實驗六 常用技術(shù)實驗

1、實驗六 常用技術(shù)實驗實驗?zāi)康模簝x器、用具及原理：詳見第二章.實驗內(nèi)容：一、投影氣桌演示1氣體1.1一定空間內(nèi)單個氣體質(zhì)點運動的研究問題研究漂浮在閉合空間中質(zhì)點對器壁的碰撞和運動.給出實驗的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）模擬關(guān)系：表61模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積漂浮塊氣體質(zhì)點擋板及作用力容器壁及作用力實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，接通氣源，使漂浮塊可自由移動.b、從各種角度，用手將漂浮塊拋至擋板上，觀察兩次碰撞間的反彈情況和特性.實驗結(jié)果：a、兩次碰撞間基本上是直線運動（小速率下，細(xì)微的偏差是由氣勢起伏造成的）.b、碰撞器壁時，反彈的角度與入射角相等.

2、（1=2）物理解釋：閉合容器內(nèi)氣體質(zhì)點，遵循典型的機械運動定律.入射角（在正常情況下）等于反射角，并且，氣體質(zhì)點停留在入射角平面上.理想狀態(tài)下，質(zhì)點兩次碰撞間是直線運動，碰撞器壁的瞬間受到變型力的作用，它可由機械運動定律得出：Fi=2mv1cos/t注：當(dāng)質(zhì)點碰撞器壁時，質(zhì)點在器壁的作用下改變運動方向.1.2單個質(zhì)點對容器壁的碰撞次數(shù)及其速度研究問題：粗略確定漂浮塊，在單位時間內(nèi)對器壁碰撞的總次數(shù)及其對速度的依賴關(guān)系.給出實驗的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）一塊、秒表模擬關(guān)系：62模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積漂浮塊氣體質(zhì)點擋板及作用力容器壁及作用力實驗過程

3、：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，接通氣源，使漂浮塊可以自由移動.b、輕輕地用手以450角拋漂浮塊至擋板.（這樣對實驗最有利）過一會，統(tǒng)計每分鐘碰撞擋板的總次數(shù)，記錄為n1.c、以450角用力拋漂浮塊至擋板，同樣，統(tǒng)計每分鐘碰撞總次數(shù)n2.實驗結(jié)果：單位時間內(nèi)，隨漂浮塊速度的提高，漂浮塊碰撞擋板的次數(shù)增多.n2>n1物理解釋：單位時間里，氣體質(zhì)點撞擊器壁的次數(shù)隨質(zhì)點速度的提高而增多，這增加了對器壁的作用力.1.3對器壁碰撞次數(shù)與空間大小研究問題：粗略確定漂浮塊在單位時間內(nèi)對器壁碰撞的總次數(shù)與限定空間大小的關(guān)系.給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、小漂浮塊（紅）、小漂浮塊（綠）、秒表模擬關(guān)

4、系：（同1.1）實驗過程： a、將氣桌置于基本狀態(tài)，小漂浮塊（紅）扔至一定角度，漂浮塊（綠）拋至另一角度，然后接通氣源，工作面板邊緣擋板的磁性作用力，使漂浮塊運動，過一會，統(tǒng)計紅、綠漂浮塊撞擊器壁的次數(shù)N1，（在實驗中，可由兩個同學(xué)統(tǒng)計，記錄下總次數(shù)）.b、改變工作面大小，把扁平槽擋板放入槽中，使工作面積為原來的一半，重復(fù)上面實驗，記錄撞擊總次數(shù)N2.實驗結(jié)果：a、在小工作面上，撞擊器壁的次數(shù)多，也即：N2>N1.b、近似關(guān)系是這樣的：撞擊器壁的次數(shù)與工作面大小的乖積為常數(shù)，我們可以測量工作面的面積（平方厘米），用公式表示：N1P1=N2P2c、小工作面的漂浮塊速度大.物理解釋：隨著容器

5、容積的減小，氣體質(zhì)點對器壁的撞擊次數(shù)增大，作用在器壁上的力也增大.近似可表示為碰撞次數(shù)與容積之積為常數(shù).（假設(shè)容器中其它因素不變）1.4氣體的分子模型研究問題：研究一大群分子，在密閉容器中的運動狀態(tài).給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、小漂浮塊（紅）16塊、氣源模擬關(guān)系：（同1.1）實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將16個小漂浮塊（紅），放在工作面上，然后接通電源.b、觀察漂浮塊的運動狀態(tài).碰撞器壁.漂浮塊的互碰.漂浮塊互撞間的運動.作漂浮塊互撞快速和慢速兩種情況的觀察.實驗結(jié)果：a、幾個漂浮塊與單個漂浮塊碰撞器壁是相同的.b、漂浮塊間通過碰撞進(jìn)行相互作用.c、漂浮塊互碰后，是直線運

6、動.d、漂浮塊互碰時，漂浮塊的速度發(fā)生變化.物理解釋：對一組質(zhì)點運動的觀察結(jié)果，使下列情況更細(xì)致更直觀：質(zhì)點分子間互碰時的路線代表自由軌跡.質(zhì)點分子對器壁的作用代表氣體壓力.質(zhì)點分子無規(guī)則的運動代表氣體溫度.氣桌實驗的結(jié)果充分證實了上面的物理性質(zhì)，使上面的各種情況得到更充分的證明.1.5質(zhì)點平均速度的平均分布觀察一小漂浮塊在放入一組運動著小漂浮塊中產(chǎn)生的變化.a、以很小的初速度b、以很大的初速度給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（綠）13塊模擬關(guān)系：（同1.1）實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將12個小漂浮塊（綠），放在工作面上，接通氣源.b、將另一小漂浮塊放到工作面

7、上，用手按住，然后放開，（初速度為0）觀察此塊的速度.c、將另一漂浮塊，放在擋板邊緣，然后放開，磁場力以極大的力量，將它推入一組不變的漂浮塊中，觀察其速度.實驗結(jié)果：兩種情況下，被放到一組漂浮塊中的漂浮塊都不能保持原有的速度，在相當(dāng)短的時間里與原有的粒子運動速度一致.物理解釋：由于一組氣體質(zhì)點的作用力，一個氣體質(zhì)點的速度不可能與一組質(zhì)點速度的均勻分布相悖，并與這個質(zhì)點的原始狀態(tài)無關(guān)，（即V=0或V=Vmax）瞬間就會與那組質(zhì)點速度一致.1.6混合氣體中的質(zhì)點速度研究問題：觀察包含質(zhì)量大小不一的漂浮塊中一漂浮塊的運動.給出實驗結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、小漂浮塊（紅）12塊、中漂浮塊

