總結，漢語詞語，讀音為zǒng jié，意思是總地歸結， 以下是為大家整理的關于波爾共振實驗報告總結3篇 , 供大家參考選擇。
波爾共振實驗報告總結3篇
第1篇: 波爾共振實驗報告總結
核磁共振的穩態吸收
學號：XXXX 姓名：XXX 班別：XXXX
報告僅供參考，抄襲有風險，切記
【實驗內容】
（1） 將裝有核樣品的玻璃管插入振蕩線圈中并放置在磁鐵的中心位置，使振蕩線圈軸線與穩恒磁場方向相互垂直。
（2） 調節適當的掃場強度，緩慢調節射頻場的頻率，搜索NMR信號。
（3） 分別改變射頻場的強度、頻率，觀察記錄吸收信號幅度的變化；改變樣品在磁場中的位置觀察磁場均勻度對吸收波形的影響；改變掃場，觀察記錄吸收信號幅度的變化；找出最佳實驗觀測狀態，并采用吸收峰等間距的方法觀測共振吸收信號。分別將相關圖形用數字示波器采集到U盤中
（4） 由數字頻率計測量射頻場的頻率，用高斯計測量樣品所在處的穩恒磁場強度B。
（5） 有所得數據計算、朗德因子和磁矩word/media/image5.gif
（6） 核樣品換為濃度更大的樣品（樣品系老師提供，名稱未知），找出最佳實驗觀測狀態，并采用吸收峰等間距的方法觀測共振吸收信號，信號圖形用數字示波器采集到U盤中。
【實驗分析】
（一）觀察并找出影響共振信號的因素
（1）射頻信號對核磁共振的影響
分別改變射頻場的強度和頻率，觀察吸收信號的變化。測量圖形如下（見下頁）：
word/media/image6.gifword/media/image7.gif
圖1改變射頻場的幅度前后共振信號的變化（左圖為改變前，右圖為改變后）
word/media/image8.gifword/media/image9.gif
圖2改變射頻場的頻率前后共振信號的變化（左圖為改變前，右圖為改變后）
分析：由以上的圖形知，在改變射頻場的強度（或頻率）前，共振吸收波形為等間距波；改變強度（或頻率）后，共振吸收波形不再為等間距波形。理論上，最強的共振信號與邊限振蕩器剛剛起振的狀態相對應。射頻幅度增大,其共振信號反而減弱。射頻幅度影響射頻頻率,對于已調好的狀態,如改變射頻幅度,則共振信號不再等間距。
（2）掃場對核磁共振的影響
改變掃場幅值，觀察吸收信號的變化。測量圖形如下：
word/media/image10.gifword/media/image11.gif
圖3改變掃場幅值前后共振信號的變化（左圖為改變前，右圖為改變后）
分析：由以上圖形知，改變掃場幅值前后共振信號的間距沒有改變，但共振信號幅值發生變化。實驗一般采用 50 Hz 交流電通過自耦變壓器降壓，然后送到掃場線圈，這時便在穩恒磁場上疊加了一個交變磁場作為掃場．此時，要求掃場通過共振區的時間要遠較縱向弛豫時間 T1和橫向弛豫時間T2長得多．采用50 Hz的掃場通常制備好的樣品來說，是未能滿足穩態條件的，因為掃場速度不夠緩慢，以致磁化強度未能緊跟磁場的變化，共振吸收信號的最大值略滯后于共振點，且在共振區后出現擺動尾波．當采用T2很小的固體樣品來做實驗時，50 Hz掃場區可看作滿足穩態條件，這時共振信號沒有尾波出現。然而，若掃場幅值太小而未能掃過整個譜線范圍，則信號幅值較小；若掃場幅值太大時，由于掃過共振區的時間太短，以致一些粒子還來不及實現能級躍遷，因而信號幅值也較小．
（3）穩恒磁場對核磁共振的影響
改變樣品在磁場中的位置，觀察吸收信號的變化。測量圖形如下：
word/media/image12.gifword/media/image13.gif
圖4改變樣品位置前后共振信號的變化（左圖為離磁場中心近，右圖為離磁場中心遠）
分析：由圖形知，在偏離磁場中心時（此時磁場為不均勻磁場）共振信號峰谷值相差較大，且偏離磁場中心越遠則共振信號畸變越大。理認上，外磁場空間分布的均勻性與否對共振信號的質量影響極大，若磁場不均勻，將會使共振譜線產生附加展寬，一般來說，當磁場的不均勻性大于 10-4時，共振信號會因磁場非均勻展寬而嚴重變小，甚至消失．因此，要想觀察到清晰的核磁共振信號，磁場在樣品范圍內應高度均勻．原因之一是核磁共振信號由共振吸收的頻率條件word/media/image14.gif決定，如果磁場不均勻，則樣品內各部分的共振頻率不相等，對于偏離word/media/image15.gif的原子核則不能參與共振，使得參與共振的原子核數目不足，結果是信號被噪聲所淹沒，難以觀察到核磁共振信號．
