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099

订购信息

大振幅摆....................................................................................EX-5520A

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCO Capstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 接口，或 AirLink。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

Airlink

大振幅摆 ▼

EX-5520A

概念

` 小振幅时近似单摆周期

` 大振幅摆周期

` 大振幅时位置、速度和加速度曲线的曲线形态

该实验探索摆幅和周期的关系。并且大摆幅摆的位移、速度、加速

度图像被显示出来，与小摆幅摆的正弦运动做对比。

一个刚性摆，包含 35cm 长，28g 的铝管，末端有 75g 的配

重。管的中心固定在转动传感器。其中一个配重稍微靠近中

心，这样，摆就可以缓慢的震荡。学生将有时间观察摆的运动，

且可以实时看到位移、速度、加速度图像作为摆幅函数的周期被

测量出来，并与理论值对比。

大摆幅摆的角位移、角速度、角加速度与时间图被显示出来

摆的周期与摆幅的关

系图被绘制出来。

因为其中一个配重偏移，

这个刚性 摆可以 旋 转

180 度，且有很长的周期。

PASCO 优点

PASCO Capstone 软件中有一个周期函数，可以与摆幅一起显

示出来。摆最开始被置于 180 度的位置处，因为摩擦力原因，

摆幅减小，摆的周期随摆幅的变化函数被自动记录下来。

包括

• 小型“A”形底座 ME-8976

• 25cm 长螺纹钢杆 ME-8988

• 摆附件 ME-8969

• 转动传感器 PS-2120A

访问在线版本

大振幅摆 振荡 EX 实验

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100

订购信息

受迫简谐振动实验...................................................................EX-5522A

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

带钩砝码组

游标卡尺....................................................................................SE-8710

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

圆盘

弹簧

受迫简谐振动实验

EX-5522A

概念

` 振子的谐振曲线：振幅和频率的关系

` 谐振频率

` 摆的周期

` 磁阻尼对谐振曲线的影响

` 在低于、等于、高于谐振频率时，振子和驱动源的相位差

在本实验中，在不同阻尼的情况下，得到振幅和频率的关系曲线

来研究受迫阻尼振动。

振子由带滑轮的铝质圆盘构成，滑轮通过细线与两根弹簧相连。

该装置通过两个转动传感器记录圆盘和驱动源的角位置和角速度，

并可记录不同磁阻尼情况下驱动频率和振幅的关系曲线，可通过

将磁铁靠近铝盘来增加阻尼。

PASCO 优点

PASCO Capstone 软件与 850 接口一起使用可以实现驱动频率的

连续扫描，实时绘出振幅与驱动频率的关系图。

三种不同的磁性阻尼情况下的谐振曲线（振幅 - 频率）。

磁阻尼振荡器用一个正弦机械驱动器驱动

磁阻尼

驱动器

包括

• 转动传感器（2） PS-2120A

• 机械振荡器 / 驱动器 ME-8750

• 混沌 / 驱动 谐振动附件 CI-6689A

• 大型支架底座 ME-8735

• 120cm 长不锈钢杆（2）ME-8741

• 45cm 长不锈钢杆 ME-8736

• 多功能钳（2） ME-9507

• 实验用细绳 SE-8050

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EX 实验 振荡 受迫简谐振动实验

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101

订购信息

受迫阻尼振动 ...........................................................................EX-5551A

需要：

天平.............................................................................................SE-8707

850 通用接口...........................................................................UI-5000

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

磁铁在铝制轨道中感应出电流，使得

小车受到和车速成比例的拖曳力。

PASCO 优点

智能小车可以通过无线测量位置、速度以及磁阻尼力，因为磁

阻尼缓冲器就固定在智能小车的力传感器上。

受迫阻尼振动

EX-5551A

概念

` 共振曲线

` 磁阻尼

振子由智能小车及 2 根弹簧构成。阻尼力通过固定在智能小车

的磁铁在铝制 轨道引起的涡流产生。不同磁阻尼时的振荡振

幅与驱动频率之间的关系可被 绘制出来。将磁铁靠近轨道，

可以增强磁阻尼力。

在 PASCO Capstone 软件，通

过对数据进行阻尼正弦曲线拟

合确定弹簧常数，周期和阻尼

因子。

绘制车速与驱动频率的图。阻尼力可通过改变磁铁和轨道的间距实现。

周期可直接测量以确定共振频率。

包括

• 智能小车 ME-1240

• 机械振荡器 ME-8750

• 磁阻尼附件 ME-6828

• 弹簧组 ME-8999

• 光电门头 ME-9498A

• 小车配重 ME-6757A

• 1.2 m 铝制轨道 ME-9493

• 轨道末端终止器 ME-8971

• 轨道支架 ME-8972

• 物理绳 SE-8050

• 智能小车铁架台支架 ME-1244

• 需要：

‚ 天平 SE-8707

‚ 850 通用接口 UI-5000

‚ PASCO Capstone 软件

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受迫阻尼振动 振荡 EX 实验

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102

订购信息

混沌运动演示 ...........................................................................EX-5523A

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

混沌 ▼

EX-5523A

概念

` 非线性谐振子

` 混沌运动

` 相空间

` 庞加勒图

通过描述受迫非线性摆在相空间的运动和庞加勒图来研究混沌

现象。

振子由连有两个弹簧的铝质圆盘组成，圆盘边沿处的一个金属

小柱子使得振子非线性。通过改变正弦驱动的频率来研究从可

预见过程到不可预见过程的过渡。通过改变磁阻尼可以改变混

沌运动的特征。由转动传感器记录圆盘的角位置和角速度随时

间的变化，再根据角速度和角位置得到实时相图。

同时也可以给出实时的叠加在相图上的庞加勒图，这是通过每

次驱动臂挡住光门时记录下的相图点来实现的。

通过相图及庞加勒图

学习非线性谐振子的

混沌运动 。

PASCO 优点

PASCO Capstone 软件可以实时的给出相空间的运动曲线，

同时叠加上庞加勒图，向学生展示相空间中的运动和振子的实

际运动之间的关系。

包括

• 大型支架底座 ME-8735

• 120cm 长不锈钢杆（2） ME-8741

• 45cm 长不锈钢杆 ME-8736

• 多功能钳（2） ME-9507

• 混沌 / 驱动 谐振动附件 CI-6689A

• 机械振荡器 / 驱动器 ME-8750

• 转动传感器 PS-2120A

• 光门端头 ME-9498A

访问在线版本

庞加勒图（橙色）显示圆盘摆的角速度 - 角位置之间的关系。紫色背景为相图。

这个相位图（角速度与角度）是在 PASCO Capstone 中使用部分不透明度绘

制的，所以当它回溯到自身时，轨迹会变得更暗。

EX 实验 振荡 混沌

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103

订购信息

耦合摆 ........................................................................................EX-5563

需要：

PASCO Capstone 软件

无需接口

耦合摆

EX-5563

概念

` 振荡的共振模式

` 耦合摆之间振荡能量转移的周期

两个摆由一个弹簧耦合。该系统有两种自然模式：

• 两个摆同步摆动。

• 两个摆相对摆动。

当一个摆静止，另一个振荡时，摆的能量通过弹簧转移。能量

传递的周期可以通过实验来预测和验证。

PASCO 优势

无线旋转运动传感器可以很容易地记录两个摆的运动，PASCO

Capstone 软件的多坐标工具可以用来对比观测一个摆振幅为

零，另一个摆振幅最大的地方。

包括

• 无线旋转运动传感器 PS-3220(2)

• 摆配件 ME-8969(2)

• 纵波弹簧 WA-9401

• 大桌夹 ME-9472

• 不锈钢杆，60cm 带螺纹 ME-8977(2)

• 多功能夹 ME-9507

下载这个实验

免费的实验文件包括 Word 文档

PASCO Capstone ™工作簿文件与示例数据 / 图片

请在 www.pasco.com/CapstoneExperiments 下载

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受迫阻尼振动 振荡 EX 实验

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104

订购信息

基础桥梁....................................................................................EX-5556

需要：

550 或 850 通用接口或 AirLink

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

AirLink

▼

包括

• 桁架组 (3) ME-6993

• 桁架组螺丝 (3) ME-6994

• #6 工字梁 ME-7008

• 2Kg 槽码 ME-7589

• 测力单元放大器 (1) PS-2198

• 100 N 测力单元 (4) PS-2200

测力单元

通过悬挂砝码使桥梁负重。工字梁之间的拉力和

压力通过测力单元进行测量。测力单元可以安装

在任何需要测力的位置。

测力单元

矩形单元

首先，学生搭建一个矩形桥梁。当然，真实的桥梁不会如此，

但学生们只有亲自尝试后才知道原因。

三角形单元

接下来，学生用三角形结构搭建沃伦桥。可以发现三角形结构

比矩形结构结实的多。

比例效应

学生搭建第二个沃伦桥，桥的跨度相同，但比例不同，单元数

量翻倍，以探索桥梁内部受力的变化。

增加垂直梁

给稍大的沃伦桥增加垂直梁，学生会发现：负载并没有增加，

那么为何要用垂直梁呢？

完整的沃伦桥和普拉特桁架桥

增加额外垂直梁以构成完整沃伦桥。然后学生将沃伦桥变为普

拉特桁架桥。然后比较与沃伦桥受力的不同。

基础桥梁

EX-5556

概念

` 通过动手搭建，学习各种类型的桥

` 测量不同设计的桥的梁之间的拉力和压力

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完整沃伦桥

普拉特桁架桥

比例效应

三角形

矩形

增加垂直梁

EX 实验 结构学 基础桥梁

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105

订购信息

桥梁振动....................................................................................EX-5548

