出，气体的压强是大量分子无规则运动中碰撞器壁的平均总效果。
对于理想气体，由于假设除碰撞外分子间无相互作用，各个分子都可以自由碰撞器壁。
当考虑到分子间引力时，气体分子实际上作用于容器壁的压强应该为上式的压强减去内压强。
即：P=RT/(Vm-b)-Pm3 范德瓦耳斯方程将气体分子看做有相互作用的刚性球时，气体的状态方程为（Pm+a/Vm^2）(Vm-b)=RT上式是表示1mol气体的范德瓦尔斯方程，由于范德瓦尔斯方程是一个经验方程，所以式中a和b的数值要由实验确定。
Mathcad模拟结果①保持b,T不变②保持a,T不变保持b,a不变实验体会: 这个实验的原理十分好理解，但是一开始对曲线的图形还是没有具体的映象。
通过查找相关资料与分析了解到，它的曲线不像理想气体状态方程表示的那样，是反比例函数的一支，而是有两个极值点。
这种变化的产生正是考虑了实际情况，即当实际气体被不断压缩时，气体会有一个从气体到液体再到固体的变化过程。
这种变化导致了曲线出现两个极值点，而理想气体这则不会有这种变化。
然而当通过mathcad作图后发现范德瓦尔斯方程绘出的图形和理想气体状态方程绘出的图形仍一样，没有出现两个极值点。
于是又重新检查所列的方程，发现并没什么基本错误。
从开始查找原因，大概花费将近半个多小时的时间，期间进行了各种尝试，而一个偶然的尝试，即改变方程变量前的系数，突然就出现了预期的图形。
但是还不是很理想，然后又多次改变系数，最终得到一个比较理想的图形。
杭州电子科技大学CAD实验报告
杭州电子科技大学实验报告实验课程名称：电子线路CAD姓名：学号：指导教师：2016年 4 月 5 日实验一1）实验目的与要求电路如图1-1所示，图中二极管为D1N914，试在二极管伏安特性上作出直流负载线，以确定工作点V DQ和电流I DQ。
2）实验内容绘制电路图：以二极管电压为横坐标，二极管流经电流I（D1）为纵轴，经仿真得到二极管的伏安特性曲线（绿色），由（5-Vd1）/1000计算得到负载线（绿色），交叉点为其工作点，取0-9.5V为电压范围。
仿真结果如图：3）实验结论由仿真结果得，工作点V DQ=923.900mV和电流I DQ=4.0709mA实验二1）实验目的与要求电路如图1-2所示,已知二极管为D1N3606，，试求V A和V O2）实验内容绘制电路图：仿真时横坐标为时间t，输入正弦波周期为1ms，设定仿真2ms，先仿真A点的电压波形，得到V A。
然后增加一个纵坐标，再仿真V out的波形，得到V out3）实验结论经仿真后结果如图：V A为绿色，V out为红色仿真结果如图：实验三1）实验目的与要求2）实验内容绘制电路图：3）实验结论①经仿真使用DC Sweep得Vi在-25V到25V变化的电路传输特性，得到V out波形。
仿真结果如图：②经Time仿真，仿真两个周期2ms。
正向导通最大值为二极管与稳压管的最大压降。
仿真结果如图：实验四1）实验目的与要求2）实验内容绘制电路图：3）实验结果仿真采用DC Sweep，V BE为主变量，题目要求为1V，所以设定范围0-1.2V，V CE为参变量，设定为0、0.3、1、10V，I B仿真结果如图：仿真结果可知，V CE为1V和10V时，工作在放大区，I B不随V CE 变化而变化，图像重合。
V CE=0V时，I B=22.482mA ；V CE=0.3V时，I B=14.248mA ；V CE=1V时，I B =11.703mA ；V CE=10V时，I B =11.703mA实验五1）实验目的与要求2）实验内容绘制电路图：3）实验结果仿真采用DC Sweep，Vce为主变量，设定范围0-16V，Vbe为参变量，设定为1V。
电子科大大学物理mathcad的几个图形
1、阻尼振动
研究弹簧振子在周期性驱动力和阻力的作用下的振动规律。 取 弹 簧 振 子 在 回 复 力 为 F = − mω0 x , 周 期 性 驱 动 力 为 F ' =mhcos( ωt ) 以 及 阻 力
