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探究小孔成像实验报告

提出问题

用易拉罐自制一个针孔照相机，在观察过程中，发现在室外观察景物时成像总不太清晰，有什么办法可增加清晰度呢。照相机半透膜上的图像会发生大小改变，这大小改变受什么因素影响，又有什么规律呢？一：探究像的清晰度实验思考与假设

根据生活经验，猜想不清晰可能是由于以下两种情况： 1. 环境中光线太亮，以致于看不清半透膜上的像。

2. 孔径太小，光线进入量过少，导致半透膜上的像不清晰下面就针对这两个假设进行实验验证实验1像的清晰程度和周围光的强度有关设计实验：

器材：针孔照相机，光源(F 型发光二极管)，黑色卡纸（遮光器）实验步骤：

1. 为“针孔照相机”用黑色卡纸做了一个圆柱形的“遮光器”，套在针孔照相机成像的一端，以降低半透膜周围光的强度。

2. 在外界光线强，有遮光器时观察像的清晰程度

3. 在外界光线强，无遮光器时观察像的清晰程度

4. 在外界光线弱，有遮光器时观察像的清晰程度

5. 在外界光线弱，无遮光器时观察像的清晰程度

进行实验：得到以下数据：

外界光线强弱

有无遮光器

成像效果（是否清

晰）

试验一强有清晰实验二强无不清晰实验三弱有较清晰实验四

弱

无

较清晰

得出结论：通过实验可以得出，成像的清晰程度与周围光线强度有关，周围环境越亮，成像越不清晰；周围环境越暗，成像越清晰。（1）实验2 设计实验

器材：5个有不同口径小孔的小孔成像仪器，光具座，遮光器，光源实验步骤：

1、制作出5个有不同口径小孔的小孔成像仪器：分别裁剪5个相同尺寸的易拉罐，剪掉瓶口，并分别在瓶底钻出5个大小不同的小孔。

2、在光具座上固定一个可发出平行光线的光源，保持光源与小孔之间的距离，用5个小孔成像仪器分别观测像的大小，并进行比较。进行实验

1、如图所示，我们制作了5个孔径大小不一的小孔成像仪器：

不带遮光器的针孔照相机成像带遮光器的针孔照相机成像

2、然后布

置了光具座

和光源：

小孔直径小于1mm 时：小孔直径等于1mm 时：小孔直径等于2mm 时：小孔直径等于5mm 时：小孔直径等于7mm 时：整理为下表

孔径大小/cm

成像清晰度亮度像的大小 1号瓶 <1 很清晰很暗很小 2号瓶 1 比较清晰比较暗比较小 3号瓶 2 清晰明亮正常大小 4号瓶 3 模糊比较亮比较大 5号瓶

很模糊

很亮

很大

得出结论：在光源与小孔距离一定时，小孔越大，成的像越不清晰。（2）分析和论证：小孔成像的原理是这样的：假设当小孔足够小时，成一个这样的像：一个较大的小孔就相当于数个较小的小孔的组合，形成的像就是几个小的像的重合，自然会不清楚：同理，小孔越大，就相当于越多的像重合，成的像也就越模糊：

二．探究影响像大小因素实验

思考与假设

猜想影响像大小有这几个因

素：

1. 孔径的大小，孔径越大，

像越大

2. 相机与物体的距离，距离越长，像越小

d=7mm d=5mm

d=2mm

d=1mm

d<1mm

光源

光具座

遮光器用于提高成像质量，减少误差，让本实验结果更明显。

小孔与光源的距离恒定为35cm

核磁共振实验报告

核磁共振实验报告一、实验目的： 1．掌握核磁共振的原理与基本结构； 2．学会核磁共振仪器的操作方法与谱图分析； 3．了解核磁共振在实验中的具体应用；二、实验原理核磁共振的研究对象为具有磁矩的原子核。原子核是带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩，但并非所有同位素的原子核都有自旋运动，只有存在自选运动的原子核才具有磁矩。原子核的自选运动与自旋量子数I有关。I=0的原子核没有自旋运动。I≠0的原子核有自旋运动。原子核可按I的数值分为以下三类： 1)中子数、质子数均为偶数，则I=0，如12C、16O、32S等。 2)中子数、质子数其一为偶数，另一为基数，则I为半整数，如： I=1/2；1H、13C、15N、19F、31P等； I=3/2；7Li、9Be、23Na、33S等； I=5/2；17O、25Mg、27Al等； I=7/2，9/2等。 3)中子数、质子数均为奇数，则I为整数，如2H、6Li、14N等。以自旋量子数I=1/2的原子核（氢核）为例，原子核可当作电荷均匀分布的球体，绕自旋轴转动时，产生磁场，类似一个小磁铁。当置于外加磁场H0中时，相对于外磁场，可以有（2I+1）种取向：氢核（I=1/2），两种取向（两个能级）： a.与外磁场平行，能量低，磁量子数ｍ＝＋1/2; b.与外磁场相反，能量高，磁量子数ｍ＝－1/2;

正向排列的核能量较低，逆向排列的核能量较高。两种进动取向不同的氢核之间的能级差：△E= μH0（μ磁矩，H0外磁场强度）。一个核要从低能态跃迁到高能态，必须吸收△E的能量。让处于外磁场中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射，当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁到高能态。这种现象称为核磁共振，简称NMR。三、实验仪器 400MHz超导傅里叶变换核磁共振波谱仪（仪器型号：AVANCE III 400）四、仪器构造、组成 1)操作控制台：计算机主机、显示器、键盘和BSMS键盘。计算机主机运行Topspin程序，负责所有的数据分析和存储。BSMS键盘可以让用户控制锁场和匀场系统及一些基本操作。 2)机柜：AQS（采样控制系统）、BSMS（灵巧磁体系统），VTU（控温单元）、各种功放。 AQS各个单元分别负责发射激发样品的射频脉冲，并接收，放大，数字化样品放射出的NMR信号。AQS完全控制谱仪的操作，这样可以保证操作不间断从而保证采样的真实完整。BSMS：这个系统可以通过BSMS键盘或者软件进行控制，负责操作锁场和匀场系统以及样品的升降、旋转。3)磁体系统：自动进样器、匀场系统、前置放大器(HPPR)、探头。本仪器所配置的自动进样器可放置60个样品。磁体产生NMR跃迁所需的