（4）樣品濃度對核磁共振的影響
分別測量c核樣品和濃度更大的樣品（樣品系老師提供，名稱未知），得到測量圖形如下：
word/media/image16.gifword/media/image17.gif
圖5不同樣品的共振信號（左圖為1H樣品，右圖為濃度較大的未知樣品）
分析：由圖形可知，樣品濃度對共振信號的影響主要是弛豫時間的不同。由于右圖的樣品未知（但知道其濃度比1H樣品大），故只能作定性比較，即弛豫時間隨溶液濃度的增大而減小。討論其物理機制：核磁弛豫過程是自旋核與環境以及自旋核之間通過相互作用進行能量交換的過程．涉及原子核的偶極-偶極相互作用、自旋-旋轉相互作用、化學位移各向異性相互作用、電四極矩相互作用以及標量耦合作用等諸多方面．在水溶液中，氫原子核的環境中（通稱“晶格”）水中的氧原子的質量都遠大于氫原子。溶液中等量的氫原子周圍平均含有的晶格雜質越多，質量越大，能量交換就越快，弛豫時間也越短．因此隨著溶液濃度的增大，弛豫時間呈現減小的趨勢。
（4）溫度對核磁共振的影響
理論上，核磁共振吸收信號與溫度成反比,溫度越高粒子差數越小,對觀察核磁共振信號越不利。由于實驗室溫度在做實驗前后改變不大，故沒有測量相關數據。
（二）計算氫核的旋磁比、朗德因子和磁矩word/media/image5.gif
調節出最佳實驗觀測狀態，共振信號如圖6所示（見下頁）：
word/media/image18.gif
圖61H樣品的共振圖形
實驗測量射頻場的頻率為：
υ=19.93767MHz
樣品所在處的穩恒磁場強度為：
B=0.496T
氫核的旋磁比為：
word/media/image19.gif
由于核磁子為：
word/media/image20.gif
則氫核的朗德因子為：
word/media/image21.gif
由于氫核的角動量為：
word/media/image22.gif
則氫核的磁矩可求得為：
word/media/image23.gif
朗德因子的理論值為word/media/image24.gif，則實驗測得朗德因子的相對誤差為：
word/media/image25.gif
【分析】：word/media/image26.gif實驗時較難找出共振點，故須慢慢旋轉射頻邊限振蕩器上的頻率旋扭,同時仔細觀察示波器上的信號,當巨大的噪聲背景中出現一明顯的突變,且該突變在掃描電壓信號一個周期的范圍內僅出現三處,這時則找到了核磁共振信號。最后在該頻率位置反復細調,直到核磁共振信號非常明顯。
word/media/image27.gif產生誤差的原因有主觀原因及客觀：主觀原因為在判斷是否等間距時存在主觀的誤差。客觀原因有二：一為實驗過程中有多組實驗同時展開，各儀器之間存在較大干擾；二是樣品未能精確地放置于磁場中心，即未能使樣品置于均勻磁場下。
（三）核磁共振弛豫時間
弛豫過程是由于物質間相互作用產生的，發生核磁共振的前提是核自旋體系磁能級間自旋粒子數差不為零，而核磁共振本身是以粒子數差n按指數規律下降為代價的，由于共振吸引，系統處于非平衡態，系統由非平衡態過渡到平衡態的過程叫弛豫過程，弛豫是與射頻場誘導躍遷相反的機制，當兩者的作用處于動態平衡時，可觀察到穩定的共振信號。弛豫因涉及磁化強度的縱向和橫向分量, 因而可分為縱向弛豫和橫向弛豫，縱向弛豫起因于自旋- 晶格之間的相互作用，縱向弛豫時間T1反映自旋系統粒子數差從非平衡態恢復到平衡態的特征時間常數，T1越短表明自旋- 晶格相互作用越強。橫向弛豫T2源于自旋-自旋之間的相互作用，橫向弛豫時間表征了由于非平衡態進動相位相關產生的不為零的磁化強度橫向分量恢復到平衡態時相位無關的特征時間常數。
（1）實驗中可通過尾波法測量樣品的共振橫向弛豫時間T2
分別測量兩個樣品的橫向弛豫時間T2，兩樣品共振信號如下圖所示：
word/media/image28.gifword/media/image29.gif
圖7不同樣品的共振信號（左圖為1H樣品，右圖為濃度較大的未知樣品）
分別用Origin7.5取其波峰值做指數衰減擬合得到下圖：
word/media/image30.gif
圖8：1H樣品的橫向弛豫時間
word/media/image31.gif
圖9：濃度較大樣品橫向弛豫時間
由圖8及圖9可知，1H樣品的橫向弛豫時間為：
word/media/image32.gif
