拍頻效應(yīng)

LM2000A1光速測(cè)量?jī)x（原LM2000A的增強(qiáng)型）(相位法)·對(duì)激光光束直接進(jìn)行100MHz的高頻調(diào)制，移動(dòng)反光鏡通過測(cè)量近程光與遠(yuǎn)程光的相位差求得調(diào)制光的波長(zhǎng)，依據(jù)C=f·λ計(jì)算出光的傳播速度，即“相位法”。

·選用示波器來(lái)測(cè)量相位值。并采用降頻測(cè)相電路，測(cè)相頻率為455KHz，大大降低了對(duì)示波器的要求。

LM2000B光速測(cè)量?jī)x(振蕩法)·把光程作為“光-電振蕩”環(huán)路中的一個(gè)參量，用頻率計(jì)測(cè)量近程光與遠(yuǎn)程光的頻率差，并轉(zhuǎn)換成時(shí)間差，依據(jù)C=△D/△T求得光速值。

采用高頻聲光器件，利用聲光頻移效應(yīng)產(chǎn)生150MHz的拍頻波，移動(dòng)反光鏡，用示波器測(cè)量近程光與遠(yuǎn)程光的相位差求得拍頻波的波長(zhǎng)，進(jìn)而測(cè)得光的傳播速度，即“光拍法”。

光速是有限還是無(wú)限，到17世紀(jì)還有爭(zhēng)議，笛卡爾認(rèn)為是無(wú)限的，伽利略認(rèn)為是有限的。17世紀(jì)初，伽利略用測(cè)量聲速的方法來(lái)測(cè)量光速，他讓兩個(gè)人各提一盞有遮光板的燈，并分別站在相距約1．6千米的地方，令第一個(gè)人先打開他的燈，同時(shí)開始計(jì)時(shí)；第二個(gè)人見到第一個(gè)人的燈亮?xí)r，立刻打開自己的燈；當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人看見第二個(gè)人的燈亮?xí)r，停止計(jì)時(shí)，這樣測(cè)出光從第一個(gè)人到第二個(gè)人再返回所用的時(shí)間，再測(cè)出兩地的距離，就可以計(jì)算出光的速度。從原理上講，伽利略的方法是對(duì)的，但是實(shí)驗(yàn)失敗了。這是因?yàn)楣馑俸艽螅?/7秒能繞地球一周多，靠當(dāng)時(shí)的條件在地球上用通常測(cè)聲速的方法測(cè)光速是難以實(shí)現(xiàn)的。于是，人們把測(cè)光速的場(chǎng)地移到太空。在伽利略去世后約30年，丹麥王文學(xué)家羅默在觀察木星的衛(wèi)星食中，于1676年指出光速是有限的。

木星是一個(gè)周期為12年的太陽(yáng)行星，它有11個(gè)衛(wèi)星——木星的月亮，其中4個(gè)最亮的可用合適的望遠(yuǎn)鏡看到，它們繞木星旋轉(zhuǎn)的軌道平面幾乎重合于地球和木星繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的軌道面。因而木星的衛(wèi)星每繞木星一周將在進(jìn)入木星影處發(fā)生一次蝕。最接近于木星的衛(wèi)星，其周期是42小時(shí)28分16秒（約為7/4天），它走過自己直徑那樣的距離約需3．5分鐘，因而用望遠(yuǎn)鏡可以觀察到它剛發(fā)生蝕的瞬間，在這個(gè)系統(tǒng)里，木星的衛(wèi)星蝕，一方面作為一個(gè)信號(hào)供地球上人來(lái)觀察，同時(shí)，此衛(wèi)星蝕的周期過程又是一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)鐘，如果地球相對(duì)于木星的距離不變，或者光速為無(wú)限大（信號(hào)由木星那里傳到地球不需要時(shí)間），則每隔42小時(shí)28分16秒自然就看到該衛(wèi)星的蝕一次。但是，眾所周知，光速不是無(wú)限大，并且地球每時(shí)都在改變著它與木星的距離，所以在地球上看到的木星的衛(wèi)星相鄰蝕之間的時(shí)間間隔是變化的。顯然這個(gè)變化與地球相對(duì)于木星的距離的變化和光速的大小有關(guān)。