2
f = −2 m β
dx 的情况下振动。 dt d2x dx +2 β + ω02 x = h cos(ωt ) 2 dt dt
30
40 40
以上图形说明：随着 k 的增大弹道的下落轨迹变陡。 综上所述：当其他因素确定，k 变化时，随着 k 的增大弹道下落轨迹会变得越来越陡。
4、
傅里叶级数展开
傅里叶级数展开式：
则矩形波可分解为一系列正弦波之和：
2
t)
则其合振动的振幅变化频率为
ω1 − ω2
2
，包络线方程为 x = ±2 A cos(
ω1 − ω2
2
t)
取 ω1 =20， ω2 = 19 ，则其合振动图像如图所示：
3 3
2
1 cos( 20⋅ t ) + cos( 19⋅ t ) 2 cos( 0.5⋅ t ) 0 − 2 cos( 0.5t ) 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
d2x dx m 2 = f x = −k ( )n dt dt 2 m d y = f − mg = −k ( dy ) n − mg y dt dt 2
当取 n = 1, m = 1kg , 对于竖直方向： 当 k=0.00000004 时
10 8 6 y0 ( t ) 4 2 0
0 0 10 20 x0( t ) 30 40 40
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R 0，R 1，R 2，R x 组成一个四边形，即电桥的四个臂，其中R x 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R x = (R 1/R 2)·R 0，(R 1/R 2)和R 0都已知，R x 即可求出。
电桥灵敏度的定义为：式中ΔR x 指的是在电桥平衡后R x 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。
基于Mathematica的大学物理模拟实验
２ 程 序设 计
对物理 问题进行 分 析和计 算 提供 了计算 模拟 的基 础 ， 但 是要 想 获得较 好 的演示 效果 ， 还需 要在
表 现形式 上下 功夫 。 ２ ． １ 振子 的 大小 该物 理 问题并 未 确 定 振 子 的形 状 和 大小 ， 为
ｔ ０＝ ２ ￣ ｒ ／ｗ ；
基 于 Ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ的 大 学 物 理 模 拟 实 验
胡 宗元
（ 首都经济贸易大学 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ０ ）
摘
要： 在大学物理教学 中开模拟实验 ， 不仅 可以使学 生很 好 的掌握所 学基本理论知识 ， 还 可以促
进计算机应用能力的发展 。基 于 Ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ， 结合大学物理实验 ， 设计 了一个能够进行振动模拟试验的 程序 。输入任 意条件 ， 该程序都可 以输 出动画 、 频 闪图和轨迹 曲线等仿真实验结果 。
【 ０＋ ０， ＝
于是 运动 方程 成为
ｆ 曰￣ ／ 一 ， ＞ｗ
。 ＝ Ａ ， 口 。 ＝ 一 ｉ Ａ ＋ ｛ Ｂ ￣ ／ 二 ，ｉ ＜ （ ５ ）
【 Ｂ
．
：
』 。 － ＂ （ Ａ Ａ ｃ ｏ ｓ 。 ｈ ｗ ｌ ｔ ＋ Ｂ ｓ ｉ ｎ ｈ ｗ ｌ ｔ ）
种 方式作 图 、 发 声 和动 画命 令 ， 使人们 直观 地把 握
标系， 则 由牛顿第 二定 律 得 到运 动微 分方程
ｍｘ ＝一２ ｍｉ Ｊ ｃ—ｍｗ （ １ ）
最 口 互 ＝一２ 一Ｗ
（ ２ ）
