大学实验论文范文

大学实验论文范文

　　物理实验教学在培养学生的实验操作技能、创新能力等方面发挥重要的作用。下面是学习啦小编为大家整理的大学实验论文，供大家参考。

　　大学实验论文范文一：浅谈快速寻找超声波在示波器上成像的方法

　　摘要：

　　在我们做超声波的专题实验中，必不可少的要在示波器上在寻找出清晰可见的超声波型。而且，在进行固体弹性常数的测量和测量扩散角和缺陷深度的各种实验中，清晰的波形是测量的关键。笔者通过多次的实验，发现了快速寻找波型的方法，希望能为同学们今后的超声波系列的实验提供一些帮助。

　　关键词：超声波原理及应用 快速成像

　　一、引言

　　超声波是指任何声波或振动，其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫。超声波由于其高频特性而被广泛应用于众多领域，比如金属探伤，工件清洗等。某些动物，如犬只、海豚、以及蝙蝠等等都有着超乎人类的耳朵，也因此可以听到超声波。亦有人利用这个特性制成能产生超声波来呼唤犬只的犬笛。超声波在军事、医疗及工业中有较大的用途。它应用按功率的大小可分为功率超声和检测超声。 功率超声的应用包括焊接、钻孔、粉碎、清洗、乳化等，它们多属于只发射不接受的超声设备。目前人们对超声加工的确切理论仍未透彻认识。 检测超声在军事中的应用有雷达定位等。医用超声波可以看穿肌肉及软组织，使得这项技术常用来扫描很多器官，以协助医疗上的诊断和治疗。产科超声波也常用在怀孕时期的检查。医生可以利用超声波成像法透视身体，但由于超声波不能穿透骨头，所以虽然超声波对人体伤害比较低，但仍不能完全取代X光。典型超声波大约2MHz到10MHz的频率，较高频率通常用在泌尿道碎石振波。检测超声波设备有发射又有接受。

　　二、 理论

　　某些固体物质，在压力的作用下产生形变，从而使物质本身极化，在物体相对的表面出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电效应。物质的压电效应与其内部的结构有关，例如一类晶体，如钛酸钡，在室温下即使不受外力作用，正负电中心也不重合，但仍具有压电效应和逆压电效应。它们多是由人工制成的陶瓷材料，本实验中超声波换能器采用的是压电材料，在我们进行实验的过程中，需要在换能器上施加适当的力，这样才能使信号较大程度的接收。

　　根据大量实验证明，频率越大，声波越沿着一条直线传播。在实验中，我们可以减小衰减程度，使波的传播方向性增强。

　　在实验过程中，根据数学知识，由波的入射方向迁移到探测部位，通过入射直线的的夹角，判断大致位臵。

　　三、 实验过程

　　(一)、在进行第一个实验的过程中，我们要用直探头测量CSK-IB试块的厚度。首先，我们要调出很清晰的波的像，在调像过程中，一般如果我们只是将直探头放在试块上时，回出现在示波器上波形调动较大，波幅较小，甚至有时会出现杂乱无章的波，这时如果在试块表面涂上一层水，会使波稳定下来变得清晰，如果在探头上施加压力，会是波的幅度增大。这样的波便于观察在试块和空气层的反射的效果。

　　(二)、在进行第二个实验时，由于要测量两个半圆反射的波，如果探头不在半径较小的圆块的上面，而检测到波幅交大而且很清晰的波的话，有可能是测到了D孔的反射波。在第二次试验测量斜探头的折射角时，由于使用斜探头，对于某些机器，会出现波形不明显的情况，这时就需要我们将衰减度减小，使波的能量增强。

　　(三)、在进行第三个实验时，需要测量B孔的反射情况，从而计算扩散角，实验通过直探头和斜探头分别测量。对于直探头的测量，由于A孔在B孔的斜上方，所以在示波器上就有两个反射波间距不同的现象。依据间距不同来判断哪一个为A孔反射波或者B孔反射波。对于用斜探头测扩散角，由于有些小的波不能很好的察觉，笔者建议，先画出示意图，依据波反射原理，在试块上定位出，波反射的大致区域，然后就可以在这一区域内找到具体的位臵，简单准确快速。

　　四、实验数据测量

　　1、测声速(纵波声速和横波声速)

　　纵波声速：试块的厚度为L.

　　纵波声速为：CL=2L

　　t2−t1 延迟为: t2t1t2

　　横波声速：两个圆弧的半径长分别为R2和R1

　　试块横波声速为：CS=

　　2(R2−R1)t2−t1 延迟为： t2t1t2

　　2、测量试块的杨氏模量和泊松系数。

　　通过测量试块的纵波声速和横波声速可以计算试块的杨氏模量和泊松系数。

　　超声波速度与传播介质的弹性模量和密度有关，不同的介质，有不同的声速;并且当波型不同时，介质弹性形变形式不同，声速也不一样。 在各同向性固体介质中，各种波型的超声声速为： 纵波声速：CL

　　横波声速：CSE(1) (1)(12) E 2(1)

　　其中E为杨氏模量，σ为泊松系数，为材料密度。

　　相应地，通过测量介质的纵波声速和横波声速，利用以上公式可以计算介质的弹性常数。计算公式如下：

　　杨氏模量： E2cS(3T24)

　　2T1

　　T22泊松系数：  22(T1)

　　其中：TcL，cL为介质中纵波声速，cS为介质中横波声速，为介cS质的密度。

　　3、超声波探测

　　(1)直探头探测缺陷深度：

　　在超声波探测中，可以利用直探头来探测较厚工件内部缺陷的位臵和当量大小。观察其波形。其中底波是工件底面的反射回波。本实验采用绝对探测法，绝对探测法是通过直接测量反射回波时间，根据声速计算出缺陷的深度。方法是：(1)在试块上仔细移动探头的位臵找到钻孔(缺陷)的最大回波，这时示波器上缺陷波清楚明显，探头处于钻孔的中心线上，(2)调节示波器的分辨率，测量缺陷回波的时间，(3)利用己测得的声速计算钻孔的深度。

