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山西大学大学物理实验演示实验实验报告--第1页

实验目的：

1.在拓展知识面的同时训练学生的动手操作

能力；

2.通过此类实验建立理论联系实践的能力与

思维；

记忆合金水车：形状记忆合金是一种特殊的

功能材料，它可以记住加工好的形状，当外力或

温度改变使其形状发生改变的时候，只要适当的

加热就可以恢复原来的形状。该装置让所选记忆

合金周期性地与高温热源和低温热源接触，形状

随之周期性地变化，从而驱动水车轮的转动，形

象地展示了热变为功的过程和形状记忆合金的

特性和用途。

该种形状记忆合金为镍钛合金，有双程记忆

功能（即能记忆温度高低两种情况下的形状）可

以有上百万次的变形和恢复。镍钛合金还有相当

好的生物相容性，相变温度较低，约在40-50℃，

医学上用于脊柱侧歪、骨骼畸形等的矫正。

低温差热机：可以利用比环境温度高4℃的

任何热源，使一组活塞运动并推动转轮运转，是

一种很好的利用低温热源的热机，可以利用不高

的温度差实行热工转化。主要应用在于能利用传

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统热机无法利用的能量来源。

经典置换式热气机：利用酒精灯的热量驱动一组

活塞、连杆和转轮往复运动，工作物质为封闭在

透明活塞筒中的空气。活塞和工作物质在往复过

程中完成吸放热和能量转化，工作过程形象直

观，是对热力学定律和热机原理极好的阐释。其

透明活塞材料为石英玻璃，主要特点是热胀冷缩

系数小，透光性好。耐腐蚀性强。

投影式伽耳顿板：可以用来验证大量随机物

理事件共同遵循的统计物理规律。统计物理规律

因等概率假设则其结果可靠，在应用方面很广

泛，比如相对论基本假设的提出等等。

辉光盘：利用低压气体分子在在高频强电场

中激发、碰撞、电离、复合的过程，外界声音影

响电场分布从而影响电子运动，在盘上显示出形

状变化的荧光。

昆特管（声驻波演示）：利用管中泡沫小球

在声驻波场中形成的“泡沫墙”将看不见的声波

显示出来，实现了抽象概念的具象化。该装置的

缺点是无法消除静电的影响：泡沫小球帖在管内

壁上。

气柱共鸣声速测量装置：通过气柱共鸣测量

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声速。

热声效应演示仪：所谓热声效应是指在可压

缩流体的声震荡与固体介质之间由于热相互作

用而产生的均能量。相当巧妙地利用谐振管中声

驻波的能量，将热声堆下面的能量“泵”到上面

来，使热声堆上下产生将近10℃的温差，是一种

声制冷的方法。

其工作过程为：谐振管上部为一个热声堆，

下部为一个扬声器。扬声器发出的声波在谐振管

内形成纵向驻波。热声器下部声压增大时，推动

气团向上运动，并因压缩而升温，将热量传给声

堆。声压下降时，气团向下运动，但热声堆温度

下降较少，于是向热声堆上部输热。热声堆中无

数气团每次振动都吸收一定热量向上传输，热量

不断地被从低温区泵到高温区，从而实现了声制

冷。

伯努利悬浮盘：该装置形象地显示了伯努利

方程中流速与压强的关系。因流速大压强小，悬

浮盘克服了自身的重力悬在空中。

傅科摆：它使我们不依赖于相对天