羅默經(jīng)過長(zhǎng)期細(xì)心的觀察，他發(fā)現(xiàn)：若地球在E1和木星在J1看到一次木星衛(wèi)星蝕，再用平均周期推算此后任一次蝕的時(shí)間，則后一次蝕一般地并不剛好發(fā)生在所推算的時(shí)間。例如當(dāng)?shù)厍蛟诮?jīng)過E1之后約三個(gè)月行至E2處，實(shí)際看到蝕的時(shí)間較推算出的時(shí)間延遲了約10分鐘。這是因?yàn)楫?dāng)?shù)厍蛟谧髯訣1向E2而達(dá)E3的運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球與木星的距離在逐漸增大，自木星來(lái)的任一信號(hào)都必須比前一信號(hào)多走一些距離才到達(dá)地球。經(jīng)過由E1到E2的三個(gè)月，所有相鄰蝕的時(shí)間延遲的總和約為10分鐘。當(dāng)?shù)厍蚶^續(xù)由E2經(jīng)過E4而向E5運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球與木星的距離在逐漸減小，自木星來(lái)的任一信號(hào)都比前一信號(hào)少走一些距離。羅默從他的測(cè)量得出，光走過與地球軌道半徑等長(zhǎng)的距離所需的時(shí)間約為11分鐘。在羅默的時(shí)代只知道地球軌道半徑的近似值，當(dāng)取此半徑為149．7×106千米時(shí)，算得光速c=215000千米/秒。

在地球上較短的距離內(nèi)用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)出光速是19世紀(jì)中葉的事了。1849年法國(guó)物理學(xué)家菲索用“齒輪法”測(cè)出光速。從光源S發(fā)出的光，射到半鍍銀的平面鏡A上，經(jīng)A反射后，從齒輪N的齒間空隙射到反射鏡M上，然后再反射回來(lái)，通過半鍍銀鏡射入觀察者眼中。如果使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，那么在光從齒間到達(dá)M再反射回齒間的時(shí)間Δt內(nèi)，齒輪將轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。如果這時(shí)齒a和a′間的空隙恰好被a所占據(jù)，則反射回來(lái)的光被遮斷，因而觀察者將看不到光。但如果這時(shí)齒輪恰好轉(zhuǎn)到下一個(gè)齒間空隙，由M反射回來(lái)的光從齒間空隙通過，觀察者就能重新看到光。齒輪的齒數(shù)已知，測(cè)出齒輪的轉(zhuǎn)速，可算出齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒的時(shí)間Δt，再測(cè)出M、N間的距離，就可以算出光速。菲索當(dāng)時(shí)測(cè)得空氣中的光速：c=315300千米/秒。1851年，法國(guó)物理學(xué)家傅科用旋轉(zhuǎn)鏡法測(cè)得空氣中的光速：c=298×108米/秒。傅科還第一次測(cè)出了光在水中的傳播速度為2．23×108米/秒，相當(dāng)空氣中光速的四分之三。

1924—1927年，美國(guó)科學(xué)家邁克爾孫綜合菲索和傅科測(cè)光速方法的優(yōu)點(diǎn)，用旋轉(zhuǎn)棱鏡法，在美國(guó)海拔5500米、相距35千米的威爾孫山和圣安東尼奧山進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，精確地測(cè)得光速：c=299796±4千米/秒。非常接近1975年第15屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決議采用的光速值c=299792．458±0．001千米/秒。他就在這次測(cè)量過程中中風(fēng)，于1931年去世。

在激光得以廣泛應(yīng)用以后，開始利用激光測(cè)量光速。其方法是測(cè)出激光的頻率和波長(zhǎng)，應(yīng)用c=λν計(jì)算出光速c，這種方法測(cè)出的光速是最精確的。根據(jù)1975年第15屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決議，把真空中光速值定為c=299792458米/秒。在通常應(yīng)用多取c=3×10^8米/秒。

壁效應(yīng)是指各類化工設(shè)備器壁的影響。這種影響主要是指靠近器壁的空間結(jié)構(gòu)與其他部分有很大差別，器壁處的流動(dòng)狀況、傳質(zhì)、傳熱狀況與主流體中也有很大差別。當(dāng)采用實(shí)驗(yàn)規(guī)模的小型設(shè)備研究傳質(zhì)、傳熱、反應(yīng)的規(guī)律時(shí)，器壁的影響遠(yuǎn)比大型設(shè)備為大。

壁效應(yīng)可根據(jù)對(duì)象分為：岸壁效應(yīng)、斜壁效應(yīng)、端壁效應(yīng)、附壁效應(yīng)等，其中岸壁效應(yīng)最為常見。

磁效應(yīng)主要有磁－力效應(yīng)、磁聲效應(yīng)、磁光效應(yīng)、磁熱效應(yīng)和磁電效應(yīng)以及它們的逆效應(yīng)。

電流的磁效應(yīng)