核磁共振实验报告

应物0903班核磁共振实验报告王文广U8 苏海瑞 U8

核磁共振实验报告一、实验目的 1．了解核样共振的基本原理 2．学习利用核磁共振测量磁场强度和原子核的g 因子的方法二、实验内容 1．在加不同大小扫场情况下仔细观察水样品的核磁共振现象，记录每种情况下的共振峰形和对应的频率 2．仔细观察和判断扫场变化对共振峰形的影响，从中确定真正能应永久磁铁磁场0B 的共振频率，并以此频率和质子的公认旋磁比值 ()267.52MHz /T γ=计算样品所在位置的磁场0B 3．根据记录的数据计算扫场的幅度 4．研究射频磁场的强弱对共振信号强度的影响 5．观察聚四氟乙烯样品的核磁共振现象，并计算氟核的g 因子三、实验原理 1．核磁共振现象与共振条件原子的总磁矩j μ和总角动量j P 存在如下关系 22B j j j j e e B e g P g P P m h e e m πμμγμγ=-==为朗德因子，、是电子电荷和质量，称为玻尔磁子，为原子的旋磁比

对于自旋不为零的原子核，核磁矩j μ和自旋角动量j P 也存在如下关系 22N I N I N I I p e g P g P P m h πμμγ=-== 按照量子理论，存在核自旋和核磁矩的量子力学体系，在外磁场 0B 中能级将发生赛曼分裂，相邻能级间具有能量差E ?，当有外界条件提供与E ?相同的磁能时，将引起相邻赛曼能级之间的磁偶极跃迁，比如赛曼能级的能量差为02B h E γπ ?= 的氢核发射能量为h ν的光子，当0= 2B h h γνπ 时，氢核将吸收这个光子由低塞曼能级跃迁到高塞曼能级，这种共振吸收跃迁现象称为“核磁共振” 由上可知，核磁共振发生和条件是电磁波的圆频率为 00B ωγ= 2．用扫场法产生核磁共振在实验中要使0= 2B h h γνπ 得到满足不是容易的，因为磁场不是容易控制，因此我们在一个永磁铁0B 上叠加一个低频交谈磁场 sin m B B t ω=，使氢质子能级能量差 ()0sin 2m h B B t γωπ +有一个变化的区域，调节射频场的频率ν，使射频场的能量h ν能进入这个区域，这样在某一瞬间等式 ()0sin 2m h B B t γωπ +总能成立。如图，

小孔成像实验课教学设计

《小孔成像实验课》教学设计一、教材分析本节内容是《光的直线传播》中一个重要实验。它可以说明光在同均匀介质中是沿直线传播的。通过对书本上简单小孔成像的介绍，学生动手，动脑，利用日常生活物品，或常规实验仪器，小组协作设计出简单实验仪器，并对小孔所成像的特点进行分析，总结，探究出其中规律。二、学情分析光的直线传播知识可以帮助我们解决日常生活中许多的问题，学生通过学习也已经了解不少，但是小孔成像还是第一次听说，平时生活中也没有多少关注，因此只有通过实验来解决这一难题。我们可以利用易拉罐，一次性纸杯，塑料薄膜，橡皮劲这些生活中常见的物品做实验，拉近实验与生活的距离。教学过程中要让学生积极主动参与其中，让学生主动去研究成像的大小与哪些因素有关。三、教学目标知识与技能 1、学生自己动手，利用生活中的物品，自制小孔成像演示器 2.、知道小孔成像所成的像的形状与孔的形状无关 3.、知道像的大小和哪些因素有关过程与方法 1.通过光线的概念培养学生抽象思维能力，利用物理模型研究问题的能力 2.通过解释光直线传播的现象，培养学生利用物理知识解决实际问题的能力情感态度与价值观 1.通过对小孔成像成因的教学，进行反对迷信、崇尚科学的思想教育． 2.通过对我国古代对小孔成像研究所取得的成就，进行爱国主义教育,对学生进行严谨的科学态度教育四、教学重难点教学重点: 利用光的直线传播规律理解小孔成像教学难点：小孔成像所成的像的大小与哪些因素有关五、教学器材光具座，蜡烛、光屏、障碍物六、板书设计小孔成像实验一、自制小孔成像演示器二、小孔成像所成的像的形状与小孔形状的关系三、小孔成像所成的像的大小与哪些因素有关

探究小孔成像实验报告

探究小孔成像实验报告提出问题用易拉罐自制一个针孔照相机，在观察过程中，发现在室外观察景物时成像总不太清晰，有什么办法可增加清晰度呢。照相机半透膜上的图像会发生大小改变，这大小改变受什么因素影响，又有什么规律呢？一：探究像的清晰度实验思考与假设根据生活经验，猜想不清晰可能是由于以下两种情况： 1. 环境中光线太亮，以致于看不清半透膜上的像。 2. 孔径太小，光线进入量过少，导致半透膜上的像不清晰下面就针对这两个假设进行实验验证实验1像的清晰程度和周围光的强度有关设计实验：器材：针孔照相机，光源（F型发光二极管），黑色卡纸（遮光器）实验步骤： 1. 为“针孔照相机”用黑色卡纸做了一个圆柱形的“遮光器” 成，套在针孔照相机像的一端，以降低半透膜周围光的强度。 2. 在外界光线强，有遮光器时观察像的清晰程度 3. 在外界光线强，无遮光器时观察像的清晰程度 4. 在外界光线弱，有遮光器时观察像的清晰程度 5. 在外界光线弱，无遮光器时观察像的清晰程度Array不带遮光器的针孔照相机成像带遮光器的针孔照相机成像

