论文一篇大学物理实验在物理学中的作用

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论文一篇大学物理实验在物理学中的作用

思想实验在物理学中的地位和作用

一、引言：物理学从本质上看是一门实验科学。物理实验在物理学的发展和物理学教育中占有重要地位。可以说，离开了物理实验，就无法了解物理学。正因为如此，在物理学的研究和教学中，对于物理实验历来十分重视，无论从实验的设计、仪器的制作和调试，还是到实验过程的控制、实验结果的分析等各个环节，都强调一丝不苟。想比之下，对于与此有关联的思想实验却说明不多。因此，对物理学中的思想试验进行纵向的历史考察，横向的比较研究，是十分必要的。有助于物理学的研究和教学。

二、思想实验的一般考察伽利略是位近代物理学的先驱者。他对物理学作出了多方面的贡献。其中，他发现的落体定律和惯性定律，为近代物理学提供了两快坚固的基石。伽利略的成功，得益于他率先采用了科学的物理实验，更得益于他独创的物理实验与思想实验相结合的科学方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理学的大师，也是一位进行思想实验的先驱。众所周知，在相当长的一段时间内，人们对于力和运动等物理现象、物理规律的认识，一直受到亚里士多德学说的束缚。亚里士多德认为：物体运动速度的大小和有无，是由它是否受力以及力的大小直接决定的；地面上轻重不同的物体下落速度不同；重物下落较快，轻物下落较慢，对此也曾有人反对过他的错误说法，但都因为没有确切的实验和理论的认证，所以没有被人重视。第一个成功的打破亚里士多德的错误权威的正是伽理略。伽利略巧妙地运用思想实验否定了这一统全欧洲近两千年的错误理论。物体下落的速度和物重成正比。伽利略在他的著作《关于两种新科学的谈话和数学证明》中写道：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验验证过。当两个石头，一个的重量是另一个的10倍，从同一高度，如100库比特，下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以致前者着地时，后者还不超过10库比特。”加利略紧紧抓住这一疑点，设计了思想实验来进行分析和论证。他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物比轻物体下落得快，那么，当重物体和轻物体绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢。慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重物体下落的速度。但是，两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来的重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就和上面的结论相矛盾了。由此可知，重物体下落不会比轻物体下落的快，二者下落的速度应该是相等的。正是这一思想实验，坚定了伽利略落体实验的信心和决心。在否定了亚里士多德的落体定律之后，伽利略进一步对自由落体运动进行了定量研究。他根据对自由落体运动的定性观察结果：速度越来越快的基础上，假设自由落体运动是一种匀加速运动，在1590—1592年期间进行了大量的落体实验。但在当时的测试条件下，不可能立即用实验来证实这一假设，伽利略便用思想实验与真实实验相结合的方法解决这个难题。他借助于数学，出了从静止开始的匀加速运动的距离s与时间t的关系，即：s/t²=常量。这时不包括任何速率，只要直接测定s和t就行了。但是，物体的自由下落还是太快了，在当时无法精确测定。伽利略想用不太快的运动来测量，即用斜面代替落体实验，经过多次的反复实验测定，得到如下结果：

（1）当斜面倾角固定时，球滚过的距离s与所用时间t的平方之比为一常数，即：s/t²=c。(2)改变斜面的倾角，s/t²的值随之改变，但小球通过的距离与时间平方成正比关系不变，变化的仅是比例常数。伽利略用思想实验把这个结果推向极端——当倾角为90º时。即物体作自由落体时，这个论断也成立。他由此得出结论，自由下落运动是匀加速运动。伽利略对自己所独创的物理实验和思想实验相结合的科学方法感到由衷的高兴。伽利略之后，随着科技的发展和认识活动的深入，思想实验在物理学中得到了日益广泛、自觉的运用，出现了马赫、爱因斯坦等善于使用思想实验的物理学家。物理学的各个分支中，产生了一些著名的思想实验。例如，在力学中，马赫对“牛顿旋转水桶”的思想实验。否定了牛顿的绝对时空和绝对运动。在量子力学中，有证明粒子波动性的单电子衍射实验，能量势阱等思想实验，证明测不准关系的理想显微镜实验，电子束单缝衍射实验。在相对论中，有证明同时性相对性的“爱因斯坦列车”“光子火箭”的思想实验等等。可以说没有思想实验，物理学的发展是困难的，它的理论体系建立不起来。对此，爱因斯坦曾评价说“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。

三、思想实验的基本特点从对物理学中的思想实验的历史考察，我们可以看到：思想实验是按真实实验的格式展开的一种复杂的思维推理活动。其思想操作包括以下几个方面：

（1）对从未进行过的或潜在的可以实现的实验的预想；

（2）对真实实验的理想化抽象或外推，即理想实验；

（3）现实中不存在，与经验相矛盾，但逻辑上讲...

