实验偏振光的观测与研究
偏振光的理论意义和价值是，证明了光是横波。同时，偏振光在很多技术领域得到了广泛的应用。如偏振现象应用在摄影技术中可大大减小反射光的影响，利用电光效应制作电光开关等。
【实验目的】
1．通过观察光的偏振现象，加深对光波传播规律的认识。
2．掌握偏振光的产生和检验方法。
3．观察布儒斯特角及测定玻璃折射率。
4．观测圆偏振光和椭圆偏振光。
【实验仪器】
光具座、激光器、光点检流计、起偏器、检偏器、1/4波片、1/2波片、光电转换装置、观测布儒斯特角装置、带小孔光屏、钠光灯。
【实验原理】
按照光的电磁理论，光波就是电磁波，电磁波是横波，所以光波也是横波。在大多数情况下，电磁辐射同物质相互作用时，起主要作用的是电场，因此常以电矢量作为光波的振动矢量。其振动方向相对于传播方向的一种空间取向称为偏振，光的这种偏
振现象是横波的特征。
根据偏振的概念，如果电矢量的振动只限于某
一确定方向的光，称为平面偏振光，亦称线偏振光；
如果电矢量随时间作有规律的变化，其末端在垂直
于传播方向的平面上的轨迹呈椭圆（或圆），这样的光称为椭圆偏
振光（或圆偏振光）；若电矢量的取向与大小都随时间作无规则变
化，各方向的取向率相同，称为自然光，如图3-26所示；若电矢
量在某一确定的方向上最强，且各向的电振动无固定相位关系，
则称为偏振光。
1．获得偏振光的方法
（1）非金属镜面的反射，当自然光从空气照射在折射率为n
的非金属镜面（如玻璃、水等）上，反射光与折射光都将成为部
分偏振光。当入射角增大到某一特定值φ0时，镜面反射光成为完
全偏振光，其振动面垂直于射面，这时入射角φ称为布儒斯特角，
也称起偏振角，由布儒斯特定律得：
0tan n φ= （3-51）
其中，n 为折射率。
（2）多层玻璃片的折射，当自然光以布儒斯特角入射到叠在
一起的多层平行玻璃片上时，经过多次反射后透过的光就近似于
线偏振光，其振动在入射面内。
图3-26 自然光
（3）晶体双折射产生的寻常光（o 光）和非常光（e 光），均
为线偏振光。
（4）用偏振片可以得到一定程度的线偏振光。
2．偏振片、波片及其作用
（1）偏振片
偏振片是利用某些有机化合物晶体的二向色性，将其渗入透
明塑料薄膜中，经定向拉制而成。它能吸收某一方向振动的光，
而透过与此垂直方向振动的光，由于在应用时起的作用不同而叫
法不同，用来产生偏振光的偏振片叫做起偏器，用来检验偏振光
的偏振片叫做检偏器。
按照马吕斯定律，强度为I 0的线偏振光通过检偏器后，透射
光的强度为：
θ20cos I I = （3-52）
式中θ为入射偏振光的偏振方向与检偏器偏振化方向之间
的夹角，显然当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强
度I 发生周期性变化。当θ=0°时，透射光强最大；当θ=90°时，
透射光强为极小值（消光状态）；当0°<θ<90°时，透射光强介
于最大和最小之间。
自然光通过起偏器后可变为线偏振光，线偏振光振动方向
与起偏器的透光轴方向一致。因此，如果检偏器的透光轴与起
偏器的透光轴平行，则在检偏器后面可看到一定光强，如果二者
垂直时，则无光透过，如图3-27所示。其中（a ）图为起偏器
透光轴P 1与检偏器透光轴P 2平行的情况；（b ）图为起偏器透光
轴P 1与检偏器透光轴P 2垂直的情况。此时透射光强为零，此种
现象称为消光。在实验中要经常利用“消光”现象来判断光的
偏振状态。
图3-27 偏振光
（2）波片
波片也称相位延迟片，是由晶体制成的厚度均匀的薄片，其
光轴与薄片表面平行，它能使晶片内的o 光和e 光通过晶片后产
生附加相位差。根据薄片的厚度不同，可以分为1/2波长片，1/4
波长片等，所用的1/2、1/4波长片皆是对钠光而言的。
当线偏振光垂直射到厚度为L ，表面平行于自身光轴的单轴晶
片时，则寻常光（o 光）和非常光（e 光）沿同一方面前进，但传播
的速度不同。这两种偏振光通过晶片后，它们的相位差φ为： ()o e 2π
n n L ?λ=- （3-53）
其中，λ为入射偏振光在真空中的波长，n o 和n e 分别为晶片
对o 光e 光的折射率，L 为晶片的厚度。
我们知道，两个互相垂直的，同频率且有固定相位差的简谐
振动，可用下列方程表示（通过晶片后o 光和e 光的振动）：
()e o sin sin X A t Y A t ωω?=???=+??
