附录 一 CASSY Lab 软件使用说明
1 采样通道设置 启动软件后,会弹出"设置"电话框(图 1) ,通过鼠标单击选定输入通道.
单击此处选择通道 A 为输入通道
单击此处选择通道 B 为输入通道
单击弹出"测量参数"对话框
图1
单击通道 A 或 B 后,会显示通道电压窗口及通道设置窗口(图 2) ,在该窗口中可关闭采样 通道.
当前通道的电压显示
单击可关 闭通道
图2
2 测量参数的设置 在"设置"窗口(图 1)中单击"测量参数按钮"会弹出"测量参数"设置对话框(图 3) . "采样间隔"设置
"测量点数"设置 图3
"触发"选项
测量参数的设置对测量结果具有明显的影响,其中最重要的是"采样间隔"参数. 采样间隔: 采样间隔是指相邻的两个采样点之间间隔的测量时间. 采样间隔应根据被测信号 的频率来进行设置,信号频率越高,采样间隔时间应设置的越小,以保证测量到的信号的失 真较小.采样间隔的设置实际上就决定了测量系统的采样频率,根据采样定理,最低采样频 率必须是信号频率的两倍.反过来说,如果给定了采样频率,那么能够正确显示信号而不发 生畸变的最大频率叫做奈奎斯特频率, 它是采样频率的一半. 如果信号中包含频率高于奈奎 斯特频率的成分,信号将在直流和奈奎斯特频率之间畸变. 采样点数:连续测量的点数,采样点数与采样间隔相乘即为测量时间. 触发:选中触发选项后,测量是否开始由触发条件是否满足决定. 3 傅立叶变换与频谱图 CASSY Lab 软件中内置了快速傅立叶变换算法(FFT) ,可以方便地由时域信号生成频谱 图.在"设置"窗口中单击"Parameter/Formula/FFT"标签(图 4) ,参照图 4 中进行设置. 1 单击此处
2 单击,新建一个量.
3 选中 FFT 选项
图4 设置完成后,关闭"设置"窗口,在图形窗口(图 5)中单击"Frequency Spectrum"标签 即可切换到频谱图显示. 鼠标在坐标轴区域单击右键, 在弹出窗口中可以修改坐标轴的最小 值,最大值,对图形进行放大或缩小. CASSY Lab 中显示的曲线可以拷贝到 Windows 剪贴板中,操作方法见图 6 所示.拷贝后,新 建一个 Word 文档或画图文件,就可粘贴进去并保存下来.
坐标轴的最小,最大值修改
单击可切换到 频谱图显示 在坐标轴区域单击鼠 标右键弹出新窗口
图5
1 在图形窗口中单击鼠标右键弹出菜单
2 单击"Bitmap"菜单 拷贝图形到剪贴板中.
图6
二 耦合与非耦合电路振荡信号参考图
图 7 非耦合电路的时域图
图 8 傅立叶变换后的频谱图
图 8 耦合电路的时域图
图 9 傅立叶变换后的频谱图
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普尔阱实验
介绍
普尔阱是 E.Paul 设计的离子势阱的功能模型,可以在标准大气压 50Hz 交流电压下正常使用. 设备可以 使带电的石松属的植物的孢子以一种稳定的状态悬在两个电极之间.在激光的照射下 可以看见带电的石松属的植物的孢子的运动轨迹. 普尔阱上有两个可以连续转动的伸出的电极和一个 环形电极.当加上一个适当的余弦交变 电压 UO,产生的势能可以将石松属的植物的孢子悬在空中几个小时.通过施加不同大小的静电势 U1 在两个伸出来的电极上,并旋转圆柱室,就可以观察到沿轴向电势的高低变化.
配套器件
1 个普尔阱 10 克石松属的植物的孢子 1 根小木棒 组件说明(如右图) 1 圆柱体腔体 外伸电极(1a) 外伸电极保护套(1b) 填充孔(1c) 2 腔体盖 环形电极(2a) 环形电保护套(2b) 3 支架 转环支撑杆(3a) 整体支撑杆(3b)
技术参数
悬浮电压 Uo: 800-1500V 电压频率 f: 40-60Hz 偏置电压U1: 0-+450V 尺寸: 20cmx10cmx9cm 质量: 0.4kg
组装
光学校准(见下左图) 电路装配(见下右图)
实验步骤
1) 将悬浮电压 U0 调到 1000V. 2) 用木棒弄一些瓶中的石松属的植物的孢子通过普尔阱上的孔放到阱中央. 3) 通过调节悬浮电压 U0,找出普尔阱的 稳定极限.
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