实验一 海市蜃楼
一、 实验原理
夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、 集市、庙宇等出现在远方的空中。古人不明白产生这种景象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫蜃景。海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。 海市蜃楼简称蜃景，根据物理学原理，海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同，对光线折射而产生的。夏天，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大．我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的。远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，如图。在沙漠里也会看到蜃景。太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密 度小，折射率也小。从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的一样。沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但总是可望而不可及。在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象。贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层穿空气的折射率小。从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过一样。
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本仪器利用人工配制的折射率连续变化的介质，演示光在非均匀媒质中传播时，光线弯曲的现象以及模拟自然界昙花一现的海市蜃楼景观。
二、装置结构和技术参数
如图所示是海市蜃楼演示装置
其中：A：水槽
B：实景物；
pcti C：激光笔；
D：射灯（220V 24W）；
E：装置门；
F：水管入口；
G：观看实景物窗口；
H：观看光在水槽内传播路径的窗口；
K：观看模拟海市蜃楼景观的窗口；
三、操作方法及现象演示
1、液体的配制
将装置门E打开，水管插入F口内固定好，向水槽内注入深为槽深一半的清水，再将约3Kg食盐放入清水中，用玻璃棒搅，使其溶解成近饱和状态，再在其液面上放一薄塑料膜盖住下面的盐溶液，向膜上慢慢注入清水，直到水槽水近满为止，稍后，将薄膜轻轻从槽一侧抽出，此时，清水和食盐水界面分明，大约需6小时以后，由于扩散，界面变没了，在交界处形成了一个扩散层，液体的折射率由下向上逐渐减少，产生一个密度梯度，此时液体配制完成。
2、现象演示
（1）打开激光笔C，从水槽侧面窗口H观察光束在非均匀食盐水中弯曲的路径。
（2）打开射灯D，照亮实景物，在景物另一侧窗口K处观察模拟的海市蜃楼景观。
四、思考问题
1、自然界海市蜃楼的景象，在日常生活中经常看到，特别在炎热的沙漠和湖边更容易看到，但持续的时间短促，转瞬即逝。利用人工方法模拟海市蜃楼，把大自然的壮观幻景再现出来，使人能较长时间观察与研究这种现象。
2、海市蜃楼景象，古时多有描述，宋代著名诗人苏东坡在“海市”一诗中就描写了海市蜃楼的迷人的景，但并没有得到科学的解释。由于空气不稳定，一阵风就破坏了海市蜃楼的介质条件，把天上的仙境吹得无影无踪。这样更为自然景象蒙上了神秘的彩。在实验室里，只须搅动一下容器中的“大气”（溶液扩散层），人为的蜃景也随之烟消云散，使观众自然抹去了海市蜃楼的神奇彩。
3、玻璃容器中的“大气层”随时间不断变化，蜃景也跟着变化。介质密度梯度的起伏都会使蜃景图象产生形变，形成奇离不定的幻影，启发人们深入研究这种现象
实验二压电陶瓷片 转盘科里奥利力
一、实验目的
利用转盘科里奥利力演示仪演示科里奥利力的存在。
二、仪器结构
下图为科里奥利力演示仪示意图，其中①转盘，它可以支承轴④为轴自由转动；②为导轨；③为小球；④为演示支承轴；⑤为科里奥利力演示仪支撑座。
三、实验原理：
1、当圆盘静止，不转动，此时质量为m的小球③沿导轨②下滚，其轨迹沿圆盘的直径方向，不发生任何的偏离；
2、当使圆盘以角速度w转动，同时释放小球，沿导轨滚动，当落到圆盘时，小球将偏离直径方向运动；
3、如果从上向下看圆盘逆时针方向旋转，即W方向向上，
当小球向下滚动到圆盘时，小球将偏离原来直径的方向，而向前进方向的右侧偏离（见左图），如果转动方向相反，从上向下看，圆盘顺时针方向旋转，即W向下，当小球向下滚到圆盘时，小球向前进方向的左侧偏离（见右图）
科里奥利力的表达式为
F=2mv X W
其中m为小球的质量。
实验三 帕尔帖效应
一、实验目的：演示电磁学中的帕尔帖效应，及电——热制冷的原理。
二、实验原理：
当电流通过同一导体时，放出的焦耳热量与电流强度的平方成正比，而与电流流动的方向
无关。是一个可逆过程，但在一定条件下，电流通过两种不同材料的金属接触面时，热量的吸收和放出是一个不可逆过程，即当电流沿某一方向流动时，若接触点放出热量，则当电流沿反方向流动时，应吸收热量，这一效应称为帕尔帖效应。
三、性能参数：电源电压交流220V。
直流输出电压5V，18A。
四、仪器结构：（如图）
1
2
3
4
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7涂料分散机
停车场收费管理系统
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螺蛳剪尾机①机箱 ② 测量显示温度装置③锑铋锑金属棒 ④测温探头
⑤电流表 ⑥电源换向开关⑦电源开关 ⑧电源插座
3
4
五、实验内容：
1、接通电源，打开电源开关，电流将沿某一方向流动（A、B或B、A），由于帕尔帖效应，不能立刻显示出来，则两块温度显示装置，读数相同，指示的应为室温。
2、将换向开关按下，电流从锑铋锑棒的A端流向B端，左侧铋锑接触面放热，测温探头将温度测试出来，左侧温度显示装置显示温度读数，右侧锑铋接触面吸热，温度降低，由测温探头检测右侧温度，显示装置显示温度读数，随即能看到左侧温度比右侧温度高几个摄氏度。
3、将换向开关弹出，电流表反偏，电流从锑铋锑棒的B端流向A端。左侧锑铋接触面吸热，温度降低，右侧铋锑面放热，温度升高，左侧温度将比右侧温度低几个摄氏度。
注意：因锑铋锑棒较易碎，搬运时需小心轻放。
实验四 超导磁悬浮列车
一、实验目的
（2）利用超导体对永磁体的吸引作用演示磁倒挂。
二、实验原理：
当将一个永磁体移近YBaCuo系超导体表面时，磁通线从表面进入超导体内，在超导体内形成很大的磁通密度梯度、感应出高临界电流。从而对永磁体产生排斥、排斥力随相对距离的减小而逐渐增大，它可以克服超导体的重力、使其悬浮在永磁体上方的一定高度上；当超导体远离永磁体移动时，在超导体中产生一负的磁通密度、感应出反向的临界电流、对永磁体产生吸力，可以克服超导体的重力，使其倒挂在永磁体下方的某一位置上。
三、演示装置
1 永磁体磁轨
2 定位销钉
3椭圆形磁轭
4立柱
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