1、1.超導磁懸浮操作方法1.首先將小車下面墊上一 8mm 左右的硬紙板放在磁性導軌上。要讓再將液氮倒入小車容器中 , 大約過三分鐘，撤下硬紙板。2.小車懸浮在空中 , 給其一個驅動力 , 機車就會沿著磁性導軌運動。3.打開驅動力的開關（可變向） , 讓機車每圈的運動都受到一個驅動力的作用 , 這樣可是機車持續的運動下去。注意事項： 1.液氮的溫度是零下近 200 攝氏度 ，操作者及觀看者要注意不要觸及液氮，操作時一定要帶手套，使用鑷子。 2.超導塊的冷卻要均勻，全面，最好全部浸入液氮中，否則機車的運動將會不穩定。原理提示 ：超導體的磁性與導體不同， 進入超導態后置于外磁場中時， 它內部產生磁化強

2、度與外磁場完全抵消，磁力線完全被排斥在超導體外面，從而內部的磁感應強度為零，這就是 超導體的完全抗磁性，即邁斯納效應。完全抗磁性會產生磁懸浮現象。實驗中， 當超導塊經冷卻達到超導態后靠近磁性導軌時，磁力線進入超導體表面并形成很大的磁通密度梯度，感應出高臨界電流，從而超導塊對軌道產生排斥，排斥力克服超導體重力使其懸浮。磁性導軌用銣鐵硼磁塊鋪設在鋼板上制成，兩邊 N 型軌道起磁約束作用，保證超導塊在軌道上運動。2.光柵透視系統操作方法打開燈光電源，把觀察鏡對準燈源中心，透過觀察鏡觀察不同光源的光譜。注意事項不要頻繁的開關燈源，因燈管的壽命和開燈的次數有關。原理提示根據光柵方程 ，如果是復色光入射，

3、則由于各成分色光的 不同。除中央零級條紋外，各成分色光的其它同級明條紋將在不同的衍射角出現。 同級的不同顏色的明條紋將按波長順序排列成光柵光譜，這就是光柵的分光作用。如果入射復色光中只包含若干個波長成分，則光柵光譜由若干條不同顏色的細亮譜線組成。本實驗中使用介質膜光柵，很好的觀察了氦、汞及白光的光譜 。3.光學幻影原理提示凹面鏡成虛像的原理，觀察者所看到的圖像是在儀器的后部凹面鏡中所成的虛像，因在凹面鏡的前方焦點上有一個倒懸的可以轉動的物體，觀察者看到的圖像就是這個物體的虛像。操作方法1. 打開電源即可。 2. 觀察時，觀察者應站在正對著儀器有一定距離的位置。4.偏振光干涉演示儀操作方法1.觀

4、察儀器內的圖形，都是無色透明的元件。 2.打開光源，這時立即觀察到偏振光干涉條紋。 3.旋轉面板上的旋鈕，觀察視場中的色彩變化。 4.把透明 U 型元件從窗口放進，觀察不到異常，用力握 U 型元件，這時在元件上出現彩色條紋，呈現疏密分布。條紋密集的地方是應力比較大的地方，反之是應力較小處，此即光測彈性。注意事項取放玻璃片要小心輕放，注意安全原理提示在儀器內的透光材料是由里到外用不同層數的薄膜拼制而成的圖案，薄膜內部的殘余應力分布均勻。光彈材料制成的三角板和曲線板，內部存在著非均勻分布的殘余應力。線偏振光通過這些模型后產生應力雙折射，分成有一定相差且振動方向互相垂直的兩束光，這束光的傳播方向是同

5、向的，這兩束光通過最外層的偏振片后成為相干光，發生偏振光干涉。對于不同層數的薄膜拼制而成的圖案，由于應力均勻，雙折射產生的光程差由厚度決定，各波長的光干涉后的強度均隨厚度而變，故而合成后呈現與層數分布對應的色彩圖案。對于三角板和曲線板，由于厚度均勻，雙折射產生的光程差主要與應力有關，各波長的光干涉后的強度隨應力分布而變，則合成后呈現與應力分布對應的不規則彩色條紋。轉動外層偏振片，即改變兩偏振片的偏振化方向夾角，也會影響各波長的光干涉后的強度，使圖案顏色發生變化。利用偏振光的干涉，可以考察透明元件是否受到應力以及應力的分布情況。這稱為光測彈性。5.普氏擺操作方法1.拉開擺球，使其在兩排金屬桿之間