从两式中消去t ，经三角运算后得到全振动的方程式为：
222222cos sin e o e o X Y XY A A A A ??++= （3-54）
由此式可知；
①当?=K π（K = 0，.……）时，为线偏振光。
②当()π212K ?=+（K = 0，.……）时，为正椭圆偏振光。在A o = A e 时，为圆偏振光。
③当?为其他值时，为椭圆偏振光。
在某一波长的线偏振光垂直入射于晶片的情况下，能使o 光
和e 光产生相位差?= (2K + 1)π（相当于光程差为λ/2的奇数
倍）的晶片，称为对应于该单色光的二分之一波片（λ/2波片），
与此相似，能使o 光和e 光产生相位()π212
K ?=+（相当于光程差为λ/4的奇数倍）的晶片，称为四分之一波片（λ/4波片）。本实
验中所用波片（λ/4）是对6328A （H e -N e 激光）而言的。
如图3-28所示，当振幅为A 的线偏振光垂直入射到λ/4波片
上，振动方向与波片光轴成θ角时，由于o 光和e 光的振幅分别
为A sin θ和A cos θ，所以通过λ/4波片后合成的偏振状态也随角
度θ的变化而不同。
① 当θ=0°时，获得振动方向平行于光轴的线偏振光。
② 当θ=λ/2时，获得振动方向垂直于光轴的线偏振光。
③ 当θ=λ/4时，A e = A o 获得圆偏振光。
④ 当θ为其他值时，经过λ/4波片后为椭圆偏振光。
3．椭圆偏振光的测量
椭圆偏振光的测量包括长、短轴之比及长、短轴方位的测定。
如图3-29所示，当检偏器方位与椭圆长轴的夹角为?时，则透射
光强为：
222212cos sin I A A ??=+
图3-28 图3-29
当?=πK 时
21max A I I ==
当()π212
K ?=+时 22min A I I ==
则椭圆长短轴之比为 min max 21I I A A = （3-55）
椭圆长轴的方位即为max I 的方位。
【实验内容与步骤】
1．起偏与检偏鉴别自然光与偏振光
（1）在光源至光屏的光路上插入起偏器P 1，旋转P 1，观察光
屏上光斑强度的变化情况。
（2）在起偏器P 1后面再插入检偏器P 2，固定P 1方位，旋转P 2，
旋转360°，观察光屏上光斑强度的变化情况。有几个消光方位？
（3）以硅光电池代替光屏接收P 2出射的光束，旋转P 2，每转
过10°记录一次相应的光电流值，共转180°，在坐标纸上作出
I 0～cos 2θ关系曲线。
2．观察布儒斯特角及测定玻璃折射率
（1）在起偏器P 1后插入测布儒斯特角装置，再在P 1和装置之
间插入一个带小孔的光屏。调节玻璃平板，使反射光束与入射光
束重合，记下初始角1?。
（2）一面转动玻璃平板，一面同时转动起偏器P 1，使其透过
方向在入射面内。反复调节直到反射光消失为止，此时记下玻璃
平板的角度2?，重复测量三次，求平均值，算出布儒斯特角
021???=-。
（3）把玻璃平板固定在布儒斯特角的位置上，去掉起偏器P 1，
在反射光束中插入检偏器P 2，旋转P 2，观察反射光的偏振状态。
3．观测椭圆偏振光和圆偏振光
（1）如图3-30所示，先使起偏器P 1和检偏器P 2偏振轴垂直
（即检偏器P 2后的光屏上处于消光状态），在起偏器P 1和检偏器P 2
之间插入λ/4波片，转动波片使P 2后的光屏上仍处于消光状态。
用硅光电池（及光点检流计组成的光电转换器）取代光屏。
图3-30
（2）将起偏器P 1转过20°，调节硅光电池使透过P 2的光全部