急一份大学物理实验示波器的实验报告

实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报。

范例：

一、实验目的

1、了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。

2、学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。

3、通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。

二、实验仪器

VD4322B型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等。

三、实验原理

示波管主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，全都密封在玻璃外壳内，里面抽成高真空。示波管本身相当于一个多量程电压表，这一作用是靠信号放大器和衰减器实现的。由于示波管本身的X及Y轴偏转板的灵敏度不高（约0.1—1mm/V），当加在偏转板的信号过小时；

要预先将小的信号电压加以放大后再加到偏转板上。为此设置X轴及Y轴电压放大器。衰减器的作用是使过大的输入信号电压变小以适应放大器的要；

否则放大器不能正常工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器受损。对一般示波器来说，X轴和Y轴都设置有衰减器，以满足各种测量的需要。

四、实验内容及要

1、示波器：辉度、聚焦、水平和竖直位移通道选择、触发、电平、幅度因子、扫描因子；

2、信号源：频率、信号幅度、波形选择。

3、连接信号源与示波器：信号源输出正弦波信号、调节示波器，出现稳定的正弦波，根据波形和幅度因子算出电压有效值，波形和扫描因子算出信号频率。

4、将示波器置非扫描档，外接两个信号源合成利萨如图。

大学物理实验偏振研究！急！1

1、得到的是振动方向与第一块偏振片透光轴一致的线偏振光。旋转偏振片如果有明显的明暗变化则光源出射的光是偏振的，若没有明暗变化则是自然光即非偏振的。

2、1/4波片的作用是使x和y方向之间产生π/2的相位差，1/2波片产生π的相位差。当入射光是线偏振光的时候，出射光的偏振态与入射光偏振方向和波片快轴之间的夹角确定。45°时出射的是圆偏振光，其他时候是椭圆偏振光。

2、起偏器出射的线偏振光经过快轴与透光轴平行的半波片后偏振方向反向，因此透过检偏器后的光斑是亮班。将检偏器旋转90°后，光斑变暗。

3、用1/4波片和两个偏振片。先调整波波片的光轴与偏振片P1的透光轴成45°，再经过P1，旋转P1如果有消光现象则为圆偏振光，反之就是自然光和混合光。后将P1复位，在后面加P2旋转P2。出现光强变化的为混合光，反之为自然光。

4、同样用1/4波片和偏振片。具体过程参照3

急一篇物理调查报告或物理实践论文！

1全球能源发展趋势根据国际能源署“2002世界能源展望”最新统计资料表明：·近30年内，世界能源需量将增长2/3；·矿物燃料在能源结构中仍将占主导地位；·近2/3的能源增长将发生在发展中国家；·对所需新能源产业的投资将是一个巨大的挑战，主要取决于政府所制订的框架政策；·国际能源贸易将大幅度增长；·天然气需量的增长将超过其它任何燃料，但却不及可再生能源（表1显示：2000年至2003年期间，天然气年平均增长率将为4.5%，而其它可再生能源将为5.9%）；·石油需量的增长将取决于运输；·电力需量将比其它能源增长得快。世界能源需趋势如下图所示。世界能源组织对电力需做了以下分析：“电力与其它能源相比，将发展迅速，年平均增长率可达2.4%。至2030年，世界电力需将翻一番，而其在能源总消耗中所占的比例也将从2000年的18%提高到22%。

电力需在发展中国家将增长最快。”（世界能源组织，2002）美国能源信息局预计，全球电力消费在1990年至2020年期间将增长73%。图2显示了世界电力生产装机容量。（世界能源组织，2002）1997年至2020年期间，全世界计划新增装机容量近3000GW，而其中半数以上发生在发展中国家及经济过渡期。也就是说，发展中国家及经济过渡期对新电厂的投资约为1.7万亿美元，而这并不包括对输、配电网络进行扩建的费用。（国际能源署“2002世界能源展望”，pp25,64）1.1发展中国家的能源趋势世界能源组织还认为电力需的扩大主要将发生在居民区及发展中国家。电力需在居民区，特别是发展中国家增长最快。然而，经济合作与发展组织（欧洲）与发展中国家之间所存在的人均用电量上的巨大差异在预测期内将难以改变。

石油与天然气在全球总消耗中所占的比例也将保持不变。至2003年，石油产品在最终能源消耗中将占约一半的比例。煤所占的比例将从9%降至7%。煤在工业中的使用将扩大，但仅限于经济合作与发展组织之外的国家。而在居民区及服务行业，煤的使用将趋于萎缩。如图3所示，低收入的国家依靠生物能，然而由于其严重的室内污染会损害成千上万的人们，特别是儿童和妇女们的健康。每年，空气污染，主要是颗粒污染，造成300多万人丧生。1.2能源与贫困“世界能源展望”一书中有一个章节（13）专门阐述了能源与贫困之间的关系。关键的几个问题摘录如下：图3世界能源短缺地区（世界能源组织，2002）·全世界1/4的人口，也就是大约16亿人还没有用上电。由于缺乏有效的政策，至2030年，仍会有14亿人口缺电。

·缺电人口中，4?5生活在发展中国家的农村，主要是南亚及非洲撒哈拉沙漠周边一带。然而，由于在以后的30年中，人口增长的95%都将发生在城市，因而缺电模式也将随之改变。·大约24亿人口依靠传统的生物能（木材、农业残渣及粪便）来做饭和取暖。至2030，人数还将增加为26亿。在发展中国家，生物能的使用到2030年底仍将占居民能源总消耗的一半以上。·电力短缺而过分依赖传统的生物能是发展中国家的贫困特点。电力短缺限制了许多产业发展，影响就业机会，因而使得贫困加剧并且难以脱贫。·发展中国家应注重对包括生物能在内的多种能源进行投资，热能和机械能的应用，可以带来多种形式的创收。然而，电气化及先进能源服务本身并不保证脱贫。·对一些电网延伸不到的地方，可以选择太阳能、风能和生物能等可再生能源技术作为经济有效的方式；而对于电网扩容，传统的燃料及相关技术则显出其优势。