8、2塊模擬關(guān)系：表63模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積小漂浮塊小質(zhì)量氣體質(zhì)點中漂浮塊大質(zhì)量氣體質(zhì)點擋板及作用力容器壁及作用力實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將12塊小漂浮塊（紅）和2塊中漂浮塊放在工作面上，接通電源，觀察兩種漂浮塊的運動速度.b、扭開進(jìn)氣艙旋鈕，提高漂浮塊的平均速度，重復(fù)a的觀察.c、將一中漂浮塊放在擋板附近，然后放開，磁場力將以極大速度把漂浮塊射入原來穩(wěn)定的漂浮塊當(dāng)中，重復(fù)先前觀察.實驗結(jié)果：質(zhì)量大的漂浮塊（中），明顯要比原有穩(wěn)定的質(zhì)量小的漂浮塊運動慢，與平均速度無關(guān)（分別以速度快的質(zhì)點當(dāng)中和速度慢的質(zhì)點當(dāng)中得出），并且與這級漂浮塊的初速度無關(guān).物理解釋：在兩種分子

9、量大小不一的氣體分子混合氣中，質(zhì)量大的分子速率小，這個結(jié)論符合機械定律.1.7空間中的氣體氣體體積研究問題：找出漂浮塊在給定域內(nèi)的分布.給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（綠）12塊、活動擋板模擬關(guān)系：表64模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積小漂浮塊小質(zhì)量氣體質(zhì)點活動擋板可移動壁擋板及作用力容器壁及作用力實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，用活動擋板，將氣桌工作面分為兩部分，（活動擋板與進(jìn)氣艙垂直）將12個小漂浮塊放在工作面的一半內(nèi)，接通氣源.b、猛地將活動擋板向沒有漂浮塊的一側(cè)拉開，增大漂浮塊的運動范圍.c、在漂浮塊各種速度和活動擋板不同的拉動速度下，重復(fù)整個步

10、驟.實驗結(jié)果：拉開活動擋板，漂浮塊馬上擴大運動范圍，從限定空間直至整個工作面，擴展速度明顯比原來平均速度快.物理解釋：氣體迅速充滿了整個的空間，氣體分子的擴展速度明顯比原來的平均速度要高，因此，氣體立即由高密度狀態(tài)轉(zhuǎn)變到低密度狀態(tài).（這是閉合體系內(nèi)熵?zé)崃W(xué)函數(shù)提高的例子）1.8混合氣體研究問題：觀察兩組不同漂浮塊在移去隔離板后的運動.給出實驗的物理解釋. 實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、活動擋板、紅綠小漂浮塊各6塊.模擬關(guān)系：表65模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積小紅漂浮塊第一型質(zhì)點小綠漂浮塊第二型質(zhì)點擋板及作用力容器壁及作用力實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，用活動擋板將工作面分為二

11、部分，在每側(cè)放入同顏色的漂浮塊，（綠在一側(cè)，紅在另一側(cè)）接通氣源.b、猛地提起活動擋板，使紅、綠漂浮塊間的界限消除.c、觀察紅、綠兩種漂浮塊的運動.d、在漂浮塊各種初速度情況下，重復(fù)實驗.實驗結(jié)果：活動擋板一移開，兩種漂浮塊迅速混合，混合速度比原有平均速度快.物理解釋：活動擋板移開，不同氣體迅速混合，兩種氣體分子均勻分布在可能的空間中，整個系統(tǒng)從高密度狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏葼顟B(tài)，此混合的速度決定于氣體分子的速度即氣體的溫度.因此混合（擴散）速度決定于溫度.1.9氣體的壓縮研究問題：觀察氣桌上的工作面被活動擋板壓縮后，漂浮塊的運動.給出實驗的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）10塊

12、、活動擋板模擬關(guān)系：（同1.1）實驗過程：將氣桌置于基本狀態(tài)，把活動擋板放在氣桌邊上.把10個漂浮塊放在氣桌上，然后，接通氣源.當(dāng)漂浮塊運動穩(wěn)定后，慢慢地移動氣桌面上的活動擋板，盡可能地壓縮漂浮塊一邊的面積.觀察壓縮中的漂浮塊的運動.實驗結(jié)果：壓縮當(dāng)中，漂浮塊的平均速度，互相碰撞的次數(shù)和碰撞器壁的次數(shù)增加，即自由路程變短.物理解釋：氣體易被壓縮，氣體壓縮過程中，氣體分子的平均速度（相當(dāng)于平均動能）增加，碰撞單位時間里，器壁和互相碰撞的次數(shù)增加，反映了宏觀物理量的變化，溫度升高，壓力增大.在理想氣體條件下，適用玻意耳馬略特定律.用公式表示：P1V1= P2V21.10氣體的膨脹研究問題觀察空間緩

13、慢增大時，漂浮塊的運動.給出實驗的物理解釋實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）10塊、活動擋板模擬關(guān)系：表66模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積漂浮塊氣體質(zhì)點擋板及作用力容器壁及作用力活動擋板機械活塞實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，用活動擋板把工作面分為1：3，把10個漂浮塊放在較小的工作面上，接通氣源.b、當(dāng)漂浮塊運動穩(wěn)定后，向外移動活塞，使有漂浮塊一側(cè)面積變大.c、觀察此狀態(tài)下漂浮塊運動.實驗結(jié)果：在擴展中，漂浮塊的平均速度，相互碰撞的次數(shù)和碰撞器壁的次數(shù)減少，自由活動路程變長.物理解釋：氣體擴展中，氣體分子的速度（即氣體分子的功能）減小，碰撞器壁的次數(shù)和相互碰撞的次數(shù)減

14、少.反映在外部情況的變化，溫度和壓力減小.1.11通過氣孔的氣體擴散研究問題：觀察漂浮塊通過開口擋板上氣孔進(jìn)入另一空間.觀察小漂浮塊（紅）和小漂浮塊（綠），同時穿過磁隔板上的氣孔.給出結(jié)果的物理解釋. 實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）6塊、小漂浮塊（綠）6塊、開口擋板模擬關(guān)系：表67模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積小紅漂浮塊第一型質(zhì)點小綠漂浮塊第二型質(zhì)點擋板及作用力容器壁及作用力實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，用開口擋板將氣桌面一分為二，接通氣源，一半放上6個小紅漂浮塊，觀察漂浮塊通過氣孔的情況.b、在同一半工作面上，再放上6個小綠漂浮塊，觀察兩色漂浮塊共同通過氣孔的情