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

桥梁振动 ▼

EX-5548

概念

` 复杂系统中的共振

` 受迫振动与自由振动

1

2 3 4 5

访问在线版本

包括

• 大型结构装置 ME-7003

• 测力单元放大器 PS-2198

• 100 牛顿测力单元 PS-2200

• 5 牛顿测力单元（5） PS-2201

• 机械波驱动器 SF-9324

• 4mm 红色香蕉插头导线 SE-9750

• 橡胶线 ME-8986

• 大号开槽砝码（4） ME-7589

• 砝码挂钩（2） ME-7590

• 20g 砝码（3 套） ME-8983

使用 5N 的力传感器来测量桥梁不同

位置的振荡。

用不同的共振频率来驱动桥就

可以看出桥的共振特性，注意

桥上不同位置振幅的差异。

用手敲击桥梁，使其自由振荡。FFT（使用 PASCO Capstone ™软件）显

示出几个共振频率。注意桥上不同位置振幅的差异。

桥梁振动 结构学 EX 实验

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106

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摇摇塔 ........................................................................................EX-5555

需要：

850 通用接口或信号发生器 (PI-8127)

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

或

信号发生器

▼

用机械波驱动器振动塔，振动器由 850 接口或信号发生器供电。

摇摇塔

EX-5555

概念

` 探索共振模式

` 用无线传感器测量加速度

` 演示被动阻尼

用 PASCO 结构梁搭建，通过驱动器的振动，该塔能在其若干

谐振模式下振动，振动器与塔的第一层通过橡皮筋连接。带有

加速度计的测力单元固定在塔的每一层，以记录每层的振动情

况。

上图的 FFT，由 PASCO Capstone 软件生成，显示了顶层的无线测力 / 加速

度计的频率响应。

包括

• 摇摇塔装置 ME-7018

• 机械波驱动器 SF-9324

• 2 米导线 SE-9415A

• 铁架台底座 ME-8735

• 螺纹杆 25cm ME-8988

• 槽码 ME-7566

• 无线测力加速度传感器 (4) PS-3216

实验的第二部分，将在塔的顶部安装阻尼摆。在现代建筑中，

被动阻尼装置用来减弱地震时的振动。阻尼摆能使振动迅速停

止。

在PASCO Capstone软件中，

灰色图线表示没有阻尼摆时

的振动。红色图线表示允许

阻尼摆摆动时的效果。

访问在线版本

EX 实验 结构学 摇摇塔

用更好的方法教科学

107

订购信息

拉伸试验机................................................................................EX-5557

需要：

AirLink ........................................................................................PS-3200

550 或 850 通用接口

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

AirLink

▼ 拉伸试验机 访问在线版本

EX-5557

概念

` 杨氏模量

` 屈服强度

` 抗张强度

` 延展性

` 韧性模数

三种金属分别由 1018 钢，360 黄铜和 2024-T3 铝制成。测试

的性能包括杨氏模量、屈服强度、抗张强度、延展性和韧性模数。

上述性能参数与材料数据手册相同，并被工程师用于设计桥梁、

建筑或机器。

1. 测量应力 - 张力图中线性部分的斜率，可以得到材料的杨氏

模量。

2. 屈服强度可以从力 - 位移图中线性部分完结处估测。

3. 抗张强度可从图中最大应力得到。

4. 材料的延展性可从其刚刚断裂前的最大张力得到。

5. 韧性模数可从应力 - 张力曲线包络的面积得到。

三种金属的应力 - 张力曲线可实时显示，也可在 PASCO

Capstone 软件中回放。

黄铜的韧性模数可通过计算应力 - 张力曲线的面积得到。

黄铜的杨氏模量可通过求直线的斜率得到。

PASCO 优点

手摇材料测试机可以让学生感受不同材料的断裂力。数据被

实时记录且可在 PASCO Capstone 软件回放。

包括

• 材料测试机 ME-8236

• 样品（铝 10 个） ME-8231

• 样品（黄铜 10 个） ME-8232

• 样品（钢 10 个） ME-8243

• 卡尺 SE-8710

拉伸试验机 材料学 EX 实验

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108

订购信息

柱挫屈 ........................................................................................EX-5558

需要：

550 或 850 通用接口或 AirLink

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

任何两通道 PASPORT 接口

柱挫屈 ▼

EX-5558

概念

` 工字梁的柱挫屈

` 长细比

` 欧拉柱方程

第一部分，测试三种不同长度的塑料工字梁被压缩时的失效过

程。通过长细比确定其失效（弯曲与否）的过程，每根梁都单

独计算该比率。实验主题还包括回转半径和面积惯性矩。

PASCO 优点

PASCO Capstone 软件可以将摄像头拍摄的视频嵌入，且与材

料测试机的数据同步。你可以回放视频和数据采集过程，甚至

可以逐帧观看材料断裂的过程。

包括

• 材料测试机 ME-8236

• 结构梁夹具 ME-8242

• 结构桁架套装工字梁 ME-6993

• 扁平梁 ME-6987

• 细工字梁 ME-7012

• 卡尺 SE-8710

盖子 塑料工字梁

下固定装置

塑料工字梁

第二部分，用欧拉柱方程预测临界应力。当对长直柱施加压力

时，将发生弹性压缩直到达到临界应力，此时，柱将瞬间被压

弯。该临界荷载和柱状材料以及几何形状的关系被称作欧拉柱

方程。

梁夹具

访问在线版本

EX 实验 材料学 柱挫屈

用更好的方法教科学

109

订购信息

三点和四点弯曲.......................................................................EX-5559

需要：

550 或 850 通用接口或 AirLink

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

AirLink

三点和四点弯曲 ▼

EX-5559

概念

` 三点弯曲

` 四点弯曲

` 弯曲弹性模量

三点弯曲

如图所示，对圆柱进行三点弯曲测试。当向下的力（F）施加

在圆柱中央时，记录弯曲数据（Δx）。比率（F/Δx）就是等效

刚度。

铁砧的间距可以改变，对刚度的影响也被测量。通过数据可以

计算材料的弯曲弹性模量。

四点弯曲

对 ABS 塑料梁进行四点弯曲测试。向下的力（F）被施加在梁

中央，记录弯曲数据（Δx）。比率（F/Δx）就是等效刚度，可

直接从 F-Δx 图中的斜率得到。然后计算弯曲弹性模量。

包括

• 材料测试机 ME-8236

• 弯曲附件 ME-8237

• 剪切样品 ME-8240

• 扁平梁 ME-6987

• 四点加载铁砧 ME-8249

• 卡尺 SE-8710

访问在线版本

三点和四点弯曲 材料学 EX 实验

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110

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比热实验....................................................................................EX-5524A

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCO Capstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 接口，或 AirLink。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

AirLink

比热实验 ▼

EX-5524A

概念

` 热能

` 平衡温度

` 比热

学生可以知道每种物质都因具有特定的比热而

可以被识别。使用已知量的水，把未知的材料

放入水中。测量水和未知物质的初始温度。找

到平衡温度，并由此导出未知物质的比热。

通过 2 种实验方法（用水加热 / 冷却），学生

认识到实验设计如何影响结果。最终学生探索

误差的来源和大小。

包括

• 温度传感器 PS-2125

• 带盖的量热杯

• 比热装置 SE-6849

• 天平 SE-8723

• 加热搅拌器 PS-3401

• 50mL 量筒

• 1000ml 烧杯

• 实验用细绳 SE-8050

通过比较发现铝引起的温度下降是黄铜的 2 倍。冷却曲线的斜率与牛顿冷却

定律吻合。

访问在线版本

具有室温的铝加入热水中。210 秒后，系统达到热平衡并慢慢冷却。冷却曲

线的线性拟合可以推算出平衡温度（发生于 131 秒）。这样得到的比热值大

约有 10% 的误差。

EX 实验 热力学 比热实验

用更好的方法教科学

比热实验 热力学 EX 实验 111

订购信息

比热实验....................................................................................EX-5624