解 出通解 为
ｒ ｅ （ Ａ ｃ ｏ ｓ ｈ￣ ／ 一Ｗ ＋ Ｂ ｓ ｉ ｎ ｈ￣ ／ 一Ｗ ）
Mathcad在弦振动大学物理实验中的应用
Ｍａ ｃｄ是 美 国 Ｐ Ｃ公 司旗 下 的一款 交 互 式 ２ 实 验 原 理 及 内 容 ｔａ ｈ Ｔ 的数值 计算 系统 ， 文本 编辑 、 学计 算 、 序 编辑 集 数 程 依 据激 励装 置 的不 同 ． 弦振 动 的实验 可通过 两 和 仿真 于一 体 ， 可广 泛应 用 于代数 运算 、 积分 、 微 矩 种 方 式 实 现 ： 是 通 过 振 动 音叉 驱 动【： 是 使 用 一 ４二 ］ 阵 运算 、 符号 计算 、 量 与单位 的定义 和计算 、 变 图形 固定均匀 弦振 动仪 ［ 后者 是利 用在 两端 固定并 载 ３ ］ 处 理和 程序 编写 等［ １ ］ 的 主要特 点包 括 可 以在工 有 交 流 电流 的金 属 弦 线在 磁 场 中受 到 安 培力 作 用 它 作 区任 意位 置输 入 ． 且输 入格 式与 人们 习惯 的数 学 振 动并产 生共 振 而形 成驻波 ． 是传 统 的电振 音叉 的 书 写格 式非 常接 近 ， 因而形 象 、 观便 于 阅读 ； 用 升级 换代 产 品 。 有无 噪声 、 污染 的特点 ， 直 采 具 无 并且 通 动 态 的所 见 即所 得 （ ＷＹＳ ＷＹＧ） 界面 ． 整 任 何 参 过 函数信 号 发生 器可 以方便 地调 节频 率 ． 调 上述两 点 数 ， 应 的 结果 也 自动发 生 改变 。Ｍａ ｃ ｄ可 以看 都是 后者 优 于前者 之 处 相 ｔａ ｈ 作 是 一个 功 能 强 大 的计 算 器 ．还 可 以 与 Ｍｉ ｏｏ ｃ ｓｆ ｒ ｔ 二者 的 实验原 理 基本相 同 以前 者 为例 ． 图 如 Ｏ ｅ Ａ ｔＣ Ｄ、 ｔａ ｍｃ 、 ｕｏ Ａ ＭａＬ ｂ等 软件 进行 数据 交换 与整 １所 示 ， 细 弦线 的一 端 固定 在 电振 音 叉上 ． 一 将 另 合 。它 没有 复杂 的规 则 。 行 并不 要求 具备 较 多的 端绕 过滑 轮挂 上砝 码 。音叉 振 动强迫 弦线 振动 （ 运 弦 计算 机 知 识 ， 因此 ， 别适 合 教 师 、 生 、 程 人 员 振 动 频率 和音 叉 的频率 Ｖ 相 等 ） 形成 一列 向滑 轮 特 学 工 ， 等用 户使 用 。 端前 进 的横波 。 为人 射波 。入射 波在 滑轮 处反 射 称 在 自然界 中 ． 振动 现象 是广 泛存 在 的 。而 弦振 后 形成 沿相 反 方 向传播 的反射 波 这样 入射 波与 反 动 特性 的 研 究 一 直 以 来 是 高 等 学 校 大 学 物 理 实 射波 在 同一 弦线上 相互 干 涉 ． 当调节 砝码 重量 或 适 验 中 的 传 统 力 学 实 验 之 一 ． 过 该 实 验 的 开设 ． 弦长 （ 通 音叉 端 到滑 轮轴 间 的线 长 ）弦线 上 的波就 能 ． 学生 对 波 的形 成 、传 播和 干涉 能够 产生 更加 直 观 、 形成 驻波 。这 时 ， 以看到 弦线 上 的波 就被 分成 了 可 深刻 的认 识 。但在 实 验 的 开 展 过 程 中 ． 在 以下 几 段 。每段 波 两端 始终 静止不 动 的点称 为波 节 ． 存 而 问题 ： 在抽 象 的实 验原 理与 具体 的实 验 现象 之 间不 中 间振 幅最大 的点 称 为波腹 容易 建 立联 系 ．给 教 师授 课 和 学 生理 解 带 来 了困 难 ； 验 后 期 数 据 较 多 ， 处 理 比较 繁 琐 ， 要 计 实 且 需 算 、 图等 多 个 步 骤 。 实 践 表 明 。 分 利 用 一些 作 充 数 学软件则 可 以缓 解这 种 状况 】 本文 以 Ｍａｈ ａ ｔｃｄ １． ４０版本 为例 ． 绍其对 弦 振动 现象 的仿 真模 拟 以 介 及 对 数 据 的最 小 二 乘 法分 析 和 图像 表 达 的典 型应 图 １弦振 动 实验 装置 示意 图
