纵波演示仪选型
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水面波驻波演示仪欧阳丽婷;杨旭东;刘敏蔷;刘凤艳【摘要】A demonstration instrument for standing wave on water surface was designed .The os‐cillator was set up at the end of a rectangle transparent flume .The frequency of the oscillator was ad‐justed by controlling the supply voltage .2 to 5 Hz standing waves were demonstrated .The frequency of the water surface wave was equal to the oscillator .The inter‐node distance was measured when the standing wave stabilized .The wavelength of the standing wave and the propagation speed of the sur‐face wave were obtained .%自制水面波驻波演示仪。
在透明的长方体水槽一端安装搅水振子,通过控制电源电压调节振子的振动频率,可以演示频率为2~5 Hz的水面波驻波。
实验中水面波的频率与振子的振动频率相同,在水槽中形成稳定的驻波后,测量波节间的距离,计算后得到波长以及水面波的传播速度。
【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】3页(P26-28)【关键词】驻波;水面波;波速【作者】欧阳丽婷;杨旭东;刘敏蔷;刘凤艳【作者单位】北京工业大学应用数理学院,北京100124;北京工业大学应用数理学院,北京100124;北京工业大学应用数理学院,北京100124;北京工业大学应用数理学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】O422指导教师:杨旭东(1968-),男,北京人,北京工业大学应用数理学院高级实验师,硕士,从事物理演示实验教学工作.波形在传播过程中向前推进的波叫做行波;行波反射后产生的反射波,其频率、振动方向和振幅基本不变,传播方向相反,与入射波叠加后形成驻波. 驻波波腹处振幅最大,波节处没有振动,振幅为零. 且相邻波节间的质点做同向振动,波节两侧的质点做反向振动,合成波的振动波形不移动. 驻波并不对振动状态和能量进行传播,而是媒质中各质点做原地振荡的运动状态[1].对于初学大学物理的学生来说,驻波是必学的基本物理知识,虽然驻波常见但很难看清驻波的细节,如琴弦由于振幅很小,很难看到琴弦的振动;课堂上用于演示的绳驻波虽然振幅较大,但由于振动频率较高,只能观察到一个个用波节隔开的“波包”,观察不到波节间、波节两侧相位的关系. 若要观察到相位关系只能借助频闪仪,但频闪仪的使用又受到光照条件的限制. 一般用昆特管演示空气驻波,且为纵波,需要借助锯末、水或火焰才能看到效果[2],实际上也只是空气驻波对锯末、水或者火焰产生影响,并不能看到驻波本身. 对于电磁波形成的驻波通过人的感官更是无法直接认识到[3]. 目前能够较好地观察到驻波相位关系的是用弹簧制作的纵波演示仪,但它衰减较快,必须提供稳定的振源,并且纵波的运动状态与学生常见的横波存在较大差异,无法由此形象地联想到横波驻波的相位关系. 为此,利用水面波的特性设计了水面波驻波演示仪,可以直观地、生动地观察到横波驻波的运动状态.水面波是重力和水的表面张力共同作用的结果,它既不是弹性横波,也不是弹性纵波,而是2种波的叠加[4-5]. 虽然其理论较为复杂[6],但它是人们认识波动现象的基础,因为它常见、直观、形象,并且其频率适合人眼的观察. 综合上述特点,笔者设计了利用水面波演示驻波的仪器.演示原理如图1所示,从水槽一端的振源S1发出水波A(频率为f),A沿水槽的x 轴传播后被水槽的另一端S2反射,反射波B沿x轴反向传播. 当满足驻波形成的条件时,在长方形水槽内会形成驻波C[7].水面波驻波演示仪由水槽和搅水振子构成,如图2所示. 由浅水波的波速公(其中g 和h表示重力加速度和水深)可知,波速的平方与水深成正比,因此在选择水槽时不需要水太深或水槽太长就能得到合适的水面波. 选取长方体的透明水槽,在水槽一端安装搅水振子,通过控制电源电压调节振子的振动频率,达到演示频率为2~5 Hz水面波驻波的效果.1)振子的制作现有的振子有许多类型,开始使用叶片拨水的水轮式振子,这种振子既可以通过增减叶片数量改变拨水频率,也可以通过改变水轮的转速来调节拨水频率. 经过多次实验发现,当水波的频率为2~5 Hz时演示效果较为理想,因此振子的拨水频率应足够低. 若使用普通的小功率减速电机,即使只装1~2个叶片,也无法达到实验要求的频率,更重要的是不能产生振幅足够大的水波.为了产生较大振幅的水波,设计制作了振子及转换元件,实现了上下搅水的方式,并在使用时根据实际情况进行了多次改进. 如图3所示,具体结构为在双节连杆的端部安装搅水片,通过减速电机控制偏心轮,带动与其铰接的双节连杆,将圆周运动转换为往复的直线运动. 为保证始终有搅水片在水面下运动,可平行安装3~7片搅水片. 减速电机用PWM调速电路或用输出功率更稳定的无级调压电源控制,旋转电源的无级调压旋钮或PWM电路的无级变速旋钮,可调节减速电机的转速进而改变振子的振动频率. 其中调压电源必须自带电流表,调压的同时观察电流表示数,以防止电机卡死时电流过大,烧毁电机.2)水槽的制作搅水片通过运动带动水面产生振动,但振源处的水无法做简谐振动[8],水花必须经过一段距离的衰减才能变成简谐波形式的水面波. 经多次实验后发现,为保证足够的衰减距离,水槽长度不能小于70 cm,而为了看到含有多个稳定的波腹和波节的驻波,水槽长度必须大于100 cm. 但如果水槽过长,水波强度衰减较大,又会严重影响驻波的振幅. 若水深5 cm,通过计算最终选定水槽长度180 cm. 当振源频率约2 Hz时,在选定长度的水槽中可看到6~7个较稳定的波腹和波节.按选定长度制作水槽,为准确地观察到水驻波,在水槽的一面外壁画有刻度,间距取振源频率2 Hz时水波波长的1/8. 另一面外壁贴上浅色背景纸,并在水中加入色素使水波与水槽对比明显,这样便于调节出波节稳定的水面波驻波,也利于观察驻波相邻两波节间和波节两侧的相位关系.1)演示驻波现象在水槽内注入加入色素的水,水深约为水槽的1/3. 