15、況.加大漂浮塊的平均速度，重復(fù)上面兩種情況并觀察.實驗結(jié)果：在以上兩種情況，漂浮塊都經(jīng)過開口擋板上的氣孔，第一種情況下，漂浮塊平分工作面，每邊三個有短時間的變動，第二種情況下，紅綠漂浮塊相混，這個過程隨漂浮塊速度增加而加劇.物理解釋：氣體分子通過即使是一個細(xì)微小孔，也能進(jìn)入充有另一氣體的另一空間中，這種情況就叫做擴散.擴散的速度隨氣體分子平均速度（即溫度）的增加而增加.1.12供給動能提高溫度研究問題：在一組穩(wěn)定運動的漂浮塊中，加入一些速度快質(zhì)量大的漂浮塊.研究原有系統(tǒng)的狀態(tài)變化，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）4塊、小漂浮塊（綠）12塊、中漂浮塊2 塊模擬關(guān)系

16、：表68模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積擋板及作用力容器壁及作用力小紅漂浮塊后加的較高速氣體質(zhì)點小綠漂浮塊原來氣體質(zhì)點中漂浮塊后加的較高速氣體質(zhì)點實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將12個小綠漂浮塊放在工作面上，接通氣源.b、當(dāng)漂浮塊運動穩(wěn)定后，利用磁場力將4個小紅漂浮塊一個接一個推向工作面上的漂浮塊中.（用手抓住漂浮塊放在一邊，然后放開.）c、同樣，放入兩個中漂浮塊，在此過程中，觀察此系統(tǒng)運動情況.實驗結(jié)果：小紅、中漂浮塊明顯使原有系統(tǒng)中漂浮塊速度增加.物理解釋：小紅、中漂浮塊所代表的氣體質(zhì)點，動能高于原有系統(tǒng)中的氣體質(zhì)點的動能，逐漸將多余的動能傳遞給其它分子，提高了它們的平均速度

17、，這通過外部溫度的提高（利用高功能氣體進(jìn)入來完成），得到了說明.1.13布朗運動研究問題：觀察一塊大漂浮塊在一大群紅漂浮塊中的運動情況，給出實驗的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）20塊、大漂浮塊1塊.模擬關(guān)系：表69模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積小紅漂浮塊小氣體分子大漂浮塊塵埃質(zhì)點擋板及作用力容器壁及作用力實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將20塊小紅漂浮塊和1塊大漂浮塊放在工作面上，接通氣源.b、觀察這組漂浮塊在各種速度條件下的大漂浮塊的運動情況.實驗結(jié)果：我們可以觀察到，大漂浮塊做無規(guī)則運動，這是由于小紅漂浮塊作用的結(jié)果.小紅漂浮塊速度大，大漂浮塊運動速度

18、也加大.物理解釋： 大漂浮塊的不規(guī)則運動，代表氣體中塵埃的運動，叫做布郎運動.它由氣體分子和塵埃分子不規(guī)則的碰撞引起的，從布朗運動我們可以間接得出，氣體分子在永不停息地持續(xù)運動著，與氣體溫度無關(guān).類似的現(xiàn)象也發(fā)生在液體中.1.14重力場中氣體密度的分布研究問題：觀察漂浮塊在略微傾斜的工作面上的分布，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）25塊.模擬關(guān)系：表610模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積小紅漂浮塊氣體分子擋板及作用力容器壁及作用力傾斜氣桌工作面重力場實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將25個小漂浮塊放在工作面上，接通氣源.b、加墊專用斜度墊塊，使工作面

19、向屏幕略傾斜；同時逐漸減少通氣，直至零.c、在屏幕上看，漂浮塊在氣桌工作面上沿下降方向分布情況.d、在不同傾斜度和漂浮塊不同速度情況下，重復(fù)進(jìn)行幾次實驗.實驗結(jié)果：我們可以立即在屏幕上看到，下降方向上漂浮塊密度增加.大傾斜度更能說明密度分布不一的情況.實驗解釋：在重力場中，分子密度隨高度（對地球表面）升高而降低.注：此實驗可通過計算兩平行線間的漂浮塊數(shù)目來完成.將工作面分成5部分，進(jìn)行13次計算，求平均值，能得出上面的結(jié)論.2.液體2.1液體的基本粒子模型研究問題：觀察大量漂浮塊在小工作面內(nèi)的運動情況，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）21塊模擬關(guān)系：表611模型

20、模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積擋板及作用力容器壁及作用力小紅漂浮塊液體分子實驗過程a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將一側(cè)的擋板放到中間（即將工作面減少一半），把21塊漂浮塊放在擋板某側(cè)的工作面上，接通電源，通過進(jìn)氣艙上的旋鈕提高漂浮塊的運動速度.b、觀察漂浮塊的運動及其運動特性.實驗結(jié)果：在此情況下，漂浮塊的運動類似其在氣體中的運動模型.但如果觀察一選定漂浮塊，就會發(fā)現(xiàn)它們的不同.在氣體模型中，（2.4實驗）漂浮塊完全是自由運動，一段時間后，工作面的所有空間都有漂浮塊存在，而在此模型中，漂浮塊僅在限定的區(qū)域內(nèi)改變其位置.在這里，我們還可以觀察到對器壁的碰撞.物理解釋：上述實驗為液體的分子模型，

21、它與氣體分子模型的相同與不同可說明這兩種狀態(tài)的不同性質(zhì).例如：相同：對器壁的壓力，氣、液體不能壓縮而氣體可以.不同：液體有穩(wěn)定的體積而氣體沒有；液體中的壓力及形式.2.2液態(tài)到氣態(tài)的轉(zhuǎn)變蒸發(fā)研究問題：工作面的一邊用擋板限制時，觀察漂浮塊在透明板下工作面的運動情況，給出實驗的物理解釋.氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（綠）14塊、支架、扁平擋板、透明板.模擬關(guān)系：表612模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積擋板及作用力容器壁及作用力漂浮塊液體分子扁平擋板液面調(diào)節(jié)側(cè)吹旋鈕加熱的氣體實驗過程a、將氣桌置于基本狀態(tài)，擰緊支架，將14個漂浮塊放在工作面的一半上（靠近屏幕）.b、將透明板放在支架槽中，在