濃度較大樣品橫向弛豫時間為：
word/media/image33.gif
比較兩樣品橫向弛豫時間可得：word/media/image34.gif即濃度大的樣品弛豫時間比濃度小的樣品知，此結果或定性地認為與前面的理論分析一致。
（四）關于測量核磁共振弛豫時間的拓展
可利用內掃描法測量核磁共振弛豫時間，具體步驟為：按實驗裝置連好線路，將樣品放入探頭的線圈中，且使樣品和線圈置于磁鐵的中央(磁場最均勻處)，調節幅度和頻率，使出現共振信號，移動探頭的位置，使信號最強。讀出三峰等間隔時的頻率f1，二峰合一剛消失一瞬間時的頻率f2 ，半高寬Δt ，則
word/media/image35.gif
其中word/media/image36.gif，word/media/image37.gif，word/media/image38.gif；
【思考題】
1、 觀測NMR共振時需要提供哪幾種磁場，它們各起什么作用？
答：（1）穩恒磁場。穩恒磁場提供產生能級塞曼分裂的外磁場。穩恒磁場要求磁鐵能夠盡量產生強的、穩定均勻的磁場。強磁場有利于更好的觀察核磁共振信號；磁場空間分布均勻性和穩定性越好則核磁共振實驗儀的分辨率越高。
（2）掃描磁場。掃描磁場產生一較弱的調制磁場疊加在主磁場上，使作用于樣品的外磁場周期性變化，每當總磁場掃過磁共振點時，樣品發生共振吸收，在示波器上可以觀察到一個吸收峰。掃場磁場的掃場速度應足夠緩慢，以使磁化強度能緊跟磁場的變化。
（3）射頻場。邊限振蕩器產生的射頻場作用于樣品，當發生共振時，樣品吸收射頻場能量使得回路Q值下降，導致振蕩變弱振幅變小，，即射頻振蕩受到共振吸收的調制。被調制的射頻信號經檢波濾波后，便得到NMR吸收信號。
2、 掃場法和掃頻法各有什么特點？本實驗哪些觀測過程使用了掃頻法？
答：掃場法，即把射頻場的頻率固定，而讓磁場連續變化，通過共振區域。掃場法簡單易行，確定共振頻率比較準確。
掃頻法，即讓磁場固定，使射頻場的頻率連續變化，通過共振區域。本實驗采用在尋找共振點的位置的時候采用的是掃頻法。
【參考資料】1、 馮一兵，馬建忠 《核磁共振的實現條件及影響因素分析》高師理科學刊 2011
2、 吳思誠，王祖銓主編《近代物理實驗（第三版）》北京大學出版社
3、 周世勛 《量子力學教程》 高等教育出版社
4、 高漢賓，鄭耀華編《簡明核磁共振手冊》 湖北科學技術出版社
5、臧充之，張潔天，彭培芝 《核磁共振弛豫時間與溶液濃度關系的實驗研究》
第2篇: 波爾共振實驗報告總結
電子順磁共振實驗報告
【實驗簡介】
電子順磁共振譜儀是根據電子自旋磁矩在磁場中的運動與外部高頻電磁場相互作用，對電磁波共振吸收的原理而設計的。因為電子本身運動受物質微觀結構的影響，所以電子自旋共振成為觀察物質結構及其運動狀態的一種手段。又因為電子順磁共振譜儀具有極高的靈敏度，并且觀測時對樣品沒有破壞作用，所以電子順磁共振譜儀被廣泛應用于物理、化學、生物和醫學生命領域。
【實驗原理】
具有未成對電子的物質置于靜磁場中，由于電子的自旋磁矩與外部磁場相互作用，導致電子的基態發生塞曼能級分裂，當在垂直于靜磁場方向上所加橫向電磁波的量子能量等于塞曼分裂所需要的能量，即滿足共振條件，此時未成對電子發生能級躍遷。
Bloch根據經典理論力學和部分量子力學的概念推導出Bloch方程。Feynman、Vernon、Hellwarth在推導二能級原子系統與電磁場作用時，從基本的薛定諤方程出發得到與Bloch方程完全相同的結果，從而得出Bloch方程適用于一切能級躍遷的理論，這種理論被稱之為FVH表象。
原子核具有磁矩：
； （1）
稱為回旋比，是一個參數；word/media/image5.gif表示自旋的角動量；
原子核在磁場中受到力矩：
word/media/image6.gif； （2）
根據力學原理word/media/image7.gif，可以得到：
word/media/image8.gif； （3）
考慮到弛豫作用其分量式為：
word/media/image9.gif （4）
其穩態解為：
word/media/image10.gif （5）
如圖1所示：
word/media/image11.gif
實驗中，通過示波器可以觀察到共振信號，李薩如圖形及色散圖，又因為共振信號發生的條件為，所以知道磁場及共振頻率，就可以求出旋磁比，進而由：
