大學實驗論文范文
大學實驗論文范文
物理實驗教學在培養(yǎng)學生的實驗操作技能、創(chuàng)新能力等方面發(fā)揮重要的作用。下面是學習啦小編為大家整理的大學實驗論文，供大家參考。
大學實驗論文范文一：淺談快速尋找超聲波在示波器上成像的方法
摘要：
在我們做超聲波的專題實驗中，必不可少的要在示波器上在尋找出清晰可見的超聲波型。而且，在進行固體彈性常數(shù)的測量和測量擴散角和缺陷深度的各種實驗中，清晰的波形是測量的關鍵。筆者通過多次的實驗，發(fā)現(xiàn)了快速尋找波型的方法，希望能為同學們今后的超聲波系列的實驗提供一些幫助。
關鍵詞：超聲波原理及應用 快速成像
一、引言
超聲波是指任何聲波或振動，其頻率超過人類耳朵可以聽到的最高閾值20千赫。超聲波由于其高頻特性而被廣泛應用于眾多領域，比如金屬探傷，工件清洗等。某些動物，如犬只、海豚、以及蝙蝠等等都有著超乎人類的耳朵，也因此可以聽到超聲波。亦有人利用這個特性制成能產(chǎn)生超聲波來呼喚犬只的犬笛。超聲波在軍事、醫(yī)療及工業(yè)中有較大的用途。它應用按功率的大小可分為功率超聲和檢測超聲。 功率超聲的應用包括焊接、鉆孔、粉碎、清洗、乳化等，它們多屬于只發(fā)射不接受的超聲設備。目前人們對超聲加工的確切理論仍未透徹認識。 檢測超聲在軍事中的應用有雷達定位等。醫(yī)用超聲波可以看穿肌肉及軟組織，使得這項技術(shù)常用來掃描很多器官，以協(xié)助醫(yī)療上的診斷和治療。產(chǎn)科超聲波也常用在懷孕時期的檢查。醫(yī)生可以利用超聲波成像法透視身體，但由于超聲波不能穿透骨頭，所以雖然超聲波對人體傷害比較低，但仍不能完全取代X光。典型超聲波大約2MHz到10MHz的頻率，較高頻率通常用在泌尿道碎石振波。檢測超聲波設備有發(fā)射又有接受。
二、 理論
某些固體物質(zhì)，在壓力的作用下產(chǎn)生形變，從而使物質(zhì)本身極化，在物體相對的表面出現(xiàn)正、負束縛電荷，這一效應稱為壓電效應。物質(zhì)的壓電效應與其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關，例如一類晶體，如鈦酸鋇，在室溫下即使不受外力作用，正負電中心也不重合，但仍具有壓電效應和逆壓電效應。它們多是由人工制成的陶瓷材料，本實驗中超聲波換能器采用的是壓電材料，在我們進行實驗的過程中，需要在換能器上施加適當?shù)牧?，這樣才能使信號較大程度的接收。
根據(jù)大量實驗證明，頻率越大，聲波越沿著一條直線傳播。在實驗中，我們可以減小衰減程度，使波的傳播方向性增強。
在實驗過程中，根據(jù)數(shù)學知識，由波的入射方向遷移到探測部位，通過入射直線的的夾角，判斷大致位臵。
三、 實驗過程
(一)、在進行第一個實驗的過程中，我們要用直探頭測量CSK-IB試塊的厚度。首先，我們要調(diào)出很清晰的波的像，在調(diào)像過程中，一般如果我們只是將直探頭放在試塊上時，回出現(xiàn)在示波器上波形調(diào)動較大，波幅較小，甚至有時會出現(xiàn)雜亂無章的波，這時如果在試塊表面涂上一層水，會使波穩(wěn)定下來變得清晰，如果在探頭上施加壓力，會是波的幅度增大。這樣的波便于觀察在試塊和空氣層的反射的效果。
(二)、在進行第二個實驗時，由于要測量兩個半圓反射的波，如果探頭不在半徑較小的圓塊的上面，而檢測到波幅交大而且很清晰的波的話，有可能是測到了D孔的反射波。在第二次試驗測量斜探頭的折射角時，由于使用斜探頭，對于某些機器，會出現(xiàn)波形不明顯的情況，這時就需要我們將衰減度減小，使波的能量增強。
(三)、在進行第三個實驗時，需要測量B孔的反射情況，從而計算擴散角，實驗通過直探頭和斜探頭分別測量。對于直探頭的測量，由于A孔在B孔的斜上方，所以在示波器上就有兩個反射波間距不同的現(xiàn)象。依據(jù)間距不同來判斷哪一個為A孔反射波或者B孔反射波。對于用斜探頭測擴散角，由于有些小的波不能很好的察覺，筆者建議，先畫出示意圖，依據(jù)波反射原理，在試塊上定位出，波反射的大致區(qū)域，然后就可以在這一區(qū)域內(nèi)找到具體的位臵，簡單準確快速。
四、實驗數(shù)據(jù)測量
1、測聲速(縱波聲速和橫波聲速)
縱波聲速：試塊的厚度為L.