遮光器进行实验：得到以下数据: 得出结论：通过实验可以得出，成像的清晰程度与周围光线强度有关，周围环境越亮，成像越不清晰；周围环境越暗，成像越清晰。（1）实验2 设计实验器材：5个有不同口径小孔的小孔成像仪器，光具座，遮光器，光源实验步骤： 1、制作出5个有不同口径小孔的小孔成像仪器：分别裁剪5个相同尺寸的易拉罐，剪掉瓶口，并分别在瓶底钻出5个大小不同的小孔。 2、在光具座上固定一个可发出平行光线的光源，保持光源与小孔之间的距离，用5个小孔成像仪器分别观测像的大小，并进行比较。进行实验 1、如图所示，我们制作了5个孔径大小不一的小孔成像仪器:

核磁共振成像实验报告

中国石油大学近代物理实验实验报告成绩：班级：姓名同组者：教师：核磁共振实验【实验目的】 1、理解核磁共振的基本原理； 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系，并掌握拉莫尔频率的测量方法； 3、掌握梯度回波序列成像原理及其成像过程； 4、掌握弛豫时间的计算方法，并反演 T1和T2谱。【实验原理】一．核磁共振现象原子核具有磁矩，氢原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向B 0作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动，如图1所示。图1 质子磁矩的进动在主磁场中，宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor ）方程：. 0/2f B γπ= 二、施加射频脉冲后(氢)质子状态当生物组织被置于一个大的静磁场中后，其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度，势必要达到动态平衡，称为“热平衡”状态。这种热平衡状态中的氢质子，被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时，将破坏原来的热平衡状态。施加的射频脉冲越强，

持续时间越长，在射频脉冲停止时，M离开其平衡状态B0越远。如用以Ｂ０为Ｚ轴方向的直角座标系表示Ｍ，则宏观磁化矢量Ｍ平行于ＸＹ平面，而纵向磁化矢量Ｍｚ＝０，横向磁化矢量Mxy最大，如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后，Ｍ与Ｂ０平行，但方向相反，横向磁化矢量Ｍｘｙ为零，如图3所示。图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0 三、射频脉冲停止后（氢）质子状态脉冲停止后，宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态，这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后，Ｍ仍围绕Ｂ０轴旋转，Ｍ末端螺旋上升逐渐靠向Ｂ０，如图4所示。图4 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化 1. 纵向弛豫时间（T1） 90°脉冲停止后，纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态，测量时间距射频脉冲终止的时

小学科学试验课件-小孔成像

《小孔成像》教学设计活动目标： 1.了解小孔成像是由于光沿直线传播的原理。 2.经历制作小孔成像设备的和调试的过程，锻炼动手动脑能力。 3.用小孔成像设备观察身边的风景，感受小孔成像实验的乐趣。器材说明：爱牛配套：蜡烛，纸杯，卡纸，半透明纸，工字钉，双面胶。自备：打火机。注意：在使用打火机和蜡烛时，要注意消防，最好预备湿毛巾。活动要点：在制作小孔成像之前，教师要充分演绎好小孔成像的故事，导入的故事讲述的精彩生动，才能激发学生的学习兴趣。在小孔成像观察的时候，注意引导学生观察物、孔、像三者间的几何关系。活动过程：一、故事导入讲述神奇的画的故事：有人请了一个画匠为他画一张画。三年以后，画匠告诉他:“画成了！”他一看，八尺长的木板上只涂了一层漆，什么画也没有。画匠说:“请你修一座房子，房子要有一堵高大的墙，再在这堵墙对面的墙上开一扇大窗户。把木板放在窗上，太阳一出来，你在对面的墙上就可以看到一幅图画。” 房子盖好后，在屋子的墙壁上出现了亭台楼阁，好像一幅风景画。尤其奇怪

的是，画上的风景是倒着的！同学们想不想看看这样神奇的画？那让我们一起来做一个这样神奇的画——“小孔成像”吧！二、制作与优化（1）出示一个已经组装好的爱牛“小孔成像”套件。请一名学生上来指导操作。（2）师演示制作。1、拆开模板、展示介绍零件。2、组装，注意强调粘贴处和不要粘贴的地方。3、放入半透明纸做成像屏。4、在小孔上用钉子打孔，完毕后把钉子再插入保护套中（一定要强调此项操作）。三、原理探究点燃蜡烛。探究：1、看到的图像是正立还是倒立的2、怎么样调节蜡烛的像大小。思考：光是如何从通过小孔传到半透明纸上成像的？画一画：蜡烛的火焰，小孔，蜡烛的像三者之间有什么关系。展示小孔成像光路图，请同学们尝试解释之前记录的实验现象。教师总结学生的解释，阐述小孔成像现象和原理。四、原理运用现在，你能解释晴天树下的圆斑么？生活中还有哪些现象应用到光的直线传播原理？五、拓展延伸如果利用小孔成像的原理制作照相机，怎么样让成像更清晰？

核磁共振成像实验报告

核磁共振成像实验【目的要求】 1.学习和了解核磁共振原理和核磁共振成像原理； 2.掌握MRIjx 核磁共振成像仪的结构、原理、调试和操作过程；【仪器用具】 MRIjx 核磁共振成像仪、计算机、样品（油）【原理】磁共振成像（MRI ）是利用射频电磁波（脉冲序列）对置于静磁场B 0中的含有自旋不为零的原子核（1H ）的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈检测技术获得物质的组织驰豫信息和氢质子密度信息（采集共振信号），用梯度磁场进行空间定位、通过图像重建，形成磁共振图像的方法和技术。具体的讲，核磁共振是利用核磁共振现象获取分子结构、样品内部结构信息的技术。当具有自旋的原子核的磁矩处于静止外磁场中时会产生进动和能级分裂。在交变磁场作用下，自旋的原子核会吸收特定频率的无线电射频电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。在停止射频脉冲后，原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被物体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就是做核磁共振成像过程。 MRI 的特点： ● 具有较高的物质组织对比度和组织分辨力，对软组织分辨率极佳，能清晰地显示软组织、软骨结构，解剖结构和医学上的病变形态，显示清楚、逼真。 ● 多方位成像，能对被检查部位进行横断面、冠状面、矢状面以及任何斜面成像。 ● 多参数成像，获取T 1加权成像（T 1W1）：T 2加权成像（T 2W2）、质子密度加权成像(PDW1)，在影像上取得物质的组织之间、组织与变化之间T 1、T 2和PD 的信号对比，在医学上对显示解剖结构和病变敏感。 ● 能进行形态学、功能、组织化学和生物化学方面的研究。 ● 以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对人体安全、无创。一、核磁共振原理产生核磁共振信号必须满足三个基本条件：（1）能够产生共振跃迁的原子核；（2）恒定的静磁场（外磁场、主磁场）B 0；（3）产生一定频率电磁波的交变磁场，射频磁场（RF ）；即：“核”：共振跃迁的原子核；“磁”：主磁场B 0和射频磁场RF ；“共振”：当射频磁场的频率与原子核进动的频率一致时原子核吸收能量，发生能级间的共振跃迁。 1. 原子核的自旋和磁矩原子核由质子和中子组成，原子核有自旋运动，可以粗略的理解为原子核绕自身的轴向高速旋转的运动，对应有确定的自旋角动量，反映了原子核的内禀特性。自旋的大小与原子核中的核子数及其分布有关，质子数和中子数均为偶数的原子核，自旋量子数I=0，质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数。原子核自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数I 决定， )(1+=I I l I 。原子核具有电荷分布，自旋时形成循环电流，产生磁场，形成磁矩，磁矩的方向与自旋角动量方向一致，大小I P γγμ==，P 是角动量，γ是磁旋比，等于