22、中間放上扁平擋板，（注意方向必須正確，箭頭應(yīng)指向屏幕）.然后將支架和透明板降到最低位置.c、接通氣源，觀察漂浮塊的運動情況和通過扁平擋板時的變化.d、使漂浮塊以更大的運動速度重復(fù)多次上述實驗用側(cè)吹旋鈕控制（每次漂浮塊都必須重新置于最初狀態(tài)）.實驗結(jié)果很明顯，速度較慢的漂浮塊，在扁平擋板作用下返回.速度較快的漂浮塊，可通過扁平擋板而進(jìn)入擋板的上層，在這里，它變?yōu)闅怏w分子運動，有一些返回.此現(xiàn)象隨漂浮塊運動速度的提高而加大，經(jīng)過一定時間，它們便相等了.物理解釋 一些實驗類似于液體的蒸發(fā).在液體中，有運動速度快慢不同的分子，運動快的可通過磁力場擋板所模擬的液面而脫離液體，出現(xiàn)水蒸汽.同時也有相反的運

23、動出現(xiàn)一部分分子返回，整個過程逐漸趨于相等（離開液體的分子數(shù)目與返回的分子數(shù)目在同一時間內(nèi)相等）.蒸發(fā)密度隨溫度升高而加大.注：此實驗也可在氣桌工作面傾斜450角時進(jìn)行，傾斜類似于重力場，這時，返回的影響變得更明顯.2.3氣態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變壓力使氣體液化研究問題觀察用活動擋板壓縮工作面時漂浮塊的運動情況，給出實驗的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂?。t）21塊、活動擋弧.模擬關(guān)系：表613模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積擋板及作用力容器壁及作用力整個工作面漂浮塊氣體分子被壓縮工作面的漂浮塊液體分子活動擋板機械活塞實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將活動擋板放在桌的一邊，把2

24、1塊漂浮塊放在氣桌上，接通氣源.b、當(dāng)漂浮塊運動穩(wěn)定后，開始移動活動擋板使工作面積變小.c、觀察運動特性的變化.實驗結(jié)果：在壓縮過程中，漂浮塊運動特性發(fā)生變化：漂浮塊速度、碰撞器壁次數(shù)和互相碰撞次數(shù)增加，漂浮塊的自由運動受到約束，漂浮塊只在限定區(qū)域中改變它們的位置.物理解釋：在受壓過程中，氣體分子的運動特性和相互作用發(fā)生變化，完全的自由運動變?yōu)椴糠值淖杂蛇\動液體形成.這種現(xiàn)象的出現(xiàn)由氣體的始溫決定（必須低于某一臨界點）.注：用相反的步驟進(jìn)行實驗，并給出結(jié)果的物理解釋.3. 固體3.1固體的粒子模型研究問題：觀察氣桌一半工作面上的漂浮塊的運動情況，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源

25、、小漂浮塊（紅）21塊.模擬關(guān)系：表614模型模擬對象氣桌工作面固體所占體積漂浮塊固體分子擋板及作用力固體內(nèi)部的作用實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài).在中間槽上安裝擋板，將工作面一分為二.b、將21塊漂浮塊放在擋板的一側(cè)，緩緩接通氣源，使漂浮塊慢慢移動.c、觀察漂浮塊運動和運動特性.實驗結(jié)果：可以觀察到，漂浮塊有秩序地規(guī)則排列，并且固定在這種狀態(tài)下，在平衡位置微微振蕩.物理結(jié)果：這種狀態(tài)就是固體的模型.與液體和氣體相反的，是固體分子沒有活動自由而被束縛在一定的晶格當(dāng)中，但固體分子在平衡位置上振蕩， 這直接取決于固體的溫度.固體分子的運動和相應(yīng)的溫度決定了各種固體的基本特征（形狀、體積、強度等）

26、.注：（1）這個實驗可用28個漂浮塊進(jìn)行，然后觀察晶格的形狀變化，即它依賴于各種物理條件.（2）必須逐漸地通氣，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臍鈮?使漂浮塊在平衡位置小幅度地振蕩.3.2氣體到固體的轉(zhuǎn)變加壓并冷卻研究問題：觀察一組漂浮塊在面積壓縮一半和減少平均功能時的運動情況.給出實驗的物理解釋.實驗用具氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）21塊、活動擋板.模擬關(guān)系：表615模型模擬對象氣桌工作面及大小密閉容器及體積擋板及作用力容器壁及作用力活動擋板機械活塞整個工作面上的漂浮塊氣體分子一半工作面積上的漂浮塊固體分子實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將擋板放在一邊，21個漂浮塊放在工作面上.b、接通氣源，用活動擋板逐

27、漸把漂浮塊“壓縮”到工作面的一半上.c、逐漸降低氣壓，直至零.d、觀察漂浮塊運動和運動特性.實驗結(jié)果壓縮過程中，我們可以看到同前面實驗一樣的運動（提高平均速度，縮短平均自由路程，提高互撞和碰撞器壁的次數(shù)）壓縮后，就是液體的模型.隨著氣壓降低，漂浮塊的速度也降低了，有規(guī)則的晶格形成了.物理解釋：在壓縮過程中，氣體轉(zhuǎn)變成液體，確切地說一定溫度條件下，液體形成了，這時再降低溫度，就會引起另一轉(zhuǎn)變固體形成了.3.3固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變?nèi)刍芯繂栴}：功能增大時，固體結(jié)構(gòu)中的漂浮塊運動，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）28塊.模擬關(guān)系：表616模型模擬對象氣桌工作面積大小密閉容

28、器及其體積擋板及作用力容器壁及作用力漂浮塊固體、液體分子實驗過程：將氣桌置于基本狀態(tài)，把擋板放入中間槽，將工作面一分為二.將28塊小漂浮塊放在半個工作面上，慢慢通氣，使漂浮塊略微振蕩.重復(fù)a和b步驟（可象3.1實驗中操作固體模型一樣）.提高漂浮塊速度（利用開關(guān)）直到打破固體結(jié)構(gòu)狀態(tài).實驗結(jié)果：當(dāng)供給足夠的動能后，固體結(jié)構(gòu)內(nèi)漂浮塊的連接被打破了，各個漂浮塊不再固定的位置而開始移動，或多或少“自由”了.物理解釋：由于升高到某一溫度，（在實驗過程中要注意）分子離開了相互作用的平衡位置，固體熔化了，液體形成了.3.4固體的彈性變形研究問題：實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、活動擋板、小漂浮塊（紅）28塊.

