大学物理期末论文
成都信息工程大学
期末论文
工程问题解析（太阳能电池）
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二零一五年六月
目录
摘要 (3)
1.太阳能 (4)
1.1什么是太阳能 (4)
1.2 太阳能的优缺点 (4)
1.2.1优点 (4)
1.2.2缺点 (4)
2.太阳能电池 (5)
2.1太阳能电池 (5)
2.2太阳能电池的历史 (5)
2.3太阳能产生电池的条件 (5)
2.4提高太阳能电池光电转换效率的途径与方法 (5)
2.4.1太阳能电池发电原理 (5)
2.4.2 提高太阳电池效率的主要措施 (6)
2.5太阳能电池的发展前景 (6)
总结 (7)
参考资料 (7)
摘要
太阳能是一种清洁的可再生能源，主要利用太阳的辐射能量，是未来人类所需能源的主要来源之一。太阳能电池是通过光化学效应把太阳能转化成点电能的装置，其发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染。如何有效利用太阳能资源，充分发挥太阳能的作用，已经成了现在的首要问题。
随着科学技术的发展，人们发现，太阳不但用间接方式一直向人类提供赖以生存和发展的能量，而且还是可以为人类长期地直接提供巨大能量的又一新能源，对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源．那么怎样利用太阳能呢？到现在为止，直接利用太阳能有两种途径．一种途径是把太阳能转化为内能，以供应用，太阳炉和太阳能热水器就属于这种情况，还可以把内能进一步转换成电能：用集热器（也叫太阳炉）把水加热，产生蒸汽，推动汽轮发电机发电这就是太阳能热电站．另一种途径是通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能，硅光电池就是这种转换装置，也叫太阳能电池．太阳能电池的应用很广泛，天上人造卫星的电源，地上太阳能汽车的电源，都用到太阳能电池，我国有些地区用太阳能电池作航标灯、铁路信号灯的电源．有的国家还研制用太阳能电池供电的小型电冰箱、微型电视机等．
关键词：太阳能，资源利用，太阳能电池。
1.太阳能
1.1什么是太阳能
太阳能（solar energy），是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式），主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
1.2 太阳能的优缺点
1.2.1优点
（1）普遍
（2）无害
（3）巨大
（4）长久
1.2.2缺点
（1）分散性
（2）不稳定性
（3）效率低和成本高
2.太阳能电池
2.1太阳能电池
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏（Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，缩写为PV），简称光伏。
2.2太阳能电池的历史
1883年第一块太阳电池由Charles Fritts制备成功。Charles用硒半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有1%的效率。
2.3太阳能产生电池的条件
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的实施太阳能电池则还处于萌芽阶段。
2.4提高太阳能电池光电转换效率的途径与方法
2.4.1太阳能电池发电原理
太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现已晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结
2.4.2 提高太阳电池效率的主要措施
1、尽可能的增加电池的光收集能力和被电池吸收的光转变为载流子数量
2、尽力提高p-n结对光生载流子的收集能力
3、尽可能的减少正向偏压下暗电流
4、尽可能降低电流流出太阳电池时的电阻损失
2.5太阳能电池的发展前景
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。由此可以看出，太阳能电池市场前景广阔。
总结
太阳能是一种非常好的能源，太阳能的开发利用是人类进入21世纪必须解决的难题。太阳能电池作为清洁太阳能的媒介将有利于缓解世界的能源危机和环境污染问题，如果说20世纪是石油世纪的话，那么21世纪则是可再生能源的世纪，是太阳能的世纪。
参考资料
https://www.360docs.net/doc/d417468664.html,/link?url=B5tqxdIsjUdF1OgacEvKaMylG8Pa7JVUzxeEtvr_iILI4v6VC5N bogGRT26WLG5mUghbPMZG6MKx3Xn1q2xFMK
https://www.360docs.net/doc/d417468664.html,/edit/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E8%83%BD/410865
https://www.360docs.net/doc/d417468664.html,/html/NYLiYHeHuiShou/2013-04/1117691.htm
大学物理创新实验论文
光杠杆测量杨氏模量实验的改进 李XX （重庆交通大学土木建筑学院，重庆市南岸区，400074） 摘要：测量杨氏模量中常用光杠杆来测量加载重物后的微小形变量△L，而光杠杆在使用前要先调节镜尺之间的相对位置，在用传统光杠杆调节时比较麻烦。本实验通过对传统光杠杆装置作了一点改进，取消了传统光杠杆中的望远镜，而改用光斑来指示标尺上的读数。用这种改进后的光杠杆能快速调节光杠杆，且不会在调节与读取数据过程中使眼睛疲劳，大大提高了实验的效率。 关键词：杨氏模量，激光，光杠杆，仪器改进 中文分类号：文献标识码： 引言：杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的重要物理量，是工程技术上极为重要的常用参数，是工程技术人员选择材料的重要依据之一。测量杨氏模量的方法较多，本文主要介绍用改进后的光杠杆测量杨氏模量。 1 传统光杠杆的缺点 传统光杠杆在使用时要先调节光杠杆、望远镜和标尺之间的相对位置，使在望远镜中能看清平面镜内反射的标尺的像，这就是这个实验的难点。在做这个实验的时候，我们发现这个调节过程是相当麻烦的，而且当我们调节好后如果稍不小心，轻轻碰一下实验装置，便前功尽弃，又得重调，这让我们相当苦恼。我们用传统光杠杆调节了很久才使望远镜中能看到标尺的像，而且调节过程中眼睛非常疲劳，对视力非常不好。 2 实验装置的改进及实验原理