电子科大 实验报告
电子科大实验报告电子科技大学实验报告引言：电子科技大学作为中国著名的高等学府，以其卓越的教学质量和科研实力享誉全国。
在这里，学生们接受着严格的实验训练，以提升他们的科学研究能力和实践技巧。
本文将对电子科技大学的实验教学进行探讨，以及对我个人在实验中的体验和收获进行分享。
实验教学的重要性：实验教学在高等教育中具有重要的地位。
通过实验，学生们能够亲自动手操作，观察现象，进行数据采集和分析，从而深入理解课堂上学到的理论知识。
实验教学不仅培养了学生的动手能力和实践能力，还锻炼了他们的团队合作和解决问题的能力。
因此，电子科技大学高度重视实验教学，为学生提供了丰富多样的实验项目和设备。
实验室设备的先进性：电子科技大学实验室设备的先进性也是其实验教学的一大特点。
学校投入大量资金购置了各种先进的实验仪器和设备，以满足学生的学习需求。
例如，在电子信息工程专业的实验室中，学生们可以使用高性能的示波器、信号发生器和频谱分析仪等设备进行电路实验和信号处理实验。
这些设备不仅提供了实验所需的基本功能，还具备了一些高级功能，使得学生们能够更好地进行实验研究。
实验项目的多样性：电子科技大学的实验项目种类繁多，涵盖了各个专业领域。
学生们可以根据自己的兴趣和专业方向选择适合自己的实验项目。
例如，在通信工程专业的实验室中，学生们可以进行无线通信实验、光纤通信实验等；在计算机科学与技术专业的实验室中，学生们可以进行网络安全实验、人工智能实验等。
这些实验项目既能够帮助学生巩固课堂上学到的知识，又能够拓宽他们的实践经验。
个人实验体验与收获：我作为一名电子信息工程专业的学生，在电子科技大学的实验教学中获得了很多宝贵的经验和收获。
首先，通过亲自动手操作实验仪器，我深入了解了电路的工作原理和信号的处理方法。
其次，实验教学锻炼了我的团队合作和沟通能力，因为在实验中，我们需要与同组的同学密切合作，共同解决实验中遇到的问题。
最后，实验教学培养了我解决问题的能力。
电子科技大学 大学物理 实验报告(利用Mathcad软件)
先考虑多缝干涉的影响.根据分波阵面获得相干光的方法,此时可认为各缝就是 个间距为 的同相子波波源,它们沿每一方向都发出频率相同,振幅相同的光波,这些光波的叠加形成了多光束干涉.
对于衍射角 ,从上到下,光栅两相邻狭缝发出的光线到达屏上 点时的光程差都是相等的,由图14.4.1可知,这一光程差等于 ,当 满足
指导教师：
日 期： 2012年 6月 15日
电子科技大学
实验报告
实验一:利用Mathcad软件模拟方波信号傅里叶级数展开 P3
实验二:Mathcad软件受迫振动的微分方程作图 P7
实验三:利用Mathcad软件光栅衍射作图P14
电子科技大学
实验报告
实验一
一、实验名称：利用Mathcad软件模拟方波信号傅里叶级数展开
在mathcad中要按crtl+=可打ad中按=可打出
电子科技大学
实验报告
实验三
一、实验名称：光栅衍射作图
二、实验学时：4
三、实验内容和目的：了解光栅衍射原理,利用Mathcad作图
四、实验原理：光栅衍射
五、实验器材（设备、元器件）：使用Mathcad。
当级数项越来越多时，图形越来越逼近方波，当级数项趋近于无穷项时，就可以将其视为方波。以上实验直观说明用Fourier级数对方波分析的有效性。
电子科技大学
实验报告
实验二
一、实验名称：利用受迫振动的微分方程作图
二、实验学时：4
三、实验内容和目的：Mathcad的使用方法,受迫振动
四、实验原理：利用受迫振动的微分方程和初始条件，在Mathcad中做出图形
，
时,通过各缝的光到达屏上 点都是同相而获得干涉相长形成明纹,式14.4.1成为光栅方程,式中 为明纹级数, 对应于中央明纹, 表示各级明纹两侧对称分布.
