四、重要的演示實驗

1.用油膜法估測分子的大小

實驗前應預先計算出每滴油酸溶液中純油酸的實際體積：先了解配好的油酸溶液的濃度，再用量筒和滴管測出每滴溶液的體積，由此算出每滴溶液中純油酸的體積V。

油膜面積的測量：油膜形狀穩定後，将玻璃闆放在淺盤上，将油膜的形狀用彩筆畫在玻璃闆上；将玻璃闆放在坐标紙上，以1cm邊長的正方形為單位，用四舍五入的方法數出油膜面積的數值S（以cm2為單位）。

由d=V/S算出油膜的厚度，即分子直徑的大小。

2加速度和力的關系 加速度和質量的關系

兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪各挂一個小盤，盤裡分别放有不同質量的砝碼。小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼（包括砝碼盤）的重力大小。小車後端也系有細線，用一隻夾子夾住兩根細線，控制兩輛小車同時開始運動和結束運動。

由于兩個小車初速度都是零，運動時間又相同， s=at2/2∝a，隻要測出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比。

實驗結果是：當小車質量相同時，a∝F，當拉力F相等時，a∝1/m。

實驗中用砝碼（包括砝碼盤）的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會引起什麼樣的系統誤差？怎樣減小這個系統誤差？

3.卡文迪許實驗

左下圖是卡文迪許扭秤實驗的示意圖。其中固定在T形架上的小平面鏡起着非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小轉動放大到能夠精确測量的程度。設小平面鏡到刻度尺的距離為L，T形架兩端固定的兩個小球中心相距為l，設放置兩個大球m/ 後，刻度尺上的反射光點向左移動了Δx，那麼在萬有引力作用下，小球向大球移動了多少？

4.描繪單擺的振動圖象

對同一個單擺，如果兩次拉出木闆得到的圖形分别如a、b所示，說明兩次拉木闆的速度之比為3∶2。

對擺長不同的單擺，如果兩次拉木闆速度相同，說明擺的周期之比為3∶2，擺長之比為9∶4。

5.波的疊加

在一根水平長繩的兩端分别向上抖動一下，就分别右兩個凸起狀态1和2在繩上相向傳播。它們在相遇後，彼此穿過，都保持各自的運動狀态繼續傳播，彼此都沒有受到影響。

觀察一下：在它們相遇過程中，繩上質點的最大位移出現在什麼位置？每個點都有可能達到這個位移嗎？

在同一根繩子上，各種頻率的波傳播速度都是相同的。

6.擴散現象

裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃闆隔開。抽去玻璃闆，過一段時間可以發現，兩種氣體混合在一起，上下兩瓶氣體的顔色變得均勻一緻。

擴散現象也證明分子在做永不停息的無規則運動。

從熱力學第一定律分析一下：設環境溫度不變。在擴散過程中，瓶中氣體将吸熱還是放熱？這個實驗也證明擴散現象有方向性。

7. 絕熱過程，做功改變物體内能

用打氣筒向容器中打氣到一定壓強，穩定後讀出靈敏溫度計的讀數。打開卡子，氣體迅速沖開膠塞，溫度将會明顯降低。（ΔU=Q W，作用時間極短，來不及熱交換，是絕熱過程，因此Q=0，而W為負，所以ΔU必然為負，即氣體内能減小，溫度降低）。

迅速向下壓活塞，玻璃氣缸内的硝化棉會燃燒起來(ΔU=Q W，也是絕熱過程，Q=0，W為正，所以ΔU為正，氣體内能增大，溫度升高，達到硝化棉的燃點，因此被點燃）。這就是柴油機的工作原理。

8.平行闆電容器的電容

靜電計是測量電勢差的儀器。指針偏轉角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大。在本實驗中，靜電計指針和A闆等電勢，靜電計金屬殼和B闆等電勢，因此指針偏轉角越大表示A、B兩極闆間的電壓越高。

本實驗中，極闆帶電量不變。三個圖依次表示：正對面積減小時電壓增大；闆間距離增大時電壓增大；插入電介質時電壓減小。由知，這三種情況下電容分别減小、減小、增大。因此可以确定C和S、d、ε的關系是。

思考：如何測量電容器兩極闆間的電壓？

9.磁電式電表原理

圓柱形鐵芯的作用是在磁鐵兩極和鐵芯間生成均勻地輻向分布的磁場。不管線圈轉到什麼角度，線圈平面都跟磁感線平行，線圈受到的安培力矩的大小隻跟電流大小成正比。線圈繞在鋁框上，線圈的兩端分别和兩個螺旋彈簧相接，被測電流由這兩個彈簧流入線圈。鋁框可以起到電磁阻尼的作用。指針偏轉方向與電流方向有關。因此根據指針偏轉方向，可以知道被測電流方向。

10.研究電磁感應現象

首先要查明電流表指針偏轉方向和電流方向的關系（方法與畫電場中平面上等勢線實驗相同）。

電鍵閉合和斷開時、電鍵閉合後滑動變阻器的滑動觸頭移動過程中、電鍵閉合後線圈A在B中插入、拔出時，都會發現電流表指針發生偏轉，說明有電流産生。而電鍵保持閉合、滑動觸頭不動、線圈A 在B中不動時，電流表指針都不動，說明無電流産生。

結論：閉合電路中有感應電流産生的充要條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化。

11.單縫衍射

從圖中看出：當狹縫寬度在0.5mm以上時，縫越窄亮斑也越窄；當狹縫寬度在0.5mm一下時，縫越窄中央亮條越寬，整個亮斑範圍越寬，亮紋間距越大。

12.小孔衍射和泊松亮斑

小孔衍射和泊松亮斑的中心都是亮斑。區别是：泊松亮斑中心亮斑周圍的暗斑較寬。

13.倫琴射線管

電子被高壓加速後高速射向對陰極，從對陰極上激發出X射線。在K、A間是陰極射線即高速電子流，從A射出的是頻率極高的電磁波，即X射線。

X射線粒子的最高可能的頻率可由Ue=hν計算。

14.α粒子散射實驗

全部裝置放在真空中。熒光屏可以沿着圖中虛線轉動，用來統計向不同方向散射的粒子的數目。觀察結果是，絕大多數α粒子穿過金箔後基本上仍沿原來方向前進，但是有少數α粒子發生了較大的偏轉。

15.光電效應實驗

把一塊擦得很亮的鋅闆連接在靈每驗電器上，用弧光燈照鋅闆，驗電器的指針就張開一個角度，表明鋅闆帶了電.進一步檢查知道鋅闆帶( )電。這表明在弧光燈的照射下，鋅闆中有一部分( )從表面飛了出去鋅闆中少了( 電子 )，于是帶( 正 )電。