针对传统光杠杆的不足，且为了提高做实验的效率，我对光杠杆进行一些改进，使得改进后的光杠杆使用起来更为方便。我们可以不用望远镜，而在原来望远镜处放置一个能发射光点的光源。使该光源发出的光经光杠杆的平面镜反射后又射在标尺上。则先后之间两个光点的高度差就是经光杠杆放大了的微小形变。 2.1 改进措施及改进后光杠杆的原理 因为氦-氖激光平行性好，能量集中，在各种常用的激光器中，氦-氖激光器输出激光的单色性最好以便能方便精确的在标尺上读数。此外，它还具有结构简单、使用方便、成本低等优点。因此我们用氦-氖激光器作为发射光点的光源。 在标尺中央零刻度处开一个小孔，将氦-氖激光发射器与标尺固连，且使其发出的光从小孔处穿过且光路与标尺面垂直。如图所示： 设由激光器发出的光开 始时反射到标尺上所指的刻度 为S0,当钢丝长度变化时，光杠 杆一端下降。并带动镜面转动。 设转角为θ，则激光光线转过 2θ。设标尺上激光光点对应的 读数为S ，令△δ = S - S0 . 当△L＜＜ b 时，tanθ=△L / b ≈θ，tan2θ=△δ/ D≈2θ , 则有：△L=b*△δ/(2D) （1），所以△L被放大了2D / b 倍. 2.2 用拉伸法测金属丝的杨氏模量的原理 杨氏模量是反映固体材料形变与应力关系的物理量。本实验中形变为拉伸形变，即金属丝仅发生轴向拉伸形变。设金属丝长度为L，横截面积为S，沿长度方向受一外力F后金属丝伸长△L，称为线应变。实验结果表明：在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即：F / S=Y*△L/L （2） , Y称为杨氏模量，微小形变△L用上面的光杠杆测量。由（1）、（2）得，杨氏模量Y=8*F*L*D/(π*d^2*b*△δ) ,其中d为钢丝直径。
西安交通大学大学物理教学大纲(128)
“大学物理（A）”课程教学大纲 英文名称：University Physics 课程编号：PHYS1009 课程类型：必修 学时：128 学分：8 适用对象：理工科各专业学生 先修课程：高等数学高中物理 使用教材及参考书： 教材：大学物理（吴百诗主编）科学出版社 参考书：吴锡珑主编“大学物理教程”高教出版社 程守洙主编“普通物理学”高教出版社 张三慧主编“大学物理学”清华大学出版社 一、课程的性质、目的及任务 物理学是研究物质的基本结构﹑相互作用和物质最基础最普遍运动形式(机械运动,热运动,电磁运动,微观粒子运动等)及其相互转化规律的学科。 物理学的研究对象具有极大普遍性,它的基本理论渗透在自然科学的一切领域、应用于生产技术的各个部门,它是自然科学许多领域和工程技术发展的基础。 以物理学基础知识为内容的大学物理课程,它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员必备的。因此，大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。 开设大学物理课程的目的,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法，这对开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等,都会起到重要作用。学好物理课,不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论﹑新技术﹑不断更新知识等,都将发挥深远影响。 二、课程的基本要求 1.使学生对物理学所研究的各种物质运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识;对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解,并且有初步应用的能力。 2.通过教学环节,培养学生严肃的科学态度和求实的科学作风。根据本课程的特点,在传授知识的同时加强对学生进行能力培养,如通过对自然现象和演示实验的观察等途径,培养学生从复杂的现象中抽象出带有物理本质的内容和建立物理模型的能力、运用理想模型和适当的数学工具定性分析研究和定量计算问题的能力以及独立获取知识与进行知识更新的能力,联系工程实际应用的能力等。 3.在理论教学中,要根据学生情况精讲基本内容,有些内容可安排学生自学或讨论,并要安排适当课时的习题课;要充分利用演示实验、录像等形象化教学手段,应尽量发挥计算机多媒体在物理教学中的作用,以提高教学效果。在教学过程中,还要处理好与中学物理的衔接与过渡,一方面要充分利用学生已掌握的物理知识,另一方面要特别注意避免和中学物理不必要的重复。在与后继有关课程的关系上,考虑到本课程的性质,应着重全面系统地讲 授物理学的基本概念、基本规律和分析解决问题的基本方法,不宜过分强调结合专业。
【毕业论文选题】物理学本科毕业论文题目
物理学本科毕业论文题目 20世纪是科学技术飞速发展的时代。在这个时代，目睹了人类分裂原子、拼接基因、克隆动物、开通信息高速公路、纳米加工和探索太空。很难设想，若没有科学技术的飞速发展，现代生活将是什么样子。与科学技术的发展一样，物理学也经历了极其深刻的革命。可以说，物理学每时每刻都在不停的发展，其活跃的前沿领域很多，是最有生命力、成果最多的之一。下面学术堂为你提供了物理学本科毕业论文题目，希望对你有所帮助。 1