2023年大学物理演示实验报告4篇
2023年大学物理演示实验报告4篇大学物理演示实验报告1一、演示目的气体放电存在多种形式，如电晕放电、电弧放电和火花放电等，通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。
二、原理首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电，而球型电极未放电。
这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。
导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处)，两极之间的电场越强，空气层被击穿。
反之越少(球型电极处)，两极之间的电场越弱，空气层未被击穿。
当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时，其间的电场较弱，不能击穿空气层。
而此时球型电极与平板电极之间的距离最近，放电只能在此处发生。
三、装置一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。
四、现象演示让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电，而球型电极未放电。
接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的`距离，放电在球型电极与平板电极之间发生五、讨论与思考雷电暴风雨时，不要在空旷平坦的田野上行走。
为什么?大学物理演示实验报告2实验目的：通过演示来了解弧光放电的原理实验原理：给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。
雅格布天梯的两极构成一梯形，下端间距小，因而场强大(因)。
其下端的空气最先被击穿而放电。
由于电弧加热(空气的温度升高，空气就越易被电离, 击穿场强就下降)，使其上部的空气也被击穿，形成不断放电。
结果弧光区逐渐上移，犹如爬梯子一般的壮观。
当升至一定的高度时，由于两电极间距过大，使极间场强太小不足以击穿空气，弧光因而熄灭。
简单操作：打开电源，观察弧光产生。
并观察现象。
(注意弧光的产生、移动、消失)。
实验现象：两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。
巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电，同时产生光和热。
用Mathcad软件对一些物理问题的分析
用Mathcad 软件对一些物理问题的分析杨东杰 2900103013一，受迫振动。
对某一运动系统（方程x(t)），在弹性力kx ，阻力Cv 和周期性的外力Fcos ωt 的作用下做受迫振动。
周期性外力的最大值为F ，ω是外力的角频率。
则由牛顿第二定律，有m 2tx dd 2⋅C tx d d ⋅+k x ⋅+F c o s ωt⋅因为m, k, C, F, ω都是定量。
则方程两端均除以m 后，令2ω=m k ，β2=mC ，hm F =，则上式变为2tx t ()dd 22β⋅tx t ()d d ⋅+ω02x t ()⋅+h cos ωt ⋅()⋅上述微分方程的解为)cos()cos(0φωϕωβ+++=-t A t eA x t我们可以看出，经不长时间，解得左半部分趋近于零，则)cos(φω+=t A x ,且A hω02ω2-()24β2⋅ω2⋅+⎡⎣⎤⎦12:=，φatan 2-β⋅ω⋅ω02ω2-⎛⎝⎫⎪⎭:=, x1t ()A cos ωt ⋅φ+()⋅:=则做出图像为0510150.30.3x t()x1t()t我们可以看出x(t)随时间的增长，确实逐渐趋近于x1(t)。
二，弹道的轨迹对一斜抛运动，由于重力及空气阻力的作用，其在x, y两方向的运动方程为2t y t()d d 29.8-kty t()dd⎛⎝⎫⎪⎭n⋅-，2tx t()dd2k-tx t()dd⎛⎝⎫⎪⎭n⋅。
当k=0，n=1时，即无空气阻力时，如下图2；当k=1，n=1时，如下图3；当k=1，n=2时，如下图4图2 图3 图4 可见，当k与n变化时，斜抛运动的轨迹会发生变化。
且k，n越大，影响越大。
三，拍现象图5 图6图5为3cos 8t ⋅π+()⋅3cos 7t ⋅π+()⋅+的合成图，图6为+的合成图。
两个图主要是合成的两个间歇运动的频率差不同，图5中频率差小于图6，因此图5中拍现象更加明显。
这与教材上对拍的定义一致。
电子科技大学学院
电子科技大学微固学院学院标准实验报告（实验）课程名称磁性物理电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：一、实验室名称：二、实验项目名称：材料电阻率的测试三、实验学时：1学时四、实验原理：四探针法测量样品电阻率是以针距约为1mm的四根金属探针同时排成一直线，并以一定的压力压在平整的样品表面，如图所示。
在1、4两根探针间通过电流I，则在2、3探针间产生电位差V。
V(Ω-cm)材料电阻率ρ=CI式中C为探针修正系数，由探针的间距决定。
若取电流值I=C时，则ρ=V，即可由数字电压表直接读出。
1. 块状或棒状样品的电阻率测量由于块状或棒状样品外形尺寸远大于探针间距，符合半无穷大边界条件，电阻率可直接由式ρ=C IV (Ω-cm)求出。