为防止因振子力矩较大导致电机不运转,内部电流过大被烧毁,在开启电源或PWM电路时,电源电压应先调至电机所能承受的较高值或PWM电路的高速运转状态. 当电机开始运转后降低转速,仔细调节使振子的频率达到2~5 Hz,水槽内形成稳定的波动. 以水槽上的刻度为参考,观察波节,当波节基本保持不动时,便可认为产生了驻波,此时可以清晰地观察到相邻两波节间的点做同向振动,波节两侧的点做反向振动,很好地达到了演示作用.2)测量水面波的传播速度实验中水面波的周期T与振子的振动周期相同,水槽中形成稳定的驻波后,测量波节间的距离,计算后得到波长λ(波节间距离的2倍). 由于水面波可近似视作简谐波,由u=λ/T可得到其传播速度.在此基础上,利用该演示仪可进一步验证浅水波的波速公式[1,5]. 具体操作为,分别在水槽中注入5 cm和10 cm深度的水,调节振子频率,测量不同频率下波节间的距离,经计算可得水面波波长和传播速度,实验结果如表1和表2所示.通过观察实验结果不难发现,水浅时的波速要小于水深时的波速,定性分析的结论与理论是一致的. 此外,通过浅水波的波速公式分别计算了2种水深情况下传播速度的理论值,5 cm水深时波速是0.7 m/s,10 cm时波速是0.99 m/s. 与表1和表2中结果对比后发现两者不完全相同,存在一定偏差,分析其原因可能是波节间距离测量不准导致,此外频率是用秒表测量的,当频率较高时也会导致误差的产生.水面波驻波演示仪结构简单,易于操作,在课堂上使用后,教师和学生都能够看到明显的现象. 教师反映讲解驻波时,若不配以相应的演示实验,很难表述清楚,通过配合该演示仪,形象、直观地演示了驻波现象及节点之间和两端的相位关系,优化了教学过程,提高了教学效率,激发了学生的兴趣. 学生们反映:通过该仪器的演示更容易理解驻波的波动形式,有助于对驻波内容的学习.【相关文献】[1] 赵凯华,罗蔚茵. 新概念物理教程·力学 [M]. 2版. 北京:高等教育出版社,2004:285-287.[2] 梁法库,吴建波,孟庆伟,等. 气体火焰驻波演示实验的理论分析[J]. 物理实验,2007,27(10):40-41.[3] 黄彩霞. 微波传播特性实验设计[J]. 物理实验,2015,35(4):32-33.[4] 张建华,栾蓉. 静水中表面波的力学分析[J]. 大学物理,1994,13(2):9-10,13.[5] 王淼. 浅谈水波的波速与水深[J]. 物理教师,2008,29(10):13.[6] Johnson R S. The classical problem of water waves: a reservoir of integrable and nearly-integrable equations [J]. Journal of Nonlinear Mathematical Physics,2003,10(Supp.1):72-92.[7] 刘国高,陈秉岩,梁星慧,等. 液体驻波演示仪的研制和应用[J]. 物理实验,2008,28(9):15-18.[8] 董永奇,阮海军,蔡天芳,等. 利用LED灯演示简谐振动的合成和光的5种偏振态[J]. 物理实验,2013,33(11):45-48.。
纵横波演示仪使用说明书
仪器用途:
为了拓宽学生的知识面,理解波动的意义,一组小小的弹簧圈能做许多实验,既有趣又好看,既好看又好玩,促进青少年的智力发展。
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仪器构造:
一组堆高为125mm,直径为80mm弹簧片的厚度为0 15mm,弹簧片的宽度为2mm的弹簧。
制作原理;弹簧的固有特性。
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实验方法:
1、探宄纵波的传递:将弹簧横放在光滑的地上,两个人分别拿住弹簧的两端,拉开弹簧约2.5m左右长,一个人给弹簧一个波节,这个波节就会一点一点的传给对方。
两个人同时给弹簧一个波节,两个波节就会各自传给对方。
这就是纵波的传递。
2、探究横波的传递:将弹簧横放在光滑的地上,两个人分别拿住弹簧的两端,拉开弹簧约2.5m左右长,一个人的手轻轻的左右动一下,就有一列波从这头传到那头。
这就是横波的传递。
3、探究弹簧的左右摆动:将弹簧坚放在桌上,将弹簧的头一圈拉到弹簧的旁边,弹簧就会来回振动。
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探究问题:
1、分别将弹簧拉长到1.5米、2米、2.5米、3米试做上述1、2两步,看看效果哪个好?
2、想一下,还能做哪些有趣的实验或探究活动?
注意事项:
1、不能将弹簧拉得过长,超过弹簧的弹性限度,弹簧就损坏了。
2、每一圈的弹簧不能来回折,由于弹簧的钢性很强,容易折断。
3、弹簧不能接触水、不能受潮气,应放在干燥、通风、无腐蚀性气体的地方。
纵波演示仪安装方法一、安装方法由于弹簧细、软,须自己安装。
安装方法如下:1、纵波支架安装好后,找一根长于1.5cm直的铁棒和木棒,将弹簧穿入棒中(对弹簧格外小心,不要挤压、拉长),是弹簧自然下垂。
由二人同时用绳将棒固定在支架上。
2、棒固定高低以振动杆为准,振动杆的上端处于弹簧中间。
3、用线绳将弹簧的第一圈系成死结,绳分两根分别系在上端铁板上,上端暂时不系死,最好用火柴杆将线绳挤住,待全部调整后再固定。
4、用线绳系弹簧,由振动源一端开始,每隔四圈系一结(两线之间有三圈),末尾一圈弹簧系在竖立的钢条上。
二、相关链接1、纵波与横波我们最熟悉的波动是观察到的水波。
当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱,一是投入水处为中心有波纹向外扩展。
这个波列是水波附近的水的颗粒运动造成的。
然而水并没有朝着水波传播的方向流;如果水面浮着一个软木塞,它将上下跳动,但并不会从原来位置移走。
这个扰动由水粒的简单前后运动连续地传下去,从一个颗粒把运动传给更前面的颗粒。
这样,水里携带石击打破的水面的能量向池边运移并在岸边激起浪花。
的证运动与此相当类似。
我们感受到的摇动就是由地震波的能量产生的弹性岩石的震动。
假设一弹性体,如岩石,受到打击,会产生两类弹性波从源向外传播。
第一类波的物理特性恰如声波、声波,乃至超声波,都是在空气里由交替的挤压(推)和扩张(拉)而传递。
因为液体、气体和固体岩石一样能够被压缩,同样类型的波能在水体如海洋和湖泊及固体地球中穿过。