物理学本科毕业论文题目一： 1、MATLAB在大学物理实验仿真中的应用 2、基于Flash的大学物理电学仿真实验的设计与实现 3、量子点和一维量子线相耦合系统在Kondo区物理性质的研究 4、基于时域物理光学方法的半空间上方目标散射研究 5、有机光电材料的光物理特性研究 6、基于激光混沌的全光物理随机数发生器 7、基于超导电路系统的量子模拟和基础量子物理研究 8、金属亚波长结构阵列电磁场增强及光学异常透射的机理研究 9、微型热电系统的多物理场耦合模型与性能优化研究 10、外尔半金属的反常物理性质研究 11、中子光子输运物理过程蒙特卡罗处理方法研究 12、红外视景仿真关键技术研究 13、关于拓扑物理的量子模拟研究 14、高真实感红外场景实时仿真技术研究 15、氢化非晶硅薄膜结构及其物理效应 16、PIC数值方法以及激光-物质相互作用若干物理研究 17、目标电磁散射特性的快速计算方法研究 18、钙钛矿半导体中的瞬态物理过程研究 19、基于激光自混合效应的多物理参数同步测量方法研究 20、高性能多物理场数值算法研究及其应用 21、超薄Bi薄膜的电子态研究 22、铁电基复合薄膜的光伏效应及其调控研究 23、高增益短波长自由电子激光相关物理研究 2
大学物理实验论文
武汉工程大学邮电与信息工程学院大学物理实验课程论文 论大学物理试验数据处理 姓名：陈凯旋 学号： 6502150203 系别：机械与电气工程系 专业：自动化 年级班级：15自动化02 指导教师：张乐 2016年11月1日
论大学物理实验数据处理 摘要：本文基于电磁场理论，得出了单色平面光波在左手材料中传播时其电场强度、磁场强度和波矢量遵循左手螺旋关系。解释了逆多普勒效应，负折射现象。重新推导出了单色平面光波从真空中投射到左手介质中的菲涅尔公式，并且讨论了电磁波从真空中到左手介质中的一种特殊的光学现象，由此得出了存在两个布儒斯特角。（楷体小四） 关键词：电磁场理论；左手材料；负折射率；布儒斯特角（楷体小四） 引言 1967年，前苏联物理学家Veselago发表了一篇文章首次提出了一种假想材料即左手材料。其实自然界中尚未发现介电常数ε和磁导率μ都为负值的材料。此材料需要通过人工获得。因此，在此领域的研究进展一直处于停滞阶段。直到1996年，英国皇家学院的Pendry提出了通过巧妙的设计结构来实现负的介电常数的材料。接着在1999年他又提出了可以用开口谐振环阵列来构造磁导率为负的人工介质[]1。（参考文献以上标的形式标出）从此，该课题越来越热。具有突破性进展的是2000年美国加州大学Smith将两者结合起来，首次制备出了一维的左手材料。2001年，Shelby制备出了二维的左手材料，并从实验上验证了负折射率材料的负折射现象。被“Science”杂志评为2003年度十大科技突破之一[]2。2003年美国Parazzoli等人及Hauck等人分别进行了一系列实验，清晰地展示了负折射现象。2006年，我国东南大学毫米波实验室的崔铁军教授领导的研究小组提出了一种能使磁导率为负的双螺旋共振结构[]3。一系列的研究成果引起了众多学者的关注，使得左手材料的研究成为国际电磁学界的一个引人注目的前沿领域。（宋体，小四，英文，Times New Roman） （正文部分3000字左右） 1.电磁波在介质界面上的反射和折射（一级标题，宋体四号，加黑）（内容宋体小四） 1.1电磁波在右手介质界面上的反射和折射（二级标题宋体小四，加黑） （内容宋体小四） （正文中图要有标题，示例如下）
上海交通大学版大学物理学习题答案之4动量和角动量习题思考题
习题 4-1. 如图所示的圆锥摆，绳长为l ，绳子一端固定，另一端系一质量为m 的质点，以匀角速ω绕铅直线作圆周运动，绳子与铅直线的夹角为θ。在质点旋转一周的过程中，试求： （1）质点所受合外力的冲量I ； （2）质点所受张力T 的冲量I T 。 解： （1）根据冲量定理：???==t t P P d dt 00 P P F 其中动量的变化：0v v m m - 在本题中，小球转动一周的过程中，速度没有变化，动量的变化就为0，冲量之和也为0，所以本题中质点所受合外力的冲量I 为零 （2）该质点受的外力有重力和拉力，且两者产生的冲量大小相等，方向相反。 重力产生的冲量=mgT=2πmg /ω；所以拉力产生的冲量=2πmg /ω，方向为竖直向上。 4-2.一物体在多个外力作用下作匀速直线运动，速度=4m/s 。已知其中一力F 方向恒与运动方向一致，大小随时间变化内关系曲线为半个椭圆，如图。求： （1）力F 在1s 到3s 间所做的功； （2）其他力在1s 到s 间所做的功。 解： （1）由做功的定义可知： J S v Fdt v Fvdt Fdx W x 6.1253 131x 21=?====???椭圆 （2）由动能定理可知，当物体速度不变时，外力做的总功为零，所以当该F 做的功为125.6J 时，其他的力的功为-125.6J 。 4-3.质量为m 的质点在Oxy 平面内运动，运动学方程为j i r t b t a ωωsin cos +=，求： （1）质点在任一时刻的动量； （2）从0=t 到ωπ/2=t 的时间内质点受到的冲量。
解：（1）根据动量的定义：(sin cos )P mv m a t b t ωωωω==-+i j （2）从0=t 到ωπ/2=t 的时间内质点受到的冲量等于它在这段时间内动量的变化，因为动量没变，所以冲量为零。 4-4.质量为M =2.0kg 的物体（不考虑体积），用一根长为l =1.0m 的细绳悬挂在天花板上。今有一质量为m =20g 的子弹以0v =600m/s 的水平速度射穿物体。刚射出物体时子弹的速度大小v =30m/s ，设穿透时间极短。求： （1）子弹刚穿出时绳中张力的大小； （2）子弹在穿透过程中所受的冲量。 解： （1）解：由碰撞过程动量守恒可得： 10Mv mv mv += 代入数据 123002.060002.0v +?=? 可得：s m v /7.51= 根据圆周运动的规律：T-G=2v M R 2184.6v T M g M N R =+= （2）根据冲量定理可得： s N mv mv I ?-=?-=-=4.1157002.00 4-5. 一静止的原子核经放射性衰变产生出一个电子和一个中微子，巳知电子的动量为m/s kg 102.122??-，中微子的动量为236.410kg m/s -??，两动量方向彼此垂直。（1）求核反冲动量的大小和方向；（2）已知衰变后原子核的质量为 kg 108.526-?，求其反冲动能。 由碰撞时，动量守恒，分析示意图，可写成分量式： ααcos sin 21m m = ααsin cos 21m m P +=
物理系论文格式(DOC)
学士学位论文 系别：物理与电子工程系 学科专业： 姓名： 2014年06月
量子纠缠 系别：物理与电子工程系 学科专业： 姓名： 学号： 2015年06月 2