2. 薄片电阻率测量薄片样品因为其厚度与探针间距相近，不符合半无穷大边界条件，测量时要附加样品的厚度、形状和测量位置的修正系数。
其电阻率值可由下面公式得出：ρ= C I V G(S W )D(S d )=ρ0G(S W )D(S d ) 上面各式中：ρ0为块状体电阻率测量值G(SW )为样品厚度修正函数，可查表而得 W 为样品厚度(μm)；S 为探针间距(mm)D(Sd )为样品形状与测量位置的修正系数，可查表得五、实验目的：掌握四探针法测量样品体电阻率的基本方法和原理六、实验内容：熟悉并正确使用SZ －82型数字式四探针测试仪七、实验器材（设备、元器件）：SZ-82型数字式四探针测试仪注意事项：1. 仪器要先预热2. 样品表面需进行清洁处理3. 仪器再中断测试时应将工作选择开关置于“短路”位置，电流开关置于弹出断开位置。
八、实验步骤：1.测试准备将220V电源插头插入电源插座，电源开关置于断开位置，工作选择开关置于“短路”位置，电流开关处于弹出切断位置。
2.测量电流的调节将电源开关置于开启位置，数字显示亮，仪器通电预热1小时。
科学计算电学实验报告(3篇)
第1篇实验名称科学计算电学实验实验目的1. 掌握科学计算在电学实验中的应用。
2. 学习使用科学计算软件（如MATLAB、Python等）进行电学数据的处理和分析。
3. 通过实验，加深对电学基本原理的理解，提高解决实际问题的能力。
实验原理本实验主要涉及以下电学基本原理：1. 欧姆定律：电流I、电压U和电阻R之间的关系为U=IR。
2. 焦耳定律：电流通过电阻时产生的热量Q与电流I、电阻R和时间t的关系为Q=I²Rt。
3. 电路分析中的基尔霍夫定律：在电路中，任何节点处电流的代数和为零；任何回路中电压的代数和为零。
实验仪器与设备1. 直流稳压电源2. 电阻3. 电容4. 电感5. 万用表6. 计算机及科学计算软件（如MATLAB、Python等）实验步骤1. 数据采集：使用万用表测量不同电阻、电容和电感元件的电阻值、电容值和电感值。
2. 电路搭建：根据实验要求，搭建相应的电路，如串联电路、并联电路等。
3. 数据记录：使用万用表测量电路中的电压和电流值，并记录数据。
4. 数据处理：使用科学计算软件对采集到的数据进行处理和分析，如绘制伏安特性曲线、计算电路参数等。
5. 结果分析：根据实验结果，分析电路性能，并与理论值进行对比。
实验内容1. 电阻元件伏安特性的测量- 搭建不同电阻值的电阻元件伏安特性测试电路。
- 测量并记录不同电压下通过电阻元件的电流值。
- 使用MATLAB或Python软件绘制伏安特性曲线，并分析电阻元件的伏安特性。
2. 电容元件伏安特性的测量- 搭建不同电容值的电容元件伏安特性测试电路。
- 测量并记录不同电压下通过电容元件的电流值。
- 使用MATLAB或Python软件绘制伏安特性曲线，并分析电容元件的伏安特性。
3. 电感元件伏安特性的测量- 搭建不同电感值的电感元件伏安特性测试电路。
- 测量并记录不同电压下通过电感元件的电流值。
- 使用MATLAB或Python软件绘制伏安特性曲线，并分析电感元件的伏安特性。
电子科技大学大物上机实验(滕保华)
实验一一．实验名称：范德瓦尔斯方程分析二．实验目的：熟练运用Mathcad, 对理想气体方程和范德瓦尔斯方程比较分析。
三．实验原理：理想气体物态方程只适用于压强不太大，温度不太低的气体。
但当气体压强比较大，温度比较低即气体分子的数密度n 比较大时，气体分子间的实际间距没有理想气体间距那么大，分子间的相互作用力和分子本身的体积就加以考虑，所以需要找出实际气体的物态方程。
荷兰物理学家范德瓦耳斯改进了气体的状态方程，把分子间的作用力和分子的有限体积放进方程中去。
他论证了，分子间距离较远时，它们间必定存在吸引力，这一作用附加到容器壁施加的压强上去。
他进一步提供论据，假设附加产生的压强反比于气体比容的平方。
还有，由于分子占有体积，它们可利用的空间必须减少，或者说，减少的总体积就正比于分子在相互接触时所占有的体积。
于是一摩尔真实气体的状态方程变成 2V V mm a b RT p --= 或 RT b m ap V V m =-+))(2（这简单方程包含两个常数，即a 和b ，对于每一种物质它们可由实验确定。
R 是普适气体数学。
后来人们称之为范德瓦耳斯方程。
他还导出了b 是分子体积的4 倍。
这个方程不仅能解释安德纽斯的实验结果及J ．汤姆生的见解，而且能从常数a 、b 值计算出临界参数。
范德瓦尔斯方程的引出，是从理论分析出发导出气体状态方程的一个典型例子。
范德瓦尔斯方程只不过是用两个常数很粗略地考虑了气体内分子运动的行为，所以还不能精确地表述气体的p-v-t 关系。
但是，它为用理论方法研究状态方程开拓了道路。
特别是它在定性上能反映出物质气—液相变的性质。
按照范德瓦尔斯状态方程在p-v 图上作出的定温线称为范德瓦尔斯定温线。
因为该方程可以展开成摩尔体积V m 的三次方程:0)(23=-++-ab a m RT pb m p V V V m 将范德瓦尔斯方程代入式式中T c ,p c 是临界点的温度和压力值，称为物质的临界温度和压力值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验成功。
为了更好地理解实验现象,尝试用类似的方法分析受迫振动:
一.
二.
三.