縱波聲速為：CL=2L
t2−t1 延遲為: t2t1t2
橫波聲速：兩個圓弧的半徑長分別為R2和R1
試塊橫波聲速為：CS=
2(R2−R1)t2−t1 延遲為： t2t1t2
2、測量試塊的楊氏模量和泊松系數(shù)。
通過測量試塊的縱波聲速和橫波聲速可以計算試塊的楊氏模量和泊松系數(shù)。
超聲波速度與傳播介質(zhì)的彈性模量和密度有關，不同的介質(zhì)，有不同的聲速;并且當波型不同時，介質(zhì)彈性形變形式不同，聲速也不一樣。 在各同向性固體介質(zhì)中，各種波型的超聲聲速為： 縱波聲速：CL
橫波聲速：CSE(1) (1)(12) E 2(1)
其中E為楊氏模量，σ為泊松系數(shù)，為材料密度。
相應地，通過測量介質(zhì)的縱波聲速和橫波聲速，利用以上公式可以計算介質(zhì)的彈性常數(shù)。計算公式如下：
楊氏模量： E2cS(3T24)
2T1
T22泊松系數(shù)： 22(T1)
其中：TcL，cL為介質(zhì)中縱波聲速，cS為介質(zhì)中橫波聲速，為介cS質(zhì)的密度。
3、超聲波探測
(1)直探頭探測缺陷深度：
在超聲波探測中，可以利用直探頭來探測較厚工件內(nèi)部缺陷的位臵和當量大小。觀察其波形。其中底波是工件底面的反射回波。本實驗采用絕對探測法，絕對探測法是通過直接測量反射回波時間，根據(jù)聲速計算出缺陷的深度。方法是：(1)在試塊上仔細移動探頭的位臵找到鉆孔(缺陷)的最大回波，這時示波器上缺陷波清楚明顯，探頭處于鉆孔的中心線上，(2)調(diào)節(jié)示波器的分辨率，測量缺陷回波的時間，(3)利用己測得的聲速計算鉆孔的深度。
(2)利用斜探頭，探測CSK-IB試塊中缺陷D的深度和距試塊右邊沿的距離。
第1步：測量延遲1次。
第2步：按圖把探頭放臵在試塊圓弧的圓心附近，找到R2的反射回波最大的位臵，用鋼尺測量探頭前沿到試塊端點的距離L1，確定斜探頭的入射點 L0R2L1
第3步：按圖2，把探頭分別對準A，B兩孔，找到最大反射回波，求 stg1(LBLAL)H
2(RR1)第4步： 斜探頭測量聲速 C s 2
第5步： 找到D孔最大的回波位臵LD，測回波的時間 t ，則 SDCstt0
2 t2t1
第6步： 則 L2SDsin
第7步：最后 Y D SDcos
五、注意事項
(1)超聲儀的發(fā)射接口向外發(fā)射400V的高壓脈沖，因此它只能 與接收接口或探頭相連，而不能夠與超聲儀的射頻、檢波、 觸發(fā)，或者示波器的CH1、CH2、TRG相連;否則會損壞儀器;
(2)超聲儀的輸出信號被限制在5V左右，因此示波器在測量過程中，一般要求被測信號幅度不超過2V;
(3)利用CSK-IB鋼試塊時，可以用水或機油作為耦合劑;利用CSK-ICXDLDL0L2鋁試塊時，必須用機油作為耦合劑。本實驗為鋁試塊。
(4)實驗完成后，必須擦干凈試塊上殘余的耦合劑，否則會損壞試塊。并保持實驗室衛(wèi)生。
六、撰寫時間：2011年10月5日
七、參考文獻
《維基參考文獻》 (Wikipedia®和維基百科標志是維基媒體基金會的注冊商標;維基™是維基媒體基金會的商標。)
《大學物理實驗》 北京交通大學出版社
大學實驗論文范文二：大學物理實驗論文
在即將結(jié)束的這個學期里，我完成了大學物理實驗(上)這門課程的學習。物理實驗是物理學習的基礎，雖然在很多物理實驗中我們只是復現(xiàn)課堂上所學理論知識的原理與結(jié)果，但這一過程與物理家進行研究分子和物質(zhì)變化的科學研究中的物理實驗是一致的。在物理實驗中，影響物理實驗現(xiàn)象的因素很多，產(chǎn)生的物理實驗現(xiàn)象也錯綜復雜。老師們通過精心設計實驗方案、嚴格控制實驗條件等多種途徑，以最佳的實驗方式呈現(xiàn)物理問題，使我們通過努力能夠順利地解決物理實驗呈現(xiàn)的問題，考驗了我們的實際動手能力和分析解決問題的綜合能力，加深了我們對有關物理知識的理解。通過一學期的課程，我學到了很多東西。