29、模擬關(guān)系：表617模型模擬對象氣桌工作面積大小密閉容器及體積擋板及作用力容器壁及作用力活動擋板機械活塞漂浮塊固體分子實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，把活動擋板放工作面中間，將28個漂浮塊放在工作面活動擋板某側(cè).b、逐漸通氣，使漂浮塊在平衡位置輕微振動固體模型狀態(tài).c、用活動擋板前后推動改變工作面積.d、觀察此系統(tǒng)和漂浮塊的運動的情況.實驗結(jié)果：在活動擋板擠壓下漂浮塊間距變小，所占面積也變小了.反方向拉開活動擋板，漂浮塊又恢復(fù)到原來的間距及所占面積.物理解釋：對固體施加壓力，如果壓力未超過某一程度，當(dāng)壓力撤除后，固體仍能恢復(fù)到原有狀態(tài).這種變形的物理原因，是縮短了分子間的距離.3.5固體的熱傳

30、導(dǎo)研究問題：觀察由一狹小面供給能量時，由28塊漂浮塊組成的固態(tài)系統(tǒng)中的運動情況.給出實驗的物理解釋.實驗用具氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）28塊模擬關(guān)系：（同3.3）實驗過程：a、在半個工作面上，形成一個固體模型，（按實驗3-1步驟，用28個漂浮塊），使所有漂浮塊在平衡位置上輕微振蕩.b、用手在工作面上推一漂浮塊，使其快速振蕩（要在氣桌上方不能接觸氣桌表面）.實驗結(jié)果：在很短時間內(nèi)，我們就可以看到，這個運動傳遍整個系統(tǒng)，使所有的漂浮塊比原來振蕩快，而且振蕩幅度大.物理解釋：固體有導(dǎo)熱的能力，粒子間相互結(jié)合鏈?zhǔn)拐袷帲礋崮埽﹤魍ㄕ麄€系統(tǒng)，直到所有粒子以同樣幅度和速度振蕩，即整體的任何位置，溫

31、度相同.4.電學(xué)4.1自由電子研究問題：觀察漂浮塊在略微傾斜的氣桌面上的運動情況，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）1塊模擬關(guān)系：表618模型模擬對象氣桌工作面電場存在的空間小漂浮塊一電子工作面傾斜度電場中的電勢梯度實驗過程 a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將1、2、3、4號擋板裝好，2號擋板反極性方向安放在桌（號碼向下它將吸住漂浮塊）上b、調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘，使桌面略有傾斜，接通氣源.c、將一小漂浮塊放在2號擋板相對的一邊.用手穩(wěn)定一會，然后放開觀察其運動狀態(tài).d、當(dāng)工作面坡度增大時，重復(fù)此實驗.實驗結(jié)果：漂浮塊在桌面方向作加速運動，加速度隨傾斜度的提高而增大.物理解釋：漂浮

32、塊運動相當(dāng)于電場中電子的運動，電場的強度及方向是使電子作加速運動的力.4.2金屬導(dǎo)體中的電阻研究問題：觀察中漂浮在晶格下傾斜工作面的運動情況，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具氣桌、投影儀、氣源、中漂浮塊1塊、晶格.模擬氣桌：表619模型模擬對象氣桌工作面導(dǎo)體漂浮塊電子工作面傾斜度電場中的電勢梯度晶格與工作面的高度 導(dǎo)體的晶體點陣對電子的作用力晶格磁塊點陣的原子核實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，把支架固定在氣桌上，安裝晶格，使它靠近2 號擋板，并把晶格放置在最低高度上.工作面的傾斜度同上述實驗.b、接通氣源，通過晶格架上的孔放進(jìn)中漂浮塊，使它在晶格磁塊下運動.c、用手指固定中漂浮塊，直至晶格開始振

33、動，然后，放開漂浮塊，觀察其運動.d、以各種不同傾斜度在工作面上重復(fù)此實驗.實驗結(jié)果：物理解釋：4.3金屬導(dǎo)體的基本模型研究問題：當(dāng)晶格置于最高位置時，觀察漂浮塊在晶格下工作面上的運動情況，給出實驗的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊（紅）25模擬關(guān)系：（同4.2）實驗過程：a、將氣桌、擋板置于基本位置，以氣桌工作面為水準(zhǔn)，將25塊漂浮塊放在工作面上，固定支架，安裝晶格，并調(diào)整到最高位置.b、接通氣源，使漂浮塊在氣墊上自由移動，觀察其運動和與晶格磁鐵的相互作用.實驗結(jié)果：漂浮塊各自獨立地在晶格下自由運動，其運動類似于漂浮塊在氣體模型中的運動.可明顯看出，由于晶格磁塊的

34、振蕩，漂浮塊的速度提高了.物理解釋：金屬中的電子作自由的、雜亂無章的運動，正像氣體中的粒子一樣，金屬的溫度越高，電子的平均速度越高.而從另一方面看，速度的提高（由于施加電場而產(chǎn)生）也會提高金屬的溫度.注：此實驗可在氣桌傾斜度不為零時重復(fù)，雜亂無章的運動變?yōu)槎ㄏ?，電流形成?這是用一單獨電子對實驗4.2模擬.4.4熱電子發(fā)射研究問題：晶格置于中等高度并部分移出工作面時，觀察漂浮在水平面的運動狀況.給出實驗的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊（紅）15塊模擬關(guān)系：（同4、2）實驗過程：a、將氣桌及擋板置于基本狀態(tài)，將15塊漂浮塊（紅）放在工作面上，將晶格安放在支架上，并調(diào)

35、整到近于中間的位置，將其三分之一移出工作面，然后，將漂浮塊放在晶格下.b、接通氣源，使漂浮塊可自由移動.c、提高漂浮塊速度（利用氣艙上旋鈕，迫使晶格振蕩）d、觀察漂浮塊逃離晶格位置的運動.實驗結(jié)果：明顯地，一些漂浮塊跑出了晶格磁鐵最低一行而到達(dá)自由空間，其數(shù)目隨速度的提高而增加，一些漂浮塊又回到原來的位置.物理解釋：電子在金屬中運動，僅在一定的情況下，才能離開金屬本體，金屬的表面為一潛在的擋板，電子需要一定的動能才能沖破它.由此我們可以觀察到，溫度越高，電子的動能越大，發(fā)射的電子數(shù)目也就越多.4.5絕緣體的基本模型研究問題：晶格置于最低位置時，觀察漂浮塊在晶格下工作面上的運動情況.給出實驗的物