需要：

PASCO Capstone 软件

比热实验

EX-5624

涉及的主题

` 热能

` 平衡温度

` 比热

学生可以知道每种物质都因具有特定的比热而可以被识别。

使用已知量的水，把未知的材料放入水中。测量水和未知物

质的初始温度。找到平衡温度，并由此导出未知物质的比热。

通过 2 种实验方法（用水加热 / 冷却），学生认识到实验设

计如何影响结果。最终学生探索误差的来源和大小。

包括

• 无线温度传感器 PS-3201

• 带盖的量热杯

• 比热装置 SE-6849

• 天平 SE-8723

• 加热搅拌器 PS-3401

• 50mL 量筒

• 1000ml 烧杯

• 实验用细绳 SE-8050

NEW

PRODUCTS

NEW

PRODUCTS

通过比较发现铝引起的温度下降是黄铜的 2 倍。冷却曲线的斜率与

牛顿冷却定律吻合。

具有室温的铝加入热水中。210 秒后，系统达到热平衡并慢慢冷却。

冷却曲线的线性拟合可以推算出平衡温度（发生于 131 秒）。这样

得到的比热值大约有 10% 的误差。

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112

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热电当量....................................................................................EX-5525

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

包括

• 能量转换—量热器 ET-8499

• 温度传感器 PS-2125

• 天平 SE-8707

加热电阻

双层铝量热计

热电当量

EX-5525

概念

` 将内能的变化和输入的电能做对比

双层铝制量热杯保证了良好的绝热。用 10

欧姆电阻丝对系统加热，用 850 接口供电。

电压、电流、功率和最终的温度升高都被

连续记录并显示。

功率 - 时间曲线下的面积等于用于加热水的

电能。传递给水的热量可以通过温度升高

和水的质量计算。通过对比电能和热可以

得知焦耳和卡路里的比值。

访问在线版本

底部图显示信号源的功率输出，底部图显示温度增加。用于加热水的电能通过功率 - 时间曲线

下的面积得到。

EX 实验 热力学 热电当量

用更好的方法教科学

热电当量 热力学 EX 实验 113

订购信息

热电当量....................................................................................EX-5625

需要：

PASCO Capstone 软件

NEW

PRODUCTS

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热电当量

EX-5625

概念

` 将内能的变化和输入的电

能做对比

无线电流传感器和无线电压

传感器用于测量输送到加热

电阻的功率，无线温度传感

器用于测量水的温度。

功率 - 时间曲线下的面积等

于用于加热水的电能。传递

给水的热量可以通过温度升

高和水的质量计算。通过对

比电能和热可以得知焦耳和

卡路里的比值。

包括

• 能量转换—量热器 ET-8499

• 无线温度传感器 PS-3201

• 无线电压传感器 PS-3211

• 无线电流传感器 PS-3212

• 天平 SE-8707

• 学生电源 SE-8828

底部图显示信号源的功率输出，底部图显示温度增加。用于加热水的电能通过功率 - 时间曲线下的

面积得到。

加热电阻

双层铝量热计

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114

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理想气体定律 ...........................................................................EX-5527

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCO Capstone 软件

游标卡尺....................................................................................SE-8710

* 该实验可用 550 或 850 接口，或 AirLink。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

AirLink

理想气体定律 ▼

EX-5527

概念

` 理想气体定律

` 波义耳定律

` 盖 - 吕萨克定律

理想气体的温度、体积和压强被同时测量，

且遵循理想气体状态方程。

理想气体定律的两种特殊情况：体积恒定

（盖 - 吕萨克定律）和温度恒定（波义耳

定律）。针管用来在恒温时改变气体体积

的大小。体积恒定的球放置在不同温度的

水中，显示内部气体压强的变化。

PASCO 优点

该理想气体针管和绝对零度球含有一个很

小的温度计，其对温度变化的响应很快。

理想气体针管 ( 上图 ) 体积和 T/P 图的斜率等于 nR

绝对零度装置 ( 如右图所示 ) 体积恒定，压强与温度曲线的斜率随容器中摩尔

数而改变。

包括

• 理想气体定律针管 TD-8596A

• 绝对压强 / 温度传感器 PS-2146

• 绝对零度装置 TD-8595

• 3L 塑料容器 ME-7559

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EX 实验 热力学 理想气体定律

用更好的方法教科学

理想气体定律 热力学 EX 实验 115

订购信息

理想气体定律 ...........................................................................EX-5627

需要：

PASCO Capstone 软件

游标卡尺....................................................................................SE-8710

理想气体定律

EX-5627

概念

` 理想气体定律

` 波义耳定律

` 盖 - 吕萨克定律

理想气体的温度、体积和压强被同时

测量，且遵循理想气体状态方程。

理想气体定律的两种特殊情况：体积

恒定（盖 - 吕萨克定律）和温度恒定

（波义耳定律）。针管用来在恒温时

改变气体体积的大小。体积恒定的球

放置在不同温度的水中，显示内部气

体压强的变化。

NEW

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PASCO 优点

该理想气体针管和绝对零度球含有一

个很小的温度计，其对度度变化的响

应很快。

包括

• 理想气体定律针管 TD-8596A

• 无线压强传感器 PS-3203

• 无线温度连接 PS-3222

• 绝对零度装置 TD-8595

• 3L 塑料容器 ME-7559

绝对零度装置 ( 如右图所示 ) 体积恒定，压强与温度曲线的斜率随容器

中摩尔数而改变。

在恒定温度的情况下，绘制压力与

体积倒数的关系。

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116

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黑体辐射....................................................................................EX-5529A

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

与以下任何接口兼容

850 通用接口

黑体辐射 ▼

EX-5529A

概念

` 黑体辐射光谱

` 峰值波长和温度的关系

用真实数据得到课本上的光强与黑体辐射波长的关系曲线，图中随着热

源温度的变化峰值对应的波长也发生移动。

通过棱镜光谱仪得到

黑体的连续光谱

访问在线版本

经典黑体辐射光谱的光强 - 波长图通过测量灯泡得到，并可展

示灯泡不同温度时峰值波长的变化。

测量灯泡的光强与波长的经典黑体辐射谱线，并演示不同灯泡

温度下最大强度对应的波长出现的漂移。

通过手动操作光谱仪（可测量不同角度的相对光强）来扫描白

炽灯光谱，采用棱镜分光可以避免由光栅引起的不同级谱线重

叠，使用宽频谱光传感器可以得到 400nm － 2500nm 范围内

的光谱。根据光谱仪公式将角度转换为波长值，然后给出光强

和波长的关系曲线，即黑体辐射的特征曲线。降低灯丝温度，

从而降低灯泡的发光强度，重复操作可得到峰值强度对应波长

的偏移。

测量灯丝的电压以及通过灯丝的电流，可以得到灯泡的温度，

根据温度值，可以计算出理论上的峰值对应的波长，并可以和

实验得到峰值波长进行比较。

注意：该结果是定性的，只适合于初级研究。

PASCO 优点

所有的角度和转换波长的计算公式都包含在 PASCO Capstone

软件的设置文件中。

包括

• 棱镜分光光谱仪组件 OS-8544

• 60cm 光学导轨 OS-8541

• 光谱仪附件 OS-8537

• 光阑底架 OS-8534A

• 宽频谱光传感器 PS-2150

• 转动传感器 PS-2120A

• 电压传感器 UI-5100

• 替换灯泡 SE-8509

• 橡胶头插线 - 黑色 SE-9751

EX 实验 热力学 黑体辐射

用更好的方法教科学

117

订购信息

热机循环....................................................................................EX-5530B

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCO Capstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 接口，或任何 PASPORT 三通道接口。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

任何 PASPORT 三通道接口

▼

热机循环有以下几步

1. 将储气罐放入冷水中，在平台上放 200 克砝码；

2. 将储气罐从冷水移到热水中；

3. 将 200 克砝码从平台移走；

4. 储气罐从热水移到冷水中去。

用低压传感器测量压强的变化。通过连接在转动传感器滑轮上

的细绳测量活塞的高度，将高度的变化量乘以活塞的横截面积

可以得到体积的变化。

热机循环

EX-5530B

概念

` 热机效率

` 等温过程

` 等压过程

` 理想气体状态方程

绘出热机经过一个循环的 P-V 图，从图中可以

得出气体吸收的热量以及热机对外所做的功，

据此得到热机效率，并和理论计算的最大效率

进行比较。

通过将储气罐放入热水中，使得容器中的空气

体积膨胀推动砝码做功，再将储气罐放入冷水

中，气压下降，体积恢复到初始值。

通过加热气体，使热机推动砝码，可

测得真实的热机效率。

PASCO Capstone 软件显示了热机循环的等压 / 等温过

程。（冷热水温度分别为 1.5° C 和 41.8° C）。

包括

• 热机 / 气体定律装置 TD-8572A

• 大型支架底座 ME-8735

• 砝码与挂钩 ME-8979

• 塑料容器（3L,2 个） ME-7559

• 细绳

• 90cm 不锈钢杆 ME-8738

• 转动传感器 PS-2120A

• 四端口温度传感器 PS-2143

• 双通道压强传感器 PS-2181

PASCO 优点

该热机可演示温度差是如何做功。热机的每步循环

都可轻易识别。也可以得到实际的热机效率以及最

大的热机效率。

访问在线版本

热机循环 热力学 EX 实验

www.pasport.com.cn

118

订购信息

热机循环..............................................................................................................EX-5630