　　(2)利用斜探头，探测CSK-IB试块中缺陷D的深度和距试块右边沿的距离。

　　第1步：测量延迟1次。

　　第2步：按图把探头放臵在试块圆弧的圆心附近，找到R2的反射回波最大的位臵，用钢尺测量探头前沿到试块端点的距离L1，确定斜探头的入射点 L0R2L1

　　第3步：按图2，把探头分别对准A，B两孔，找到最大反射回波，求 stg1(LBLAL)H

　　2(RR1)第4步： 斜探头测量声速 C s  2

　　第5步： 找到D孔最大的回波位臵LD，测回波的时间 t ，则 SDCstt0

　　2 t2t1

　　第6步： 则 L2SDsin

　　第7步：最后 Y D SDcos

　　五、注意事项

　　(1)超声仪的发射接口向外发射400V的高压脉冲，因此它只能 与接收接口或探头相连，而不能够与超声仪的射频、检波、 触发，或者示波器的CH1、CH2、TRG相连;否则会损坏仪器;

　　(2)超声仪的输出信号被限制在5V左右，因此示波器在测量过程中，一般要求被测信号幅度不超过2V;

　　(3)利用CSK-IB钢试块时，可以用水或机油作为耦合剂;利用CSK-ICXDLDL0L2铝试块时，必须用机油作为耦合剂。本实验为铝试块。

　　(4)实验完成后，必须擦干净试块上残余的耦合剂，否则会损坏试块。并保持实验室卫生。

　　六、撰写时间：2011年10月5日

　　七、参考文献

　　《维基参考文献》 (Wikipedia®和维基百科标志是维基媒体基金会的注册商标;维基™是维基媒体基金会的商标。)

　　《大学物理实验》 北京交通大学出版社

　　大学实验论文范文二：大学物理实验论文

　　在即将结束的这个学期里，我完成了大学物理实验(上)这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础，虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果，但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中，影响物理实验现象的因素很多，产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径，以最佳的实验方式呈现物理问题，使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题，考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力，加深了我们对有关物理知识的理解。通过一学期的课程，我学到了很多东西。

　　做大学物理实验时，为了在规定的时间内快速高效率地完成实验，达到良好的实验效果，需要课前认真地预习，首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识，并根据实验教材的相关内容，弄清楚所要进行的实验的总体过程，弄懂实验的目的、基本原理，了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器，对照教材所列的实验仪器，了解仪器的工作原理，性能、正确操作步骤，特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告，预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候，我们一般包括实验目的，基本原理，实验仪器，操作步骤，测量内容，数据表，预习思考题等。

　　数据表与操作步骤密切相关，数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中，也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格，将数据随便的记录在一张纸上，结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误，尤其是数据比较多的时候，比如在做《用动力学共振法测固体材料的样式弹性模量》实验时，由于实验前未提前设计好表格，数据记录得很随便，很乱，处理时很困难。后来汲取了教训，在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格，在实验记录时和处理数据时轻松了不少。实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。预习思考题，是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题，在实验前认真地思考并回答这些问题，有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方，可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料，实在不明白的地方可以带到课堂上问老师，只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻，才能达到实验应有的效果。

　　预习是做实验前必须的工作，但是做实验的主要工作还是课堂操作。 课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则，要将仪器放置在合理的位置，以方便使用和确保安全，比如象高压电源的输出端钮应该远离操作者。经常需要操纵或调节的器件，应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多，首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上，然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作，所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态，在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块，否则容易造成测量数据的分散性，影响实验质量，并且容易在成实验仪器的损坏。在的过程中，经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符，首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确，不正确的及时进行改正，若自己不能解决，应及时请老师来指导，切不可敷衍过关，草草了事。还有读数，需要有足够的耐心和细心，尤其是对一些精度比较高的仪器，读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的纪录，则要求我们要有原始的数据纪录，它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象，并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合，或者测试结果出现异常，就应该认真检查原因，并细心重做实验。实验完成后，应把所有的实验仪器恢复到原位，并认真清理实验台。

　　在实验操作完成后，应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下，实验数据处理得恰当与否，会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有：

　　1. 平均值法 取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下，对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样，用多次测量的算术平均值作为测量结果，是真实值的最好近似。

　　2. 列表法 实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图象法的基础。

　　列表时应注意：①表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。

　　3. 作图法 选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。

　　描绘图象的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。

　　这学期我们还学习了用电脑处理数据。用电脑处理数据方便快捷，可以节省不少时间，而且也比较清晰明了。但是用电脑处理的前提依然是我们对理论知识比较熟悉，而且实验操作过程必须认真地完成，记录的数据准确，有效。

　　撰写实验报告和进行问题讨论等也是大学物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼，实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释，实验中所遇到的问题以及解决方法，实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果，验证跟理论值是否相符，误差的大小，最终得出的结论，对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的，高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。

　　“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质 ”是大学物理试验的指导思想;“加深学生对有关物理知识的理解，培养学生正确的科学实验习惯，提高学生的动手能力、观察分析能力和创新能力”是大学物理实验的目的。学大学物理实验这门课程，是对个人能力的一种锻炼，它不但锻炼了我们的细心、耐心，而且使我养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度。这一学期物理实验课程的学习，使我受益匪浅。但我也还有很多不足的地方需要改正，比如做实验速度很慢，下学期我们还将学习这门课程，我在以后的课程学习中一定要 注意慢慢改进。

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