论文题目□□□□□【宋体二号加粗居中】【段前24磅段 后18磅】 摘要：【此二字黑体四号加粗】□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□【宋体四号，1.5倍行距】 【空一行】 关键词：【此三字黑体四号加粗】□□□；□□□；□□□【宋体四号， 1.5倍行距，关键词至少3个】【段前0磅段后0磅】 【以上单独一页】
Title（英文题目）□□□□□【Times New Roman二 号居中加粗】【段前24磅段后18磅】 Abstract:【此单词加粗】□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□.【Times New Roman 四号，1.5倍行距】 【空一行】 Keywords:【此单词加粗】□□□;□□□;□□□【Times New Roman 四号】【以上单独一页，中英文摘要A4纸单双面打印】 4
目录【黑体二号加粗居中，单倍行距】【段前24磅段后18磅】 1 引言 (1) 2量子纠缠 (2) 2.1 量子力学基础 (2) 2.2 量子纠缠态的定义 (3) 2.3 量子纠缠态的分类 (6) 2.3.1纯态量子纠缠态 (6) 2.3.2混合态量子纠缠态 (6) 2.4 量子纠缠态的物理表现 (7) 3 量子纠缠态的度量 (8) 3.1 纠缠度的描述 (8) 3.2 形成纠缠度 (11) 4 量子纠缠在量子信息中的作用 (12) 4.1 量子通信 (13) 4.3 量子密码 (18) 5 结束语 (20) 致谢 (20) 参考文献 (21) 【1级标题宋体三号，1.5行距】【2级标题宋体四号，1.5行距，左缩进2字符】【3 级标题宋体四号，1.5行距，左缩进4字符】 【以上单独一页】
大学物理热力学论文[1]
《大学物理》课程论文 热力学基础 摘要： 热力学第一定律其实是包括热现象在内的能量转换与守恒定律。热力学第二定律则是指明过程进行的方向与条件的另一基本定律。热力学所研究的物质宏观性质，特别是气体的性质，经过气体动理论的分析，才能了解其基本性质。气体动理论，经过热力学的研究而得到验证。两者相互补充，不可偏废。人们同时发现，热力学过程包括自发过程和非自发过程，都有明显的单方向性，都是不可逆过程。但从理想的可逆过程入手，引进熵的概念后，就可以从熵的变化来说明实际过程的不可逆性。因此，在热力学中，熵是一个十分重要的概念。关键词： （1）热力学第一定律（2）卡诺循环（3）热力学第二定律（4）熵 正文： 在一般情况下，当系统状态变化时，作功与传递热量往往是同时存在的。如果有一个系统，外界对它传递的热量为Q，系统从内能为E1 的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态，同时系统对外做功为A,那么，不论过程如何，总有： Q= E2—E1+A 上式就是热力学第一定律。意义是：外界对系统传递的热量，一部分
是系统的内能增加，另一部分是用于系统对外做功。不难看出，热力学第一定律气其实是包括热量在内的能量守恒定律。它还指出，作功必须有能量转换而来，很显然第一类永动机违反了热力学第一定律，所以它根本不可能造成的。 物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态，这样的周而复始的变化过程称为循环过程，或简称循环。经历一个循环，回到初始状态时，内能没有改变，这是循环过程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程。在完成一个循环后，气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有以下特征： ①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源： ②卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，高温热源的温 度越高，低温热源的温度越低，卡诺循环效率越大，也就 是说当两热源的温度差越大，从高温热源所吸取的热量Q1 的利用价值越大。 ③卡诺循环的效率总是小于1的（除非T2 =0K）。 那么热机的效率能不能达到100％呢？如果不可能到达100％，最大可能效率又是多少呢？有关这些问题的研究就促进了热力学第二定律的建立。 第一类永动机失败后，人们就设想有没有这种热机：它只从一个热源吸取热量，并使之全部转变为功，它不需要冷源，也没有释放热量。这种热机叫做第二类永动机。经过无数的尝试证明，第二类永动
大学物理实验小论文
大学物理实验小论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
大学物理实验小论文 班级姓名学号 摘要：主要介绍我在本次大学物理实验中获得的知识与体会。 关键词：认识体会数据处理总结 一、对大学物理实验的认识 大学物理实验是非常重要的基础课，其目的是培养我们掌握实验的基本理论、方法和技巧；培养我们严谨的思维能力和创新精神，特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力；培养严肃认真的工作作风和科学态度。对于我们将来独立从事实际工作是十分有必要的。 二、大学物理实验中的体会 1、养成实验前预习的好习惯。 实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确的操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后写预习报告，包括目的,原理,仪器,操作步骤等。
2、上课时认真听老师做讲解，切记老师所讲的重点内容。 记下老师实验指导的内容有助于自己实验时避免犯错及实验报告的书写。 3、大学物理实验培养了我做事的耐心与细心。 课堂操作时需要严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。读数，需要有足够的耐心和细心，尤其是对一些精度比较高的仪器，读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的记录，则要求我们要有原始的数据记录，它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。 4、培养自己的动手能力。 现在，大学生的动手能力越来越被人们重视，大学物理实验正好为我们提供了这一平台。每个实验我都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。 三、大学物理实验数据处理 1、作图法 选取适当的自变量，通过作图可以找到反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。 描绘图象的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，