四年级下册科学实验报告单

温度计的秘密实验名称：液体热胀冷缩实验实验器材：保温杯（内装热水）、小烧杯（一个装有冷水）、水胀缩实验小瓶（由带塞针剂小药瓶、红色水、细饮料管构成，在管外套一个小胶圈，用来标记管内液面高度）、用与上面相同的方法组装的煤油胀缩实验小瓶、酒精胀缩实验小瓶。实验结论：根据水、煤油、酒精有热胀冷缩性质，归纳出液体都有热胀冷缩的性质。注意事项：小药瓶要贴上标签，不要混用。实验记录单

实验名称：气体热胀冷缩实验实验器材：锥形烧瓶、大烧杯、小气球、细线、盛开水的保温瓶试验方法：用细线把小气球扎于锥形瓶口。把锥形瓶放入烧杯后，灌进开水加热，由于瓶内空气受热膨胀，原来垂下的气球就会竖立胀大。把锥形瓶取出，随着瓶内空气冷却收缩，气球又逐渐变小。实验结论：气体具有热胀冷缩的性质注意事项：1.锥形瓶与气球的连接处不能漏气。为使现象明显，可预先向瓶内吹一些气。 2.锥形瓶可用开口较小、容量较大的其他薄壁玻璃瓶代替。如果能找到壁很薄的气球，光靠手掌提供的热量（双手握瓶），也能使气球竖立起来。实验记录单

实验名称：固体热胀冷缩实验实验材料：铁垫圈一个，木板、小钉两个，酒精灯、镊子、冷水、烧杯实验方法：1.在木板上钉两个钉，便两钉间的距离正好通过铁垫圈 2.加热前，观察铁垫圈确能从铁钉间通过 3.将铁垫圈在酒精灯火焰上加热 4.观察加热后铁垫圈能不能从两钉间通过 5.将铁垫圈在冷水里浸一下，观察能不能从两钉间通过。实验结论：固体具有热胀冷缩的性质注意事项：1.垫圈最好是铜的，直径要大一些。 2.两钉间距要恰好通过铁垫圈，缝隙越小越好。实验记录单

核磁共振实验报告

核磁共振实验报告一、实验目的与实验仪器 1.实验目的（1）了解核磁共振的基本原理；（2）学习利用核磁共振校准磁场和测量因子g的方法：（3）掌握利用扫场法创造核磁共振条件的方法，学会利用示波器观察共振吸收信号；（4）测量19F的g N因子。 2.实验仪器 NM-Ⅱ型核磁共振实验装置，水样品和聚四氟乙烯样品。探测装置的工作原理: 图一中绕在样品上的线圈是边限震荡器电路的一部分，在非磁共振状态下它处在边限震荡状态（即似振非振的状态），并把电磁能加在样品上,方向与外磁场垂直。当磁共振发生时，样品中的粒子吸收了震荡电路提供的能量使振荡电路的Q值发生变化，振荡电路产生显著的振荡，在示波器上产生共振信号。二、实验原理（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）

原子核自旋角动量不能连续变化，只能取分立值即： P = 其中I 称为自旋量子数，I=0，1/2，1，3/2，2，5/2，…本实验涉及的质子和氟核 F 19 的自旋量子数I 都等于1/2。类似地原子核的自旋角动量在空间某一方向，例如z 方向的分量不能连续变化，只能取分立的数值自旋角动量不为零的原子核具有与之相联系的核自旋磁矩，其大小为： P 2M e g =μ 其中e 为质子的电荷，M 为质子的质量，g 是一个由原子核结构决定的因子，对不同种类的原子核g 的数值不同，g 成为原子核的g 因子。由于核自旋角动量在任意给定的z 方向的投影只可能取（2I+1）个分立的数值，因此核磁矩在z 方向上的投影也只能取（2I+1）个分立的数值： 2M e g p 2M e g m z z ==μ 原子核的磁矩的单位为： 2M e N = μ 当不存在外磁场时，原子核的能量不会因处于不同的自旋状态而不同。通常把B 的方向规定为z 方向，由于外磁场B 与磁矩的相互作用能为： B B P B B E z z m γγμμ-=-=-=?-= 核磁矩在加入外场B 后，具有了一个正比于外场的频率。量子数

