光源旋转效应现象与电学中自感现象惊人的相似

电学自感实验，电灯串联有铁芯的线圈，可以看到，通电后，电灯的亮度是由弱到强。而断电后，电灯的亮度突然更强后再灭。

特别注意：此实验产生的现象可以不用高精度的测量仪器进行观察。

光学中的光源旋转效应，当光源由静止为零加速到匀速的一瞬间过程中，照度计的读数或电流表的读数有一个减小的过程（即光源从静止时的仪表读数减小）。而光源由匀速到静止的一瞬间过程中，照度计的读数或电流表的读数有一个加大的过程（即光源从匀速时的仪表读数加大，然后恢复为光源在静止时的仪表读数）。

这是从光源本身旋转（激光笔旋转等）、光通过旋转透明介质的实验过程中观测到的现象。

特别注意：此实验产生的现象可以不用高精度的测量仪器进行观察。

刘武青、三个效应的发现者、http://cqfyl.nease.net>

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http://www.pep.com.cn/200308/ca268359.htm

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自感现象的演示

(2003-08-11 22:30:04)

　　1.元件选择

　　自感线圈L用功率300W以上，初级直流电阻为30Ω左右的变压器(也可用“振荡电流演示器”的线圈)1个，电感量＞150H为宜。LED管采用四管芯8引脚的2cm×1.5cm大方形平面(3cm2以上)高亮度发光二极管3只(其中白色发红光的2只，白色发绿光的1只)，发光面的一端可用小锉锉成尖形箭号或画出尖形箭号(将箭号以外发光面用黑漆涂盖，使其发光时仅显出未涂部分)。因有多组管脚，所以应选配对应的双列8脚集成电路插座，并将每个LED管的4个管芯通过插座脚以并联方式焊接出二条引线使用，以提高亮度。整流二极管3只(可选用IN4007等，用于提高耐压，保护各LED管)。1W200Ω左右的带柄大电位器1只，测电笔用的氖气管1只，小单闸(或拨动开关)1只。小干电池盒1套。

　　2.制作装配

　　先用条木做一个底座高10cm，宽20cm，面板为40cm×35cm的示教板架，使面板架略向后倾斜，再用一块质量好的纤维板钉子支架面板上，用于安装电路元件，并将纤维面板涂白漆二遍，干后用小排笔在面板上按原理图的对应位置画出电路图和符号(红、绿发光管及电源极性可用相应的红、绿色画出)，然后将方形发光二极管连座、按钮AN、开关K、氖管S装于面板原理图对应位置上；电位器R可从面板上钻一小孔，将柄端从里向外伸出，再用螺母将其锁紧在面板上，将整流管D1—D3、电池盒及跨接线等装在示教板后；线圈较重，可用带鳄鱼夹的导线临时连接安装，或固定在示教板底座后侧(线圈以最大匝数串入电路)。

　　安装完毕后，装上小电池，按下AN检查LED1、LED2是否发亮，并调整R使这二个发光二极管稳定发红光时亮度相同。再松开按钮AN切断电路，检查氖管是否辉光闪亮。最后闭合开关K使LED3与L并联组成闭合回路，检查松开AN(断电)时LED3是否突然闪亮发绿光，若以上实验有效，即达到设计要求，可用于教学。

　　二、实验方法

　　先出示教具，向学生简介电路原理，并指明各LED管发光时电流方向与箭号方向一致。

　　1.演示通电时自感现象

　　按下AN，可看出LED1立即发红光，而LED2滞后发亮。若连续快速按动AN，则这个时间差更为明显：每次LED1立即全亮，但LED2几乎来不及发亮。这种演示结果说明了通电时自感现象：通电时线圈L产生了通电自感电动势ε1，方向与电源电动势ε相反，从而阻碍了LED2中电流的立即增大，因此滞后发亮。(注意：这时氖管不亮是由于L两端的电压很低(＜ε)，所以不能起辉；而K闭合时LED3不亮则是这时的电流方向由左到右，与其导通极性相反而不导通。)

　　2.演示断电时自感现象

　　(1)先让开关K断开，使LED3支路不通，当松开AN时，电源被切断，LED1、LED2立即熄灭，但氖管却发出明亮闪光，然后熄灭，说明断电时L产生了断电自感电动势ε2，且达到了氖管的起辉电压(60V以上)，才使氖管瞬间起辉闪亮，这就充分说明了“断电自感电动势ε2远大于电源电动势ε”(即ε2>>60V)。

　　(2)判断断电自感电动势ε2的方向：闭合开关K，使绿色LED3与线圈L并联，形成闭合回路，再重复松开AN演示断电自感，每次都可看到LED3闪发一下明亮绿光(这时因自感电流基本上都经由内阻相对小很多的LED3管通过，而氖管不再发出辉光)，这又说明了线圈L断电时产生的断电自感电动势ε2方向与通电时相反：由右到左(这样LED3才能导通发光)；从氖管的直流起辉发光偏向负极(左边)的特性也可判断ε2的方向是右正左负。

注：1.线圈L产生的断电自感电动势ε2，使红发光二极管LED1、LED2反向截止(不导通)而不亮。

　　2.该演示器在稍暗的室内环境显示效果更佳。

(中基网)

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