36、理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊25塊（紅）模擬關(guān)系：表620模型模擬對象氣桌工作面絕緣體小紅漂浮塊電子工作面傾斜度電勢梯度晶格與工作面的高度 絕緣體原子核及其對電子的作用力晶格磁塊原子核實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，并安裝好擋板，將25塊漂浮塊放在水平工作面上，固定支架并調(diào)節(jié)晶格，使其近于最低高度（不能使漂浮塊高于晶格）.b、接通氣源，使漂浮塊可在氣墊上自由移動，觀察它們的運動和與晶格互相作用的情況.c、逐漸提高氣桌的傾斜度，觀察對漂浮塊的影響.實驗結(jié)果：與上面實驗相反，所有漂浮塊被牢牢地束縛在晶格中，并以很小的偏差在相同的狀態(tài)下振蕩，即使工作面傾斜度很大，它們

37、也不離開其位置，除了個別外，每一漂浮塊總是被束縛在一晶格磁塊下.物理解釋：此為一絕緣體實驗，電子被緊緊地束縛在核附近，而不能移動，增加電勢也不能產(chǎn)生電流.4.6絕緣體的電離研究問題：當(dāng)一小群小漂浮塊位于低位置晶格下的工作面時，將一中漂浮塊置于小紅漂浮塊群，觀察其影響.給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊（紅）25塊、中漂浮塊1塊模擬關(guān)系：表621模型模擬對象氣桌工作面絕緣體小漂浮塊被束縛電子中漂浮塊電離粒子晶格對與工作面的高度 絕緣體原子核對電子作用力晶格磁塊原子核實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，并放好擋板，把25個紅漂浮塊放在工作面上，將晶格置于最低高度.

38、b、接通氣源，使漂浮塊浮起，由于選擇了強大的束縛力，紅漂浮塊將被緊緊地固定在晶格磁塊下.（用操作桿使漂浮塊在晶格磁塊下找到它們的正常位置）.c、將中漂浮塊放在工作面的一角，用手指穩(wěn)定一會，然后放開，觀察此系列動作的影響.實驗結(jié)果：中漂浮塊很快地射入漂浮塊群中，在其運動過程中，一些漂浮塊被它碰撞而離開了原來的位置，然后，它們在其它被固定的漂浮塊中自由運動，一段時間后，又回到它們原來的固定狀態(tài).物理解釋：中漂浮塊代表一轟擊絕緣體的粒子，它釋放出一些在一段時間內(nèi)可在絕緣體中自由移動的電子，在此期間，電流可通過絕緣體，不導(dǎo)電物質(zhì)在巨大的輻射作用下成為導(dǎo)體.注：為使影響更明顯，我們可打開離中漂浮塊最近的

39、晶格磁塊的通道（即取掉一兩塊紅漂浮塊）.4.7電介質(zhì)的極化研究問題：晶格置于最低高度，氣桌放最大傾斜度時，觀察一漂浮群在工作面上的運動，給出實驗結(jié)果的物理解釋實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊（紅）25塊.模擬 關(guān)系（同4.5）實驗過程：a、將氣桌置基本狀態(tài)，將25塊漂浮塊放在氣桌工作面上，并使其在晶格磁塊下能輕易地占據(jù)其位置，然后將晶格調(diào)整到盡可能小的高度.b、接通氣源，用操作桿幫助所有漂浮塊找到其正確位置，即將紅漂浮塊都放在晶格磁塊下.c、用調(diào)節(jié)螺釘，將氣桌調(diào)整到盡可能大的傾斜度.觀察此系統(tǒng)中，傾斜度變化的影響.實驗結(jié)果：最初狀態(tài)（工作面水平），紅漂浮塊與晶格磁塊的重疊，每

40、一對都圍繞著一共用的軸振蕩.隨著傾斜度的提高，這種對稱被打破，紅漂浮塊沿氣桌邊線運動，與晶格磁塊不再有共用的軸.當(dāng)恢復(fù)了桌面的水平狀態(tài)，最初狀態(tài)重新出現(xiàn).物理解釋：最初時，以原子核為對稱分布的電子云，由于電場的變化而在電場中重新分布，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化.由此，我們可以得出結(jié)論，自由電子是在電場中電介質(zhì)邊緣上形成的，介電常數(shù)是極化的衡量單位.4.8本征半導(dǎo)體的基本模型研究問題：觀察一組漂浮塊在置于中等高度的晶格下工作面上的運動情況，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊（紅）25塊.模擬關(guān)系：表622模型模擬對象氣桌工作面半導(dǎo)體小漂浮塊電子工作面傾斜度電場晶

41、格與其在工作面上的高度半導(dǎo)體晶體點陣及其對電子作用力晶格磁塊點陣陽離子實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將25個漂浮塊放在氣桌工作面上，并使其很容易地進(jìn)入晶格磁塊下的位置，然后將晶格調(diào)整到中等高度.b、接通氣源.如果可能，用操作桿幫助每一漂浮塊找到其正確位置，即將每一紅漂浮塊放在晶格環(huán)下.c、用氣艙上的旋鈕提高漂浮塊的速率，觀察增加速率對漂浮塊運動的影響.d、逐漸增加桌面的傾斜度，觀察漂浮塊的運動變化.實驗結(jié)果：低速運動時，所有漂浮塊均被緊緊約束在晶格磁塊下，而高速運動時，一些漂浮塊擺脫束縛而在工作面內(nèi)自由運動.桌面的傾斜可以使雜亂無章的運動趨于一個方向.物理解釋：此為一本征半導(dǎo)體實驗，隨著溫

42、度的提高，電子從規(guī)則的晶體點陣中逃出，而開始自由運動.在未被占據(jù)的空間，空穴形成了，空穴的數(shù)目與自由電子的數(shù)目相等.當(dāng)加以電場時，由于自由電子的定向運動和空穴的相反運動，電流形成了.此實驗驗證了本征半導(dǎo)體的重要特性，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性隨溫度的提高而提高（與金屬相反）.事實上，僅是那些高純度的物質(zhì)（如硅、鍺等）,可稱為本征半導(dǎo)體.4.9 N型半導(dǎo)體研究問題：將晶格調(diào)整到中等高度時，觀察28個小漂浮塊在晶格下工作面的運動情況.給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊（紅）28塊.模擬關(guān)系：（同4.8）實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將8塊漂浮塊放在氣桌工作面上，并使其能