大学物理实验论文
大学物理实验论文 标题：物理实验的心得与体会 简介：通过这个学期的大学物理实验课程，我体会颇深。物理实验是物理学习的基础,很多物理实验中我们不只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果。因为影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案,严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际独立动手能力、思维能力以及分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关知识的理解。比如我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法，进行了许多基本操作与基本技能的训练，还学会了基本物理量的测量和不确定度的分析方法、基本实验仪器的使用等，使我深深感受到做实验要具备科学的态度、认真态度和创造性的思维。总之，通过物理实验课程，获得甚多的心得与体会。 绪论：大学物理实验具有非常重要的意义。首先，物理概念的建立、物理规律的发现依赖于物理实验，是以实验为基础的，物理学作为一门科学的地位是由物理实验予以确立的；其次，已有的物理定律、物理假说、物理理论必须接受实验的检验，如果正确就予以确定，如果不正确就予以否定，如果不完全正确就予以修正。最后对于我们将来独立从事实际工作也是十分必要的，这是大学物理理论课不能做到，也不能取代的。我将把在实验课学到
的运用到今后的学习和工作中，不断改进、完善；在此间发现的不足，我将努力改善，通过学习、实践等方式不断提高，克服那些前进的障碍。在今后的学习、工作中获得更大的收获，在不断地探索中、在刻苦地学习中、在无私地奉献中实现自身的价值！正文：在这学期的物理实验课程中，我的收获与心得颇多。 下面说说在做实验时的一些技巧、方法与心得。 第一，养成课前预习的好习惯。实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后写预习报告，包括目的,原理,仪器,操作步骤,数据表格,思考题等。这里应注意，数据表格与操作步骤密切相关,数据表格的排列顺序应与操作步骤的顺序相一致。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。开始我们不注意预习报告里的数据表格,将数据随便记录,结果整理数据时出现混乱和错误，尤其是数据比较多的时候。比如《液体表面张力系数测定》实验,由于未提前设计好表格,数据记录得随便,处理时很困难.后来汲取了教训,在实验前根据所要测的物理量和
上海交通大学版《大学物理学》习题答案
习 题1 1-1. 解：1） 由)sin (cos j i ωt ωt R +=r 知 t cos R x ω= t sin R y ω= 消去t 可得轨道方程 222R y x =+ 2） j r v t Rcos sin ωωωω+-==i t R dt d R ωt ωR ωt ωR ωv =+-=2 122])c o s ()s i n [( 1-2. 解：1）由j i r )23(42 t t ++=可知 2t 4x = t 23y += 消去t 得轨道方程为：2)3y (x -= 2）j i r v 28d +==t dt j i j i v r 24)dt 28(dt 10 10 +=+==???t 3） j v 2(0)= j i v 28(1)+= 1-3. 解：1）j i r v 22d +==t dt i v a 2dt d == 2）21 22 12 )1t (2] 4)t 2[(v +=+= 1 t t 2dt dv a 2 t +== n a == 1-4. 解：以地面为参照系，坐标如图，升降机与螺丝的运动方程分别为 2 012 1at t v y + = （1） 2 022 1gt t v h y -+= （2） 21y y = （3） 解之 t = 图 1-4 1-5. 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 2 1 h y -= 式（2）
j i r )2 1-h ((t)20gt t v += （2）联立式（1）、式（2）得 2 2 v 2gx h y -= （3）j i r gt -d d 0v t = 而 落地所用时间 g h 2t = 所以j gh i v dt r d 20-= j v g t -=d d 2202y 2x )gt (v v v v -+= += 212220[()]g t dv dt v gt ==+ 1-6. 证明：设人从O 点开始行走，t 时刻人影中足的坐标为1x ，人影中头的坐标为2x ，由几何关系可得 2 1122h h x x x =- 而 t v x 01= 所以，人影中头的运动方程为 02 1121112v h h t h h h x h x -=-= 人影中头的速度 02 11 22v h h h dt dx v -== 图 1-6 1-7.解：t dt dx v 44-== 若0=v 解的 s t 1= m x x x 22)242(011=--+=-=? m x x x 8)242()32342(2133-=-+-?-?+=-=? m x x x 1021=?+?=? 1-8. 解: 建立直角坐标系，以小球第一次落地点为坐标原点如图 小球落地时速度为gh v 20= 0060cos v v x = 200 060cos 2 1 60cos t g t v x + = （1） 图 1-8 00060sin v v y = 200060sin 2 1 60sin t g t v y - = （2） 第二次落地时 0=y g v t 0 2=
