大學物理演示實驗教程（簡體書）

《大學物理演示實驗教程》根據長沙理工大學物理實驗中心已開出的物理演示實驗和指導教師近年教學經驗而編寫。內容包括力熱學、電磁學和光學等幾部分，總計116個實驗項目。每個實驗分別介紹了實驗目的、實驗裝置、實驗原理、演示方法與現象和思考題等。在實驗項目選取上除了配合理解物理知識的傳統項目外，還引入了一些能體現物理原理在古代科技和現代社會生活的實驗項目，以增加實驗的科普性和趣味性。《大學物理演示實驗教程》可供普通高等學校作為開放教學中的大學物理演示實驗教材使用或參考書。

《普通高等院校"十二五"規劃教材:大學物理演示實驗教程》可供普通高等學校作為開放教學中的大學物理演示實驗教材使用或參考書。

第1篇力熱學及其綜合演示實驗
實驗1-1質心運動（杠杆式）演示
實驗1-2多球競走
實驗1-3曲徑先捷
實驗1-4過山車模擬
實驗1-5科裡奧利力演示
實驗1-6角動量守恆演示
實驗1-7多球碰撞演示
實驗1-8錐體上滾
實驗1-9進動演示
實驗1-10陀螺儀定向特性的演示
實驗1-11滾柱式轉動慣量演示
實驗1-12滾擺運動與機械能守恆定律演示
實驗1-13頻閃法測量風扇轉速
實驗1-14倒流壺
實驗1-15公平杯
實驗1-16傅科擺
實驗1-17單擺式共振演示
實驗1-18磁單擺混沌演示
實驗1-19受迫振動演示
實驗1-20垂直振動的合成
實驗1-21音叉的共振演示
實驗1-22水波演示
實驗1-23駐波（繩波）演示
實驗1-24魚洗
實驗1-25超聲霧化演示
實驗1-26編鐘演示
實驗1-27臺式皂膜演示
實驗1-28多普勒效應演示
實驗1-29氣體流速與壓強的關係演示
實驗1-30飛機升力原理演示
實驗1-31龍捲風的模擬
實驗1-32逆風行舟
實驗1-33流體流線演示
實驗1-34熱力學第二定律的演示
實驗1-35伽爾頓板
實驗1-36形狀記憶合金花
實驗1-37冰箱工作原理演示

第2篇電磁學及其綜合演示實驗
實驗2-1種常見帶電體的電場線
實驗2-2導體表面的場強大小與曲率的關係演示
實驗2-3電風輪
實驗2-4電風吹火-尖端放電演示
實驗2-5靜電滾筒
實驗2-6靜電跳球
實驗2-7靜電除塵
實驗2-8靜電植絨
實驗2-9靜電屏蔽演示
實驗2-10避雷針
實驗2-11滴水自激感應起電機
實驗2-12範德格拉夫靜電起電機
實驗2-13感應起電機
實驗2-14靜電感應盤
實驗2-15日光燈的工作原理演示
實驗2-16高壓帶電作業演示
實驗2-17雅格布天梯演示
實驗2-18電介質的極化演示
實驗2-19絕緣體轉換為導體演示
實驗2-20手觸電池
實驗2-21半導體製冷演示
實驗2-22半導體溫差電堆演示
實驗2-23克豪森效應演示
實驗2-24熱磁輪
實驗2-25光點反射法演示磁致伸縮
實驗2-26電磁感應演示
實驗2-27楞次定律的驗證
實驗2-28自感現象演示
實驗2-29亥姆霍茲線圈磁場演示
實驗2-30趨膚效應演示
實驗2-31渦流阻尼擺
實驗2-32磁懸浮列車演示
實驗2-33常溫磁懸浮地球儀
實驗2-34霍爾無刷直流電機演示
實驗2-35人體熱釋電紅外線傳感器演示
實驗2-36可燃氣體檢測報警器演示
實驗2-37電子體重計
實驗2-38電子血壓計演示
實驗2-39微波爐工作原理與電磁輻射檢測
實驗2-40電磁爐工作原理演示
實驗2-41門磁探測器演示

