由于重力、表面張力、磁力的相互作用，流體會產生表面波脈沖。所謂波脈沖，沒有單一的波長或頻率。已知在沒有外磁場的情況下，脈沖的傳播速度為其中，d是流體的深度，κ是比例常數。這個關系式適用于振幅較小的情況。當振幅較大時，由于脈沖的作用，流體深度發生變化，從而引起傳播速度的變化，產生非線性效應。當產生的非線性效應不時，波脈沖基本可以保持其前沿輪廓。然而,當非線性效應時，脈沖傳播時可以改變它們的輪廓，并常常在主脈沖的前面或后面產生波紋。A部分：平面波脈沖()為了在鐵磁流體中產生平面波，把玻璃盒放在木制底座上，玻璃盒的長邊沿著底座邊緣的檔條，如圖9(a)所示，檔條可以使玻璃盒只沿一個方向移動。放置時要確保底座平整和水平。用手將玻璃盒子快速推動2厘米，可以產生波脈沖。為了確保產生波脈沖的一致性，可以用藍丁膠或木墊片標記盒子的起始位置和終止位置。建議多練習幾次，使產生的波脈沖的一致性更好。圖9A部分所需裝置的照片，(a)木制底座上裝有鐵磁流體的玻璃盒，(b)放在底座和玻璃盒上方的凳子，(c)凳子上的相機將凳子放在玻璃盒和底座的上面，如圖9(b)所示，用燈來提供照明，以便能夠清晰的觀察流體中的波脈沖。確保可以產生平面波脈沖。

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    我們假設初沿x方向傳播的波脈沖將保持在x方向傳播。注意：(x，y)是t時刻脈沖上各點的坐標。，其在t=0時處于x=0位置，求出x，y與t之間的關系式。ii.在步驟，用字母V標出玻璃盒中鐵磁流體滿足這一近似條件合理的地方。()，并在圖上標出燈的位置和光的照射方向。測量用于計算κ的數據，并將數據填入答題紙的表格中。計算數據的不確定度。在測量時，畫出視頻的關鍵幀的示意圖，顯示重要特征，并標記所有所做的測量。()，計算κ的值，圖中需要包含每個數據的誤差棒。給出你用來計算v和d，以及不確定度Δv和Δd的詳細公式。將用于作圖的其他計算值記錄在。ii.從，y與t之間的關系。根據你的數據，給出x，y與t需要滿足的條件。()譯注：B部分主要研究的是平面波脈沖在深度變化的流體中的傳播特性。實驗中通過調節尼龍螺栓就可以形成深度沿y方向變化的流體。實驗的關鍵是通過分析平面波脈沖在傳播過程中由于深度不同而產生的的變形，得出流體深度對傳播速度的影響。C部分：波和磁效應()注意：如果磁鐵碰撞在一起很可能會破碎，破碎的磁鐵很危險。注意：不會因為磁鐵破碎。而給你更換新的磁鐵。正如你在問題1中觀察到的現象，在外磁場存在的情況下，鐵磁流體會移動到磁場強的區域。

    )譯注：C部分主要研究的是鐵磁流體在未形成尖刺時的光學表面特性，將變形的流體的表面作為近似球面鏡。注意，，而且要合理的設計實驗方案，減少測量誤差。。D部分：有尖刺時的表面特性：尖刺的形成和消失()在較強外磁場作用體表面會發生不穩定性，并形成前面玻璃瓶中觀察到的尖刺。，如圖8所示，根據不穩定性理論給定的關系計算鐵磁流體在空氣界面處的表面張力。()圖8疊放在一起的小磁鐵和大磁鐵(沒有明顯尖刺)開始，逐漸向流體靠近，測量在形成每個尖刺時的距離。再將磁鐵逐漸遠離鐵磁流體，測量每個尖刺消失時的距離，并計算測量數據的不確定度。()。根據數據，繪出相應的光滑曲線，圖上要清晰標明磁鐵移動的方向。()，流體的重力勢能、磁能和表面能也會隨之改變。定性畫出流體的表面能和磁能與距離的關系圖，并根據上一張圖，標記出相應的臨界點，注意關系圖中要畫出總體的變化趨勢。()譯注：D部分主要研究的是鐵磁流體在形成尖刺時的表面特性。注意，因為磁鐵有靠近和遠離兩個過程，在，并注意測量數據的點的數量。注意分析在尖刺形成過程中，表面能和磁能的變化。2.鐵磁流體的波脈沖(10分)本實驗將研究鐵磁流體中波脈沖的主要特性。