大学物理课程论文
大学物理课程论文 系别：能源工程系 班级：13应化 姓名：苟昱
引言 我们每个人时时刻刻都在不自觉地运用物理知识。并且，物理学与我们的生活联系最为紧密，物理现象大量的存在于我们周围，如雨后天晴的彩虹，湖水沸腾等。都可以从物理知识中得到答案。因此，我们要充分了解物理是源于生活也是解决生活问题的基本工具。运用所学知识，解决生活中的问题，这能够增加我们的感性认识，增强生活实际的联系。 物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。在现代，物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。 物理是一门实用性很强的科学，与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。它与我们的生活息息相关，密不可分！ 关键词：生活物理，物理应用，杨氏模量
在大学物理课程上，我们做了众多物理实验，然而今天就由我来介绍一下弹性模量，和它在生活中的应用。 弹性模量Elastic Modulus，又称弹性系数，杨氏模量。如今，随着科技的不断发展，弹性模量变成了工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。在日常生活中，弹性模量的应用与测量在许多领域有重要的作用，就好像混凝土的弹性模量如果不够，使建筑变形而不能正常使用，就很容易发生事故造成经济损失，甚至人员伤亡。 我们在实验中测得的杨氏模量，它是沿纵向的弹性模量，也是材料力学中的名词。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。 杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一，是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义，还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。
重力加速度的测量研究 大学物理实验期末论文
重力加速度的测量研究 姓名：*** 学号：******** 班级：********* 摘要： 重力加速度是一个重要的物理常数,其值会随纬度和海拔高度的不同而不同。准确测量不同地区的重力加速度在理论、生产和科学研究中都具有重要意义。目前能够准确测量重力加速度的方法有很多种。本文分析了传统多种测量重力加速度的方法，提出新的实验方法(用压力传感器测重力加速度),并对此方法进行了分析和应用。最后比较了几种方法的特点,说明新方法的可行性。 正文： 伽利略首先证明，如果空气摩擦的影响可以忽略不计，则所有落地的物体都可以以同一速度下降，也就是说物体都具有相同的加速度，这个加速度称为重力加速度g。重力加速度是一个重要的地球物理常数。准确测量它的量值，无论在理论上还是在科研和生产等方面都有极其重要的意义。在历史上，人们曾经花费了很多的精力和时间来研究这个问题，如波兹坦大地测量研究所曾用凯特摆花了八年的时间，才正确地测得了当地的重力加速度。现在我们高中就知道，重力是地球引力的一个分力。地球是绕着自转轴旋转的因此地球上的物体就需要一个垂直于自转轴的向心力,这个向心力就只能由万有引力提供,即向心力是万有引力的一个分力,另一个分力就是重力。 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。常见的压力传感器有应压片压力传感器和压电式压力传感器（如下图）：
交大大物第三章习题答案
习题 3-1. 如图，一质点在几个力作用下沿半径为R =20m 的圆周运动，其中有一 恒力F =0.6iN ，求质点从A 开始沿逆时针方向经3/4圆周到达B 的过程中，力F 所做的功。 解：j i 2020+-=-=?A B r r r 由做功的定义可知：J W 12)2020(6.0-=+-?=??=j i i r F 3-2. 质量为m=0.5kg 的质点，在x O y 坐标平面内运动，其运动方程为 x=5t 2,y=0.5(SI),从t =2s 到t =4s 这段时间内，外力对质点的功为多少？ i j i j i 60)5.020()5.080(=+-+=-=?24r r r 22//10d dt d dt ===i a v r 105m m ==?=i i F a 由做功的定义可知：560300W J =??=?=i i F r 3-3.劲度系数为k 的轻巧弹簧竖直放置，下端悬一小球，球的质量为m ，开 始时弹簧为原长而小球恰好与地接触。今将弹簧上端缓慢提起，直到小球能脱离地面为止，求此过程中外力的功。 根据小球是被缓慢提起的，刚脱离地面时所受的力为F=mg ，mg x k =? 可得此时弹簧的伸长量为：k mg x = ? 由做功的定义可知：k g m kx kxdx W k mg x 22122020===?? 3-4.如图，一质量为m 的质点，在半径为R 的半球形容器中，由静止开始自 边缘上的A 点滑下，到达最低点B 时，它对容器的正压力数值为N ，求质点自A 滑到B 的过程中，摩擦力对其做的功。 分析：W f 直接求解显然有困难，所以使用动能定理，那就要知道它的末速度的情况。
大学物理课程论文1
大学物理课程论文 —大学物理课程与电子信息工程专业的关系及大学 物理的重要性 作者: 学校： 专业：电子信息工程 班级：电信114班 学号：
指导教师：日期：
大学物理课程与电子信息工程专业的关系及大学物理的重 要性 内容摘要：不论是电子科学还是信息科学，都与物理有着密切的联系，物理学是一门广泛而基础的学科，涉及到了声、光、电、力、热、原子等诸多方面的知识内容。在电子信息科学中，电路的设计，无线电信号的处理等都源于物理学的能量以及电磁学内容。因此，设置大学物理课程，以及掌握大学物理大纲所要求的知识内容，可以为我们以后更好的学习电子知识，掌握电子信息工程专业的核心知识打下坚实的基础。 关键词：大学物理电子信息工程关系基础 一、物理学 物理学—研究物质、能量和他们相互作用的科学—是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键的作用。 物理学是自然科学的基础，也是当代工程技术的重大支柱，是人类认识自然，优化自然，造福于人的最有活力的带头科学，回顾物理学发展的全过程，可以加深我们对物理学重要性的认识。 二、大学物理课程的内容 大学物理课程的内容包括有经典物理和近代物理。经典物理部分主要包括：经典力学、热学、电磁学、光学等；近代物理部分主要包括：狭义相对论力学基础、量子力学基础、固体能带理论简介等。经典物