在地震时,这种类型的波从断裂处以同等速度向所有方向外传,交替地挤压和拉张它们穿过的岩石,其颗粒在这些波传播的方向上向前和向后运动,换句话说,这些颗粒的运动是垂直于波前的。
向前和向后的位移量称为振幅。
在地震学中,这种类型的波叫P波,即纵波,它是首先到达的波。
弹性岩石与空气有所不同,空气可受压缩但不能剪切,而弹性物质通过使物体剪切和扭动,可允许第二类波传播。
地震产生的这种第二个到达的波叫S波。
ICSY 51备案号JY 中华人民共和国教育行业标准JY/T 0406―2010高中理科教学仪器配备标准Equipping standard of education equipmentfor science faculty in high school中华人民共和国教育部发布目次前言 (Ⅱ)1 范围 (1)2 规范性引用标准 (1)3 要求 (7)表1 高中数学教学仪器配备要求 (9)表2 高中物理教学仪器配备要求 (11)表3 高中化学教学仪器配备要求 (41)表4 高中生物教学仪器配备要求 (66)表5 高中地理教学仪器配备要求 (84)表6 高中信息技术教学仪器配备要求 (96)表7 高中通用技术教学仪器配备要求 (101)前言本标准依据GB/T 1.1—2009的规则起草。
本标准由中华人民共和国教育部基础教育二司提出。
本标准由全国教学仪器标准化技术委员会(SAC/TC125)归口。
本标准起草单位:教育部教学仪器研究所。
本标准主要起草人:1.起草领导小组成员:李天顺、王富、刘诗海、蔡耘、刘月霞、顾敏。
2.起草工作组成员:刘诗海、顾敏、金毅、金林、彭实、刘俊波、刘强、李红印、夏国明、郭晓萍、杨树苹。
高中理科教学仪器配备标准1范围本标准规定了普通高中理科(数学、物理、化学、生物、地理、技术)教学用仪器设备的配备要求。
本标准作为指导地方教育行政部门和普通教育高级中学配备理科教学仪器使用。
本标准也可作为职业高中学校配备常规教学仪器的参考。
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GB/T 1216 外径千分尺GB/T 2019 磁带录音机基本参数和技术要求GB/T 2487 油石GB/T 2985 生物显微镜GB/T 4168 非自动天平杠杆式天平GB/T 4440 活扳手GB 4706.22 家用和类似用途电器的安全驻立式电灶、灶台、烤炉及类似用途器具的特殊要求GB/T 4967 电子计算器通用技术条件GB/T 5580 电钻GB/T 5806 钢锉通用技术条件GB/T 6092 直角尺GB/T 6870 手锯GB/T 7175 电烙铁GB 7260.1 不间断电源设备第1-1部分: 操作人员触及区使用的UPS的一般规定和安全要求GB 7260.2 不间断电源设备(UPS) 第2部分:电磁兼容性(EMC)要求GB/T 7260.3 不间断电源设备(UPS) 第3部分:确定性能的方法和试验要求GB 7260.4 不间断电源设备第1-2部分:限制触及区使用的UPS的一般规定和安全要求GB/T 8059.2 家用制冷器具冷藏冷冻箱GB/T 8218 低压测电器GB/T 9056 金属直尺GB/T 9813 微型计算机通用规范GB/T 10241 旋转变压器通用技术条件GB/T 11165 实验室pH计GB/T 12803 实验室玻璃仪器量杯GB/T 12804 实验室玻璃仪器量筒GB/T 12805 实验室玻璃仪器滴定管GB/T 12806 实验室玻璃仪器单标线容量瓶GB/T 13473 钢锤通用技术条件GB/T 13982 反射和透射放映银幕GB/T 14471 头戴耳机通用技术条件GB/T 15643 非广播磁带录像机通用技术条件GB/T 15723 实验室玻璃仪器干燥器GB/T 15724 实验室玻璃仪器烧杯GB/T 15725.4 实验室玻璃仪器双口、三口球形圆底烧瓶GB/T 15725.6 实验室玻璃仪器磨口烧瓶GB 15810 一次性使用无菌注射器GB/T 17764 密度计的结构和校准原则GB/T 17974 台式喷墨打印机通用规范GB/T 18018 信息安全技术路由器安全技术要求GB/T 18788 平板式扫描仪通用规范GB/T 19146 红外人体表面温度快速筛检仪通用技术条件GB/T 19864.1 体视显微镜第1部分:普及型体视显微镜GB/T 21028 信息安全技术服务器安全技术要求GB/T 21050信息安全技术网络交换机安全技术要求(评估保证级3) GB 21746 教学仪器设备安全要求总则GB 21748 教学仪器设备安全要求仪器和零部件的基本要求GB 21749 教学仪器设备安全要求玻璃仪器及连接部件GB/T 22773 机械秒表GB/T 22362 实验室玻璃仪器烧瓶GB/T 22067 实验室玻璃仪器广口烧瓶GA/T 404-2002 信息技术网络安全漏洞扫描产品技术要求GA 173-2002 计算机信息系统防雷保安器JB/T 4143-1999 台式砂轮机JB/T 5374-1991 电子天平JB/T 6533-2005 旋片真空泵JB 6827-1993 实验室离心机机械安全要求JB/T 6830-1993 投影仪JB/T 7974-1999 铸铁平板JB/T 9283-1999 万用电表JB/T 9290-1999 绝缘电阻表JB-T 9937.3-1999 高精度机用平口钳技术条件JB/T 10362-2002 数码照相机JJF 1085-2002 水平尺校准规范JJG 130-2004 工作用玻璃液体温度计检定规程JJG 855-1994 数字式量热温度计检定规程JY 0011 教学用单踪阴极射线示波器JY 0012 磁针JY 13-88 变压器原理说明器JY 14-88 可拆变压器JY 0014 左右手定则演示器技术条件JY 15-85 小型变压器技术条件JY 0015 楞次定律演示器技术条件JY 0017 电子束演示器技术条件JY 0018 电磁振荡演示仪JY 0019 感应圈JY 21-79 手摇交直流发电机技术条件JY 23-88 手摇三相交流发电机JY 24-88 三相电机原理演示器JY 0028 滑动变阻器JY 0033 光具盘JY 0034 普教光具座JY 38-84 电磁打点计时器JY 39-84 斜面小车JY 40-79 摩擦计JY 0041 斜槽轨道JY 43-79 液压机模型JY 44-87 碰撞实验器JY 46-87 气体定律演示器JY 0048 教学用直线电桥JY 49-79 电流天平JY 50-87 演示电磁继电器JY 53-80 塑料水槽技术条件JY 0057 教学用磁钢JY 58-80 地球仪技术条件JY 0063 气垫导轨JY 