word/media/image12.gif （6）
可以求出朗德word/media/image13.gif因子。
【實驗儀器】
電子順磁共振儀主機、磁鐵、示波器、微波系統（包括微波源、隔離器、阻抗調配器、鈕波導、直波導、可變短路器及檢波器）、word/media/image14.gif連接線2根、電源線1根、支架3個、插片連接線4根。
儀器裝置圖
【實驗過程】
1） 先把三個支架放到適當的位置，再將微波系統放到支架上，調節支架的高低，，使得微波系統水平放置，最后把裝有word/media/image16.gif樣品（二苯基苦酸基聯氨，分子式為word/media/image17.gif）的試管放在微波系統的樣品插孔中；
2） 將微波源的輸出與主機后部微波源的電源接頭相連，再將電子順磁共振儀面板上的直流輸出與磁鐵上的一組線圈的輸入相連，掃描輸出與磁鐵面板上的另一組線圈相連，最后將檢波輸出與示波器的輸入端相連；
3） 打開電源開關，將示波器調至直流擋；將檢波器的輸出調至直流最大，再調節短路活塞，使直流輸出最小；將示波器調至交流檔，并調節直流調節電位器，使得輸出信號等間距；
4）用word/media/image14.gif連接線一端接電子順磁共振儀主機面板上右下word/media/image18.gif端，另一端接示波器word/media/image19.gif
通道，調節短路活塞觀察李薩如圖形；
5）在環形器和扭波導之間加裝阻抗調配器，然后調節檢波器和阻抗調配器上的旋鈕觀察色散波形。
【實驗數據】（注：以下數據不作為儀器驗收標準，僅供實驗時參考）
1） 調節適當可以觀察到共振信號波形如圖2所示：
圖2 吸收信號
2） 可以觀察到李薩如圖形如圖3所示：
圖3 李薩如圖形
3） 可以觀察到色散圖如圖4所示：
圖4 色散信號
4）用特斯拉計可以測定磁鐵磁感應強度為：word/media/image23.gif，又因為微波頻率為word/media/image24.gif，根據，可以計算出旋磁比：
word/media/image25.gif，
又因為word/media/image12.gif，所以有：
word/media/image26.gif
所以朗德word/media/image13.gif因子值為1.97。
【實驗總結】
1）微波段電子順磁共振實驗儀通過電子的塞曼能級之間的共振信號證實了不成對電子的磁矩存在；
2）通過實驗可以觀察電子順磁共振信號及色散信號；
3）通過實驗推導出電子的朗德word/media/image13.gif因子，并且用電子順磁共振實驗儀測量其大小。
【參考資料】
[1] 吳思誠、王祖栓 《近代物理實驗Ⅰ》 北京大學出版社；
[2] 楊福家 《原子物理學》 高等教育出版社；
[3] 王正行 《近代物理學》 北京大學出版社。
第3篇: 波爾共振實驗報告總結
實驗02 波爾共振實驗因受迫振動而導致的共振現象具有相當的重要性和普遍性。在聲學、光學、電學、原子核物理及各種工程技術領域中，都會遇到各種各樣的共振現象。共振現象既有破壞作用，也有許多實用價值。許多儀器和裝置的原理也基于各種各樣的共振現象，如超聲發生器、無線電接收機、交流電的頻率計等。在微觀科學研究中共振現象也是一種重要的研究手段，例如利用核磁共振和順磁共振研究物質結構等。
表征受迫振動的性質是受迫振動的振幅頻率特性和相位頻率特性（簡稱幅頻和相頻特性）。本實驗中，用波爾共振儀定量測定機械受迫振動的幅頻特性和相頻特性，并利用頻閃方法來測定動態物理量——相位差。
【實驗目的】1． 研究波爾共振儀中彈性擺輪受迫振動的幅頻特性和相頻特性。
2． 研究不同阻尼力矩對受迫振動的影響，觀察共振現象。
3． 學習用頻閃法測定運動物體的某些量，例相位差。
【儀器用具】ZKY-BG波爾共振實驗儀
【實驗原理】物體在周期外力的持續作用下發生的振動稱為受迫振動，這種周期性的外力稱為強迫力。如果外力是按簡諧振動規律變化，那么穩定狀態時的受迫振動也是簡諧振動，此時，振幅保持恒定，振幅的大小與強迫力的頻率和原振動系統無阻尼時的固有振動頻率以及阻尼系數有關。在受迫振動狀態下，系統除了受到強迫力的作用外，同時還受到回復力和阻尼力的作用。所以在穩定狀態時物體的位移、速度變化與強迫力變化不是同相位的，存在一個相位差。當強迫力頻率與系統的固有頻率相同時產生共振，此時速度振幅最大，相位差為90°。