《小孔成像实验》的改进与创新

《小孔成像实验》的改进与创新一、《小孔成像实验》的改进与创新的背景在教学过程中每当给学生演示或让学生自己完成小孔成像实验的效果都不好，白天上课时演示效果不好，而且有的角度无法观察到现象，要求学生自己完成时，很少有人能动手制作器材。导致很多学生对小孔成像的特点模糊不清，比如像有放大的也有缩小的、像的形状与孔的形状无关等。为此，我利用晚自习的时间，教学生在纸上扎几个大小不一、形状不一的小孔（孔径大约2mm），在教室的墙面上成像，观察小孔成像的特点，效果很好。我而小孔成像的探究问题远不止像的大小、倒正、虚实、与孔形的关系，还有很多探究问题，如：对孔径的要求（是不是只有孔径1到3mm的才能成像？）、像的清晰度、亮度等。为补充这些探究问题，结合中学生的知识层面，我做了一些改进和创新。教材中“小孔成像实验”的不足：（1）实验器材需要去盖的易拉罐盒和半透明薄膜，制作过程虽然简单，但易拉罐硬度大，去盖、扎孔比较麻烦。（2）半透明薄膜只有易拉罐盖那么大，无论两人配合还是一人操作都难以将蜡焰、小孔、光屏的中心调整到同一直线上，因此找到像很不容易。（3）像距的固定、光屏大小的限制影响了观察像的大小的变化规律，导致学生对小孔成的像的特点理解不到位，实验后很多学生只知道小孔所成像为倒立的实像，不知道像的大小变化规律，有的甚至误认为小孔成的像都是缩小的。

（4）小孔成像的形状与孔的形状无关不能验证。改进和创新实验的优点：（1）借助白墙面做光屏，用不透明的纸板扎孔做小孔屏（如课本的封皮等），器材更简单、更方便。对于学生而言，比起易拉罐盖，纸张更容易做各种大小和形状不同的小孔，实验中可以观察到像的形状与孔的形状无关。（2）用墙面替代半透明薄膜，成像效果不但明显，最主要的是面积大，不存在调节高度的问题，只要距离调节好就能看到像。（3）物距、像距都可以改变，学生能直接观察到像的大小是可以改变的，并且不是单一的缩小或放大，而是随物距和像距的改变而改变。（4）不受地点和器材的限制，学生可走出教室进行实验，提高学习兴趣。二、简要阐述改进和创新的实验（说明：由于蜡光等因素的影响，录像和照片效果比真实情况差）利用光具座探究小孔成像的规律利用墙面做光屏观察小孔成像的特点部分实验器材：大小和形状不同的小孔大孔光具座实验一：利用墙面做光屏探究小孔成像的特点过程：利用墙面做光屏，在纸上扎大小、形状不同的孔，在暗室或晚上点燃蜡烛，改变物距、像距，观察像的特点。现象：

核磁共振实验报告

核磁共振实验仪器 FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪，包括永久磁铁、射频边限振荡器、探头、样品、频率计、示波器实验原理 FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用永磁铁，0B 是定值，所以对不同的样品，通过扫频法调节射频场的频率使之达到共振频率0ν，满足共振条件，核即从低能态跃迁至高能态，同时吸收射频场的能量，使得线圈的Q 值降低产生共振信号。由于示波器只能观察交变信号，所以必须使核磁共振信号交替出现，FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用扫场法满足这一要求。在稳恒磁场0B 上叠加一个低频调制磁场 )sin(t B m ?'ω，这个调制磁场实际是由一对亥姆霍兹线圈产生，此时样品所在区域的实际磁场为)sin(0t B B m ?'+ω。图1 扫场法检测共振吸收信号 (a) 由于调制场的幅值m B 很小，总磁场的方向保持不变，只是磁场的幅值按调制频率发生周期性变化，拉摩尔进动频率ω也相应地发生周期性变化，即 ))sin((0t B B m ?'+?=ωγω （1）这时只要射频场的角频率调在ω变化范围之内，同时调制磁场扫过共振区域，即 m m B B B B B +≤≤-000，则共振条件在调制场的一个周期内被满足两次，所以在示波器上观察到如图（b ）所示的共振吸收信号。此时若调节射频场的频率，则吸收曲线上的吸收

峰将左右移动。当这些吸收峰间距相等时，如图（a ）所示，则说明在这个频率下的共振磁场为0B 。如果扫场速度很快，也就是通过共振点的时间比弛豫时间小得多，这时共振吸收信号的形状会发生很大的变化。在通过共振点后，会出现衰减振荡，这个衰减的振荡称为“尾波”，尾波越大，说明磁场越均匀。实验步骤（一）熟悉各仪器的性能并用相关线连接实验中，FD-CNMR-I 型核磁共振仪主要应用五部分：磁铁、磁场扫描电源、边限振荡器（其上装有探头，探头内装样品）、频率计和示波器。仪器连线（1）首先将探头旋进边限振荡器后面板指定位置，并将测量样品插入探头内；（2）将磁场扫描电源上“扫描输出”的两个输出端接磁铁面板中的一组接线柱（磁铁面板上共有四组，是等同的，实验中可以任选一组），并将磁场扫描电源机箱后面板上的接头与边限振荡器后面板上的接头用相关线连接；（3）将边限振荡器的“共振信号输出”用Q9线接示波器“CH1通道”或者“CH2通道”，“频率输出”用Q9线接频率计的A 通道（频率计的通道选择：A 通道，即MHz Hz 1001--；FUNCTION 选择：FA ；GATE TIME 选择：1S ）; （4）移动边限振荡器将探头连同样品放入磁场中，并调节边限振荡器机箱底部四个调节螺丝，使探头放置的位置保证使内部线圈产生的射频磁场方向与稳恒磁场方向垂直；（5）打开磁场扫描电源、边线振荡器、频率计和示波器的电源，准备后面的仪器调试。（二）核磁共振信号的调节 FD-CNMR-I 型核磁共振仪配备了六种样品：1——硫酸铜、2——三氯化铁、3——氟碳、4——丙三醇、5——纯水、6——硫酸锰。（1）将磁场扫描电源的“扫描输出”旋钮顺时针调节至接近最大（旋至最大后，再往回旋半圈，因为最大时电位器电阻为零，输出短路，因而对仪器有一定的损伤），这样可以加大捕捉信号的范围；