6、的一個平面內擺動； 2.站在普氏擺正前方即垂至于擺動面的位置觀察球擺動的軌跡； 3.戴上光衰減鏡再觀察擺球的軌跡，會發現球按橢圓軌跡運動； 4.將光衰減鏡反轉 180 度，再觀察擺球運動軌跡的變化。原理提示 我們之所以能夠看到立體的景物，是因為雙眼可以各自獨立看東西，兩眼有間距，造成左眼與右眼圖像的差異稱為視差，人類的大腦很巧妙地將兩眼的圖像融合，產生出有空間感的立體視覺效果在大腦中。 在這個實驗中，所用的光衰減鏡引起相位延遲，使分別進入兩只眼睛的物光產生光程差，從而感覺出物體的立體感。6.臺式皂膜操作方法1.配制的溶成份是： 洗潔精和甘油。 2.先把儀器上的照明燈打開，再將橫梁各種造型浸入皂

7、液，提起來觀察不同的皂膜形狀，在照明燈下觀察薄膜干涉條紋。原理提示皂膜實驗同時演示了液體表面張力、薄膜干涉現象及能量最底原理。 “ 表面張力 ” 即液體表面的分子由于受到液體內部分子的吸引力而使液體表面盡可能收縮的一種力。由于表面張力的作用，形成皂膜，而不同形狀的模型拉出不同的形狀的皂膜，則體現能量最底原理，即：在這種形狀下，皂膜面積最小，能量最低。 在白光照射下，呈現出彩色的干涉條紋。當肥皂液慢慢向下流時，皂膜變得上薄下厚，形成劈尖干涉，可以看到彩色的條紋帶逐漸由窄變寬。7.雅格布天梯演示實驗【實驗目的】：通過演示來了解氣體弧光放電的原理。 【實驗儀器】：雅格布天梯演示儀 圖9 雅格布天梯演

8、示儀【實驗原理】：無論是在稀薄氣體、金屬蒸汽或大氣中，當回路中電流的功率較大時，能夠提供足夠大的電流，使氣體擊穿，伴隨有強烈的光輝，這時所形成的自持放電的形式是弧光放電。雅格布天梯是演示高壓放電現象的一種裝置。給存在一定距離的兩電極之間加上高壓，若兩電極間的電場達到空氣的擊穿電場時，兩電極間的空氣將被擊穿，并產生大規模的放電，形成氣體的弧光放電。雅格布天梯中的兩電極構成為一梯形，下端間距小，因而場強大。其下端的空氣最先被擊穿，產生大量的正負離子，同時產生光和熱，即電弧放電。由于電弧加熱（空氣的溫度升高，空氣就越易被電離, 擊穿場強就下降），使其上部的空氣也被擊穿，形成不斷放電。結果弧光區逐漸上

9、移，猶如爬梯子一般的壯觀。當升至一定的高度時，由于兩電極間距過大，使極間場強太小不足以擊穿空氣，電極提供的能量不足以補充聲、光、熱等能量損耗時弧光因而熄滅。此時高壓再次將電極底部的空氣擊穿，發生第二輪電弧放電，如此周而復始，形成實驗中的現象。【實驗步驟】： 打開電源開關，可看到高壓弧光放電沿著“天梯”向上“爬”，同時聽到放電聲，直到上移的弧光消失，天梯底部將再次產生弧光放電。【注意事項】： 1千萬做好安全防護，將儀器封閉，不能讓人觸及儀器，尤其是在工作時； 2 儀器工作時間不能過長，一般不超過3分鐘，將自動斷電進入保護狀態, 稍等一段時間，儀器恢復后方可繼續演示。8.偏振光干涉演示實驗【實驗目