實驗采用擺輪在彈性力矩作用下自由擺動，在電磁阻尼力矩作用下作受迫振動來研究受迫振動特性，可直觀地顯示機械振動中的一些物理現象。
當擺輪受到周期性強迫外力矩5d92bdf46b22f5841f100278a4306a59.png的作用，并在有空氣阻尼和電磁阻尼的媒質中運動時（阻尼力矩為de49eb9cd235627a8de24a6a8fd18289.png）其運動方程為
7d19c1881c3c2b9b3cd98e678be2e274.png （1）
式中，ff44570aca8241914870afbc310cdb85.png為擺輪的轉動慣量，5c8464a729d0ecd88878a138b433e206.png為彈性力矩，5d2aeb05dde80a94548fb618a06eae85.png為強迫力矩的幅值，45bf03a575f6e81359314e906fb2bff3.png為強迫力的圓頻率。
令 abb7ef77c01ec82a6846c7d0661fc272.png，f3d3ddd88ac9a3412f7a4951b0121457.png，e89dca581e03273e2099fde9eec4b587.png
則式（1）變為
8d37c1b9ad1094a237e5fbe3121b3683.png （2）
當7d0334d031ee4994fc5a61d7b15e2883.png時，式（2）即為阻尼振動方程。
當f540181b2f5e934f23cc6927f5160c54.png，即在無阻尼情況時式（2）變為簡諧振動方程，系統的固有頻率為0a3a044e5373678c83f7876766c25d61.png。方程（2）的通解為
befb9c65f03cc49912d9bc22157766ed.png （3）
由式（3）可見，受迫振動可分成兩部分：
第一部分，137ae258a22ab338e90ba44edabb8fbd.png，表示減幅振動部分，其中06a6e9be062da833ae59d233a3f20318.png，和初始條件有關，經過一定時間后衰減消失。
第二部分，說明強迫力矩對擺輪作功，向振動體傳送能量，最后達到一個穩定的振動狀態。振幅為
c385a8883f60e4fa5b4e7f227a7b9f1f.png （4）
它與強迫力矩之間的相位差為
ba87679c09057b40063480f133a4aa0b.png （5）
由式（4）和式（5）可看出，振幅f0db02faea3832d1c6cab0775f04ef54.png與相位差6c4dbec1c9102e1076a6a6ca04576cf0.png的數值取決于強迫力矩m、頻率45bf03a575f6e81359314e906fb2bff3.png、系統的固有頻率0a3a044e5373678c83f7876766c25d61.png和阻尼系數dc5233cb1d950ecad15b1e9b2514f665.png四個因素，而與振動初始狀態無關。
由51afe6557f25eac607d4df3d9375e6d5.png（或7ad79c38b9ffa7e1431c80b4f9f84d55.png）極值條件可得出，當強迫力的圓頻率2d6c17aab047503ce0bf41eeba35c3c4.png時，產生共振，f0db02faea3832d1c6cab0775f04ef54.png有極大值。若共振時圓頻率和振幅分別用aa07a4bb324305e8243a18315b1aed42.png、df0a81d2e4387d02174914da203073e2.png表示，則
f59eac05445e6128fa8b114fe12fe78d.png （6）
1e73598a417af199d209b5d637b99206.png （7）
式（6）、（7）表明，阻尼系數dc5233cb1d950ecad15b1e9b2514f665.png越小，共振時圓頻率越接近于系統固有頻率，振幅df0a81d2e4387d02174914da203073e2.png也越大。圖1和圖2表示出在不同dc5233cb1d950ecad15b1e9b2514f665.png時受迫振動的幅頻特性和相頻特性。
圖 1 幅頻特性 圖2 相頻特性