需要：

PASCO Capstone 软件

NEW

PRODUCTS

NEW

PRODUCTS

热机循环

EX-5630

概念

` 热机效率

` 等温过程

` 等压过程

` 理想气体状态方程

绘出热机经过一个循环的 P-V 图，从图中可以得

出气体吸收的热量以及热机对外所做的功，据此

得到热机效率，并和理论计算的最大效率进行比

较。

通过将储气罐放入热水中，使得容器中的空气体

积膨胀推动砝码做功，再将储气罐放入冷水中，

气压下降，体积恢复到初始值。

热机循环有以下几步

1. 将储气罐放入冷水中，在平台上放 200 克砝码；

2. 将储气罐从冷水移到热水中；

3. 将 200 克砝码从平台移走；

4. 储气罐从热水移到冷水中去。

用无线压强传感器测量压强的变化。通过连接在

转动传感器滑轮上的细绳测量活塞的高度，将高

度的变化量乘以活塞的横截面积可以得到体积的

变化。

包括

• 热机 / 气体定律装置 TD-8572A

• 大型支架底座 ME-8735

• 砝码与挂钩 ME-8979

• 塑料容器（3L,2 个） ME-7559

• 细绳

• 90cm 不锈钢杆 ME-8738

• 无线转动传感器 PS-3220

• 无线温度连接（2 个） PS-3222

• 无线压强传感器 PS-3203

PASCO Capstone 软件显示了热机循环的等压 / 等温过程。（冷

热水温度分别为 1.5° C 和 41.8° C）。

PASCO 优势

这个正在运行的热机显示了如何利用温差来做工作。循环的每个部分都很

容易识别，实际效率也很容易确定最大效率。

EX 实验 热力学 热机循环

访问在线版本

用更好的方法教科学

119

订购信息

比热容比实验 ...........................................................................EX-5531A

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCO Capstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 接口，或 AirLink。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

AirLink 接口

▼

活塞位置与周期平方的关系曲线说明，随着气体体积的增加周期也增加。直

线的斜率与比热容比（Cp/Cv

）相关，且两种气体得出的值不一样。

用手弹拨活塞后，压强开始震荡

包括

• 热机 / 气体定律装置 TD-8572A

• 大型支架底座 ME-8735

• 45cm 长不锈钢杆 ME-8736

• 双通道压强传感器 PS-2181

比热容比

EX-5531A

概念

` 气体的比热容比 Cp/Cv

` 测量比热容比的拉其哈德法

` 绝热过程

本实验中通过拉其哈德法测量活塞在充满空气的圆柱体内的振

荡周期，以计算空气的比热容比。

在圆柱体内充满空气并连接压力传感器，用手按下活塞，使之

振动起来，可以记录气压随时间的变化以得到振动周期，再根

据拉其哈德法由周期得到比热容比。

PASCO 优点

由于给出振荡曲线，能够轻易地测量振荡周期。

访问在线版本

比热容比 热力学 EX 实验

www.pasport.com.cn

120

订购信息

比热容比....................................................................................EX-5631

需要：

PASCO Capstone 软件

NEW

PRODUCTS

NEW

PRODUCTS

比热容比

EX-5631

概念

` 气体的比热容比 Cp/Cv

` 测量比热容比的拉其哈德法

` 绝热过程

本实验中通过拉其哈德法测量活塞在充满空气的圆柱体内的

振荡周期，以计算空气的比热容比。

在圆柱体内充满空气并连接压力传感器，用手按下活塞，使

之振动起来，可以记录气压随时间的变化以得到振动周期，

再根据拉其哈德法由周期得到比热容比。

PASCO 优点

由于给出振荡曲线，能够轻易地测量振荡周期。

活塞位置与周期平方的关系曲线说明，随着气体体积的增加周期也增加。直

线的斜率与比热容比（Cp/Cv）相关，且两种气体得出的值不一样。

用手弹拨活塞后，压强开始震荡

包括

• 热机 / 气体定律装置 TD-8572A

• 大型支架底座 ME-8735

• 45cm 长不锈钢杆 ME-8736

• 无线压强传感器 PS-3202

访问在线版本

EX 实验 热力学 比热容比

用更好的方法教科学

静电电荷实验 电磁学 EX 实验 121

订购信息

静电电荷实验 ...........................................................................EX-5532

需要：

PASCO Capstone 软件

无需接口

用球端对中空的金属

球体内部采样。

新的数字式读表

包括

• 基本静电计 ES-9078A

• 起电器和参考面 ES-9057C

• 法拉第笼及屏蔽罩 ES-9042A

• 导电球体，13cm ES-9059C

• 导电体 ES-9061

• 静电电压源 ES-9077

静电电荷实验

EX-5532

概念

` 充电的方法

` 电荷的分布

` 电荷守恒

用传统实验仪器：法拉第笼和导电球，学生学习用直接接触和感应的方法使物体

带电。通过一个高阻抗静电计测量电荷。

学生探索不同形状导体上电荷的分布。用带洞的球体向学生展示：当球体带电后，

其内表面是没有残留电荷的。

访问在线版本

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122

订购信息

库伦定律....................................................................................EX-9930B

无需接口

库仑定律

EX-9930B

概念

` 验证平方反比定律：F ~ 1/R2

` 验证力和电荷的关系：F ~ q1q2

` 测量库仑常数：k = 9.0 x 109

Nm2

/C2

绝缘平衡细棒悬挂在一根细扭线上，棒的一端装有金属导电

球。另一个相同的导体球安装在带有刻度的直线导轨上，而

且两个导体球之间的间距可以调节。当导体小球带电时，两

球之间的作用力和将小球通过旋转扭线回复到平衡位置所需

的扭力成正比。初学物理者可以通过这一实验验证平方反比

定律，还可以进一步研究静电斥力中所涉及的变量。

当两球间有静电力时，旋转扭丝，使小球回复到初始的平衡位置，线的扭转量和静电斥力成比例

静电力和扭转角成比例，扭转角与两球间距成平方反比关系

包括

• 库仑定律装置 ES-9070

• 高压电源 SF-9586B

• 基本静电计 ES-9078A

• 法拉第笼 ES-9042A

• 起电器和参考面 ES-9057C

• 库仑定律实验手册

访问在线版本

EX 实验 电磁学 库仑定律

用更好的方法教科学

密立根油滴实验 电磁学 EX 实验 123

凝结器组件

凝结器外壁

最小电场畸变

在电容器上极板开有

直径为 0.5mm 的油滴

入口小孔，小孔对电场

的影响可以忽略不计。 抛光表面

极板定位装置的表面抛

光以减少从容器壁吸收

的光和热。

电离源

通过容器一侧开关可

以激活钍 232α 源，该

源可以使油滴的电量

改变。

电极连接与上极板相连。

密立根油滴实验

概念

` 准确地测量单个电子的电量

` 再现罗伯特密立根的经典实验

访问在线版本

小油滴进入内有已知电场的容器，通过

观测仪器和秒表，可以测量并记录油滴

下落的速度。然后，增加容器中电场强

度，使得油滴向上运动。这样可以测量

油滴受到的力以及油滴所带的电量。通

过测量不同油滴的电量得到的电荷差的

最小值即对应于电子电量。

PASCO 优点

PASCO 电子电量实验采用 30 倍，亮场，竖直成像显微镜，可以清楚地观察油滴。油滴观测室采用特殊的凝结器，可有效地减少

由于外界气流和液滴照明造成的液滴漂移，通过电离源可有效地改变油滴的电量。

完整实验包括以下项目（需单独购买）

• 密立根油滴实验装置 AP-8210A

• 普通型数字万用表 SE-9786A

• 高压电源 SF-9585A

• 大型支架底座 ME-8735

• 45cm 钢支架（2） ME-8736

• 橡胶头插线 - 红色 SE-9750

• 橡胶头插线 - 黑色 SE-9751

• 密立根油滴实验手册

便于清洁

凝结系统易于拆开以

便清洁检查。

油滴入孔盖

防止实验开始后多余的

油滴进入容器。

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124

订购信息

电容实验....................................................................................EX-5533

需要：

550 或 850 通用接口

PASCO Capstone 软件

电容实验

EX-5533

概念

` 电容

` 平行板电容器

` 电容的影响因素

本实验探讨了不同板间距与绝缘介质材料对可变平板电容器间的

影响。

用静电计无需给电容器放电就可以测量电容板间的电压，因为静

电计的内阻高达 1014 欧姆。

新的

数字式读表

由于连接电缆的影响，电压和板间距成非线性。计算机模

型的操作允许测量连接电缆的电容和系统上的电荷。

包括

• 基本静电计 ES–9078A

• 可调电容器 ES–9079

• 静电电压源 ES–9077

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

▼

访问在线版本

EX 实验 电磁学 电容实验

用更好的方法教科学

电阻率实验 电磁学 EX 实验 125

订购信息

电阻率实验................................................................................EX-5534