10、的】：學習偏振光干涉原理。【實驗儀器】：偏振光干涉演示儀圖13 偏振光干涉演示儀【實驗原理】：偏振光干涉演示儀內的圖案分兩種：（1）層數的薄膜疊制而成的蝴蝶、飛機、花朵等圖案（中心厚，四邊薄），薄膜內部的殘余應力分布均勻。 （2）光彈性材料制成的三角板和曲線板，厚度相等，但內部存在著非均勻分布的殘余應力。白光光源發出的光透過第一個偏振片后變成線偏振光。線偏振光通過這些模型后產生應力雙折射，分成有一定相差且振動方向相互垂直的兩束光。這兩束光通過最外層的偏振片后成為相干光，發生偏振光干涉。對于蝴蝶、飛機、花朵等模型，由于應力均勻，雙折射產生的光程差由厚度決定，各種波長的光干涉后的強度均隨厚度而變化

11、，故干涉后呈現于層數分布對應的色彩圖案。對于三角板和曲線板，由于厚度均勻，雙折射產生的光程差主要與殘余應力分布有光，各波長的光干涉后的強度隨應力分布而變，則干涉后呈現與應力分布對應的不規則彩色條紋。條紋密集的地方是殘余應力比較集中的地方。U形尺的干涉條紋類似于三角板和曲線板，區別在于這里的應力不是殘余應力，而是實時動態應力，所以條紋的色彩和疏密是隨外力的大小而變化的。利用偏振光的干涉，可以考察透明元件是否收到應力已經應力的分布情況。轉動外層偏振片，即改變兩偏振片的偏振方向夾角，也會影響各種波長的光干涉后的強度，使圖案顏色發生變化。【實驗步驟】：1. 輕地從儀器上方抽出儀器內的兩種圖案，看到它們

12、都是由無色透明的材料制成，原樣放回；2. 打開光源，這時立即觀察到視場中各種圖案偏振光干涉的彩色條紋；3. 旋轉面板上的旋鈕，觀察干涉條紋的色彩也隨之變化；4. 把透明U形尺從窗口放進，觀察不到異常，用力握U形尺的開口處，立即看到在尺上出現彩色條紋，且疏密不等；改變握力，條紋的色彩和疏密分布也發生變化。【注意事項】：取玻璃片也小心輕放，注意安全。9.氏擺演示實驗【實驗目的】：了解普氏擺，演示人眼的視覺特點 【實驗儀器】：普氏擺演示儀圖14 普氏擺演示儀【實驗原理】：人之所以能夠看到立體的景物，是因為雙眼可以各自獨立看景物。兩眼有間距，造成左眼與右眼圖像的差異稱為視差，人類的大腦很巧妙地將兩眼的

13、圖像合成，在大腦中產生有空間感的視覺效果。 在這個實驗中，所用的光衰減鏡引起光強的減弱，使分別進入兩只眼睛的物光產生距離感，從而感覺出物體的立體感。將光衰減鏡反轉180度時，擺球的運動軌跡又發生了改變。【實驗步驟】：1拉開擺球，使其在兩排金屬桿之間的一個平面內擺動； 2. 普氏擺正前方位置觀察球擺動的軌跡； 3. 光衰減鏡再觀察擺球的軌跡，發現擺球按橢圓軌跡轉動； 4. 衰減鏡反轉180度，再觀察，發現擺球改變了轉動方向。 【注意事項】： 1. 擺球的擺動平面盡量在兩排金屬桿的中間，避免與金屬桿相碰； 2. 觀察時雙眼均要睜開。10.光學分型演示實驗【實驗目的】：通過演示光學分型的物理現象，掌

14、握光學分型的原理。 【實驗儀器】：光學分形演示儀。 圖15 光學分形演示儀【實驗原理】：分形是一種具有自相似特性的現象、圖像或者物理過程。在分形中，每一組成部分都在特征和整體上相似。除自相似性以外，分形具有的另一個普遍特征是具有無限的細致性。即無論放大多少倍，圖像的復雜性依然絲毫不會減少。但是每次放大的圖形卻并不和原來的圖形完全相似，即分形并不要求具有完全的自相似特性。本實驗利用互成一定角度的多個反射鏡對同一個圖案進行多次反射，構成一個復雜圖像，體現分形的基本概念。 【實驗步驟】：打開電源即可觀察到由多個相同圖案構成的半球形圖像。11.光學幻像演示實驗【實驗目的】：了解凹面鏡成像原理，演示人眼的視覺特點 【實驗儀器】：光學幻像演示儀【實驗原理】：你看到的這只玫瑰，其實是一朵玫瑰模