做大學物理實驗時，為了在規(guī)定的時間內(nèi)快速高效率地完成實驗，達到良好的實驗效果，需要課前認真地預習，首先是根據(jù)實驗題目復習所學習的相關理論知識，并根據(jù)實驗教材的相關內(nèi)容，弄清楚所要進行的實驗的總體過程，弄懂實驗的目的、基本原理，了解實驗所采用的方法的關鍵與成功之處;思考實驗可能用到的相關實驗儀器，對照教材所列的實驗儀器，了解儀器的工作原理，性能、正確操作步驟，特別是要注意那些可能對儀器造成損壞的事項。然后還要寫預習報告，預習報告能夠幫助我們順利完成實驗中的各項操作。在寫預習報告的時候，我們一般包括實驗目的，基本原理，實驗儀器，操作步驟，測量內(nèi)容，數(shù)據(jù)表，預習思考題等。
數(shù)據(jù)表與操作步驟密切相關，數(shù)據(jù)表中的欄目排列順序應與操作步驟的順序合理配合。這樣就可以隨時將數(shù)據(jù)按順序填入表中，也可以隨時觀察和分析數(shù)據(jù)的規(guī)律性。剛開始時我們不注意預習報告里的數(shù)據(jù)表格，將數(shù)據(jù)隨便的記錄在一張紙上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整理數(shù)據(jù)時會出現(xiàn)很多混亂和錯誤，尤其是數(shù)據(jù)比較多的時候，比如在做《用動力學共振法測固體材料的樣式彈性模量》實驗時，由于實驗前未提前設計好表格，數(shù)據(jù)記錄得很隨便，很亂，處理時很困難。后來汲取了教訓，在實驗前根據(jù)所要測的物理量和實驗步驟設計好數(shù)據(jù)表格，在實驗記錄時和處理數(shù)據(jù)時輕松了不少。實驗教會了我們要養(yǎng)成良好的科學的實驗習慣。預習思考題，是加深實驗內(nèi)容或?qū)﹃P鍵問題的理解、開發(fā)視野的一些問題，在實驗前認真地思考并回答這些問題，有助于提高實驗質(zhì)量。對于不明白的問題或?qū)嶒炘碇幸恍┎幻靼椎牡胤?，可以跟自己的同學討論一下或查一下相關的資料，實在不明白的地方可以帶到課堂上問老師，只有把實驗中所有的地方都弄通弄透徹，才能達到實驗應有的效果。
預習是做實驗前必須的工作，但是做實驗的主要工作還是課堂操作。 課堂操作需要我們嚴格的遵守實驗的各項原則，要將儀器放置在合理的位置，以方便使用和確保安全，比如象高壓電源的輸出端鈕應該遠離操作者。經(jīng)常需要操縱或調(diào)節(jié)的器件，應該放在便于操縱的位置上。一些電學實驗儀器部件較多，首先要把這些儀器部件一一放在合適的位置上，然后再連線。實驗過程中要嚴格按照實驗儀器的操作要求來操作，所有儀器要調(diào)整到正確的位置和穩(wěn)定的狀態(tài)，在安裝和調(diào)整儀器時還不能使用書本這些本身就不穩(wěn)定的物品做墊塊，否則容易造成測量數(shù)據(jù)的分散性，影響實驗質(zhì)量，并且容易在成實驗儀器的損壞。在的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障或觀察到的實驗現(xiàn)象與理論上的現(xiàn)象不符，首先應認真思考并檢查實驗儀器使用以及線路連接是否正確，不正確的及時進行改正，若自己不能解決，應及時請老師來指導，切不可敷衍過關，草草了事。還有讀數(shù)，需要有足夠的耐心和細心，尤其是對一些精度比較高的儀器，讀數(shù)一定要按照正確的讀數(shù)方法并且一定要細心。對于數(shù)據(jù)的紀錄，則要求我們要有原始的數(shù)據(jù)紀錄，它是記載物理實驗全部操作過程的基礎性資料。而且在實驗過程中必須認真地觀察實驗現(xiàn)象，并做如實的記錄。如果發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與實驗理論不符合，或者測試結(jié)果出現(xiàn)異常，就應該認真檢查原因，并細心重做實驗。實驗完成后，應把所有的實驗儀器恢復到原位，并認真清理實驗臺。