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

千分尺

电阻率实验

EX-5534

概念

` 导线长度与电阻的关系

` 确定不同材料的电阻率

探索电缆电阻与其长度、直径和金属电阻率之间的关系。

用 850 通用接口直接测出电流，而导线的压降可以用电压传感

器来测得。这样就可以轻而易举地算出电阻，电阻 - 电缆长度

的关系线就能绘制出来，斜率就可用来计算电阻率。

用直径相同而材质不同的电缆就能检验出对其电阻率的影响，

而用不同直径的黄铜导线可以算出直径对电阻率的影响。

由于导线的直径相同，所以电阻率就正比于图线的斜率，图表显示铜的

电阻率约为铝的三分之一。

电阻仪的滑动探针可以轻而易举地改变导线的长度，而且通

过 4 个接线柱能够精确地测量出压降，它同时配备了四种不

同线径的铜丝和四种不同材质的导线。

PASCO 优点

电阻仪的滑动探针可以轻而易举地改变导线的长度，用其 4 个

接线柱就能精确地测量出压降。

由于 850 通用接口功率放大器能够扫描电压值，我们就能花更

多的时间来检查不同材质和直径的导线了。

包括

• 电阻率仪 EM-8812

• 电压传感器 UI-5100

• 红色香蕉头插线 SE-9750

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

访问在线版本

www.pasport.com.cn

126

订购信息

欧姆定律....................................................................................EX-5535

需要：

550 或 850 通用接口

PASCO Capstone 软件

欧姆定律

EX-5535

概念

` 电压和电流的关系

方法

该实验中，学生同时测量简单直流电路的电压和电流，

探索不同电阻并联的电压和电流的关系。通过绘制电

压 - 电流图来验证欧姆定律，了解斜率的物理意义。

包括

• 电阻 / 电容 / 电感网络 UI-5210

• 短的香蕉头插线 SE-7123

在 PASCO Capstone ™软件中，学生们可以用 850 接口的信号发

生器来控制输出。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

▼

访问在线版本

电压和电流的关系随电路的电阻而改变

EX 实验 电磁学 欧姆定律

用更好的方法教科学

127

订购信息

RC 电路......................................................................................EX-5536

需要：

550 或 850 通用接口

PASCO Capstone 软件

RC 电路

EX-5536

概念

` 电容器的充电和放电

` 指数增长和衰减

` 时间常数

在一个简单的电路中，学生们通过采集数据来了解充放

电速率与电阻和电容的关系。进而推导时间常数还可研

究指数增长和衰减。

PASCO 优点

该 RC 电路实验搭建起来极其简单方便，我们很容易就

能测出充电一半所用的时间，用 PASCO Capstone ™软

件的曲线拟合功能很容易就能验证出该曲线是成指数变

化的。

包括

• 电阻 / 电容 / 电感网络 UI-5210

• 电压传感器 UI-5100

• 短的香蕉头插线 (8 个 ) SE-7123

850 通用接口可以给串联 RC 电路

输入标准的方波。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

▼

访问在线版本

由充放电曲线得到真实的电容量

RC 电路 电磁学 EX 实验

www.pasport.com.cn

128

订购信息

LRC 电路....................................................................................EX-5537

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

可以清晰的揭示电路的电阻对峰宽的影响，并让学

生理解如果设计电路的滤波器。

LRC 电路

EX-5537

概念

` LC 振荡电路

` 感性、容性、阻性电路

` LRC 谐振频率

研究电源频率低于、等于或高于谐振频率时 LRC 电路的响应。

通过将正弦信号分别加在电阻、电容和电感上，测量电压和

电流的相位差以及电流的幅值，以了解不同元件对电流的影

响，最后将正弦信号加在电感，电容和电阻的串联电路上，

得到电流的幅值以及和电压的相位差，并和理论值进行比较。

850 接口可以 给 LRC

串联电路提供交流电。

包括

• 电阻 / 电容 / 电感网络 UI-5210

• 电压传感器（3） UI-5100

• 短的香蕉头插线（1 组 8 个） SE-7123

• BNC 香蕉头输出电缆 UI-5119

PASCO Capstone 软件的示波器可同时显示电感、电容、电阻两端的电压

以及电源的输出电压和电流。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

访问在线版本

EX 实验 电磁学 LRC 电路

用更好的方法教科学

129

订购信息

基尔霍夫定律 ...........................................................................EX-5538

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

可以通过测量串并联直流电路的电压电流来

证明基尔霍夫定律，使用多个电流传感器可

以避免学生们在改变电路后，在不同点重新

测量回路电流时而产生混淆。

在“示波器”模式下，850 通用接口的超高采样率允许我们测量 RC 电路的

电压，从而验证即使在电压不是常数时基尔霍夫定律依然成立。

学生可以在 PASCO Capstone ™软件中

通过用户界面直接控制 850 接口的信号

发生器的输出信号。

学生们可以将流过每个电阻的电流和 850

接口总输出电流做对比。

包括

• 电阻 / 电容 / 电感网络 UI-5210

• 电压传感器（3） UI-5100

• 电流传感器（2） PS-2184

• 短的香蕉头插线（1 组 8 个） SE-7123

基尔霍夫定律

EX-5538

概念

` 闭合回路任何时间电压之和总是为零

` 任何节点的电流之和为零

基尔霍夫定律是所有电路分析的前提，而

850通用接口的交流输出和高精度（0.1mA）

的直流输出，使之成为分析交直流电的理

想工具。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

访问在线版本

基尔霍夫定律 电磁学 EX 实验

www.pasport.com.cn

130

订购信息

地球磁场测量 ...........................................................................EX-5539A

需要：

550 或 850 通用接口

PASCO Capstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 接口，或任何 PASPORT 双通道接口。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

任何两通道 PASPORT 接口

地球磁场测量 ▼

EX-5539A

概念

` 地磁场的大小

` 地磁场的方向

` 磁倾角

通过装在转动传感器上的磁场传感器可以

测量地磁场的大小和方向，通过手动旋转

转动传感器滑轮可以 360 度旋转磁场传感

器，采用零高斯室对磁传感器置零。器壁

采用高度磁导率的材料可以对容器附近的

磁场进行重新导向。

通过磁场传感器在地磁场中旋转 360 度测

量地磁场的大小。

磁场传感器安装在转动传感器上以

测量地磁场的大小和方向。

包括

• 2 轴磁场传感器 PS-2162

• 零高斯室 EM-8652

• 转动传感器 PS-2120A

• 罗盘 SE-8619

• 铝桌夹 ME-8995

• 25cm 不锈钢（非磁性）杆子 ME-8988

• 角度可调的夹子 ME-8744

• 角度指示器 ME-9495A

PASCO 优点

高灵敏度磁场传感器与转动传感器相结合，转动传感器可以给

出磁场强度与正北方夹角的关系，实质上就是一台计算机化的

可同时测量磁场大小及方向的罗盘。

访问在线版本

EX 实验 电磁学 地球磁场测量

用更好的方法教科学

131

订购信息

安培定律....................................................................................EX-5552

需要：

PASCO Capstone 软件

安培定律实验

EX-5552

概念

` 验证安培定律

` 绘制与路径相切的磁场

` 闭合积分是 B- 距离图包络的面积

` 选择是否将电流包含到路径

学生可以绘制与闭合路径（包含电流源）相切的磁场强度，通

过实验验证安培定律。

磁场强度通过连接在转动传感器的磁场传感器测量。学生推动

转动传感器，使得转动传感器的滑轮沿着闭合路径滚动。

PASCO 优点

无线三轴磁场传感器和转动传感器可以允许学生沿着任何路径

围绕线圈测量而不被连接线所缠绕。学生可以选择任何他们希

望的路径，不必一定按照圆形路径，因为传感器记录的是沿着

路径的切线方向的场强。

成功的关键是保持磁场传感器与转动传感器的滑轮相切。这样

才能完成安培定律中的点积，因为只有沿路径切线方向的磁场

分量才被记录。

如果你的路径未包含电流源，则曲线包络的面积将为零。仅会

测量地球或附近其他磁体的磁场，但这些在闭环中都会抵消掉。

只要是闭合环路，任何形状都可以。图中推荐的虚线所示路线，实际并没有

在仪器上标出。

未包含电流源：面积为零

包含电流源：面积是 μo NI

安培定律

B- 距离曲线下的面积 = μo ﹙环路所含线圈的匝数﹚﹙电流）

访问在线版本

包括

• 安培定律附件 EM-6720

• 无线三轴磁场传感器 PS-3221

• 无线转动传感器 PS-3220

• 场线圈 (500- 匝 ) EM-6723A

• 零高斯室 EM-8652

安培定律实验 电磁学 EX 实验

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132

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安培力实验................................................................................EX-9933