64-81 双缝干涉实验仪JY 65-81 DNA结构模型技术条件JY 75-82 蚕豆叶下表皮装片技术条件JY 79-82 酵母菌装片技术条件JY 83-82 植物细胞有丝分裂(洋葱根纵切)技术条件JY 84-82 动物细胞有丝分裂(马蛔虫卵切片)技术条件JY 96-82 骨骼肌纵横切技术条件JY 97-82 平滑肌分离装片技术条件JY 98-82 心肌切片技术条件JY 99-82 运动神经原装片技术条件JY 104-82 学生天平附砝码JY 105-82 勾码(试行)JY 106-82 巴斯卡球JY 111-82 小型气源JY 112-82 波动演示器JY 0114 电磁波发送接收演示器技术条件JY 115-82 感应起电机JY 116-82 小灯座JY 0117 教学用闸刀开关JY 120-82 演示原副线圈JY 121-82 原副线圈JY 0127 教学测力计JY 0129 毛钱管(牛顿管)技术条件JY 132-82 螺旋弹簧JY 0136 向心力演示器(压杆对比式)技术条件JY 137-82 空气压缩引火仪JY 138-82 凹、凸面镜JY 140-82 玻璃砖JY 141-82 光的干涉、衍射、偏振演示器JY 142-82 三棱镜JY 157-84 细胞亚显微结构模型技术条件JY 168-84 演示米尺JY 169-84 离心轨道JY 171-84 内聚力演示器JY 0173-93 力矩盘JY 178-84 冲击摆JY 179-85 玻棒附丝绸有机玻棒附丝绸胶棒附毛皮聚碳酸脂棒附毛皮JY 181-85 阴极射线管JY 183-85 验电球JY 184-85 尖形布电器JY 185-85 金属网罩JY 186-85 低气压放电管组技术条件JY 187-85 光谱管组JY 0188 威尔逊云雾室技术条件JY 189-85 盖革计数器JY 0201 钠的吸收光谱装置JY 202-85 箔片验电器技术条件JY 203-85 指针验电器技术条件JY 204-85 验电器连接杆技术条件JY 205-85 平行板电容器JY 0206 可调内阻电池JY 208-85 电铃JY 209-86 经纬度模型技术条件JY 210-86 地球运行仪技术条件JY 211-86 天球仪技术条件JY 217-87 电阻定律演示器JY/T 0218 线路实验板JY 219-87 洛仑兹力演示器JY 220-87 手摇离心转台JY 221-87 离心机械模型JY 223-87 两用气筒JY 235-87 胞间连丝切片技术条件JY 255-87 草履虫分裂装片技术条件JY 299-88 磁分子模型JY 0300 牛顿环JY 0302 沸腾焙烧炉模型技术条件JY 0303 硫酸接触室模型技术条件JY 0304 氨合成塔模型技术条件JY 0305 炼铁高炉模型技术条件JY 0306 炼钢转炉模型技术条件JY 0310 白光的色散与合成演示器技术条件JY 0313 始祖鸟化石及复原模型技术条件JY 0317 细胞膜结构放大模型技术条件JY 0330 教学用指针式电表JY 0331 向心力实验器JY 0332 弹簧振子JY 0333 纵波演示器JY 0334 露点测定器JY 0349 光导纤维应用演示器技术条件JY 0350 激光光学演示仪JY 0353 验证遗传规律玉米标本JY 0358 密立根油滴仪JY 0361 教学电源JY 0362 教学用信号发生器JY/T 0363 视频展示台JY/T 0364 保险丝作用演示器JY/T 0365 自感现象演示器JY/T 0366 电学元件黑箱JY/T 0368 牛顿第二定律演示器JY/T 0369 二维空间——时间描迹仪JY/T 0372 油膜实验器JY/T 0373 教学用液晶投影机JY/T 0375 直视分光镜JY/T 0378 手持放大镜JY/T 0382 学生计算器JY/T 0383 多媒体设备集中控制系统JY/T 0389 道尔顿板JY/T 0390 电火花计时器JY/T 0391 轨道小车JY/T 0392 滚摆JY/T 0393 教学支架JY/T 0395 教学音叉JY/T 0396 充磁器JY/T 0397 磁感线演示板JY/T 0398 电子开关JY/T 0399 教学用电阻箱JY/T 0400 红外线作用演示器JY/T 0401 紫外线作用演示器QB/T 1240-1991 家用食品烘烤器具电烤箱、面包片烘烤炉、华夫饼炉、三明治炉QB/T 1519-1992 纤维卷尺QB/T 1534-2006 机械秒表QB/T 1558.2-1992 台虎钳普通台虎钳QB/T 1908-1993 液晶数字式石英秒表QB/T 1992-1994 化学瓷蒸发皿QB/T 1966-1994 民用剪刀QB/T 2065-1994 人体秤QB/T 2082-1995 木工手用刨刀与盖铁QB/T 2087-1995 架盘天平QB/T 2094.3-1995 手板锯QB/T 2109-1995 实验室玻璃仪器冷凝管QB/T 2110-1995 实验室玻璃仪器分液漏斗和滴液漏斗QB/T 2207-1996 剥线钳QB/T 2208-1996 电工刀QB/T 2210-1996 手摇钻QB/T 2442.1-2007 夹扭剪切钳钢丝钳QB/T 2442.3-2007 夹扭剪切钳带刃尖嘴钳QB/T 2443-1999 钢卷尺QB/T 2561-2002 实验室玻璃仪器试管和培养管QB/T 2565.5-2002 钢斧木工斧QB/T 2567-2002 电烙铁QB/T 2569.6-2002 钢锉木锉QX/T 26-2004 空盒气压表SB/T 10205-1994 打气筒SJ/T 10541-1994 抗干扰型交流稳压电源通用技术条件SJ/T 11298-2003 数字投影机通用规范SJ/T 11338-2006 数字电视液晶背投影显示器通用规范SN/T 1603.4-2005 进出口音视频及类似电子设备检验规程第4部分:DVD视盘机的特殊要求YD/T 1099-2005 以太网交换机技术要求YY 0027-1990 电热恒温培养箱YY 0174-2005 手术刀片YY 0175-2005 手术刀柄YY/T 0280-1995 电热蒸馏水器YY/T 0295.6-1997 眼用镊YY 0504-2005 手提式压力蒸汽灭菌器YY/T 0596-2006 医用剪YY/T 0657-2008 医用离心机YY/T 0686-2008 医用镊YY 0731-2009 大型蒸汽灭菌器手动控制型YY 1007-2005 立式压力蒸汽灭菌器YY 91037-1999 电热恒温水浴锅3 要求3.1高中理科教学仪器在“配备要求”栏目下的“必修”、“选修”栏目中,均采用“必配”和“选配”两种配备要求。