附注
在实验过程中以下是需要注意的:
注意Mathcad中三种不同的等号：
第一种:冒号等于(:=)是代表我们要定义一个参数
在mathcad中只要按冒号就可打出
第二种:粗体的等于(=)主要用于解题时要打设定条件时使用
，
时,通过各缝的光到达屏上 点都是同相而获得干涉相长形成明纹,式14.4.1成为光栅方程,式中 为明纹级数, 对应于中央明纹, 表示各级明纹两侧对称分布.
此时,屏上 点光的合振幅应该是来自每一条缝的光的振幅的 倍,因此合光强将是来自每一条缝发出光强的 倍.这就是说,光栅的这种多光束干涉形成的明文亮度要比每一条缝发出的光的亮度大得多,这些明纹对应的光强极大值成为光强的主极大.除了主极大之外光栅衍射中还有衍射次极大,衍射极小(暗纹).理论证实, 条缝的光栅,两个相邻主极大之间有 个极小,有 个次极大.其中,次极大的振幅一般约等于一条缝的衍射光引起的振幅,是主极大振幅的 倍,所以次极大光强是主极大的 倍.由于实际光栅缝数很多,其结果是在相邻两明纹(主极大)之间,布满了暗纹(极小值)和光强极弱的次极大,因此在明纹(主极大)之间实际是一暗区.由于次极大和极小占据了较宽的空间,所以主极大(明纹)显得特别细锐.因此,光栅衍射图样的特点是:在黑暗的背景上呈现出一系列分的很开且又细又亮的明条纹.
式中, 表示每一条缝发出的光波在 点.可求出
令
代入得
故 点处的光强为
考虑每个缝的衍射效应时,根据以上可知,每条缝发出的光在屏上P点的强度为
式中, 是衍射角 时的光强,其中
综上可得
这就是光栅衍射的光强分布公式.式中, 表示每一条缝单独在屏中心(衍射角 )处产生的光强; 是单缝衍射因子; 是缝间多光束衍射因子.由此可见,光栅衍射图样是同一单缝因子调制下的 条缝干涉条纹.
七、实验数据及分析：
按以下步骤输入所有变量和函数。
调用Odesolve（）作图。
在实际作图时为便于分析，其中还根据代数方法做出了重要辅助线3条。
上图中实线是
这是组成最终振动状态的两个重要组成部分.x1(t)刻画了振动原点的位置变化情况.x4(t)刻画了振幅的衰减情况.由理论分析可知,x4(t)函数必然单调递减,这是符合能量守恒的情况的.
五、实验器材（设备、元器件）:Mathcad软件
六、实验步骤：
1.回顾受迫振动的定义以及微分方程及其代数解
定义：振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动称为受迫振动，这个周期性的外力称为驱动力。
微分方程：
定义符号：
可以简化为：
结合初始条件解得：
2.在Mathcad中可以直接使用Given和Odesolve（）方法，在给定微分方程和初始条件的情况下，直接通过数值计算做出图形。
2.缺级现象
还应该看到的是,如果单缝衍射的极小值恰与某一级缝间干涉的主极大位置重合,则这些主极大将消失,这成为谱线的缺极现象.由
可得所缺的级次为
,
可见缺极由光栅常数 和缝宽 决定.例如 ,则 的主极大都将消失,亦即缺级.如图所示:
光强衍射的光强推导
1.光强分布公式
设对于某一衍射角 ,相邻两狭缝之间的相位差依次为 .由于光栅间的多光束干涉实际就是 个频率相同、振幅相同、相位差依次为 的振动的合成,根据多个振动的合成规律,可得屏上任一点 处的合振幅为
在mathcad中要按crtl+=可打出
第三种:就是一般的等于(=)主要用于找答案时使用
在mathcad中按=可打出
电子科技大学
实验报告
实验三
一、实验名称：光栅衍射作图
二、实验学时：4
三、实验内容和目的：了解光栅衍射原理,利用Mathcad作图
四、实验原理：光栅衍射
五、实验器材（设备、元器件）：使用Mathcad。
前面讨论的多光束干涉,是把狭缝看成无限细的理想狭缝.事实上狭缝总是有一定宽度的,每条缝都要对入射光进行衍射.所以光栅衍射实际上是每个缝的单缝衍射光在相互干涉的结果,多缝干涉的效果必然要受到单缝衍射效果的影响.由单缝衍射的光强缝补可知,其光强与衍射角有关.对于某个衍射方向,单缝衍射是某一特定的光强,该方向的所有单缝衍射光就以这样的光强进行多光束干涉.由于光栅的多光束干涉条纹要受单缝衍射光强的调制,因此在单缝衍射调制下使得光栅的各个主极大的强度是不同的,是最终呈现出的光强分布.
