亞(yà)歐(ōu) 新型(xíng)單擺實驗儀型號；DP-FD-DB-II
單(dān)擺(bǎi)實(shí)驗在大學(xué)基礎物(wù)理(lǐ)和(hé)中學物(wù)理(lǐ)教學中都(dū)是(shì)一(yī)個(gè)實(shí)驗(yàn)，以往(wǎng)此(cǐ)實(shí)驗都限於單擺在(zài)小角度內(nèi)做(zuò)近似等周(zhōu)期(qī)擺(bǎi)動的(dí)情況(kuàng)下(xià)，測量小球振(zhèn)動周期(qī)，一(yī)般(bān)不涉及周期與擺(bǎi)角之(zhī)間的(dí)關係。要(yào)研(yán)究此(cǐ)二者間關係(xì)就(jiù)須在(zài)不同(tóng)擺角(jiǎo)，甚至大擺角(jiǎo)下進行周期(qī)測量。傳統方(fāng)法(fǎ)的周(zhōu)期測量用(yòng)手(shǒu)控(kòng)秒表計時(shí)，測(cè)量(liáng)誤差大(dà)。為了降低誤(wù)差，須采(cǎi)用多周期測量後取平(píng)均值的方(fāng)法(fǎ)，由(yóu)於空氣阻(zǔ)尼(ní)的存在，擺(bǎi)角隨時間的(dí)延長而(ér)衰(shuāi)減，因(yīn)此無法測得(dé)大角(jiǎo)下(xià)擺動(dòng)周(zhōu)期的(dí)準值(zhí)。采用集成(chéng)開(kāi)關(guān)型(xíng)霍(huò)耳傳(chuán)感器和(hé)電子(zǐ)計時(shí)器(qì)實(shí)現(xiàn)自動計時之後(hòu)，能夠在(zài)很(hěn)短幾個振(zhèn)動周(zhōu)期內(nèi)測(cè)得(dé)單擺(bǎi)在大角(jiǎo)下的周期(qī)，這(zhè)樣可(kě)以忽(hū)略(lüè)空氣阻(zǔ)尼(ní)對擺(bǎi)角的(dí)影響(xiǎng)，使(shǐ)研究(jiū)周期(qī)與擺角關(guān)係的實(shí)驗得(dé)以(yǐ)順(shùn)利(lì)進行(háng)。在得到周期(qī)與(yǔ)擺(bǎi)角的(dí)關(guān)係後，可以用外推至擺(bǎi)角(jiǎo)為零(líng)的方法，測得擺角小(xiǎo)時的振動周期值(zhí)，從而地(dì)測定(dìng)重力加(jiā)速(sù)度。
　　本實驗(yàn)儀采(cǎi)用伽(qié)利略外推(tuī)法研究物理(lǐ)規律的(dí)實驗(yàn)思(sī)想(xiǎng)，通(tōng)過(guò)測量周(zhōu)期與(yǔ)擺(bǎi)角(jiǎo)的(dí)關係，用(yòng)外推法(fǎ)求得(dé)小擺(bǎi)角時(shí)的振動周(zhōu)期，這種(zhǒng)設計思(sī)想(xiǎng)在物理(lǐ)實驗教學中加以(yǐ)運(yùn)用(yòng)，取得了良好的效果(guǒ)。
應(yīng)用(yòng)本(běn)實(shí)驗儀可以(yǐ)完成以(yǐ)下(xià)實驗(yàn)：
1. 固(gù)定(dìng)單(dān)擺(bǎi)擺長測(cè)量振動周期，計(jì)算(suàn)重力(lì)加(jiā)速度；也可(kě)逐次改變(biàn)擺長，測出相應的周期，經(jīng)直綫擬合求出(chū)重力(lì)加(jiā)速(sù)度(dù)，並可驗證擺長與振動周(zhōu)期(qī)平(píng)方成(chéng)正(zhèng)比的關係(xì)。
2．用集成霍耳開(kāi)關測得周期與擺角(jiǎo)的(dí)關係，並(bìng)可以(yǐ)用(yòng)外(wài)推至擺角為零的方(fāng)法(fǎ)，測(cè)得擺角小(xiǎo)時的振(zhèn)動(dòng)周期(qī)值，從而(ér)測定重力(lì)加速度。
3．研究單擺在大角度(dù)振動(dòng)時(shí)，非綫性效應的影(yǐng)響。
儀(yí)器主(zhǔ)要(yào)技(jì)術參(cān)數：
1. 霍(huò)耳(ěr)開關導通距(jù)離(lí) 11mm
2. 計數(shù)大(dà)預置次數(shù) 60次

3. 計(jì)時分辨率 0.001S

一，亞(yà)歐(ōu) 新(xīn)型單(dān)擺實(shí)驗(yàn)儀概述(shù)