单编号名称规格型号单价位0001演示直尺1000mm只0002木直尺1000mm只0005游标卡尺125mm, 0.1mm个0006螺旋测微器(千分尺)25mm, 0.01mm个0101剖析天平1/1000g,100g台0102电子天平1/1000台0103物理天平500g台0104学生天平200g, 0.02g台0105托盘天平500g,0.5g台0201数字计时器四位 ,台0203电磁打点计时器个0204石英钟秒分度个0205机械停钟块0206节拍器电子个0207电火花计时器单频次: , 火花距离不小于 10mm,个均匀电流不大于0301热敏温度计-10 ~+100℃,线性刻度个0302演示温度计只0401演示电表直流、电压、电流、检流台0402演示电流电压表J0402 型台0403演示电阻表J0403 型台0404演示( 瓦特 ) 功率表J0404 型台0405电能表单相只0406绝缘电阻 ( 兆欧) 表500V只0407直流电流表级, 0.6A,3A只0408直流电压表级, 3V, 15V只0409敏捷电流计±300μA只0410多用电表只0411学生多用电表只0412直流电压表级,毫伏级台0413携式直流单双臂电桥台0414沟通电流表级,毫安级只0415直流电流表级, 200μA只0416多用大屏幕数字显示可做万用电表 , 计时 . 计频 . 计数 .台测试仪测温等0417数字电容表10pF~100μF台0420投影电流表套单编号名称规格型号单价位0421投影电压表套0422投影检流计只0423教课 Q表台1005钢制黑板900mm×600mm,双面块1007旋片式真空泵单相,直联泵台1008两用气筒脚踏式个1009离心积淀器手摇式台1012空盒气压表DYM3型个1013手摇抽气机双缸式台1014水平器个1015简略频闪光源25Hz,50Hz台1016透明盛液筒Φ100mm×300mm个1018皮唧个1019仪器车辆1022投影器动感仪台2609酒精喷灯坐式个1101物理支架套1102方座支架套1104滴定夹个1105三脚架个1106试管架个1107漏斗架个1108多功能实验支架套1110起落台起落范围不小于 150mm,载重量不台小于 10kg1202学生电源16V/2A,稳压台1203蓄电池6V,15Ah,关闭免保护式台1204调压变压器2KVA台1206电子感觉圈电子开关式台1209教课电源1~25V,100W分段连续可调台1210高压发生器5~ 50kV台1211逆变电源台1212多功能充电器同时充 28 组可调内阻电池或蓄电台池,有准时器1301视频展现台台2101条形盒测力计10N/5N/个2103圆筒测力计5N个单编号名称规格型号单价位2104平板测力计5N个2105圆盘测力计5N个2106金属钩码10g×2/20g ×2组2106金属钩码50g×10/200g ×4组2107圆柱体组铜.铁.铝组2109摩擦计套2110螺旋弹簧组,1N,2N,3N, 5N组2123滚摆个2124力矩盘个2125气垫导轨1200mm, 可调台2126小型气源气压不小于 500mm水柱 , 低噪声台2128平抛竖落仪个2129手摇离心转台台2130向心力演示器台2131向心力实验器手动指针式台2132离心计械模型节速器 , 干燥器 , 分别器台2133离心轨道个2135碰撞实验器台2136冲击摆台2138高中运动学 , 动力学教套具2142超重失重演示器记忆指针式个2143高中静力学演示教具套2144演示测力计0~2N个2145演示斜面小车1200mm套2146演示力矩盘个2147物体形变演示器套2152力的合成分解演示器套毛钱管 ( 牛顿管 )带开释装置套2154平抛运动实验器套2155演示轨道小车利用电火花计时套2156运动轨迹显示仪示曲线运动套2158引力常量实验仪台2159傅科摆台2167反冲运动演示器台2169动能势能演示器套80110电珠(小灯泡)或个单编号名称规格型号单价位2170运动合成分解演示器台2174平抛和碰撞实验器台2176高中力学演示板套2183轨道小车轨道打点式:打点有效距离不小于套550mm或车拖纸带式 : 打点有效距离不小于 550mm2187牛顿第二定律演示仪套2188二维空间 - 时间描迹仪套2201弹簧振子气垫式件2203颠簸演示器帘式台2204音叉256HZ/512HZ支2206共振音叉440HZ对2207发音齿轮个2208发波水槽机械振子套2208发波水槽~气动波源带同步频闪光源套2209单摆组五个摆球组2210单摆运动规律演示器光电门计时套2211匀速圆周运动投影器台2212纵波演示器台2213振动合成演示器台2216声波演示仪套2217声速丈量仪套2218纵横波演示仪台2219颠簸图象投影演示器台2220简谐振动投影演示仪台2221受迫振动和共振演示台器2222单摆振动图象演示器投影式台2223波的合成演示器套2224音频发生器台2253空气压缩引火仪件2257气体定律演示器件2261气体定律实验器气室不小于 100ml件2266液体表面张力演示器套2267毛细现象演示器套2269露点测定器个2270干湿球温度计个2272投影气桌250mm×250mm套单编号名称规格型号单价位2276气体做功内能减少演套示器2277气压微观解说演示器套2279道尔顿板个2280油膜实验器套3115晶体空间点阵模型食盐. 金刚石 . 石墨套2301玻棒(附丝绸)对2302胶棒(附毛皮)对2303验电球个2304箔片验电器对2305指针验电器对2306验电器连结杆个2307尖形布电器个2308金属网罩个2309平行板电容器件2310静电感觉起电机台2311范氏起电机台2312枕形导体个2313球形导体个2314电埸线演示器件2315等势线描述实验器导电玻璃型件2317验电羽对2318验电幡件2319常用电容器示教板件2320正负电荷查验器台2351小灯座个2352单刀开关个2354滑动变阻器20Ω,2A个2354滑动变阻器50Ω,1.5A个2354滑动变阻器200Ω,1.25A个2354滑动变阻器5Ω,3A个2358电阻圈组2359电阻定律演示器个2361教课电阻箱Ω个2362简式电阻箱9999Ω个2365可调内阻电池气压调理式个单编号名称规格型号单价位2366铜的电化当量实验器件2367库仑扭秤台2368演示线路实验板高中演示组套2369学生线路实验板高中学生组套2370单刀双掷开关个2371双刀双掷开关个2372电阻箱Ω个2373学生用可调内阻电池改良型个2374电池盒1号电池,4 