在實驗操作完成后，應認真地處理實驗數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)是對實驗定量分析的依據(jù)，是探索、驗證物理規(guī)律的第一手資料。在系統(tǒng)誤差一定的情況下，實驗數(shù)據(jù)處理得恰當與否，會直接影響偶然誤差的大小。所以對實驗數(shù)據(jù)的處理是實驗復習的重要內(nèi)容之一。在這一學期中我們學到的處理數(shù)據(jù)的方法有：
1. 平均值法 取算術(shù)平均值是為減小偶然誤差而常用的一種數(shù)據(jù)處理方法。通常在同樣的測量條件下，對于某一物理量進行多次測量的結(jié)果不會完全一樣，用多次測量的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，是真實值的最好近似。
2. 列表法 實驗中將數(shù)據(jù)列成表格，可以簡明地表示出有關物理量之間的關系，便于檢查測量結(jié)果和運算是否合理，有助于發(fā)現(xiàn)和分析問題，而且列表法還是圖象法的基礎。
列表時應注意：①表格要直接地反映有關物理量之間的關系，一般把自變量寫在前邊，因變量緊接著寫在后面，便于分析。②表格要清楚地反映測量的次數(shù)，測得的物理量的名稱及單位，計算的物理量的名稱及單位。物理量的單位可寫在標題欄內(nèi)，一般不在數(shù)值欄內(nèi)重復出現(xiàn)。③表中所列數(shù)據(jù)要正確反映測量值的有效數(shù)字。
3. 作圖法 選取適當?shù)淖宰兞浚ㄟ^作圖可以找到或反映物理量之間的變化關系，并便于找出其中的規(guī)律，確定對應量的函數(shù)關系。作圖法是最常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法之一。
描繪圖象的要求是：①根據(jù)測量的要求選定坐標軸，一般以橫軸為自變量，縱軸為因變量。坐標軸要標明所代表的物理量的名稱及單位。②坐標軸標度的選擇應合適，使測量數(shù)據(jù)能在坐標軸上得到準確的反映。為避免圖紙上出現(xiàn)大片空白，坐標原點可以是零，也可以不是零。坐標軸的分度的估讀數(shù)，應與測量值的估讀數(shù)(即有效數(shù)字的末位)相對應。
這學期我們還學習了用電腦處理數(shù)據(jù)。用電腦處理數(shù)據(jù)方便快捷，可以節(jié)省不少時間，而且也比較清晰明了。但是用電腦處理的前提依然是我們對理論知識比較熟悉，而且實驗操作過程必須認真地完成，記錄的數(shù)據(jù)準確，有效。
撰寫實驗報告和進行問題討論等也是大學物理實驗不可缺少的重要環(huán)節(jié)。實驗報告是對我們的動手能力、寫作能力和總結(jié)能力的一種鍛煉，實驗報告也促進我們對實驗過程以及所得結(jié)論進行更深刻的思考。我們的實驗報告應包括實驗過程中所出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象以及對這些現(xiàn)象的解釋，實驗中所遇到的問題以及解決方法，實驗數(shù)據(jù)的記錄以及對數(shù)據(jù)進行計算并求得最終的結(jié)果，驗證跟理論值是否相符，誤差的大小，最終得出的結(jié)論，對實驗思考題進的討論以及討論的結(jié)果和對實驗進行的總結(jié)。一份認真的，高水平的實驗報告才算是為本次實驗畫上一個圓滿的句號。
“加強基礎、重視應用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì) ”是大學物理試驗的指導思想;“加深學生對有關物理知識的理解，培養(yǎng)學生正確的科學實驗習慣，提高學生的動手能力、觀察分析能力和創(chuàng)新能力”是大學物理實驗的目的。學大學物理實驗這門課程，是對個人能力的一種鍛煉，它不但鍛煉了我們的細心、耐心，而且使我養(yǎng)成了良好的學習習慣和嚴謹?shù)膶W習態(tài)度。這一學期物理實驗課程的學習，使我受益匪淺。但我也還有很多不足的地方需要改正，比如做實驗速度很慢，下學期我們還將學習這門課程，我在以后的課程學習中一定要 注意慢慢改進。
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