振動與被動式隔振物理教學實驗研究

劉澤生，高家鵬，谷庭龍，史秀裕，張有為，羅鵬順

(華中科技大學 物理學院 引力與量子物理湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430074)

振動噪聲是影響精密測量的一項主要的干擾因素。振動會導致實驗部件的位移或形變，使實驗平臺具有非零的加速度，影響實驗測量的穩定性，導致待測物理效應淹沒在噪聲背景中。在大多數精密測量實驗中，為了獲得高的測量精度，都需對實驗系統進行嚴格的隔振處理，采用一級或多級隔振技術。因此，了解隔振的基本原理和隔振系統各項參數對隔振性能的影響是進行精密測量所需的基本條件之一。

根據隔振系統是否需要外界能源裝置供能來維持正常工作，隔振系統可以分為被動隔振系統(無源隔振)和主動隔振系統(有源隔振)兩種，分別起到不同的隔振效果[5]。

文章基于被動隔振相關原理，設計了一套簡易的被動隔振實驗平臺。利用被動隔振平臺，測量了不同外界條件下，該平臺的振動傳遞函數，研究了其隔振性能。并基于該平臺，搭建干涉儀進行了激光干涉位移測量，分析干涉儀的靈敏度并利用其測量了系統對于環境噪聲的隔振情況。同時，實驗作為一門針對物理專業本科生的創新性物理實驗教學課程，實驗內容涵蓋大學物理課程的眾多知識點，如力學、運動學、振動與波動、波動光學等。因此，通過本實驗的教學有助于培養學生實踐動手能力，同時加深學生對大學物理課程相關知識點的理解與運用。……