核磁共振实验报告

应物0903班核磁共振实验报告王文广U200910198 苏海瑞U200910218

核磁共振实验报告一、实验目的 1．了解核样共振的基本原理 2．学习利用核磁共振测量磁场强度和原子核的g 因子的方法二、实验内容 1．在加不同大小扫场情况下仔细观察水样品的核磁共振现象，记录每种情况下的共振峰形和对应的频率 2．仔细观察和判断扫场变化对共振峰形的影响，从中确定真正能应永久磁铁磁场0B 的共振频率，并以此频率和质子的公认旋磁比值 ()267.52MHz /T γ=计算样品所在位置的磁场0B 3．根据记录的数据计算扫场的幅度 4．研究射频磁场的强弱对共振信号强度的影响 5．观察聚四氟乙烯样品的核磁共振现象，并计算氟核的g 因子三、实验原理 1．核磁共振现象与共振条件原子的总磁矩j μr 和总角动量j P r 存在如下关系 22B j j j j e e B e g P g P P m h e e m πμμγμγ=-==r r r r 为朗德因子，、是电子电荷和质量，称为玻尔磁子，为原子的旋磁比对于自旋不为零的原子核，核磁矩j μr 和自旋角动量j P r 也存在如下关系

22N I N I N I I p e g P g P P m h πμμγ=-==r r r r 按照量子理论，存在核自旋和核磁矩的量子力学体系，在外磁场 0B 中能级将发生赛曼分裂，相邻能级间具有能量差E ?，当有外界条件提供与E ?相同的磁能时，将引起相邻赛曼能级之间的磁偶极跃迁，比如赛曼能级的能量差为02B h E γπ ?= 的氢核发射能量为h ν的光子，当0= 2B h h γνπ 时，氢核将吸收这个光子由低塞曼能级跃迁到高塞曼能级，这种共振吸收跃迁现象称为“核磁共振” 由上可知，核磁共振发生和条件是电磁波的圆频率为 00B ωγ= 2．用扫场法产生核磁共振在实验中要使0= 2B h h γνπ 得到满足不是容易的，因为磁场不是容易控制，因此我们在一个永磁铁0B 上叠加一个低频交谈磁场 sin m B B t ω=，使氢质子能级能量差 ()0sin 2m h B B t γωπ +有一个变化的区域，调节射频场的频率ν，使射频场的能量h ν能进入这个区域，这样在某一瞬间等式 ()0sin 2m h B B t γωπ +总能成立。如图，由图可知，当共振信号非等间距时共振点处 ()0sin 2m h B B t γωπ +，

探究小孔成像实验报告之欧阳学文创编之欧阳家百创编

探究小孔成像实验报告欧阳家百（2021.03.07）提出问题用易拉罐自制一个针孔照相机，在观察过程中，发现在室外观察景物时成像总不太清晰，有什么办法可增加清晰度呢。照相机半透膜上的图像会发生大小改变，这大小改变受什么因素影响，又有什么规律呢？一：探究像的清晰度实验思考与假设根据生活经验，猜想不清晰可能是由于以下两种情况： 1.环境中光线太亮，以致于看不清半透膜上的像。 2.孔径太小，光线进入量过少，导致半透膜上的像不清晰下面就针对这两个假设进行实验验证实验1像的清晰程度和周围光的强度有关设计实验：器材：针孔照相机，光源(F型发光二极管)，黑色卡纸（遮光器）实验步骤： 1.为“针孔照相机”用黑色卡纸做了一个圆柱形的“遮光器”，套在针孔照相机成像的一端，以降低半透膜周围光的强度。 2.在外界光线强，有遮光器时观察像的清晰程度 3.在外界光线强，无遮光器时观察像的清晰程度 4.在外界光线弱，有遮光器时观察像的清晰程度

5. 在外界光线弱，无遮光器时观察像的清晰程度进行实验：得到以下数据：外界光线强弱有无遮光器成像效果（是否清晰）试验一强有清晰实验二强无不清晰实验三弱有较清晰实验四弱无较清晰得出结论：通过实验可以得出，成像的清晰程度与周围光线强度有关，周围环境越亮，成像越不清晰；周围环境越暗，成像越清晰。（1）实验2 设计实验器材：5个有不同口径小孔的小孔成像仪器，光具座，遮光器，光源实验步骤： 1、制作出 5个有不同口径小孔的小孔成像仪器：分别裁剪5个相同尺寸的易拉罐，剪掉瓶口，并分别在瓶底钻出5个大小不同的小孔。 2、在光具座上固定一个可发出平行光线的光源，保持光源与小孔之间的距离，用5个小孔成像仪器分别观测像的大小，并进行比较。进行实验 1、如图所示，我们制作了5个孔径大小不一的小孔成像仪器：不带遮光器的针孔照相机成像带遮光器的针孔照相机成像

核磁共振实验报告

浙江师范大学实验报告实验名称核磁共振班级物理071 姓名骆宇哲学号 07180132 同组人沈宇能实验日期 09/12/3 室温气温核磁共振摘要：本实验中，学生将会了解核磁共振的基本原理;学习到利用核磁共振校准磁场和测量g 因子的方法关键词：塞曼能级分裂扫场系统扫频系统引言：核磁共振，是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。 1945年12月，美国哈佛大学帕塞尔等人，报道了他们在石蜡样品中观察到质子的核磁共振吸收信号；1946年1月，美国斯坦福大学布洛赫等人，也报道了他们在水样品中观察到质子的核感应信号。两个研究小组用了稍微不同的方法，几乎同时在凝聚物质中发现了核磁共振。因此，1945年发现核磁共振现象的美国科学家珀塞耳（Purcell ）和布珞赫（Bloch ）1952年获得诺贝尔化学奖。以后，许多物理学家进入了这个领域，取得了丰硕的成果。目前，核磁共振已经广泛地应用到许多学科领域，是物理、化学、生物、临床诊断、计量科学和石油分析与勘探等研究中的一项重要实验技术。它是测定原子的核磁矩和研究核结构的直接而又准确的方法，也是精确测量磁场和稳定磁场的重要方法之一。正文：一、实验原理大家知道，氢原子中电子的能量不能连续变化，只能取离散的数值。在微观世界中物理量只能取离散数值的现象很普遍。本实验涉及到的原子核自旋角动量也不能连续变化，只能取离散值，其中I 称为自旋量子数，只能取0，1，2，3，…整数值或1/2，3/2，5/2，…半整数值。公式中的，而h 为普朗克常数。对不同的核素，I 分别有不同的确定数值。本实验涉及的质子和氟核19F 的自旋量子数I 都等于1/2。类似地，原子核的自旋动量在空间某一方向，例如z 方向的分量也不能连续变化，只能取离散的数值，其中量子数m 只能取I ，I －1，…，－I +1，－I 共（2I+1）个数值。自旋角动量不为零的原子核具有与之相联系的核自旋磁矩，其大小为 p M 2e g =μ （1）其中e 为质子的电荷，M 为质子的质量，g 是一个由原子核结构决定的因子，对不同种类的原子核g 的数值不同，g 称为原子核的g 因子，值得注意的是g 可能是正数，也可能是负数，因此，核磁矩的方向可能与核自旋角动量方向相同，也可能相反。当不存在磁场时，每一个原子核的能量相同，所有原子处在同一能级，但是，当施加一个外磁场B 后，情况发生变化，为了方便起见，通常把B 的方向规定为z 方向，由于外磁场B 与磁矩的相互作用能为 E=-μ·B=-μz B=-γp z B=-γm B （2）因此量子m 取值不同的核磁矩的能量也就不同，从而原来简并的同一能级分裂为(2I+1)个子能级，由于在外磁场中各个子能级的能量与量子数间隔△E=γ B 全是一样的。当施加外磁场B 以后，原子核在不同能级上的分布服从玻尔兹曼分布，显然处在下能级的粒子数要比上能级的多, 其数量由△E 大小、系统的温度和系统总粒子数决定。若再