安培力实验

EX-9933

概念

` 研究安培力和电流、导线长度、磁场强度、磁场与导线夹角

的关系

将固定在铁轭的磁铁放置在天平（精度至少 0.01g）上，一段

通电导线架在磁铁的间隙。在通电之前先测量磁铁以及铁轭的

质量，通电之后，读数的变化反映载流导线受到的磁场力。

用户用不同长度的导体来研究导线长度对磁场力的影响。通过

改变铁轭上的磁铁数来改变磁场的大小。通过调节电源改变载

流导体中的电流。利用电流天平附件可以研究导线与磁场夹角

对磁场力的影响。

PASCO 优点

PASCO 安培力实验系统可以让学生研究主要变量（导线长度，

电流，磁场，角度）对安培力的影响。

包括

• 基本电流天平 SF-8607

• 电流天平附件 SF-8608

• Ohaus 天平 SE-8725

• 低压交直流电源 SF-9584B

• 大型底座及支架 ME-9355

• 橡胶头插线 - 红色 SE-9750

• 橡胶头插线 - 黑色 SE-9751

• 安培力实验手册

1

2

3

3

4

1. 铁轭 ( 用来固定磁体 )

2. 可移动磁体 (6)

3. 6 块导体 ( 长度分别为 1, 2,

3, 4, 6 和 8cm)

4. 支架（用于固定导体）

访问在线版本

1

2

1. 用铁轭固定磁体

2. 10 匝方形线圈 ( 内

部设有角度标度）

图中表示磁场和磁力的关系

EX 实验 电磁学 安培力实验

用更好的方法教科学

133

订购信息

亥姆霍兹线圈实验...................................................................EX-5540A

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

测量载流线圈轴线上磁场强度与该点到线圈距离之间的关系并和理论计算值进行比较。此外，还可以测量亥姆霍兹线圈间距对磁

场的影响。

当磁传感器沿导轨通过线圈时，可得出不同线圈的磁场和其位置的关系曲线，磁场传感器与一根细线相连，细线的一端绕过转动

传感器的滑轮另一端连接到一悬挂的砝码，这样可用于测量磁传感器的位置。

可以比较亥姆霍兹线圈在正常间距时的值，以及间距小于或大于正常间距时磁场的分布。同时还可以测量螺丝管内部磁场沿轴向

和径向分布的情况。

亥姆霍兹线圈实验

EX-5540A

概念

` 磁场种类

单个线圈产生的磁场

亥姆霍兹线圈的磁场

螺线管内部的磁场

本图给出线圈三种不同间距下沿亥姆霍兹

线圈轴向的磁场分布：蓝色表示合适的间隔

（等于线圈半径），红色表示间隔过小，绿

色表示间隔过大。

测量螺线管中磁场径向及轴向的分布。

包括

• 亥姆霍兹线圈基座 EM-6715

• 磁场线圈（2）（500 匝） EM-6723A

• 初级、次级线圈 SE-8653A

• 香蕉头插线 - 红色 SE-9750

• 香蕉头插线 - 黑色 SE-9751

• 60cm 光学导轨 OS-8541

• 转动传感器支架 CI-6692

• 20 克带钩砝码组 SE-8759

• 圆底座铁架台（2） ME-8270

• 光轨杆夹（2） OS-8479

• 2 轴磁场传感器 PS-2162

• 转动传感器 PS-2120A

PASCO 优点

采用 PASCO Capstone 软件的拟合功能，可以在同一张图上

绘出磁场分布的理论值。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

访问在线版本

亥姆霍兹线圈实验 电磁学 EX 实验

www.pasport.com.cn

134

订购信息

亥姆霍兹线圈实验...................................................................EX-5640

需要：

PASCO Capstone 软件

亥姆霍兹线圈实验

EX-5640

概念

` 单个线圈产生的磁场、亥姆霍兹线圈的磁场、螺线管内部的磁场

测量载流线圈轴线上磁场强度与该点到线圈距离之间的关系并和理论计算值进行比

较。此外，还可以测量亥姆霍兹线圈间距对磁场的影响。

为了进行实验，将无线磁场传感器安装到智能小车上，并放置在有线圈的轨道。当小

车通过线圈时，会创建磁场强度与位置的实时图。

可以比较亥姆霍兹线圈在正常间距时的值，以及间距小于或大于正常间距时磁场的分

布。同时还可以测量螺丝管内部磁场沿轴向和径向分布的情况。

NEW

PRODUCTS

NEW

PRODUCTS

本图给出线圈三种不同间距下沿亥姆霍兹线圈轴

向的磁场分布：蓝色表示合适的间隔（等于线圈半

径），红色表示间隔过小，绿色表示间隔过大。

测量螺线管中磁场径向及轴向的分布。包括

• 亥姆霍兹线圈基座 EM-6715

• 磁场线圈（2 个 500 匝） EM-6723A

• 初级、次级线圈 SE-8653A

• 香蕉头插线 - 红色 SE-9750

• 香蕉头插线 - 黑色 SE-9751

• 力学轨道 ME-9493

• 学生电源 SE-8828

• 圆底座铁架台（2） ME-8270

• 轨道杆夹 ME-9836

• 无线磁场传感器 PS-3221

• 无线智能小车（蓝色） ME-1241

PASCO 优势

当与无线磁场传感器一起使用时，智能小车的内置位置传感器

使磁场测量与精确位置数据轻松配对。

EX 实验 电磁学 亥姆霍兹线圈实验

访问在线版本

用更好的方法教科学

135

订购信息

法拉第电磁感应定律..............................................................EX-5541A

需要：

550 或 850 通用接口

PASCO Capstone 软件

法拉第电磁感应定律

EX-5541A

概念

` 磁通量

` 法拉第电磁感应定律

` 楞次定律

` 能量守恒

` 电能

在磁场中摆动的线圈感生出电压，该实验可验证法拉第电磁感

应定律和楞次定律，并可比较电阻上消耗的能量以及线圈摆损

失的能量。

让带有线圈的刚性摆的一端在马蹄形磁铁的间隙中摆动，并用

作为转动轴的转动传感器测量摆动的角度，以绘出感应电压和

时间、角度之间的关系曲线。根据电压计算电阻消耗的电功率，

再根据功率－时间曲线包围的面积得到转化为热能的那部分能

量，该能量与由摆的振幅和速度确定的能量损失进行比较。

根据法拉第电磁感应定律，可以由最大感应电压得到磁铁的磁

场，同时根据线圈进入磁场和离开磁场时感应电压的方向，可

以验证和分析楞次定律。

线圈在磁场中摆动产生感应电压

线圈穿过磁场时的感应电压

PASCO 优点

根据电压和角度值，用 PASCO Capstone软件计算能量和功率，

线圈在磁场中运动的同时可以得到感应电压 - 时间的曲线。

包括

• 感应棒 EM-8099

• 间隙可变磁铁 EM-8618

• 大铁架台底座 ME-8735

• 45cm 长不锈钢杆（2） ME-8736

• 多功能卡钳 ME-9507

• 电压传感器 UI-5100

• 2 轴磁场传感器 PS-2162

• 转动传感器 PS-2120A

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

▼

访问在线版本

法拉第定律实验 电磁学 EX 实验

www.pasport.com.cn

136

订购信息

法拉第电磁感应定律 ...................................................................EX-5641

需要：

PASCO Capstone 软件

法拉第电磁感应定律

EX-5641

概念

` 磁通量

` 法拉第电磁感应定律

` 楞次定律

` 能量守恒

` 电能

在磁场中摆动的线圈感生出电压，该实验

可验证法拉第电磁感应定律和楞次定律，

并可比较电阻上消耗的能量以及线圈摆损

失的能量。

让带有线圈的刚性摆的一端在马蹄形磁铁

的间隙中摆动，并用作为转动轴的转动传

感器测量摆动的角度，以绘出感应电压和

时间、角度之间的关系曲线。根据电压计

算电阻消耗的电功率，再根据功率－时间

曲线包围的面积得到转化为热能的那部分

能量，该能量与由摆的振幅和速度确定的

能量损失进行比较。

根据法拉第电磁感应定律，可以由最大感

应电压得到磁铁的磁场，同时根据线圈进

入磁场和离开磁场时感应电压的方向，可

以验证和分析楞次定律。

NEW

PRODUCTS

NEW

PRODUCTS

线圈在磁场中摆动

产生感应电压

线圈穿过磁场时的感应电压

PASCO 优点

根据电压和角度值，用 PASCO Capstone 软件计算能量和

功率，线圈在磁场中运动的同时可以得到感应电压 - 时间

的曲线。

包括

• 感应棒 EM-8099

• 间隙可变磁铁 EM-8618

• 大铁架台底座 ME-8735

• 45cm 长不锈钢杆（2） ME-8736

• 多功能卡钳 ME-9507

• 无线电压传感器 PS-3211

• 无线磁场传感器 PS-3221

• 无线转动传感器 PS-3220

• 2 米导线 SE-9415A

EX 实验 电磁学 法拉第定律实验

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用更好的方法教科学

137

订购信息

弹簧的振动................................................................................EX-5542