1. 何謂電流的磁效應(yīng)？

a. 電流的磁效應(yīng)（動(dòng)電會(huì)產(chǎn)生磁）：奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)。

b. 非磁性金屬通以電流，卻可產(chǎn)生磁場(chǎng)，其效果與磁鐵建立的磁場(chǎng)相同。

2. 通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

a. 在通電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍，會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生，其磁力線的形狀為以導(dǎo)線為圓心一封閉的同心圓，且磁場(chǎng)的方向與電流的方向互相垂直。

b.安培定律：通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍所建立的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，和導(dǎo)線上的電流大小成正比，和導(dǎo)線間的距離成反比。

c. 磁場(chǎng)（或磁力線）的方向：可由右手螺旋定則來(lái)決定。

2. 電流方向：右手握住導(dǎo)線，大拇指指向電流的方向。

3. 磁場(chǎng)（或磁力線）方向：四指所指的方向。

4. 載流螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)

a. 螺線形線圈相當(dāng)于數(shù)十個(gè)圓盤形薄磁鐵之N極與S極頭尾相連所形成的磁場(chǎng)，就好像一個(gè)長(zhǎng)圓柱形磁鐵所造成的磁場(chǎng)。

b. 通有電流的螺線形線圈繞得愈緊密，也就是說(shuō)單位長(zhǎng)度內(nèi)的匝

數(shù)愈多，則軸心處的磁場(chǎng)愈強(qiáng)。

c. 螺線形線圈磁場(chǎng)方向的判定【右手螺旋定則變化】：以右手握住線圈，四指彎曲指向電流方向，大拇指所指的方向即為線圈N 極的一端，也就是線圈內(nèi)磁力線的方向。

d. 在線圈內(nèi)部，磁力線的方向是由S極指向N極，離開線圈後，磁力線的方向是由N極指向S極。

e. 圈內(nèi)磁場(chǎng)較圈外強(qiáng)。

5. 電磁鐵的原理

a. 將鐵釘（或軟鐵）插入一螺線形線圈內(nèi)部，則當(dāng)線圈通有電流時(shí)，線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)將使鐵釘磁化，具有磁性。

b. 鐵釘磁化後所生成的磁場(chǎng)，加上原有線圈內(nèi)的磁場(chǎng)，使得總磁場(chǎng)強(qiáng)度大為增強(qiáng)。

c. 當(dāng)電流切斷時(shí)，線圈及鐵釘?shù)拇判噪S即消失，利用這種方式得到的磁鐵，稱為電磁鐵。

d. 增強(qiáng)螺線管線圈磁場(chǎng)方法【1】增加單位圈數(shù)【2】增強(qiáng)線圈電流【3】放入軟磁鐵

6. 電磁鐵的特性

a. 可藉增大電流及增加線圈數(shù)，使其磁力遠(yuǎn)大于天然磁鐵。可以吊運(yùn)巨大的鋼板或廢棄汽車。安培計(jì)、伏特計(jì)中也有電磁鐵。

b. 通電產(chǎn)生磁性，電流停止則磁性消失，可隨意改變大小和方向，用起來(lái)比永久磁鐵方便。

磁效應(yīng)構(gòu)造

1.線圈（電樞）和鐵芯：以細(xì)漆包線在鐵芯外部纏繞成線圈，以線圈連接轉(zhuǎn)軸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。此為電磁鐵。

2.場(chǎng)磁鐵：為永久磁鐵，置于線圈外圍。

3.集電環(huán)（半圓形金屬環(huán)）：漆包線兩端引線各連接在兩個(gè)緊貼轉(zhuǎn)軸的半圓形金屬環(huán)上。

4.電刷：與集電環(huán)微微接觸，電源提供的電流由電刷輸入或自線圈輸出。

磁效應(yīng)原理

1.直流電源流入電磁鐵的線圈中，電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，并與場(chǎng)磁鐵的磁場(chǎng)產(chǎn)生排斥。

2.每轉(zhuǎn)180度，因半圓形金屬環(huán)跳至另一個(gè)電刷，電流方向改變，線圈極性隨之改變，使電磁鐵與外圍磁場(chǎng)始終保持，排斥狀態(tài)，才能讓線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 在磁場(chǎng)中受力作用轉(zhuǎn)動(dòng)。

震磁效應(yīng)是由于某些物質(zhì)有壓磁效應(yīng)或磁致伸縮現(xiàn)象，從而，認(rèn)為不僅大地震發(fā)生后會(huì)在局部地區(qū)出現(xiàn)地磁場(chǎng)的變化，而且在大地震發(fā)生前，由于物質(zhì)遭受不同的擠壓或不同的溫度影響，也會(huì)使物質(zhì)的磁性發(fā)生變化并反映為局部地磁場(chǎng)異常變化。

因此，利用這種變化有可能預(yù)測(cè)大地震。還有人認(rèn)為地震的孕育、發(fā)生和發(fā)展與局部地磁場(chǎng)的變化是有聯(lián)系的，并將這種聯(lián)系統(tǒng)稱為震磁效應(yīng)。為了利用震磁效應(yīng)必須消除外空電流體系變化對(duì)地磁場(chǎng)的影響，大多利用兩個(gè)或兩個(gè)以上地磁臺(tái)（按不同的磁經(jīng)或磁緯選?。┵Y料相減的辦法，來(lái)提取震磁效應(yīng)的“信息” ，進(jìn)行分析預(yù)報(bào)地震。