大学物理创新实验题目
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问题描述：
大学物理创新实验题目
桂亚东回答：
计时光屏
论文题目：计时光屏
设想：
普通物理实验中,在测量光栅常数时我们发现光屏上亮斑之间的距离测量存在较大的误差和诸多不便,比如在操作过程中容易光线容易被挡住；多次测量会导致眼部疲劳.所以我们设想改进一下光屏来克服以上问题,于是我们想到了计时光屏,通过计时的方式,直观、方便地测量出我们需要的数据.
1、起初由于测量光屏上亮斑之间距离时,手部操作会挡住光线,因此我们想将现用的白色光屏换成磨砂玻璃,从另一面来测量.但是经过讨论和咨询老师,发现光经过玻璃会产生折射,引起新的误差.并且激光会对人眼产生不良影响,所以第一个想法被否定了.
2、基于玻璃的缺点,我们又想简单的一张纸或一块布就可以解决以上问题.但是用纸和布记录又存在不可重复利用的缺点,而且记录错误时不利于改正,于是我们又否定了第二个想法.
3、从可重复利用这一点出发,我们想到了儿童写字板,它可以重复利用而且记错时课方便地改正.但经过讨论和实践发现,儿童写字板记录的斑点较大,测量两个光板之间的距离仍存在较大误差.因此我们也舍弃了第三个想法.
4、在直接测量希望不大时,我们想到了把光信号转化成电信号,进行间接测量的方法.但了解到市场上已有的用CCD记录图象信息的装置,其成本过高.
5、同样用光信号转换成为电信号的方法,可以将光敏电阻与示波器组合.经过实验发现,光敏电阻的灵敏度过低,而激光器的功率通常又只有2mV和4mV.另一方面是示波器存在的问题.首先,示波器要求必须有严格匀速变化的信号.其次,一般的实验室示波器都无记忆功能,为此,怎样记录一闪而过的信号成为难题.所以用光敏电阻和示波器组合的方式也被淘汰.
6、在光敏电阻的基础上我们找到了更灵敏且具有放大作用的光敏三极管,这样解决了图象信号和电信号之间的转换问题.在找将电信号返还为图象信号的过程中,经多次咨询以及小组讨论后,我们否决了示波器、多用电表以及电脑,最终决定将计时器和可带动光敏三极管运动的螺杆相结合,通过位移,速度和时间的关系求得光斑之间的距离,这样就可以巧妙地达到最终目的.
（这里要插个图的,你留个邮箱吧）
设计优点：
1、回避了原来测量方法中目测产生的误差,同时通过高精度的计时仪器来测量计算,从两方面来减小实验误差.
2、用光敏三级管可以准确地感受到光强相等的位置,进而准确反映两亮点之间的距离.
3、避免了测量过程中长时间观察激光光斑所引起的眼部疲劳.
4、实用电子化操作,使实验操作更为便捷.1.陀螺仪在高速转动时可以保持其自转轴的方向基本不变；因此可以用来作为飞机、舰船、导弹等上的导航和稳定器件
2.当转动惯量减小时,会感觉转速增大{即角速度增大}.这是因为人坐在上面时外力矩为零,此时角动量守恒,根据角动量等于转动惯量与角速度的乘积,当转动惯量减少时,角速度增大
3.当车轮式回转仪的轮子绕自转轴以角速度W高速旋转时,其角动量L=JW.若支点不在系统重心,系统将受到重力矩M=r*mg的作用,由角动量定理M=Dl/Dt知,车轮自转轴将绕竖直轴发生进动,其进动角速度=mgr/j.方向由L,M的方向决定.
4.冰上芭蕾演员表演时,先把两臂张开,并绕通过足尖的垂直转轴以角速度旋转,然后迅速把两臂和腿朝身边靠拢,这时由于转动量惯变小,根据角动量守恒定律,角速度必增大,因而旋转更快；
跳水运动员常在空中先把手臂和腿蜷缩起来,以减小转动惯量而增大转动角速度,在快到水面时,则又把手,腿伸直,以增大转动惯量而减小转动角速度,并以一定的方向落入水中.
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