43、輕易地進(jìn)到晶格下的位置，然后將晶格置于中等高度.b、接通氣源，觀察此系統(tǒng)在高速、低速水平桌面上、傾斜桌面時的運動情況.實驗結(jié)果：當(dāng)25塊漂浮塊相對地被固定在晶格磁塊下時，其余3塊漂浮塊可在工作面內(nèi)自由運動，隨速率的增加，一些有固定位置的漂浮塊亦擺脫晶格磁塊的束縛，形成空穴.桌面的傾斜使雜亂無章的漂浮塊運動趨于一個方向.物理解釋：此為N型半導(dǎo)體實驗，在本征半導(dǎo)體晶格中，外來電子的出現(xiàn)（模型中，我們僅能觀察到到其出現(xiàn)的效果）降低了一些電子受到的束縛，使它們即使在低溫下也可自由運動，在電場作用下產(chǎn)生電流.電場中，帶負(fù)電的電子成為電荷的攜帶者，此實驗進(jìn)一步證明了溫度越高，電子的逃離對整個電流的作用越近

44、于本征半導(dǎo)體.4.10 P型半導(dǎo)體研究問題：將晶格調(diào)整到中等高度時，觀察22個漂浮塊在晶格下工作面的運動情況.給出實驗結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、晶格、支架、小漂浮塊（紅）22塊模擬關(guān)系：（同4.8）實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將22塊漂浮塊放在氣桌工作面上，并使其很容易地進(jìn)入晶格磁塊下的位置，然后將晶格調(diào)整到中等高度.b、接通氣源，觀察此系統(tǒng)在高速、低速、水平桌面、傾斜桌面時的運動情況.實驗結(jié)果：紅漂浮塊固定在晶格粒子上，但仍有三個位置是空的：空穴形成了，這些空穴很快被鄰近的漂浮塊占據(jù)，空穴在工作面內(nèi)移動，隨速度的提高更多的漂浮塊逃離，新空穴產(chǎn)生，在低速時，空穴是自由

45、的，桌面的傾斜使雜亂無章的空穴的運動趨于一個方向.物理解釋：此為P型半導(dǎo)體實驗.在純凈半導(dǎo)體晶格中，外來電子的出現(xiàn)（模型中，受者是不可見的，我們僅能觀察到其出現(xiàn)的效果），使飽合鍵產(chǎn)生的撼失電子，這些空位置稱為“空穴”，它具有勢負(fù)載，在其運動中，它很容易得到電子，這樣，它們完全是“自由”的.應(yīng)用電場產(chǎn)生電流，在那里，電荷的攜帶者是空穴（空穴電流）.但有一點須清楚，空穴不是粒子！隨溫度的提高，電子和空穴對電流的作用就更近于本征半導(dǎo)體.5.原子學(xué)5.1湯姆森原子模型研究問題：觀察一群漂浮塊在由環(huán)形擋板限制的區(qū)域內(nèi)的運動情況，給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）12塊、小漂

46、浮塊（綠）6塊、環(huán)形擋板模擬關(guān)系：表623模型模擬對象環(huán)形擋板內(nèi)的氣桌工作面原子周圍的空間漂浮塊氣體質(zhì)點實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，環(huán)形擋板置于水平工作面上.b、分別將3、4、5、6、7、8個紅漂浮塊依次放入環(huán)形擋板中，每次都輕輕地接通足夠小的氣量，使漂浮塊呈均勻分布，并繞對稱位置輕輕振蕩.實驗結(jié)果：我們可明顯看出，小紅漂浮塊形成的對稱分布狀態(tài)因漂浮塊的數(shù)目不同而形成三角形、四方形和中間有一漂浮塊的封閉多邊形，漂浮塊以相同的頻率振蕩，這種均衡被外力（如操作桿）破壞時，去掉外力后，漂浮塊將恢復(fù)到原來的狀態(tài).物理解釋：此實驗驗證了1904年提出的湯姆森原子核模型，我們可以看出，電子云和電負(fù)載

47、均呈對稱分布，狀態(tài)負(fù)載均勻地分布，同時電子由靜電力約束在一定的相同的狀態(tài)，在這里，它們以相同的頻率振蕩，因而產(chǎn)生了電磁輻射.此模型僅能解釋一些基本的物理現(xiàn)象（比如，不同頻譜的光輻射）許多現(xiàn)象同此模型還存在著矛盾，湯姆森模型在今天僅僅有其歷史價值.5.2 粒子對金屬箔的轟擊研究問題：觀察小紅漂浮塊通過擋板的變化.給出結(jié)果的物理解釋實驗用具氣桌、投影儀、氣源、小漂浮塊（紅）1塊、帶磁塊的擋板模擬關(guān)系：表624模型模擬對象氣桌工作面粒子源與金屬箔所占空間紅漂浮塊粒子帶磁塊的擋板金屬箔擋板上的磁塊原子核實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，將擋板放于適當(dāng)位置.升高2號擋板，將其置于工作面的邊緣，（它將吸引

48、漂浮塊）然后將帶磁塊擋板放在靠近2號擋板的槽中.b、接通氣源，使漂浮塊可自由移動.c、將紅漂浮塊放在1號擋板附近，用手穩(wěn)定一會，然后放開，磁力使漂浮塊以一定的速度向帶磁塊擋板方向移動.d、在各種不同的情況下，重復(fù)此實驗，并觀察漂浮塊通過磁擋板的情況.實驗結(jié)果：當(dāng)漂浮塊多次穿過帶磁塊擋板時，有時漂浮塊以不同的角度改變了原來的方向，有時并未改變其方向，而只有很少次數(shù)被反射回來.物理解釋：此過程粒子通過箔時發(fā)生變化的盧瑟福實驗，（這些粒子中，有些改變了方向，在些未改變方向）.此實驗的物理解釋提供了原子核軌道模型的基礎(chǔ)，同時它使得靜電規(guī)律在原子核的最深內(nèi)部合法化.5.3盧瑟福（RUTHERFORD）原

49、子模型研究問題：觀察一紅漂浮塊在一中漂浮塊力場中的運動情況.給出結(jié)果的物理解釋.實驗用具：氣桌、投影儀、氣源、透明板、中漂浮塊1塊、小漂浮塊（紅）1 塊.模擬關(guān)系：表625模型模擬對象氣桌工作面原子所占空間中漂浮塊原子核小紅漂浮塊電子實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，（包括擋板）把透明板放在支架上，并調(diào)整，使其近乎為最低狀態(tài).b、將中漂浮塊放在透明板中央，接通氣源，使小漂浮塊可自由移動.c、通過操作桿將小紅漂浮塊放進(jìn)中漂浮塊附近的透明板下，觀察其運動特性.小紅漂浮塊以各種不同的初速度重復(fù)此實驗.實驗結(jié)果：小紅漂浮塊在不同的軌道上圍繞著中漂浮塊（核）運動，這些軌道的參數(shù)很大程度上依賴于其初速度.