需要：

850 通用接口

PASCO Capstone 软件

弦的振动

EX-5542

概念

` 研究驻波

` 通过拉绳子改变波节数

` 改变振动的频率

改变驱动频率同时保持波节为常数来学习驻波。

弦振动器由 850 接口驱动。学生可以改变频率和振幅。

图中显示出力 - 频率平方是

线性关系。曲线的斜率与弦

的长度和密度相关。

弦的张力用力传感器测

量让学生感觉保持一定波

节数时的拉力。

PASCO 优点

该实验与众不同之处在于学生通过直接牵拉力传感器而

对弦施加张力。这样，学生可以直观感受到要改变波节数

时所必需对弦张力进行的改变。不需要通过滑轮挂更多重物，

学生必须用力牵拉才能达到很小的波节数。这让学生记住了张

力和波长的关系。

850 接口控制施加到振动器的正弦波的频率和振幅。当频率逐渐（以

10Hz为增量）升高时，学生通过牵拉力传感器来改变弦的拉力使弦共振。

包括

• 细绳振荡装置 WA-9857A

• 实验用细绳 SE-8050

• 高精度力传感器 PS-2189

• C 形夹

• 红色香蕉头插线（5 个） SE-9750

• 米制卷尺 SE-8712A

与以下任何接口兼容

850 通用接口

▼

访问在线版本

弦的振动 波动和光学 EX 实验

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138

订购信息

波动实验....................................................................................EX-9952

波动实验

EX-9952

概念

` 弦上波速

` 空气中的声速

` 绳子和空气筒中的共振

` 和声学

该实验研究了绳上、空气筒中的驻波。使用正弦波发生器驱动

细绳振荡装置。驱动频率，长度，密度和绳子的张力都可被改变，

从而研究绳子的驻波，得到波速。

对于空气筒中声波的实验，使用扬声器来驱动共鸣管。对于封

闭和开放的情况，驱动频率及管子长度都可以改变。对于封闭

或开放管子，谐振频率模式和管的长度的关系均可被确定。

PASCO 优点

绳子的振动频率并不局限于电网频率，所以频率，

长度，和张力都可被改变。

包括

• 细绳振荡装置 WA-9857A

• 正弦波发生器 WA-9867

• 扬声器 WA-9900

• 经济型共鸣管 WA-9495

• 弹性波动绳 SE-9409

• 塑料绳 SE-8050

• 黄色多股线 699-067

• 带孔砝码和悬挂装置 ME-8979

• 通用桌夹（2） ME-9376B

• 可调角度夹 ME-8744

• 超级滑轮 ME-9450

• 滑轮固定杆 SA-9242

• 45cm 长不锈钢杆（2） ME-8736

• 香蕉插头线－红色 SE-9750

• 波动实验手册

访问在线版本

频率的平方和砝码质量曲线，不同的绳子密度对应的斜率不同

EX 实验 波动和光学 波动实验

用更好的方法教科学

139

订购信息

基本光学系统

................................. OS-8515C

4 个 50 mm 直径的透镜

+100, +200, +250, -150 mm 透

镜固定于带保护的镜架

可调的透镜支架

兼容直径 19~75mm

镜片，也可选择我

们的镜片。

观察屏

白色塑料屏幕卡在光学轨道上，

屏幕的位置可直接在标尺上读出

凹 / 凸反射镜

两面都带有反射面，

直径 50mm 塑料反射镜。

包含半屏，图像聚集于其上。

几何光学盒

可供桌面使用的凹凸透镜，凹 / 凸 / 平面反射镜，梯形棱镜用于白光

散射和折射实验，空心透镜用于 lensmaker方程的教学。同时包括储

存盒，可用于空心透镜的水缸

光学工作台（1.2m）

透镜，反射镜，屏幕，光源都可安

装在铝制导轨上。位置可有标尺

轻松读出。

光线圆台

研究反射与折射的理想工具，

包括 D 形透镜

基本光学系统

OS-8515C

` 几何和射线光学

` 凹凸透镜

` 凹凸反射镜

PASCO 基本光学系统使用方便，经济优质。 部件很容易进行滑

动和定位。可以直接从铝制导轨的米尺上得到测量结果。内置的

刻度尺使得测量像或物距时快速准确。多功能光源可用于学习反

射，折射，三原色和斯涅耳定律。所有元件（除轨道都可以放入

泡沫储存箱）。

测量反射角和折射角

光源：有一个带刻度的十字箭头，

可通过透镜聚焦后成像，也可和凹

面反射镜使用。

多用途光源：有十字箭头瞄准靶，一个

点光源可用于平方反比定律实验，以

及作为一个光线盒用于桌面光学实验，

可调红绿蓝三种光用于色光叠加实验

旋转手柄可选择射线 (1, 3, or 5) 或

三原色

三原色模式下的色彩叠加实验

用于展示折射和反射的光学元件

储存盒被用于产生一个空心的空

气填充凸透镜。注意光线是发散的

成像的半屏

镜子

1. 色彩叠加

2. 棱镜

3. 反射

4. 斯涅耳定律

5. 全反射

6. 凸透镜凹透镜

基础光学系统实验包括

7. 空心镜

8. Lensmaker 方程

9. 视深

10.可逆性

11. 色散

12.薄透镜的焦距和放大率

13.凹面镜的焦距和放大率

14.虚像

15.望远镜

16.显微镜

17. 影子

18.折射率

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基本光学系统 波动和光学 EX 实验

www.pasport.com.cn

140

订购信息

望远镜 / 显微镜........................................................................EX-9988

需要：

橡皮筋和尺子

望远镜 / 显微镜

EX-9988

概念

` 多镜片系统

` 放大率

` 视差

` 图像的描述

学生在光轨上搭建天文望远镜，伽利略望远镜，及

复式显微镜。通过一个带栅格的观察屏，他们发现

并描述像经过多镜片系统是如何变化的。

用视差法定位虚像。学生绘制光路图然后测量仪器

的放大率。

带栅格的观察屏可以让

学生观察并测量放大率

当作为显微镜时通过镜片看到的实际图像

基础光源

可调节镜架

学生搭建天文望远镜

包括

• 基本光学光源 OS-8470

• 可调节镜支架（2） OS-8474

• 几何透镜装置 OS-8466A

• 观察屏 OS-8460

• 1.2m 光学导轨 OS-8508

PASCO 优点

使用基础光学轨道和可调镜架可以让学生很容易的快速搭建光学

系统。开放的构架可以让所有学生看到所用镜片的类型和位置。

访问在线版本

EX 实验 波动和光学 望远镜 / 显微镜

用更好的方法教科学

141

订购信息

光的偏振....................................................................................EX-5543A

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCOCapstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 通用接口，或任何双通道 PASPORT 接口

光的偏振

EX-5543A

` 马吕斯定律

在本实验中 , 通过两个偏振片的光强大小取决于两偏振片偏振

轴夹角的余弦值平方，可验证马吕斯定律。

激光（峰值波长＝ 650nm）通过两个偏振片，用手旋转第二

块偏振片，记录相对光强和两块偏振片偏振轴夹角的关系曲线，

转动传感器通过皮带与偏振片相连，记录角度。光强 - 角度曲

线可用角度余弦平方拟合。

激光穿过两个偏振片后射入光传感器

PASCO 优点

采用激光光源，可以在偏振片的起偏轴互相垂直时更彻底地消光。

实验包括

• 检偏器 OS-8533A

• 60cm 光学导轨 OS-8541

• 半导体激光器 OS-8525A

• 高灵敏度光传感器 PS-2176

• 转动传感器 PS-2120A

光强随偏振轴夹角的变化

因为激光是偏振的，所以可以构建一个三偏振器系统。左侧（红色）数据显

示了每 360 度会有 4 个波动。

二类激光

请勿直视

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

任何双通道 PASPORT 接口

▼

访问在线版本

光的偏振 波动和光学 EX 实验

www.pasport.com.cn

142

订购信息

布儒斯特角................................................................................EX-5544A

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCOCapstone 软件

* 该实验可用 850 通用接口，或任何三通道 PASPORT 接口。

布儒斯特角

EX-5544A

概念

` 反射光的偏振

` 布儒斯特角

` 反射的菲涅耳定律

` 斯涅耳定律

在本实验中，光线在非导体物质表面反射形成部分偏振光，并对布儒斯特角进

行测量。半导体激光器发出的激光在丙烯酸树脂半圆透镜的平面一侧反射。反

射光经过偏振片由光传感器检测。用安装在光谱仪工作台上的转动传感器测量

反射角。通过反射光强和反射角的关系图得到光强最小值对应的反射角，这就

是布儒斯特角，而且依据这个角度可得到丙烯酸树脂的折射率。

PASCO 优点

该实验可以让学生确定不同波长光线的折射率。实验中用到了分光器和光传感

器来补偿光强的变化。反射光强根据激光光强进行归一化。这个对实验的修改

来自 CristianBahrim 和 Wei-TaiHsu 发表在《美国日志》中的物理文章“用改进

的布儒斯特角精确测量折射率”Vol.77,337 页（2009）。

本实验设计灵感来自肯塔基州 路易斯维尔大学物理学教授 P.J. Ouseph的原创，

详见：P.J. Ouseph、Kevin Driver 和 John Conklin 的论文“通过反射使光偏振

和布儒斯特角”《美国物理杂志》69, 1166 (2001)。

光传感器

测量反射光

样本

转动传感器

850 通用接口

分束器

准直狭缝

半导体（红光）激光器

光传感器（校准用）

偏振片

用于控制光强

测量布儒斯特角进而计算反射材料的折射率

通过偏振片的光为零时的角度，即布儒斯特角

与以下任何接口兼容

850 通用接口

三通道 PASPORT 接口

▼

访问在线版本

包括

• 布儒斯特角附件 OS-8170A

• 教学光谱仪附件组 OS-8537

• 60cm 光学导轨（2） OS-8541

• 转动传感器 PS-2120A

• 高灵敏度光传感器（2） PS-2176

• 光传感器的光阑底架（2） OS-8534A

• 半导体（红光）激光器 OS-8525A

• 起偏器 OS-8473

EX 实验 波动和光学 布儒斯特角

用更好的方法教科学

143

订购信息

光强 VS. 距离............................................................................EX-5547A

