
实验简介
本产品是睿光科技有限公司与北京大学物理学院合作开发的实验产品。本实验适合大学近代物理热学实验,并可作为光电检测,流体力学等课程的专业实验使用。非线性热对流斑图实验以斑图动力学理论为基础,采用阴影法观测非线性瑞利-贝纳德热对流的自主形成过程。本实验能直接观测到热对流斑图形成、发展和演化,以及该开放系统涨落、无序到有序、简单到复杂演化等非线性动力学转变过程。生动、直观、多变的热对流斑现象加深学生对耗散结构理论及其相关基本概念的理解。本产品能通过改变实验条件,验证非线性动力学的相关理论。由于系统简单、物理背景清楚、控制参量少,对揭示非线性动力学规律具有普遍意义。
实验内容
1、非线性热对流斑图观测系统搭建实验;
2、水的对流斑图观测实验,理解耗散结构(1977年获诺贝尔化学奖)相关物理概念;
3、不同流体介质热导率的测量实验;
4、元胞空间尺寸与水层温度差、上下水层厚度的关系实验;
5、测试系统初条件对对流斑图形成的影响。
详细介绍:
知识点
流体运动、热对流、热导率、瑞利数、耗散结构、
阴影法、阿基米德浮力。
选配设备参数
计算机(基本配置)。
主要设备参数
1.光源组件:
光纤耦合激光器:650nm,P>1.5mW,单模光纤,芯径4μm,TEM00,3mmPVC
光纤保护套,光纤接头FC/PC,光纤长度50cm。
2.光学元件:
准直镜:材料K9,直径Φ70mm。
分光镜:140×140mm ,5:5分光。
3.蓝宝石测试窗:
材料为优质蓝宝石,直径Φ80mm,面型λ/8,光洁度IV级。
4.探测器组件:
CMOS相机:分辨率1280×1024,量化深度10bit,像素大小
5.2μm×5.2μm,USB2.0接口。
5.成像镜头:
FA镜头:f=4-10mm,F1.6,C接口。
6.温控电源:
温度显示精度0.1℃,加热功率40W,功率可调。
7.水循环冷却系统:
水冷控制机,控温精度±1℃,制冷量50W。
水循环驱动泵,0.8L/min,流量可调。
8.加热系统:
加热铜反射镜:材料紫铜,直径Φ100mm,厚度10mm,镀金反射面R=94~98%
@400~700nm;热传感器:测温精度0.1℃。
9.讲义与快速安装指南。
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