第3篇光學及其綜合演示實驗
實驗3-1無源之水
實驗3-2直角鏡的演示
實驗3-3光學幻影
實驗3-4窺視無窮
實驗3-5望遠鏡演示
實驗3-6顯微鏡演示
實驗3-7導光水柱
實驗3-8海市蜃樓演示
實驗3-9透光銅鏡
實驗3-10紅綠立體圖
實驗3-11光纖燈演示
實驗3-12光纖通信演示
實驗3-13光柵立體畫
實驗3-14偏振儀上的起偏與檢偏演示
實驗3-15偏振光干涉演示
實驗3-16光的反射與折射的偏振演示
實驗3-17菲涅耳衍射演示
實驗3-18夫琅禾費衍射演示1
實驗3-19夫琅禾費衍射演示2
實驗3-20光柵光譜的觀察
實驗3-21肥皂膜的等厚干涉
實驗3-22牛頓環演示薄膜干涉
實驗3-23兩平晶間空氣膜的等厚和等傾干涉演示
實驗3-24晶體的雙折射演示
實驗3-25輝光球
實驗3-26光的色散現象演示
實驗3-27三基色合成演示
實驗3-28太陽能電池及應用演示
實驗3-29熱輻射和吸收演示
實驗3-30半導體綠激光器
實驗3-31激光滿天星
實驗3-32激光測距原理演示
實驗3-33反射白光全息圖
實驗3-34氫燃料電池演示
實驗3-35電致發光
實驗3-36煙霧傳感器演示
實驗3-37用計算機研究點光源的光照與距離的關係
實驗3-38LED彩球演示
參考文獻

[物理原理]
為防止外界的場（包括電場、磁場、電磁場）進入某個需要保護的區域，其方法稱為場屏蔽。屏蔽分為靜電屏蔽、靜磁屏蔽、電磁屏蔽三種，每一種屏蔽的物理原理有所不同。本實驗是演示靜電屏蔽現象。
導體內有大量可以自由移動的自由電荷（自由電子），除了熱運動外，它們還能在靜電場的作用下作定向的運動。靜電場作用使自由電荷重新分布，而運動到導體表面的自由電荷受金屬原子電場約束，不會飛離導體，只能停留在表面，不會再作定向運動。這種重新分布一直到導體內場強處處為零而結束，此時導體稱為處于靜電平衡狀態。導體處于靜電平衡時，導體內部的場強一定處處為零，導體表面的場強處處與表面垂直或為零，從電勢的角度來看，導體是個等勢體，否則自由電子還會由于電場力作用（電勢差存在）重新分布，直到處于平衡為止。
下面根據在靜電場中導體內部場強始終為零的特點，分析空腔導體場強規律。
對于一個處于外電場中的空腔導體，由于靜電感應，導體（不是空腔）內自由電荷重新分布，導致導體外表面出現正、負感應電荷，直到導體處于靜電平衡狀態為止。由于導體內部（不包括空腔）的電場強度處處為零，即導體外部的電場線只能終止于導體表面，空腔內部的電場強度與腔外場強的大小和分布無關，只與腔內帶電體的電量、位置和空腔內壁的形狀有關。即腔外的電場強度不論如何分布、變化，均不影響空腔內部電場強度的分布，如圖2所示。
如果空腔導體接地，當空腔內部有帶電體時，不論空腔內部的電荷和電場分布如何變化，由于導體內部（不包括空腔）的電場強度處處為零，因此帶電體也不會對空腔外部的場強分布產生任何影響，如圖3所示。
本實驗用金屬網罩代替封閉的金屬殼，演示靜電屏蔽。導體的靜電屏蔽有兩方面的意義。其一是實際意義，屏蔽使金屬導體殼內的儀器或工作環境不受外部電場影響，也不對外部電場產生影響。因此有些電子器件或測量設備為了免除干擾，都要實行靜電屏蔽，如室內高壓設備都罩上接地的金屬罩或較密的金屬網罩。高壓帶電作業中，工人穿上用金屬絲或導電纖維織成的金屬服，可以對人體起屏蔽保護作用。其二是理論意義，導體的靜電屏蔽現象間接驗證了庫侖定律。高斯定理可以從庫侖定律推導出來，如果庫侖定律中的平方反比指數不等于2就得不出高斯定理。反之，如果證明了高斯定理，就證明庫侖定律的正確性。根據高斯定理，絕緣金屬球殼內部的場強應為零，這也是靜電屏蔽的結論。
[演示方法與現象]
1.使感應起電機的放電叉相距1cm左右，手搖感應起電機檢查放電叉能否正常放電，再將金屬網罩置于絕緣座上。