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCOCapstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 通用接口，或双通道 PASPORT 接口。

光强 VS. 距离

EX-5547A

在该实验中，学生们测量光强与距离点光源及面光源（5cm*5cm）的关系，通过计

算机模型可验证对于点光源，光强以平方反比规律下降，但这一平方反比关系并不

适用于面光源。

PASCO 优点

学生将光传感器滑离光源时，光学轨道可保持所有光学元件的准直。转动传感器测

量光传感器的位置，同时实时绘制出光强 - 距离图，这样学生马上就可以看到光强

和距离之间的关系了。

包括

• 120cm 光学导轨 OS-8508

• 基础光学光源 OS-8470

• 光阑支架 OS-8534A

• 20g 带钩砝码组 SE-8759

• 线 699-011

• 高灵敏度光传感器 PS-2176

• 转动传感器 PS-2120A

• 转动传感器支架 CI-6692

细绳绕过转动传感器滑轮，用来

测量光传感器的位置。

学生们将会学习到：

只有点光源才以平方

反比规律下降。对于

非点光源，比如背面

的十字箭头，则只有

当其距离光传感器

超过 0.5 米时才表现

出点光源的特性。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

双通道 PASPORT 接口

▼

访问在线版本

光强 VS. 距离 波动和光学 EX 实验

www.pasport.com.cn

144

订购信息

光的干涉衍射实验系统..........................................................EX-5545A

需要：

550 或 850 通用接口 *

PASCOCapstone 软件

* 该实验可用 550 或 850 通用接口，或双通道 PASPORT 接口。

与以下任何接口兼容

850 通用接口

550 通用接口

双通道 PASPORT 接口

光的干涉和衍射 ▼

EX-5545A

概念

` 双缝干涉

` 单缝衍射

` 多缝干涉的次极大

` 狭缝以及细线衍射

观察激光通过单缝和多缝后形成的干涉衍射图样，对图样进行扫描，并实

时地作出光强 - 位置图。学生可以据此研究单缝和多缝之间的异同点。

通过使用光强和转动传感器采集衍射图案得到中央极大值和各极小值之间

的间距，画出光强和距离的关系曲线，同样也可以测量双缝或更多缝干涉

极值间距。这些测量结果可以和理论做比较，也可以研究干涉和衍射图样

的异同点。

PASCO 优点

由于线性转换器跟踪光传感器的位置，这样就没有必要按恒定速率

移动光传感器，通过实时给出光强－位置曲线，可以揭示光强曲线

和实际干涉图样之间的关系。通过调整光传感器光阑的狭缝尺寸，

以达到观察干涉图样细节所需的精度。

包括

• 1.2m 光学导轨 OS-8508

• 高精度衍射缝 OS-8453

• 半导体激光器 OS-8525A

• 光阑支架 OS-8534A

• 线性转换器 OS-8535

• 高灵敏度光传感器 PS-2176

• 转动传感器 PS-2120A

通过安装在线性转换器上的光传感器记录激光干涉

图样。

学生可以一边观察激光干涉图

样，同时看到在电脑上绘制出的

光强图像。

上图是实际的激光干涉图像。

左图是计算机扫描得到的双缝干

涉图案。( 缝宽 0.08mm，缝间

距 0.50mm)

访问在线版本

二类激光

请勿直视

EX 实验 波动和光学 光的干涉和衍射

用更好的方法教科学

145

订购信息

光的干涉与衍射........................................................................... EX-5645

需要：

PASCO Capstone 软件

光的干涉和衍射 波动和光学 EX 实验

光的干涉和衍射

EX-5645

概念

` 双缝干涉

` 单缝衍射

` 多缝干涉的次极大

实时扫描和绘制通过各种单缝和多缝的激光的干涉和衍射图

案。然后检查这些模式的相似性和差异。使用红色和绿色激

光器研究波长的影响。

通过传感器采集衍射图案得到中央极大值和各极小值之间的

间距，画出光强和距离的关系曲线，同样也可以测量双缝或

更多缝干涉极值间距。这些测量结果可以和理论做比较，也

可以研究干涉和衍射图样的异同点。

学生可以一边观察激光

干涉图样，同时看到在电

脑上绘制出的光强图像。

左图是计算机扫描得到

的双缝干涉图案。

（缝 宽 0.08mm，缝 间

距 0.50mm）

PASCO 优势

通过旋转狭缝圆盘，可以轻松地选择

不同的狭缝图案。提供多种单缝和多

缝选项，以进行综合分析。

包括

• 1.2m 光学导轨 OS-8508

• 衍射狭缝 OS-8442

• 红色半导体激光器 OS-8525A

• 绿色半导体激光器 OS-8458B

• 无线衍射扫描仪 OS-8441

NEW

PRODUCTS

NEW

PRODUCTS

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www.pasport.com.cn

146

反射和折射

EX-9987

概念

` 反射和折射

` 折射率

学生通过实验得出曲面和平面反射镜的反射定律。探索斯涅

尔定律，确定丙烯酸材料的折射率。

学生作品样本，显示了两束

不同的光线通过丙烯酸菱

形的路径。

PASCO 优势

学生们在所提供的模板上追踪光线，并直接从他们的图纸上

进行角度测量。这加强了他们在实验室里看到的真实光线和

看到的抽象的射线图类型之间的联系。

包括

• 几何光学盒 OS-8516A

• 基本光学光源 OS-8470

• 反射和折射实验手册 订购信息

反射和折射................................................................................EX-9987

需要：

量角器和尺子

NEW

PRODUCTS

NEW

PRODUCTS

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EX 实验 波动和光学 反向和折射

用更好的方法教科学

147

订购信息

弦音计 . ......................................................................................EX-5565

需要：

PASCO Capstone 软件

（无需接口）

弦音计

EX-5565

概念

` 频率与弦张力的关系

` 频率与弦长的关系

` 频率与弦线密度的关系

• PVC 管材和配件需要在五金店单独购买

• 在 pasco.com/engineering/pipes 下载施工计划

研究张力和弦长如何影响振动弦上的声音。

首先，使振动弦的长度发生变化，并观察音调。然后用无线声

音传感器测量声音的频率，并确定弦的长度和频率之间的关系。

接下来，使振动弦的张力发生变化，并观察音调。测量频率，

并确定弦张力和频率之间的关系。

最后，比较相同长度和张力，但线密度不同的两根弦的频率。

对于给定的弦张力，调整弦的长度，直到音叉引起弦的共鸣。

振动的音叉靠在弦音计发声板上，当弦的共振频率与音叉的频

率相匹配时，弦上的纸就会振动。频率和长度之间的关系就可

被确定下来。

PASCO 优势

PASCO 弦音计有一个共鸣箱，可以放大声音。频率可以通过

音叉或声音传感器确定。

包括

• 弦音计 WA-7428

• 无线声音传感器 PS-3227

• 音叉套装 SE-7342

• 大号槽码套装 ME-7566

• 短砝码挂钩 ME-7590

声音的频率可以通过声音传感器和

PASCO Capstone 软件测量。

在 PASCO Capstone 软件中对张力和频率平方

作图，可见其线性关系，表明频率取决于张力的

平方根。

调整弦的长度，直到振动的音叉使弦音计产生共振，纸片振动时，即可确定

弦音计的共振频率。

访问在线版本

弦音计 波动和光学 EX 实验

www.pasport.com.cn

148 EX 实验 波动和光学 转镜法测光速

订购信息

转镜法测光速 ...........................................................................EX-9932A

（无需接口）

转镜法测光速

EX-9932A

概念

` 确定空气中的光速

` 重现了福柯的历史实验

• 下载这个实验请在 www.pasco.com 搜索 EX-9932

光速实验采用福柯法，通过激光和高速转镜来确定基本常数。

激光通过一系列透镜，在可测量的位置产生光源的像。然后，

光线被反射到一个转镜上，该转镜会把光反射到一个距离已知

的固定镜子上。激光沿着它原来的路径再次反射，一个新的图

像形成在一个稍微不同的位置。用最终位置 / 初始位置之间的

差异、转镜角速度、激光走过的距离，即可计算空气中的光速。

PASCO 优势

PASCO 的光速实验让学生们可以做到实验误差在 5% 以内的

可接受范围，另外该实验还可以在桌面或走廊里进行。

包括

• 完整转镜法测光速装置 OS-9261C

• 光速实验手册