物理(心得)之对小孔成像实验的深度探究

物理论文之对小孔成像实验的深度探究小孔成像实验对于“光的直线传播”的教学有非常好的作用，但教材中仅仅放在了书后的习题中作为习题出现，在信息库中有简单的说明，实验的探究性、对教学的意义大大降低，为了更好、更深入地挖掘其对教学的意义、对学生能力发展的作用，决定对此实验进行深度探究。考虑到实验器材制作的材料生活中比较多，容易获取且制作简单，在学生周五放学时向学生布置了此项作业，要求学生自己制作、自己实验探究，周一回到学校时进行交流、展示，然后共同总结归纳小孔成像的相关性质。学生提交的作品：有的使用纸筒（乐百氏）、有的使用方形的纸盒、有的使用药瓶（不透明）、有的使用矿泉水瓶（外层裹了不透明的纸）、更多的使用易拉罐，更有个别同学做出了可以拉伸的圆筒（两个易拉罐套装、两个长纸筒套装）且做了支架，很有创意。学生交流：可以在半透明膜上看到烛焰倒立的像；小孔越小像越清晰。从学生的交流情况来看，学生的探究并不深入，还只是存在于表面现象的认识，并没有进行深度的探讨和思索。针对学生的问题，教师设计问题，引导学生思考并进行探究。问题1：“半透明膜上的像的大小如何变化？是缩小的像还是放大的像？”问题一出，学生有些迟疑，有的说缩小的，有的说放大的，有的说不变，意见不统一。“怎么办？”“实验检验！”学生动手实验，2分钟后，学生汇报探究结果。学生1：可以是放大的，也

可以是缩小的，像的大小是可以变化的。当将蜡烛靠近小孔的时候，我们发现烛焰的像变大了，当将烛焰远离小孔时，我们发现像变小了，同时发现像的亮度也发生了改变。学生2：我们也发现像的大小是可以改变的。我们是这样做的“保持蜡烛不动，改变半透明膜到小孔的距离”，发现当把纸筒收缩时，看到烛焰的像变小，当把纸筒拉长时，看到烛焰的像变大。其他组的同学也认可了这两种说法，在此基础上，教师设计问题“从上述的两个实验现象，你觉得像的大小与什么因素有关？”学生思考，然后教师再从理论上加以阐释、说明，师生共同归纳总结像的大小是可以变化的，不但与物体本身的大小有关，还与物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关，达成共识“像可以是放大的，缩小的，也可以是等大的”问题2：“当小孔的大小发生变化时，像有何变化呢？”学生实验，教师提示在实验中要注意的问题“控制变量，即保持蜡烛和光屛到小孔的距离不变等，只改变小孔的大小”汇报实验结果：当小孔越大时，像越不清晰，最后只能得到一个光斑，不成像了。追问“请思考要想成像，对小孔有什么要求?”在一番思考讨论之后：“小孔要足够小”问题3：“改变小孔的形状，探究一下看看像形状有何变化？”在进行探究时，有的学生受到课本中习题的启发，拿出一张纸，在纸上挖出不同形状的小孔，要求走出室外去实验。在一番探究之后汇报结果：“像的形状与小孔的形状无关。我们适当调整纸到地面的距离，发现都能在地面上得到圆形的光斑，这个圆形的光斑就是太阳的像”当学生达成共

小学科学实验报告单报告-共15页

学校羊坪镇竹坪片区1 班级五（1）时间实验名称观察一天中温度和影子的变化与太阳运动的关系实验小组第小组姓名：实验目的通过观测实验让学生知道一天中阳光下物体的影子和温度的变化与太阳高度有关。实验器材小标杆（大头针竖直插在橡皮上）、橡皮、记录纸（标有方向）、温度计、钟表、笔、指南针实验过程1、在校园里找一个物体，给它的影子做上记号。下课的时候在去画一画。 2、用橡皮泥把铅笔（垂直）固定在白纸上，确定好（南北）方向，每到课间，画出阳光下铅笔的（影子），并在其顶端记下当时的（温度）。 3、注意：温度计放在太阳晒不到的地方。实验现象或结论1、太阳的位置和影子的方向（相反）。 2、太阳高度越大，阳光下物体的影子越（短），温度越（高）；太阳高度越小，阳光下物体的影子越（长），温度越（低）。指导老师评定等级

学校羊坪镇竹坪片区1 班级五（1）时间实验名称验证光是沿直线传播的实验小组第小组姓名：实验目的通过实验让学生知道光是沿直线传播的。实验器材小孔板（钻有小孔的纸板或木板）、手电筒实验过程1、先将三张小孔板的孔对齐，用手电光对着第一张板照射，观察光能不能透过。 2、再将三张小孔板的孔对齐，用手电光对着第一张板照射，观察光能不能透过。 3、汇报实验现象。 4、实验现象讨论、分析。实验现象或结论光在空气或水（同一物质）中是沿( 直线 )传播的。指导老师评定等级