个套2376保险丝作用演示器套2401条形磁铁D-CG-LT-180对2402蹄形磁铁D-CG-LU-63个2402蹄形磁铁D-CG-LU-80个2402蹄形磁铁D-CG-LU-100个2404电流磁场演示器套2405磁针对2406小磁针10 个组2409演示原副线圈件2410原副线圈个2414电磁继电器个2415左右手定章演示器个2419方型线圈个2420手摇三相沟通发电机J2420 型台2421三相电机原理演示器J2421 型套2422三相感觉电动机模型J2422 型台2423可拆变压器J2423 型个2424楞次定律演示器件2425变压器原理说明器增添调压变压器功能台2426小型变压器套2430直线电流磁感觉强度件演示器2431电磁感觉演示器件2432沟通电路特征演示器个2433洛仑兹力演示器台2434电磁振荡演示仪件2435电磁波的发送和接收演示器件单编号名称规格型号单价位2436电磁波的干预衍射偏件振演示器2437电子荷质比实验装置件2438密立根油滴仪件2440电机模型立式台2441立体磁感线演示器条形.蹄形套2444充磁器台2445磁感线演示板永磁、电磁场件2446自感现象演示器台2447安培力演示器台2451低气压放电管组件2452低气压放电管支2453阴极射线管 ( 磁效应支管)2454阴极射线管 ( 示直进支管)2455阴极射线管 ( 机械效支应管 )2456阴极射线管 ( 静电偏支转管 )2458教课示波器2MHz台2459学生示波器2MHz台2461晶体管特征图示仪台2462低频信号发生器20Hz~ 20kHz, 有功率输出台2463高频信号发生器J2463 型台2464教课信号发生器台2465学生信号发生器台2468音频功率放大器台2469教课扫频仪台2470三线电子开关台2471大屏幕示波器20kHz台2472双踪教课示波器台2475阴极射线演示器热阴极台2477微电流放大器台2478电谐振演示器台2480电子元器件实验盒套2482传感器应用实验器套2483电学元件黑箱三个接点,两个元件(电池、电阻、套二极管均可改换)2501光具盘磁吸附式套套2502凹面镜个编号名称规格型号单单价位2503凸面镜个2506玻璃砖个2507光具座? 16mm,双轨套2508光的干预 . 衍射 . 偏振套演示器2511三棱镜个2512X 射线演示器带防备罩萤光屏台2513激光光学演示仪台2515双缝干预实验仪台2516光导纤维应用演示器台2517光电效应演示器锌板台2518白光的色散与合成演示器个2520太阳能电池演示器台2524紫外线作用演示器套2525红外线作用演示器套2527望远镜双筒,7 ×35个2529照相机135 型,机械快门,手动调焦,有台B 门2531半导体激光光源有扩束镜、分束镜,支架套2551分光镜带波长分度尺台2552光谱管组套2553威尔逊云雾室杠杆式台2554盖革计数器台2555钠的汲取光谱演示器台2557高温扩散云室台2558弗兰克 - 赫兹实验装置台2559普朗克常数测定器台2560手持直视分光镜个5102高中物理教课挂图套5104高中物理活动挂图套5106高中物理教课投电影套5108高中物理多媒体教课软件录像带、光盘套6001量筒10ml个6002量筒50ml个6012量杯250ml个6051移液管1ml支6067体温计支单编号名称规格型号单价位6071温度计红液, 0~100℃支6072温度计水银, 200℃支6103试管20mm×200mm支6123烧杯250ml个6124烧杯500ml个6201酒精灯150ml个6271T 形管个64资料和配套用品石棉网、三角架、泥三角、试管夹、份试管刷等7物理教课实验化学药酒精、煤油、苯、硫酸铜、锌片、份品铜片、铁粉、硫酸、乙醚、水银等8012高中物理演示实验材电池、电珠、导线、焊锡、焊锡膏、套料保险丝、蜡烛、钠泡等8013电子元件演示实验材电阻、电容、电感、电位器、二极套料管、三极管、集成块等8112照明电路套高中物理分组实验材电池、电珠、导线、纸带、复写纸、8113透镜、棱镜、灯芯、电阻丝、导电套料纸、胶帽、云母片等电池、电珠、电阻、电容、电感、8114电子元件分组实验材电位器、二极管、三极管、导线、套料纸带、复写纸等8202高中分组工具电烙铁、电工刀、尖咀钳、镊子、套螺丝刀、测电笔等8205实验室常用工具手摇钻、木锉、木锯套8206台钻Φ1~Φ 13mm台8207台虎钳100mm台8208多用工具机拥有车、铣、钻功能台8209漏电保护器漏电流 5~30mA.可调个8215计算器有统计功能个8221砂轮机单相, 300W,3000vpm台8301工作服件寒暑表支指针式寒暑表支IC 卡电能表220v、50Hz、660R/KWh只发光二极管3V只电子线路电阻只罗盘演示用(经济型)个紫光灯只凸面镜F=10cm Ф=100mm个凹面镜F=-10cm Ф=100mm个激光手电红色光个太阳灶模型按书件电子体温计支单编号名称规格型号单价位干粉灭火器2KG个灭火沙箱50KG箱2164碰撞球 5 球套第10页首页上一页共 318 条每页显示 35 条第 10页共 10页。
《大学物理演示实验》课程教学大纲课程代码:课程负责人:沈黄晋课程中文名称:大学物理演示实验课程英文名称:University Physics课程类别:选修课程学分数:2课程学时数:54授课对象:全校各专业本科生(文、理、工、医)本课程的前导课程:一、教学目的物理演示实验课程以对实验现象的观察、思考、定性或半定量分析为主,不深究严格的物理理论,不要求对实验结果做出准确的定量分析,以便充分展示演示实验的趣味性和在描述物理概念上的直观性、易接受性,使理工科的学生能够加深和巩固对已学物理概念的理解,对尚未学到的物理知识能建立一个直观的、定性的物理概念,以激发学生求知探索的欲望,提高实验动手能力和科技创新能力;对于文科的学生,通过观察神奇的物理演示现象,聆听老师对相应物理知识的介绍,能够使他们更容易地理解物理、了解自然科学,了解科技进步对人类文明的贡献,全面提高综合素质。
二、授课方法本课程采用启发式、开放式的教学方式,学生根据实验室提供的资料、仪器、设备,结合自己的兴趣和所具备的物理知识,选择要做的演示实验(一学期至少要做5大类、20个演示实验,多做不限,一次课可完成2-3个演示实验)。
上课时,老师首先对相关的实验原理、实验现象和演示仪器作简单介绍和初步演示(主要针对文科学生,理工科学生可完全独立操作),然后让同学们自已操作演示仪器,包括设计新的实验方案和优化实验步骤,并写出实验报告。
三、授课地点武汉大学文理学部物理大楼一楼东侧物理演示实验室。
四、授课时间授课时间也就是实验室对外开放时间,即第3周至第16周的周一至周五下午2:00 ~5:00,学生可根据自己的课表安排上课时间,并在实验室备案。
