探究物理现象——演示实验教程

本手册包括大学课堂教学中需要的常用物理演示实验。读者可以据此教程对实验的装置、实验步骤以及注意事项有较深入的了解。 

　　师玉荣、马君、马丽珍编写的《探究物理现象– 演示实验教程》的实验分为力学、振动和波、热学、 电磁学、光学、高新技术六大部分，共86个实验项目 。每个实验主要包含实验目的、实验装置、实验步骤 及现象、实验现象探究、拓展探究与思考、实验原理 提示六个版块。其中实验现象探究是根据实验现象提 出的探究问题，拓展探究与思考是更深层次的问题或 与生活相关的一些现象的联系，实验原理是对探究问 题、拓展探究与思考的问题的综合性的解答。本书力 求通俗易懂，又能对读者有很好的启发作用。本书可 以作为高等院校大学物理演示实验和文科物理演示实 验的教材，也可以作为本科、大中专、职业技术类学 校和中学物理教学的参考书。

第1章 力学实验
实验1.1 逆风行舟
实验1.2 锥体上滚
实验1.3 瑞林球
实验1.4 弹性碰撞球
实验1.5 伯努利悬浮球
实验1.6 流速与压强
实验1.7 离心力
实验1.8 转盘式科里奥利力
实验1.9 傅科摆
实验1.10 角速度合成
实验1.11 转动惯量
实验1.12 转动定律
实验1.13 刚体的平面运动
实验1.14 滚摆
实验1.15 螺旋飞球
实验1.16 角动量守恒
实验1.17 进动仪
实验1.18 啄木鸟
实验1.19 *速降线
第2章 振动和波实验
实验2.1 简谐运动与圆周运动
实验2.2 激光演示李萨如图形
实验2.3 共振
实验2.4 共振摆
实验2.5 水波盘
实验2.6 弦驻波
实验2.7 弹簧纵驻波
实验2.8 声聚焦
实验2.9 声波多普勒效应
实验2.10 鱼洗
第3章 热学实验
实验3.1 投影式伽尔顿板
实验3.2 麦克斯韦速率分布
实验3.3 气体分子热运动
实验3.4 热力学第二定律
实验3.5 帕尔贴效应
实验3.6 温差电磁铁
实验3.7 热效率
实验3.8 记忆合金水车
实验3.9 热磁轮
实验3.10 饮水鸟
第4章 电磁学实验
实验4.1 静电感应盘
实验4.2 尖端放电
实验4.3 避雷针放电原理
实验4.4 静电除尘
实验4.5 电介质的极化模拟
实验4.6 压电效应
实验4.7 手触式蓄电池
实验4.8 亥姆霍兹线圈
实验4.9 磁聚焦现象
实验4.10 磁滞回线
实验4.11 巴克豪森效应
实验4.12 等厚干涉磁致伸缩
实验4.13 光点反射式磁致伸缩
实验4.14 电磁感应
实验4.15 涡流热效应
实验4.16 阻尼摆与法拉第管
实验4.17 电磁驱动
实验4.18 磁力手电筒
实验4.19 互感
实验4.20 三相旋转磁场
实验4.21 电磁波的发射、接收与趋肤效应
第5章 光学实验
实验5.1 辉光球
实验5.2 菲涅耳透镜
实验5.3 海市蜃楼
实验5.4 光学幻影
实验5.5 光纤传像束
实验5.6 光纤通信
实验5.7 大气散射
实验5.8 动态多缝衍射图样
实验5.9 光栅镜
实验5.10 反射分辨本领
实验5.11 偏振光
实验5.12 帘式肥皂膜
实验5.13 散射光干涉
实验5.14 偏振光干涉
实验5.15 会聚偏振光干涉
实验5.16 光压风车
实验5.17 太阳能风车
第6章 高新技术实验
实验6.1 大型混沌摆
实验6.2 光学分形
实验6.3 磁悬浮地球
实验6.4 雅各布天梯
实验6.5 神舟飞船
实验6.6 红外接收
实验6.7 西汉透光镜
实验6.8 视错觉
实验6.9 普氏摆

物理演示实验具有操作简单、实验现象明显、趣味性强的特点，在物理教学中具有重要的作用。学生可能对充满公式、定理的理论头痛不已，但是总能被直观、有趣的演示实验所吸引，通过有趣、直观、形象的演示实验现象可以让学生更容易理解所学的理论知识，从而增加学习物理的兴趣。

近年来中国海洋大学物理系的物理演示实验室规模不断扩大，我们的演示实验室定期面向全校学生开放，并依托物理演示实验室开设“文科物理趣味实验”(后改为“探究物理实验现象的奥秘”)课程，也经常接待来自全国各地的中学生。在教学过程中，我们发现很多学生对演示实验只看表面热闹，走马观花，有的学生对实验现象很茫然，不知该学什么，不能深入探究实验深层次的东西； 有的文科生想通过实验学习物理知识，但是面对演示实验现象无从下手。针对这些问题，我们不断尝试探究式的教学方式，引导学生探究实验现象，引导学生提出探究课题，讨论、研究、验证提出的课题，实践证明学生兴趣盎然。探究式的教学激发了学生探究问题的兴趣，激发了学生的发散思维，从而提升他们的创新思维能力。在实践中，我们和学生一样受益匪浅，我们不断积累经验，编写了这本书，希望能和读者分享我们的收获。

本书的突出特点是每个实验根据实验现象层层深入提出了探究问题，探究问题一方面可以启发学生如何学习，还可以抛砖引玉启发如何提出探究问题。每个实验设计了拓展探究问题，以激发学生更深层次的思考探索。引导学生把物理知识和日常生活中的问题、自然现象、一些高新技术联系起来。

本书编写主要分工： 师玉荣主要编写了力学、热学和高新技术部分，并负责本书的策划，马君主要编写了光学部分并参与了本书的策划和全书的审阅工作，马丽珍主要编写了电磁学部分。本书得到中国海洋大学教务处2014年度教材建设基金资助，衷心感谢学校和教务处的大力支持； 本书编写过程中，得到了中国海洋大学物理系领导的支持和许多老师的大力帮助，于佳老师为本书所用到的演示实验仪器拍摄照片并处理，王术宽老师审阅了本书的部分内容并提出宝贵意见，对他们的帮助表示衷心的感谢。

本书在整理过程中，物理系很多教授大学物理的教师对本书很感兴趣，把一些实验引入到课堂教学中，并用所涉及的探究问题启发引导学生学习，效果很好。所以本书可以为本科院校物理教师提供教学素材，帮助教师实现更有吸引力、更能激发学生创新思维能力的教学。

本书可以作为高等院校大学物理演示实验和文科物理演示实验的教材，也可以作为大中专、职业技术类学校和中学物理教学的参考书。

由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。

编者2015年8月