学校羊坪镇竹坪片区1 班级五（1）时间实验名称小孔成像的研究实验小组第小组姓名：实验目的通过实验知道小孔成像的原因实验器材长方形纸盒、剪刀（或美工刀）、一张半透明的纸、铝箔纸（也可不用）、胶水、钉子（大头针）实验过程1.介绍制作材料：长方形纸盒、剪刀（或美工刀）、一张半透明的纸、铝箔纸、胶水、钉子（大头针）。 2、演示并指导制作方法：在纸盒底部割出一个小窗；在纸盒的另一头用透明纸蒙住；用铝箔纸把小窗盖上，并用钉子（大头针）小心地在小窗中心钻一个孔； 3.学生分组制作。 4.指导学生观察：将有小窗的一面朝向窗户，前后移动纸盒，直至能在纸上看到清晰的影像为止。 5、分析小孔成像的原因。实验现象或结论光在同一物质中是沿（直线）传播的。窗户上成的是一个( 倒立 )的实像。指导老师评定等级

核磁共振类实验实验报告

核磁共振类实验实验报告（一）核磁共振（二）脉冲核磁共振与核磁共振成像

第一部分核磁共振基本原理 1.核磁共振磁共振是指磁矩不为零的原子或原子核在稳恒磁场作用下对电磁辐射能的共振吸收现象。如果共振是由原子核磁矩引起的，则该粒子系统产生的磁共振现象称核磁共振（简写作NMR ）;如果磁共振是由物质原子中的电子自旋磁矩提供的，则称电子自旋共振（简写ESR ）,亦称顺磁共振(写作EPR)；而由铁磁物质中的磁畴磁矩所产生的磁共振现象，则称铁磁共振（简写为FMR ）。原子核磁矩与自旋的概念是1924年泡利（Pauli ）为研究原子光谱的超精细结构而首先提出的。核磁共振现象是原子核磁矩在外加恒定磁场作用下，核磁矩绕此磁场作拉莫尔进动，若在垂直于外磁场的方向上是加一交变电磁场，当此交变频率等于核磁矩绕外场拉莫尔进动频率时，原子核吸收射频场的能量，跃迁到高能级，即发生所谓的谐振现象。研究核磁共振有两种方法：一是连续波法或称稳态法，使用连续的射频场（即旋转磁场）作用到核系统上，观察到核对频率的感应信号；另一种是脉冲法，用射频脉冲作用在核系统上，观察到核对时间的响应信号。脉冲法有较高的灵敏度，测量速度快，但需要快速傅里叶变换，技术要求较高。以观察信号区分，可观察色散信号或吸收信号。但一般观察吸收信号，因为比较容易分析理解。从信号的检测来分，可分为感应法，平衡法，吸收法。测量共振时，核磁矩吸收射频场能量而在附近线圈中感应到信号，则为感应法；测量由于共振使电桥失去平衡而输出电压的即为平衡法；直接测量共振使射频振荡线圈中负载发生变化的为吸收法。本实验用连续波吸收法来观察核磁共振现象。 2.核磁共振的量子力学描述核角动量P 由下式描述，（1）式中， ηρ )1(+=I I P π 2h = η

光学中小孔成像实验探究

光学中小孔成像实验探究初二一班孔婷人教版八年级物理教材中介绍了利用光的直线传播的小孔成像，为进一步理解和探究小孔成像及其规律，在此，我利用废旧的易拉罐，制作了小孔成像仪，做成像实验，探讨成像的大小与哪些因素有关。实验准备：一是多个易拉罐、一支蜡烛、一张塑料半透明膜；二是去掉易拉罐顶部，分别在其底面钻一个不同大小的小孔；三是将塑料膜平整地铺在易拉罐顶部；四是点燃蜡烛，使其立于桌面；五是将小孔对准蜡烛火苗，调整小孔成像仪与蜡烛火焰间位臵直到看到清晰的倒立的影像。一、探究小孔成像的清晰程度与周围光线强弱的关系通过在白天、晚上等外界光线强弱不同时，以及用纸盒遮光器遮挡时，分别观察像的变化，可以发现： 1、在外界光线强，有遮光器时观察像的清晰程度；无遮光器时观察像的清晰程度。 2、在外界光线弱，有遮光器时观察像的清晰程度；无遮光器时观察像的清晰程度通过实验可以得出结论：成像的清晰程度与周围光线强度有关，周

围环境越亮，成像越不清晰；周围环境越暗，成像越清晰。二、探究不同口径小孔的成像规律如图所示，我们制作了5个孔径大小不一的小孔成像仪器： d=7mm d=5mm d=2mm d=1mm d<1mm 整理成下表1：得出结论：在光源与小孔距离一定时，小孔越大，成的像越不清晰。分析和论证：小孔成像的原理是这样的：

三、探究影响像大小因素实验猜想影响像大小有这几个因素： 1、孔径的大小，孔径越大，像越大 2、相机与物体的距离，距离越长，像越小 3、半透膜与针孔的距离，距离越长，像越大下面就针对这三个假设因素进行实验验证实验一、探究像大小与孔径的大小的关系由上述表1，得出结论: 孔径越大，成像越大。实验二、探究像大小与物距离之间的关系左右移动小孔成像仪进行试验，得到以下数据表2: 得出结论：像的大小与成像仪与物体的距离有关，当光源与半透膜之间距离不变时，物距越长，像越小，反之亦然。可知半透膜和小孔的距离逐渐变长，像逐渐变大，和猜想一致。得出结论：像的大小与半透膜和小孔的距离有关，当光源与成像仪之间距离不变时，半透膜和小孔的距离越长，像越大，反之亦然。进一步探究：设光源长度为L1，像长度为L2，光源与孔的距离为L3，半透膜与小孔的距离为L4，则L1，L2，L3，L4之间存在着什么关系呢？

探究小孔成像实验报告

核磁共振实验报告

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小孔成像实验课教学设计

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小学科学试验课件-小孔成像

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四年级下册科学实验报告单

核磁共振实验报告

《小孔成像实验》的改进与创新

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