單擺實(shí)驗(yàn)在大學基礎物理和中學(xué)物(wù)理教學中(zhōng)都是(shì)一個實驗(yàn)。以(yǐ)往此實(shí)驗都限(xiàn)於單擺在(zài)小(xiǎo)角度(dù)（小於(yú)3°）內(nèi)做近似(sì)等周(zhōu)期擺動(dòng)的情況(kuàng)下，測(cè)量(liáng)小球(qiú)振(zhèn)動(dòng)周期(qī)，一般不(bù)涉及周(zhōu)期(qī)與擺(bǎi)角之(zhī)間(jiān)的關係。要研究(jiū)此二(èr)者間(jiān)關係(xì)就在不同(tóng)擺(bǎi)角(jiǎo)，甚至大擺角下進行周期(qī)測(cè)量。傳統方(fāng)法(fǎ)的(dí)周期(qī)測(cè)量用手(shǒu)控秒表計時，測(cè)量(liáng)誤(wù)差大。為了降(jiàng)低(dī)誤(wù)差，采用多周期測量後(hòu)取平(píng)均(jūn)值(zhí)的方法，由於(yú)空(kōng)氣阻尼的存在(zài)，擺(bǎi)角(jiǎo)隨(suí)時間的延長而衰(shuāi)減(jiǎn)，因此(cǐ)無法(fǎ)測得(dé)大角下擺動周期的準(zhǔn)值(zhí)。采用集成開(kāi)關型(xíng)霍耳(ěr)傳感(gǎn)器(qì)和電(diàn)子(zǐ)計(jì)時器(qì)實現自(zì)動(dòng)計(jì)時之後，能夠在很(hěn)短幾個(gè)振(zhèn)動(dòng)周期內測(cè)得單擺(bǎi)在大(dà)角下的周(zhōu)期，這樣可(kě)以忽(hū)略空(kōng)氣阻(zǔ)尼對(duì)擺(bǎi)角的(dí)影響，使研究(jiū)周期與擺角(jiǎo)關係的實驗得以順(shùn)利進(jìn)行(háng)。在(zài)得到周期與擺角(jiǎo)的(dí)關係(xì)後，可(kě)以用(yòng)外推(tuī)至擺角為零的方(fāng)法，測(cè)得擺(bǎi)角小時(shí)的振動周期值，從而測定(dìng)重力加(jiā)速度。

本實驗儀采(cǎi)用伽利(lì)略外推法(fǎ)研究(jiū)物理規(guī)律(lǜ)類似的(dí)實驗思想(xiǎng)，通過(guò)測量(liáng)周(zhōu)期(qī)與擺角的關(guān)係(xì)，用外(wài)推法求得小擺(bǎi)角時的振(zhèn)動周期。這種物(wù)理(lǐ)實驗(yàn)設(shè)計思(sī)想(xiǎng)在物理實驗教(jiào)學中(zhōng)加以運用(yòng)，取得(dé)了(liǎo)良(liáng)好的(dí)效(xiào)果。

實驗(yàn)內(nèi)容

1) 驗(yàn)證擺長(cháng)與(yǔ)周期之間(jiān)的(dí)關係，求出重力加(jiā)速度g。

2) 測量擺角與周(zhōu)期之間的關係，作(zuò)關係(xì)圖，求(qiú)出重力加速(sù)度g。

儀器用途(tú)

1) 本儀器可(kě)以通(tōng)過固(gù)定單(dān)擺(bǎi)擺長測量振動(dòng)周(zhōu)期(qī)，計算(suàn)重力加速(sù)度(dù)g；也(yě)可逐次改(gǎi)變(biàn)擺長，測(cè)出(chū)相應的(dí)周期(qī)，經直綫擬合求出(chū)重力加(jiā)速度g，並可(kě)驗證擺(bǎi)長與(yǔ)振動(dòng)周(zhōu)期平方(fāng)成(chéng)正比的關(guān)係。

2) 用(yòng)集成霍耳開關可測得(dé)周期(qī)與(yǔ)擺角(jiǎo)的(dí)關係，並可以(yǐ)用外(wài)推至擺角為零(líng)的(dí)方(fāng)法(fǎ)，測得擺角(jiǎo)小(xiǎo)時(shí)的(dí)振動周期值，從而(ér)測(cè)定(dìng)重力加(jiā)速度。

3) 研(yán)究單(dān)擺(bǎi)在大角度振動時(shí)，非(fēi)綫性效(xiào)應的影(yǐng)響(xiǎng)。

技術(shù)指標(biāo)    

1) 電子(zǐ)計時(shí)器實現(xiàn)自(zì)動(dòng)計(jì)時，精度為(wéi)0.001s，每次(cì)測(cè)量不確(què)定(dìng)度小(xiǎo)於(yú)0.003s。

2) 預置(zhì)半周期(qī)次數在0~66次(cì)範(fàn)圍(wéi)內(nèi)，可任(rèn)意調(tiáo)節計(jì)時(shí)次(cì)數(計(jì)數2次為(wéi)1個(gè)周期)。

3) 集(jí)成(chéng)霍耳開(kāi)關應放(fàng)在小球正下方約(yuē)1.0cm處，1.1cm為集(jí)成(chéng)霍(huò)耳開關的(dí)導(dǎo)通(tōng)（或截止(zhǐ)）距(jù)離(lí)。

4) 電(diàn)子計(jì)時器每(měi)計時(shí)一次，指(zhǐ)示燈亮一次。

5) 本(běn)實(shí)驗儀(yí)取擺(bǎi)角<45°的範(fàn)圍(wéi)，反映周(zhōu)期與(yǔ)擺(bǎi)角之(zhī)間的關(guān)係。

6) 本(běn)儀(yí)器(qì)采(cǎi)用鏡尺(chǐ)測(cè)量(liáng)單擺(bǎi)擺長(cháng)，可(kě)減少(shǎo)學生(shēng)在(zài)測量(liáng)時的視覺(jué)誤差，從(cóng)而得(dé)到好的(dí)實驗效(xiào)果。