【儀器介紹】ZKY-BG型波爾共振儀由振動儀與電器控制箱兩部分組成。振動儀部分如圖3所示，銅質圓形擺輪A安裝在機架上，彈簧B的一端與擺輪A的軸相聯，另一端可固定在機架支柱上，在彈簧彈性力的作用下，擺輪可繞軸自由往復擺動。在擺輪的外圍有一卷槽型缺口，其中一個長形凹槽C比其它凹槽長出許多。機架上對準長型缺口處有一個光電門H，它與電器控制箱相聯接，用來測量擺輪的振幅角度值和擺輪的振動周期。在機架下方有一對帶有鐵芯的線圈K，擺輪A恰巧嵌在鐵芯的空隙，當線圈中通過直流電流后，擺輪受到一個電磁阻尼力的作用。改變電流的大小即可使阻尼大小相應變化。為使擺輪A作受迫振動，在電動機軸上裝有偏心輪，通過連桿機構E帶動擺輪，在電動機軸上裝有帶刻線的有機玻璃轉盤F，它隨電機一起轉動。由它可以從角度讀數盤G讀出相位差Φ。調節控制箱上的十圈電機轉速調節旋鈕，可以精確改變加于電機上的電壓，使電機的轉速在實驗范圍（30-45轉/分）內連續可調，由于電路中采用特殊穩速裝置、電動機采用慣性很小的帶有測速發電機的特種電機，所以轉速極為穩定。電機的有機玻璃轉盤F上裝有兩個擋光片。在角度讀數盤G中央上方900處也有光電門I（強迫力矩信號），并與控制箱相連，以測量強迫力矩的周期。
受迫振動時擺輪與外力矩的相位差是利用小型閃光燈來測量的。閃光燈受擺輪信號光電門控制，每當擺輪上長型凹槽C通過平衡位置時，光電門H接受光，引起閃光，這一現象稱為頻閃現象。在穩定情況時，由閃光燈照射下可以看到有機玻璃指針F好象一直“停在”某一刻度處，所以此數值可方便地直接讀出，誤差不大于20 。閃光燈放置位置如圖3所示擱置在底座上，切勿拿在手中直接照射刻度盤。
擺輪振幅是利用光電門H測出擺輪讀數A處圈上凹型缺口個數，并在控制箱液晶顯示器上直接顯示出此值，精度為10。
word/media/image38.gif
波耳共振儀電器控制箱的前面板和后面板分別如圖4和圖5所示。
電機轉速調節旋鈕，系帶有刻度的十圈電位器，調節此旋鈕時可以精確改變電機轉速，即改變強迫力矩的周期。鎖定開關處于圖6的位置時，電位器刻度鎖定，要調節大小須將其置于該位置的另一邊。×0.1檔旋轉一圈，×1檔走一個字。一般調節刻度僅供實驗時作參考，以便大致確定強迫力矩周期值在多圈電位器上的相應位置。
可以通過軟件控制阻尼線圈內直流電流的大小，達到改變擺輪系統的阻尼系數的目的。阻尼檔位的選擇通過軟件控制，共分3檔，分別是“阻尼1”、“阻尼2”、“阻尼3”。阻尼電流由恒流源提供，實驗時根據不同情況進行選擇（可先選擇在“阻尼2”處，若共振時振幅太小則可改用“阻尼1” ），振幅在150°左右。
閃光燈開關用來控制閃光與否，當按住閃光按鈕、擺輪長缺口通過平衡位置時便產生閃光，由于頻閃現象，可從相位差讀盤上看到刻度線似乎靜止不動的讀數（實際有機玻璃F上的刻度線一直在勻速轉動），從而讀出相位差數值。為使閃光燈管不易損壞，采用按鈕開關，僅在測量相位差時才按下按鈕。
電器控制箱與閃光燈和波爾共振儀之間通過各種專業電纜相連接。不會產生接線錯誤之弊病。
【實驗內容與要求】1．實驗準備
按下電源開關后,屏幕上出現歡迎界面，其中NO.0000X為電器控制箱與電腦主機相連的編號。過幾秒鐘后屏幕上顯示如圖一“按鍵說明”字樣。符號“”為向左移動；“”為向右移動；“”為向上移動；“”向下移動。下文中的符號不再重新介紹。
2．選擇實驗方式：根據是否連接電腦選擇聯網模式或單機模式。這兩種方式下的操作完全相同。
3．自由振蕩——擺輪振幅7943b5fdf911af3ffcf9d8f738478e8a.png與系統固有周期37388ac88f952ca253c1301db58f393c.png的對應值的測量
自由振蕩實驗的目的，是為了測量擺輪的振幅7943b5fdf911af3ffcf9d8f738478e8a.png與系統固有振動周期37388ac88f952ca253c1301db58f393c.png的關系。
在圖一狀態按確認鍵,顯示圖二所示的實驗類型,默認選中項為自由振蕩,字體反白為選中。再按確認鍵顯示:如圖三
word/media/image46.gif用手轉動擺輪160°左右，放開手后按“”或“”鍵,測量狀態由“關”變為“開”, 控制箱開始記錄實驗數據, 振幅的有效數值范圍為：160°～ 50°(振幅小于160°測量開，小于50°測量自動關閉)。測量顯示關時,此時數據已保存并發送主機。