理在科学技术领域仍然是应用最广泛的基础理论，而且也是学习近代科学技术新理论、新知识的重要基础理论，在大学物理的学习中对经典物理内容仍应予以重视；大学物理中的近代物理知识是学生今后学习近代科学技术新理论，新知识所必须的近代物理基础理论知识。三、开设大学物理课程的目的 一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。通过学习能对物质最普遍、最基本的运动形式和规律有比较全面而系统的认识，掌握物理学中的基本概念和基本理论以及研究问题的方法，同时在科学实验能力、计算能力以及创新思维和探索精神等方面受到严格的训练，培养分析问题和解决问题的能力，提高科学素质，努力实现知识、能力、素质的协调发展。大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。打好物理基础，不仅对学生在校学习起着十分重要的作用，而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术，不断更新知识都将产生深远的影响。 四、电子信息工程专业介绍 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在，电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传
大学物理实验论文
大学物理实验论文 Prepared on 22 November 2020
实验数据处理方法及其在实验中的应用引言：过去的一年中，我完成了大学物理实验这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础，虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果，但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中，影响物理实验现象的因素很多，产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径，以最佳的实验方式呈现物理问题，使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题，考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力，加深了我们对有关物理知识的理解。这一年，我共做了14个物理实验，用到了各种实验数据处理方法。 正文： 一、误差： 1、分类 系统误差 随机误差 粗大误差 2、表现形式 绝对误差 相对误差 引用误差
3、误差的处理 随机误差的处理 系统误差的处理 粗大误差的处理 仪器误差 二、有效数字 概念 三、测量结果的不确定度评定 1、测量不确定度 概念 分类 2、测量结果的表示 3、直接测量的结果及评定 最佳估计值 不确定度评定 A类评定 B类评定 4、间接测量的结果及评定 间接测量量的最佳值 间接测量量不确定度 四、数据处理的常用方法 1、列表法
2、作图法 优点 规则 应用 3、逐差法 4、最小二乘法 5、excel软件处理实验数据 五、实验数据处理方法在试验中的应用 1、落球法测量油品的粘滞系数 结束语： 一年内，只做的14个实验，但是我所学的实验数据的处理方法应用已经基本得到了应用。通过大学物理实验，不只是把课堂上学到的基本知识得到的应用，更重要的是我的动手能力得到的充足的锻炼，学会了自己动手，自己独立的思考，学会了做完实验后总结自己的不足，并在下一次实验过程中得到完善。现在所学到的实验数据处理方法不光是能用在大学物理实验数据的处理中。我相信，在以后的工作过程中，现在所学到的知识也一样能得到应用。 摘要： 大学物理实验数据处理方法主要误差的处理、测量结果不确定度的评定，数据处理的常用方法主要有:列表法、作图法、逐差
大学物理实验论文02
浅谈迈克尔逊干涉仪 材料科学与工程 0510班韩达 0120501010618 在物理量的测量中，有时由于被测量量过分小，以至无法被实验者或仪器直接感受和反应，此时可先通过一些途径将被测量量放大，然后再进行测量，放大被测量量所用的原理和方法称为放大法。 光的干涉是重要的光学现象之一，是光的波动性的重要实验依据。两列频率相同、振动方向相同和位相差恒定的相干光在空间相交区域将会发生相互加强或减弱现象，即光的干涉现象。－7～8×10－7 m之间)，根据干涉条纹数目和间距的变化与光程差、波长等的关系式，可以推出微小长度变化(光波波长数量级)和微小角度变化等。迈克尔逊干涉仪是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。它的特点是光源，两个反射面，接受器（观察者）四者在空间完全分开，东西南北各据一方，便于在光路中安插其它器件。利用它可以观察到很多干涉现象，例如在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。 关键词：干涉光程差波长位移明纹暗纹 （一）迈克尔逊干涉仪的原理 （1）光路图：
（2）干涉原理：从光源 S 发的光照射到分光镜 G 1 上，光被分成两束，反射光入射到平面反射镜 M 1 , 透射光经补偿镜 G 2 入射到平面反射镜 M 2 ，两束光分别被 M 1 、 M 2 反射，重新在 G 1 处会合，若满足相干条件就会产生干涉效应。 迈克尔逊干涉仪产生干涉的原理与“空气平板”所产生的干涉相同，在测量光波长时，首先将仪器调出较少的等倾条纹，仪器的附加光程为入 /2 。则中央处的光程差： Δ =2h+ 入 /2 （ 5 — 1 ） 式中： h — M 1 与 M 2 ' 之间的距离入—光源的波长 若中央调成一个暗斑时，则光程差 Δ = （ m + 1/2）入（ 5 — 2 ） 由式（ 1 — 1 ）和（ 1 — 2 ）得： : 2 h = m 入 2 Δ h = Δ m 入 其中：Δ h = h 1 - h 2 Δ m = m 1 - m 2 式中：Δ h — M 1 移动的距离