50、物理解釋：原子的盧瑟福模型是根據(jù)粒子轟擊金屬箔的實驗結(jié)果而來的.在此模型中，幾乎全部物質(zhì)都集中在核內(nèi)，所有原子的狀態(tài)變化就在這里發(fā)生.電子沿橢圓軌道圍繞核運動，正象行星圍繞太陽一樣. 電子的數(shù)量與核內(nèi)所帶的正電荷的數(shù)目相等在正常狀態(tài)下，原子呈中性.盡管原子的盧瑟福模型在解釋物質(zhì)狀態(tài)上是偉大的進(jìn)步，但它們同實際仍有矛盾，（例如，其不穩(wěn)定性）原子的電子的數(shù)量與核內(nèi)所帶正電荷的數(shù)目相等在正常狀態(tài)下，原子呈電中性.原子的玻爾模型消除了它的缺點，但是，這種實驗要復(fù)雜得多，用我們的裝置是無法進(jìn)行的.5.4原子核力場中的電子研究問題：分別觀察一紅漂浮塊在一個、二個中漂浮塊力場中的運動情況，給出結(jié)果的物理解釋

51、.模擬關(guān)系：（同5.3）實驗過程：a、將氣桌置于基本狀態(tài)，透明板直接放在支架上.b、將中漂浮塊放在透明板中心，接通氣源，選擇正常標(biāo)準(zhǔn).c、用操作桿將小漂浮塊放在透明板下，觀察其運動，以各種不同的透明板高度和不同的初速度重復(fù)此實驗.d、將另一中漂浮塊放在透明板上，當(dāng)中漂浮塊間距不同時，重復(fù)上述實驗（距離以兩塊接觸開始直到一定的距離）實驗結(jié)果：紅漂浮塊在一中漂浮塊力場上，其軌跡既可近也可遠(yuǎn)，離中漂浮塊越遠(yuǎn)，約束力越弱，軌跡半徑越大.第二個中漂浮塊僅在靠近第一塊中漂浮塊時才對小紅漂浮塊運動產(chǎn)生影響.這時小紅漂浮塊就在由兩個中漂浮塊產(chǎn)生的力場中振蕩.物理解釋：6結(jié)論在以上五部分中，我們從教學(xué)和技術(shù)的觀

52、點對氣桌進(jìn)行了描述，同時，我們給出了36個基本實驗.在此，我們只重復(fù)幾點注意：實驗的選擇和安排，作為整體，不遵循任何教學(xué)規(guī)則，在此系統(tǒng)中，教師可根據(jù)需要安排上述各實驗或自己設(shè)計實驗.每個實驗后的物理解釋，僅僅給出了從模型推出的基本觀點，教師應(yīng)從學(xué)校的水平出發(fā)來選擇一定數(shù)量和深度的教授題目.不管是中學(xué)還是大學(xué)，皆可使用氣桌進(jìn)行教學(xué).我們給出的實驗不是太復(fù)雜的，但教師可將其復(fù)雜化.盡管氣桌是一種演示用的教學(xué)輔助用具，一些實驗，也適用于學(xué)生個別操作.雖然每個實驗過程都是清楚的，但是，它們的準(zhǔn)備工作都需要對其內(nèi)容的深刻性進(jìn)行了解，而不能僅機械地遵循規(guī)定.氣桌及其附件是理想的實驗設(shè)備，它們需要悉心的維護(hù)

53、，保持清潔的環(huán)境.所有這些要求滿足后，氣桌就成為物理教師得力的助手，它可使學(xué)生對復(fù)雜的物理現(xiàn)象、參數(shù)和規(guī)律的基礎(chǔ)有更深刻的認(rèn)識.圖6-7二、投影技術(shù)使用演示實驗?zāi)康? 了解投影儀和幻燈機構(gòu)制造和原理.2 掌握利用投影儀進(jìn)行演示的技術(shù).3 掌握使用各種幻燈機的技術(shù).4 掌握演示電力線，磁力線，水波干涉和衍射等實驗技術(shù).實驗器材架空式投影儀一臺，電力線投影演示器一套，感應(yīng)起電機，條形磁鐵、碲形磁鐵各一塊，玻璃板一塊，鐵屑一盆，螺線管一個，小磁針一盒，磁力線投影演示器一盒，等勢面投影器件一盒，發(fā)波水槽投影器一盒 ，學(xué)生電源兩臺，投影幻燈片若干，導(dǎo)線若干 .實驗研究1觀察所使用的簡易幻燈機，反透射式幻

54、燈機和自動式幻燈機的構(gòu)造，分別畫出它們的成像光路.練習(xí)用自動幻燈機來放映一組幻燈片，注意其裝片方法.利用簡易幻燈機來放映一組幻燈片，注意其使用方法.利用反、透射式幻燈機來放映一組實物和幻燈片，注意其使用方法.暗影投影:利用幻燈機還可以進(jìn)行實物暗影投影.把幻燈機當(dāng)作一個光源，實物放在幻燈機鏡頭前，在物前再放一透鏡，調(diào)整它們的位置，使屏幕上呈現(xiàn)清晰的暗影.2.用投影儀進(jìn)行演示放映一組中學(xué)物理的投影幻燈片，并對其某一幅畫進(jìn)行講解.演示條形蹄形磁鐵的磁力線：方法1：把條形磁鐵輕放在投影儀的載物玻璃上，上面放一玻璃板，板上均勻地撒些鐵屑，然后輕輕敲擊玻璃板鐵屑規(guī)則排列，調(diào)整好投影儀，使陰影清晰地呈現(xiàn)在屏幕上.方法2：用磁力線投影演示器進(jìn)行演示：磁力線投影演示器，是由一塊盛有混合油透明容器組成，內(nèi)有鐵屑，把條形磁鐵輕放在投影儀的載物玻璃上，把投影演示器械內(nèi)的鐵屑搖勻，放在磁鐵上，輕輕敲擊投影器，便鐵屑規(guī)則，調(diào)整好投影儀，使在屏幕上得到清晰的磁力線的像.把條形磁鐵換成蹄形磁鐵，重復(fù)上述實驗步驟，則可在屏幕上得到蹄形磁鐵的磁力線的像.3演示螺線管的磁力線：在螺線