五、选课方法每学期开学第1、2周,在教务部公共选修课网站上报名选修。
六、考核方式本演示实验课程多为定性实验,故不进行期末考试。
仅根据做实验的次数、完成实验(包括实验报告)的数量和质量来综合给分。
七、教材与参考书教材:《物理演示实验讲义》自编,2007年参考书:《物理演示实验教程》,清华大学出版社,路峻岭主编,2005年《大学物理演示实验》,湖南大学出版社,张智主编,2005年附演示实验题目一﹑力学类机械能及机械能守恒系列1. 1 锥体上滚轮演示装置视频1.2 滚摆〔麦克斯韦滚〕视频1.3 七联球碰撞演示1.4 过山车角动量及角动量守恒系列1.5茹可夫斯基转椅演示角动量守恒视频1.6 悬挂式角动量守恒仪视频1.7 大型回转定向仪(角动量守恒的应用)视频1.8 陀螺的进动视频1.9 车轮的进动视频1.10 角动量综合演示仪刚体的平面运动和定轴转动系列1.11 角速度矢量合成演示1.12 刚体的平面平行运动(斜面圆柱式)视频1.13 转动定理演示仪1.2 滚摆〔麦克斯韦滚〕视频机械振动系列1.14 单摆的共振演示视频1.15 弹簧的受迫振动与共振演示视频1.16 弹簧片的受迫振动与共振演示视频1.17振动合成演示视频1.18 傅科摆1.19 音叉的共鸣波动系列1.20 几种驻波现象的演示(弦驻波、纵驻波、环驻波)视频1.21 水波盘演示仪1.20 鱼洗视频1.21 横波与纵波演示仪气体分子运动论和流体力学系列1.22 速率分布演示视频1. 23 伯努利旋浮器视频1. 24 伯努利定律演示仪1.25 气体流速与压强的关系演示视频1.26 空气内摩擦1.27 气体动理论的模拟演示(仪器已坏)1.28 飞机升力(仪器已坏)其它1.29 离心力演示视频1. 30 混沌摆二﹑电磁学静电学类2.1 点电荷和电偶极子的电场分布演示实验视频2.2 静电跳球视频2.3 静电摆球视频2.4 静电除尘视频2.5 静电滚筒演示尖端放电视频2.6 电风轮演示尖端放电视频2.6 电风吹蜡烛演示尖端放电视频2.7 避雷针原理视频2.8 异型导体表面的电荷分布视频2.9 鸟笼演示静电屏蔽2. 10 有极分子电介质的极化模型演示2.11 神奇的辉光球视频2.12 雅各布天梯视频2.13 高压带电作业电学综合2.14 手触电池2.15 RC时间常数实验演示2.16 基尔霍夫定律实验演示2.17 温差电磁铁2.18 温差热电偶实验2.19 电光调制2.20 示波器应用磁场2. 21 巴比轮演示仪演示磁力矩视频2.22 安培力演示实验视频2.23 巴克毫森效应演示铁磁质磁化过程中磁畴壁的移动2. 24 热磁轮演示铁磁质的居里点视频2. 25 磁力演示仪电磁感应2.26 大线圈中插拔磁铁或磁场变化演示电磁感应现象视频2.27 磁悬浮及涡电流阻力现象演示仪(磁体在铝管和铜管内的运动)视频2.28 电磁驱动演示视频2.29 单向旋转磁场演示异步电动机原理2.30 涡流热效应演示2.31 两种跳环式愣次定律实验演示视频2,32 涡流阻尼摆演示实验视频2.33 趋肤效应2.34 超导磁悬浮列车视频2.35 光点反射磁致伸缩演示仪2.36 傅立叶分解合成三﹑光学几何光学系列3.1 透镜成像及薄透镜焦距的测定3.2 透镜像差3.3 弯曲的激光束(反射﹑折射)3. 4 光学幻影3. 5 视觉错觉3. 6 反射多像簇的动态变换演示仪视频3.7 折射率梯度记录及测量光的干涉系列3.8 杨氏双缝干涉演示实验3.9 双面镜干涉演示实验3.10 双棱镜干涉演示实验3.11 洛埃镜干涉实验演示实验3.12 等厚干涉(牛顿环﹑劈尖)3.13 麦克耳逊干涉仪视频3.14 细玻璃管的干涉实验3. 15 用读数显微镜观察劈尖干涉3.16 薄云母片的等倾干涉光的衍射系列3.17 菲涅耳衍射(圆孔、圆屏、直边、矩孔、叉丝、十字孔……)3. 18 夫琅和费衍射(圆孔、单缝、双缝、圆屏、一维光栅、二维正交光栅、……)3. 19 用分光计做光栅衍射实验3.20 波带片3.21 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的区别光的偏振系列3.22 偏振光演示仪(用偏振片获得和检验偏振光)视频3. 23 用反射和折射获得偏振光(验证布儒斯特定律)视频3.24 双折射现象及双折射引起的偏振视频3.25 显色偏振视频3.26 会聚偏振光的干涉视频3.27 旋光效应与旋光色散3. 28 人为双折射现象(应力双折射、磁致双折射、电致双折射)3. 29 1/4波片,1/2波片;圆偏振光、椭圆偏振光的产生与检验光学信息处理系列3.30 全息照相的再现3. 31 调制3.32 阿贝成像原理和空间滤波3.33 模拟光通讯四﹑近代物理4.1 超导磁悬浮演示视频4.2 记忆合金演示。
驻波演示仪的设计及应用研究作者:罗小成,蔡雨,李代福来源:《物理教学探讨》2022年第08期摘要:针对人教版高中物理选修3-4的波的叠加的“弦线上的驻波”的实验教学,基于新课标课程内容情景化、培养科学思维和科学探究的思想,以引领学生理论推导到建模再到动手制作实验器材直接观察为目的,利用STM32单片机、JGB37-520霍尔编码器减速电机与大功率PWM直流电机调速器互通信号,对已有的驻波演示仪的设计思想进行改进和完善,并进行理论分析,实现对驻波自由振动频率、周期、弦长、弦张力的定量探究。
关键词:驻波;STM32单片机;调速器;科学探究;定量探究中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2022)8-0052-4驻波是两列沿同一直线相反方向传播的相干波叠加而产生的一种特殊的波的干涉现象,通常采用进行波和反射波相互叠加的方式来实现驻波的观察。
驻波是高中物理选修部分“机械波”中一个相对抽象的内容,很多教师对于驻波的教学是用波的叠加原理进行理论推导,有条件的情况下再实验演示或者Flash模拟实验验证。
从笔者实际教学和调研情况来看,学生学习情况不是很理想。
根据新课标要求,教师要努力让课程内容情景化、问题化,引导学生经历科学探究过程,体会科学研究方法,养成科学思维习惯,增强创新意识和实践能力,授课形式也要更加多元化[1]。
基于这个思想,笔者项目组对“驻波”实验及其教学进行二次开发。
1 驻波装置设计市面上已有的驻波演示仪有:绳驻波演示器、声驻波演示器、液体驻波演示仪、弹簧纵驻波演示仪、弦线驻波演示仪等。
考虑其直接用于中学物理教学,都会在各方面存在相应的不足,如仪器笨重、不易携带、操作复杂、价格昂贵、现象不明显、精确度不高等问题,笔者对实验方案进行相对应的创新与优化。