     磁石，中藥名。為氧化物類礦物尖晶石族磁鐵礦，主含四氧化三鐵(Fe3O4)。采挖后，除去雜石。

    以便能夠清晰的觀察流體中的波脈沖。確保可以產生平面波脈沖，并且眼睛可以通過凳子的孔觀察到它們。一旦你觀察到平面波脈沖，把相機放在孔上，并錄制一個脈沖視頻。請注意，可能需要調整照明和脈沖幅度，以便能錄制出清晰的視頻。可以用藍丁膠將燈固定在合適的位置和使用鋁箔擋光或者導光來調整照明。在調整照明時，重要的是要考慮如何減少來自光源的光線直接進入相機，以及如何減少玻璃盒蓋的反射。提醒：出于安全考慮，禁止將玻璃盒的蓋子取下。針對不同的情況，有兩種照明方案可以選擇，一種是在凳子內產生照向各個方向的漫射光，另外一種是用光照射玻璃盒的側面。有關如何制作和播放視頻，請參見附錄A中的照相機說明。請注意，相機的默認自動設置即適合于制作實驗所需視頻，如果你難以清楚地記錄觀察到的效果，則需要調整照明，以便能夠更清晰的觀察波脈沖。，在示意圖中，需要特別標出燈的位置和光的照射方向。()，計算鐵磁流體中的波脈沖的速度。在進行測量時，繪制出視頻關鍵幀的示意圖，示意圖要顯示重要的特征，并標記所有所進行的測量。()。并給出計算公式。()譯注：A部分主要研究的是平面脈沖波的產生及其特性。實驗的關鍵是選擇合適的照明方式。

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但是這個方法，只適合于簡單的方塊形狀和 圓柱形狀。湖南粘接釹鐵硼N52磁鐵服務電話

    是鐵磁材料的一種特性，取決于制作磁鐵的材料；對于大磁鐵(由N42制成)，Br=，小磁鐵(由N52制成)，Br=。作用在單位體積鐵磁流體Z方向(沿磁鐵磁化方向)上的力可以認為是：由于計算很繁瑣，因此可以在該部分中使用偶極近似法來估算鐵磁流體上的力。在偶極近似下，在Z方向上的單位體積受力為：旋轉金屬管，使穿過金屬管的螺紋桿的平面朝下。旋轉金屬管時確保螺紋桿桿不要碰到凳子。使用藍丁膠將小瓶子側向粘貼到楔子厚邊緣的頂部。(圖3、圖4所示)圖3A部分中磁鐵的位置圖4A部分玻璃瓶安裝圖，使得鐵磁流體能夠剛好懸浮在透明的未知液體中，在答題紙上記錄下距離Z及其不確定度。可能要實現完美的懸浮會很困難，因此，如果你無法使鐵磁流體穩定地懸浮，則測量出距離及其不確定性的比較好估讀值。在答題紙上畫出測量距離的示意圖，說明你是如何測量的。()注意：有時鐵磁流體會“分裂”成二團，一團磁形，另一團漂浮在液體中。這通常是因為瓶子里有少量的空氣引起的。你可以用磁鐵來調整鐵磁流體的位置，將其移動到瓶中干凈的地方。，計算鐵磁流體與周圍透明流體的密度差，包括其不確定性。()譯注：A部分主要研究的是鐵磁流體在磁場中的受力情況。本題的關鍵是分析鐵磁流體穩定懸浮時。

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