六、实验步骤：使用Mathcad输入代码并编译。
七、实验数据及结果分析：
光栅
大量等宽等间距的平行狭缝排列起来的光学元件叫做光栅.设光栅上每条透光狭缝的宽度为 ,不透光部分宽度为 ,则 称为光栅常数.一个较好的光栅,每厘米的刻痕数多达万条,光栅常数的数量级为 .
光透过光栅的衍射现象可以产生明亮细锐的条纹,复色光透过光栅能展开为光谱进行光谱分析.因此,光栅是近代物理实验和工业检测中的重要光学元件.
光栅衍射
一束平行光照射到光栅上,透过光栅在透镜的焦平面处的屏上就得到一组光栅的衍射图样.显然,透过光栅不同缝的光要发生干涉:而每条缝本身发出的光要产生衍射,正是这各缝之间的干涉和每缝自身的衍射决定了光在通过光栅后的光强分布,因此,光栅衍射图样是单缝衍射和缝间多光束衍射的综合效果.
1.光强分布光栅方程
实验报告
实验一
一、实验名称：利用Mathcad软件模拟方波信号傅里叶级数展开
二、实验学时：4
三、实验内容和目的：Mathcad的使用方法,信号分析
四、实验原理：利用傅里叶级数对方波信号展开并在Mathcad中做出
五、实验器材（设备、元器件）：Mathcad软件
六、实验步骤：
1.利用傅里叶级数对方波信号展开如下:
2.衍射条纹的位置分布
先来分析缝间多光束干涉的情况.屏上 点的光强
1)明纹(主极大)
当 时,由洛必达法则得
于是
这是缝间干涉光强的极大值(也是最大值),这一极大值称为主极大(明纹).这些位置的光强为每条缝在该方向强度的 倍.出现明纹(主极大)的条件为
即
,
2)暗纹(极小值)
当 等于 的整数倍时,光强应该介于主极大和极小值之间.由极小值的存在可知,在两个相邻极小值之间应该有一极大值.这一极大值比起主极大来说实际上非常小,叫做次极大.在相邻的两个主极大之间共有 个次极大.
大学物理
实验报告
课程名称：大学物理
学 院：
专 业：
学生姓名：
学 号：
指导教师：
日 期： 2012年 6月 15日
电子科技大学
实验报告
实验一:利用Mathcad软件模拟方波信号傅里叶级数展开 P3
实验二:Mathcad软件受迫振动的微分方程作图 P7
实验三:利用Mathcad软件光栅衍射作图P14
电子科技大学
2.在Mathcad中输入展开后的级数并在指定区域作图
七、实验数据及结果分析：
按展开到指定项后获得图形分别如下:
可见展开到较高次后，该级数可以较好模拟方波。超过100次后，二者几乎没有差别。以下是一张对比图，分别展开到0，1，10，50次。
八、实验结论：
实验成功。
傅里叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数（正弦和/或余弦函数）或者它们的积分的线性组合。在不同的研究领域，傅里叶变换具有多种不同的变体形式，如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。最初傅里叶分析是作为热过程的解析分析的工具被提出的。
当级数项越来越多时，图形越来越逼近方波，当级数项趋近于无穷项时，就可以将其视为方波。以上实验直观说明用Fourier级数对方波分析的有效性。
电子科技大学
实验报告
实验二
一、实验名称：利用受迫振动的微分方程作图
二、实验学时：4
三四、实验原理：利用受迫振动的微分方程和初始条件，在Mathcad中做出图形
现在再来考虑单缝衍射因子的影响.把式 代入 ,可得屏上 点的合光强为
这说明各明纹(主极大)的光强还受到单缝衍射因子的调制.
以下画出了单缝衍射的光强分布.
以下是单缝衍射因子对多光束干涉光强的调制情况,也就是多光束干涉和单缝衍射共同作用下最终呈现的光栅衍射的光强分布.
假定单色平行光垂直照射到光栅上,设光栅的总缝数为 ,光栅常数为 .
先考虑多缝干涉的影响.根据分波阵面获得相干光的方法,此时可认为各缝就是 个间距为 的同相子波波源,它们沿每一方向都发出频率相同,振幅相同的光波,这些光波的叠加形成了多光束干涉.
对于衍射角 ,从上到下,光栅两相邻狭缝发出的光线到达屏上 点时的光程差都是相等的,由图14.4.1可知,这一光程差等于 ,当 满足