为避免驻波设备笨重、操作繁琐,保障演示实验的可信度等,同时也要兼顾学生已有的知识基础,不能设计过于复杂、涉及深难物理理论的装置。
3 5 1纵波直探头检测灵敏度的确定3.5.1纵波直探头检测灵敏度的确定2011年03月15日当被检测部位的厚度大于或等于探头的三倍近场区时,原则上可选用底波计算法确定检测灵敏度。
对由于几何形状所限,不能获得底波或壁厚小于探头的三倍近场区时,可直接采用CSI标准试块确定基准灵敏度。
3.5.2纵波双晶直探头检测灵敏度的确定根据需要选择CSII试块,并依次测试一组不同检测距离的Φ3mm平底孔(至少三个)。
调节衰减器,使其中最高的回波幅度达到满刻度的80%。
不改变仪器的参数,测出其它平底孔回波的最高点,将其标在荧光屏上,连接这些点,即是对应于不同直径平底孔的纵波双晶直探头的距离—波幅曲线,并以此作为检测灵敏度。
3.5.3检测灵敏度一般不得低于最大检测距离处的φ2mm平底孔当量直径.3.6工件材质衰减系数的测定3.6.1在工件无缺陷完好区域,选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位,调节仪器使第一次底面回波幅度(B1)为满刻度的50%,,记录此时衰减器的读数,再调节衰减器,使第二次底面回波幅度(B2)为满刻度的50%,两次衰减器读数之差即为(B1-B2)的dB差值。
3.6.2 衰减系数的计算公式为;(1)衰减系数计算公式(T<3N,且满足n>3N/T,m=2n)α=[(Bn-Bm)-6]/2(m-n)T(2)衰减系数计算公式(T≥3N)α=[(B1-B2)-6]/2T式中:α——衰减系数,dB/m(单程);(Bn-Bm)、(B1-B2)——两次衰减器的读数之差, dB ;T——工件检测厚度,mm。
N——单直探头近场区长度, mmm、n——底波反射次数。
3.6.3 工件上三处衰减系数的平均值即作为该工件的衰减系数。
3.7 缺陷当量的确定3.7.1 采用AVG曲线及计算法确定缺陷当量。
对于三倍近场区内的缺陷,可采用单直探头或双晶直探头的距离—波幅曲线来确定缺陷当量。
也可采用其它等效方法来确定。
计算缺陷当量时,当材质衰减系数超过4dB /m,应考虑修正。
超声波纵波小角度探头在混铁水车车轴探伤中的应用车辆在运行过程中,轮对是保证车辆在钢轨上的运行和转向,并承受来自车辆的全部静、动载荷,把它传递给钢轨,并将因线路不平而产生的载荷传递给车辆各零部件的部分。
因此,轮对是车辆最关键的零部件之一,它的正常运行是车辆安全运行的前提和保证。
尤其是我公司使用的混铁水车,其自重达280吨,载重达320吨,因此,车轴在使用过程中所受的各种载荷及交变应力更为复杂,对其实行准确有力的超声探伤是非常有必要的。
根据受力分析可知,车轴应力在截面上的分布是不均匀的,越接近表面应力就越大,而在中心的应力很小。
所以车轴出现裂纹主要是在车轴的表面及近表面。
另外轮座部分长期受交变应力的作用下,会造成金属的疲劳,降低金属抗拉强度和疲劳极限,从而容易在轮座部分出现横向裂纹,因此探伤重点区域应在轮座部分和轴承座台阶部分。
由于混铁水车每年要进行年修,为了不影响正常的使用,车辆在库内的停留时间仅有三天时间。
轮对在库内无法完成解体、清洗等工作,由于轴身受环境影响,氧化铁皮、灰尘等杂物粘附在上面,横波斜探头无法从轴身上进行探伤,因此我们通常对轮对的探伤是以轴端面为探伤面,采用不解体不卸轴的探伤方式,使用纵波直探头进行探伤的。
而这样的探伤方式无法探测车轴轮座部分的疲劳裂纹,要探测轮座部分的表面及近表面的缺陷需使用纵波小角度探头在轴端面轴向检测。
如图3所示混铁水车车轴探伤示意图探伤操作顺序:一、探伤仪及探头选择探伤仪应达到ZBY230的要求,因此探伤仪选用CUD2080;探头应符合ZBY231的相关要求,根据混铁水车车轴特点及探头类型,探头选频率为2.5MHz小角度纵波斜探头。
二、探头入射角度的选择在选择探头角度时,设定探头入射点置轴端面直径处,如下图所示:图1车轴探伤入射点示意图此时有探测轮座外侧裂纹区时探头的最佳折射角公式探测轮座内侧裂纹区时探头的最佳折射角公式根据混铁水车车轴的具体尺寸和小角度探头的类型,选择7º小角度探头时则有:故探头的实际入射点由计算可知:探测轮座外侧裂纹区时最佳入射点则x1=-18.2(mm)即入射点应在距轴中心线18.2mm处探测轮座外侧裂纹区时最佳入射点则x2=30(mm)即入射点应在距轴中心线30mm处由上述入射点结合混铁水车车轴端面的结构特点可知,选用7º纵波小角度探头能同时探测到轮座外侧裂纹区和轮座内侧裂纹区。
291 第八章 演示物理部分实验一 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。
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;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292 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。
超声波检测之横波和纵波的区别图解:纵波小角度探伤的应用超声波是一种频率高于人耳能听到的频率(20Hz~20KHz)的声波,超声波是一种波,因此它在传输过程中服从波的传输规律。
例如:超声波在材料中保持直线行进;在两种不同材料的界面处发生反射;传播速度服从波的传输定理:=f(为波速,为波长,f为波的频率)。
波在介质材料中行进的速度愈大,则介质材料的坚硬性愈大;反之,则介质材料愈松软。
而介质材料的坚硬性实质上也反映了该种材料强度的高低,因此材料强度愈高,波速应愈大;材料强度愈低,则波速应愈小。
这样,知道了波速,亦即知道了材料强度。
一些检测设备就是利用超声波反射原理来进行检测。
横波和纵波的区别
波就是振动的传播,通过介质传播。
在同种均匀介质中,振动的传播是匀速直线运动,这种运动,用波速V表征。
横波和纵波是波的两种类型,波就是振动的传播,通过介质传播。
横波也称凹凸波,横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直。
纵波是质点的振动方向与波的传播方向平行的波。
而超声波还是属于声波,是属纵波传播方式,超声波的传播需要介质,超声波在真空中不可传播。
超声波检测之横波和纵波的区别图解纵波探伤
横波探伤
表面波探伤
纵波小角度探伤在超声波检测过程中,超声波的发射和接收是通过探头来实现的。
常用的横波探头,是使纵波斜入射到界面上,通过波形转换来实现横波探伤的,当入射角在第一、第二临界角之间时,纵波全反射,第二介质中只有折射横波。