大学物理实验心得与体会
通过这个学期的大学物化实验,我体会颇深.首先,我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,学会了基本物化量的测量分析方法,基本实验仪器的使用等;其次,我已经学会了独立作实验的能力,大大提高了我的动手能力和思维能力以及基本操作与基本技能的训练,并且我也深深感受到做实验要具备科学的态度,认真态度和创造性的思维. 在老师的耐心讲解及细心指导下，通过本学期的物理化学实验，实验技能有显著提高，接触并掌握了很多新仪器的使用方法，学会了将课堂上的知识灵活运用到实验中去，并可以自己用所学知识来解决实验中所出现的问题，做到理论与实际紧密结合，活学活用 下面我就谈一下我在做实验时的一些技巧与方法.首先,做实验要用科学认真的态度去对待实验,认真提前预习,做好实验预习报告;第二,上课时认真听老师做预习指导和讲解,把老师特别提醒会出错的地方写下来,做实验时切勿出错;第三,做实验时按步骤进行,切不可一步到位,太心急.并且一些小节之处要特别小心,若不会,可以跟其他同学一起探讨一下,把问题解决.第四,实验后数据处理一定要独立完成,莫抄其他同学的,否则,做实验就没有什么意义了,也就不会有什么收获. 在实验中，我学到很多东西，特别是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的继续下去。例如：数据处理画图时，也要用软件画图，这也要求懂得excel软件的插入图表命令。还有动手这次实验，使物理化学这
门课的一些理论知识与实践相结合，更加深刻了我对这门课的认识，巩固了我的理论知识。 俗话说，人有两个宝,双手和大脑。双手会做工,大脑会思考。每一个理工科大学生不一定动手操作技能水平会很高，甚至有的大学生还很低。可是通过此次物化实验，经过三位名师（韩斌、李涛和姚明明）的指导，我了解并学会了很多东西。是我认识到物理化学实验作为化学实验课程的重要分支，是与物理化学课堂理论教学相辅相成的基础实验课程。物理化学实验课的主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法，通过实验手段了解物质的物理化学性质与化学反应规律之间的关系，熟悉重要的物理化学实验技术，掌握实验数据的处理及实验结果的分析、归纳方法，加深对物理化学基本理论和概念的理解，增强解决化学实际问题的能力，为将来工作和进一步深造打下良好的专业基础。 通过做物化实验，我清楚的认识到，做事要严谨，做人应诚信。知之为知之，不知为不知。只有这样，以后走向工作岗位，才能踏踏实实，做一个堂堂正正的人。 通过做物化实验，我感觉能力的培养和训练主要表现在三个方面： （1）逻辑思维能力的增强。物理化学实验最后所得的结果往往不是直接测量的到的，而是通过理论分析，推导出一系列理论公式，再由直接测量到的物理量运算而得到的。因此，要求我们在
大学物理学论文
大学物理学论文 姓名：郭晓婷 班级：07电联班 序号：51号 学号：200730371081
磁悬浮技术及磁悬浮列车 随着科学的发展，人类已经不满足于普通列车的行驶速度，这就促进了磁悬浮技术的发展。 磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年Hermann Kemper先生就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁浮列车的专利。进入70年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。根据当时轮轨极限速度的理论，科研工作者们认为，轮轨方式运输所能达到的极限速度为每小时350公里左右，要想超越这一速度运行，必须采取不依赖于轮轨的新式运输系统。这种认识引起许多国家的科研部门的兴趣，但后来都中途放弃，只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究，并均取得了令世人瞩目的进展。其中磁悬浮列车是其中最伟大的一项成果。 磁悬浮列车是一种与传统方式完全不同的崭新列车。它不是用不同机车牵引，而是靠通过磁场推动。它不接触导轨，而是靠这种看不见的磁垫使之悬浮在导轨上，利用电磁力进行导向，并利用直线电机将电能转换成推进力来推动列车前进的第五代交通运输工具。 磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”，亦称之为“磁垫车”。由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10─15毫米的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型,以德国高速常导磁浮列车tran2srapid 为代表,它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起,悬浮的气隙较小,一般为10 毫米左右,速度可达每小时400～500 千米。超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型,以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场,列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用,产生电动斥力将列车悬起,悬浮气隙较大,一般为100 毫米左右,速度可达每小时500 千米以上。 磁悬浮列车与当今的高速列车相比，具有许多无可比拟的优点：(1)速度快。常导磁悬浮列车运行速度可达400km? h～500 km?h; 超导磁悬浮列车运行速度可达500km? h～600 km? h。轮轨列车速度一般在400 km?h 以下。在运距1000 km～1500 km 的范围内, 磁悬浮列车可与飞机竞争。(2) 运行成本和能耗低。由于没有轮子、无摩擦等因素, 它比目前最先进的高速列车省电30%。据德国资料介绍, 在300 km?h 速度下, 磁悬浮列车比ICE3能耗少28%; 在500 km?h 速度下, 每座位每公里的能耗仅为飞机的三分之一至二分之一, 比汽车也少耗能30%。(3) 维修少。磁悬浮列车属于无磨损运行, 需要维修的主要是电气设备。随