查詢實驗數據,可按“”或“”鍵,選中回查,再按確認鍵如圖四所示，表示第一次記錄的振幅θ0 = 134°，對應的周期T = 1.442秒，然后按“”或“”鍵查看所有記錄的數據, 該數據為每次測量振幅相對應的周期數值,回查完畢,按確認鍵,返回到圖三狀態。此法可作出振幅7943b5fdf911af3ffcf9d8f738478e8a.png與37388ac88f952ca253c1301db58f393c.png的對應表。該對應表將在稍后的“幅頻特性和相頻特性”數據處理過程中使用。
若進行多次測量可重復操作,自由振蕩完成后,選中返回,按確認鍵回到前面圖二進行其它實驗。
表1 振幅7943b5fdf911af3ffcf9d8f738478e8a.png與37388ac88f952ca253c1301db58f393c.png關系
4．測定阻尼系數β
在圖二狀態下, 根據實驗要求,按“”鍵,選中阻尼振蕩, 按確認鍵顯示阻尼:如圖五。阻尼分三個檔次,阻尼1最小,根據自己實驗要求選擇阻尼檔,例如選擇阻尼2檔, 按確認鍵顯示:如圖六。
首先將角度盤指針F放在0°位置，用手轉動擺輪160°左右，選取θ0在150°左右，按“”或“”鍵,測量由“關”變為“開”并記錄數據,儀器記錄十組數據后,測量自動關閉,此時振幅大小還在變化,但儀器已經停止記數。
阻尼振蕩的回查同自由振蕩類似,請參照上面操作。若改變阻尼檔測量,重復操作步驟即可。
從液顯窗口讀出擺輪作阻尼振動時的振幅數值θ1、θ2、θ3……θn，利用公式
1c59323dc7e429ed60a3f8b7b6ce442d.png （8）
求出β值，式中n為阻尼振動的周期次數，θn為第n次振動時的振幅，2d6d8ca9c44c164d278417fa93431d8f.png為阻尼振動周期的平均值。此值可以測出10個擺輪振動周期值，然后取其平均值。一般阻尼系數需測量2-3次。
利用公式（9）對所測數據(表2)按逐差法處理，求出β值。
d222e9d9a221785c0b3b1fa651f8c201.png （9）
i為阻尼振動的周期次數，0531ea1c63f495df4c1efa4fdadafafb.png為第i次振動時的振幅。
表2 阻尼檔位
10T = 秒 19cf8dce89a1372496bfd1be8532d42e.png= 秒
5. 測定受迫振動的幅度特性和相頻特性曲線
word/media/image59.gif在進行強迫振蕩前必須先做阻尼振蕩,否則無法實驗。
儀器在圖二狀態下,選中強迫振蕩, 按確認鍵顯示:如圖七默認狀態選中電機。
按“”或“”鍵,讓電機啟動。此時保持周期為1，待擺輪和電機的周期相同，特別是振幅已穩定，變化不大于 1，表明兩者已經穩定了(如圖八), 方可開始測量。
測量前應先選中周期，按“”或“”鍵把周期由1(如圖七)改為10(如圖九),(目的是為了減少誤差,若不改周期,測量無法打開)。再選中測量, 按下“”或“”鍵,測量打開并記錄數據（如圖九）。
一次測量完成，顯示測量關后，讀取擺輪的振幅值，并利用閃光燈測定受迫振動位移與強迫力間的相位差。
調節強迫力矩周期電位器，改變電機的轉速，即改變強迫外力矩頻率ω，從而改變電機轉動周期。電機轉速的改變可按照89e58e5e96dcc26a3ed3fa6fcea22c96.png控制在10°左右來定，可進行多次這樣的測量。
每次改變了強迫力矩的周期，都需要等待系統穩定，約需兩分鐘，即返回到圖八狀態，等待擺輪和電機的周期相同，然后再進行測量。
在共振點附近由于曲線變化較大，因此測量數據相對密集些，此時電機轉速極小變化會引起89e58e5e96dcc26a3ed3fa6fcea22c96.png很大改變。電機轉速旋鈕上的讀數（例5.50）是一參考數值，建議在不同ω時都記下此值，以便實驗中快速尋找要重新測量時參考。
測量相位時應把閃光燈放在電動機轉盤前下方,按下閃光燈按鈕,根據頻閃現象來測量,仔細觀察相位位置。
強迫振蕩測量完畢, 按“”或“”鍵,選中返回,按確定鍵,重新回到圖二狀態。
【注意事項】
1 強迫振蕩實驗時，調節儀器面板〖強迫力周期〗旋鈕，從而改變不同電機轉動周期，該實驗必須做10次以上，其中必須包括電機轉動周期與自由振蕩實驗時的自由振蕩周期相同的數值。
2 在作強迫振蕩實驗時，須待電機與擺輪的周期相同（末位數差異不大于2）即系統穩定后，方可記錄實驗數據。且每次改變了變強迫力矩的周期，都需要重新等待系統穩定。
3 因為閃光燈的高壓電路及強光會干擾光電門采集數據，因此須待一次測量完成，顯示測量關后（參看圖八），才可使用閃光燈讀取相位差。
4 學生做完實驗后測量數據需保存后，才可在主機上查看特性曲線及振幅比值。
表3 幅頻特性和相頻特性測量數據記錄表 阻尼檔位
以ω/ω0為橫軸，振幅θ為縱軸，作幅頻特性曲線。
以ω/ω0橫軸，相位差6c4dbec1c9102e1076a6a6ca04576cf0.png為縱軸，作相頻特性曲線。
6.關機
在圖二狀態下，按住復位按鈕保持不動，幾秒鐘后儀器自動復位，此時所做實驗數據全部清除，然后按下電源按鈕，結束實驗。
【思考問題】1． 共振峰對應的自變量ω/ω0是否為1，為什么？
2． 什么條件下強迫力的周期與擺輪的周期相同？
3． 擺輪上方的光電門為什么能同時測出擺輪轉動的振幅與周期？
4． 如實驗中阻尼電流不穩定，會有什么影響？
5． 頻閃法測相位差的原理是什么？兩次頻閃如稍有差異，是什么原因？
【附錄】【誤差分析】
因為本儀器中采用石英晶體作為計時部件，所以測量周期（圓頻率）的誤差可以忽略不計，誤差主要來自阻尼系數dc5233cb1d950ecad15b1e9b2514f665.png的測定和無阻尼振動時系統的固有振動頻率0a3a044e5373678c83f7876766c25d61.png的確定。且后者對實驗結果影響較大。
在前面的原理部分中我們認為彈簧的彈性系數k為常數，它與扭轉的角度無關。實際上由于制造工藝及材料性能的影響,k值隨著角度的改變而略有微小的變化（3%左右），因而造成在不同振幅時系統的固有頻率0a3a044e5373678c83f7876766c25d61.png有變化。如果取0a3a044e5373678c83f7876766c25d61.png的平均值，則將在共振點附近使相位差的理論值與實驗值相差很大。為此可測出振幅與固有頻率0a3a044e5373678c83f7876766c25d61.png的對應數值，在2dbc0631367c6219f5c2fcda7737126c.png 公式中T0采用對應于某個振幅的數值代入（可查看自由振蕩實驗中作出7943b5fdf911af3ffcf9d8f738478e8a.png與37388ac88f952ca253c1301db58f393c.png的對應表，找出該振幅在自由振蕩實驗時對應的擺輪固有周期。若此7943b5fdf911af3ffcf9d8f738478e8a.png值在表中查不到，則可根據對應表中擺輪的運動趨勢，用內插法，估計一個37388ac88f952ca253c1301db58f393c.png值），這樣可使系統誤差明顯減小。
【波爾共振儀調整方法】
波爾共振儀各部分經校正，請勿隨意拆裝改動，電器控制箱與主機有專門電纜相接，不會混淆，在使用前請務必清楚各開關與旋鈕功能。
經過運輸或實驗后若發現儀器工作不正常可行調整，具體步驟如下：
1、將角度盤指針F放在“0”處。
2、松連桿上鎖緊螺母，然后轉動連桿E，使搖桿M處于垂直位置，然后再將鎖緊螺母固定。
3、此時擺輪上一條長形槽口（用白漆線標志）應基本上與指針對齊，若發現明顯偏差，可將擺輪后面三只固定螺絲略松動，用手握住蝸卷彈簧B的內端固定處，另一手即可將擺輪轉動，使白漆線對準尖頭，然后再將三只螺絲旋緊：一般情況下，只要不改變彈簧B的長度，此項調整極少進行。
4、若彈簧B與搖桿M相連接處的外端夾緊螺釘L放松，此時彈簧B外圈即可任意移動（可縮短、放長）縮短距離不宜少于6cm。在旋緊處端夾擰螺釘時，務必保持彈簧處于垂直面內，否則將明顯影響實驗結果。
將光電門H中心對準擺輪上白漆線（即長狹縫），并保持擺輪在光電門中間狹縫中自由擺動，此時可選擇阻尼檔為“1”或“2”，打開電機，此時擺輪將作受迫振動，待達到穩定狀態時，打開閃光燈開關，此時將看到指針F在相位差度盤中有一似乎固定讀數，兩次讀數值在調整良好時差1o以內（在不大于2o時實驗即可進行）若發現相差較大，則可調整光電門位置。若相差超過5o以上，必須重復上述步驟重新調整。
由于彈簧制作過程中問題，在相位差測量過程中可能會出現指針F在相位差讀數盤上兩端重合較好，中間較差，或中間較好、二端較差現象。
【簡單故障排除】