进入硅光电池的接收孔内。转动检偏器P 2找出最大电流的位置，
并记下光电流的数值。重复测量3次，求平均值。
（3）转动P1，使P1的光轴与 /4波片的光轴的夹角依次为30°、45°、60°、75°、90°值，在取上述每一个角度时，都将检偏器P2转动一周，观察从P2透出光的强度变化。
4．观察线偏振光通过1/2波片时的现象（在前面实验的基础上进行）
（1）固定起偏器，转动检偏器至消光位置并固定不动。
（2）在起偏器与检偏器之间插入1/2波长片。
（3）转动1/2波长片一周，能看到几次消光？
（4）转1/2波长片，并在“出光”一侧观察直至出现消光现象。记下此时1/2波长片与检偏器的角度值。
（5）转动1/2波长片，其角度α=15°，此时，消光被破坏，在转动检偏器至消光位置，再记下此时1/2波长片与检偏器的角度值。
（6）继续进行类似的调节，使得1/2波长片转过的角度依次为30°，45°，60°，75°和90°，相应的调节检偏器至消光位置，记下此时的角度值。
将以上所记角度值填入表3-10中。
表3-10线偏振光通过1/2波片的数据记录
从上面实验结果可以得出什么规律？怎样解释这一规律。
【数据处理】
（1）数据表格自拟。
（2）在坐标纸上描绘出I p ～cos 2θ关系曲线。
（3）求出布儒斯特角021???=-，并由公式（3-51）求出平板玻
璃的相对折射率。
（4）由公式（3-55）求出20°时椭圆偏振光的长、短轴之比，
并以理论值为准求出相对误差。
【思考题】
1．如何应用光的偏振现象说明光的横波特性？怎样区别自然
光和偏振光？
2．玻璃平板在布儒斯特角的位置上时，反射光束是什么偏振
光？它的振动是在平行于入射面内还是在垂直于入射面内？
3．/4
波片与P1的夹角为何值时产生圆偏振光？为什么？
4．两片偏振片用支架安置于光具座上，正交后消光，一片不动，另一片的2个表面旋转180°，会有什么现象？如有出射光，是什么原因？
5．2片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什么现象？怎样解释？
6．波片的厚度与光源的波长什么关系？
附：光学实验中常用光源
能够发光的物体统称为光源。实验室中常用的是将电能转换为光能的光源—电光源。常见的有热辐射光源和气体放电光源及激光光源3类。
1．热辐射光源
常用的热辐射光源是白炽灯。普通灯泡就是白炽灯，可作白色光源，应按仪器要求和灯泡上指定的电压使用，如光具座、分光计、读数显微镜等。
2．气体放电光源
实验室常用的钠灯和汞灯（又称水银灯）可作为单色光源，它们的工作原理都是以金属Na或Hg蒸汽在强电场中发生的游离放电现象为基础的弧光放电灯。
在220V额定电压下，低压钠灯发出波长为和的两种单色黄光最强，可达85%，而其他几种波长为和等的光仅有15%。所以，在一般应用时取和的平均值作为钠光灯的波长值。
汞灯可按其气压的高低，分为低压汞灯、高压汞灯和超高压汞灯。低压汞灯最为常用，其电源电压与管端工作电压分别为220V和20V，正常点燃时发出青紫色光，其中主要包括7种可见的单色光，它们的波长分别是（红）、和（黄）、（绿）、（蓝绿）、（蓝紫）、（紫）。
使用钠灯和汞灯时，灯管必须与一定规格的镇流器（限流器）串联后才能接到电源上去，以稳定工作电流。钠灯和汞灯点燃后一般要预热3～4分钟才能正常工作，熄灭后也需冷却3～4分钟后，方可重新开启。
3．激光光源
激光是20世纪60年代诞生的新光源。激光（Laser）是“受激辐射光放大”的简称。它具有发光强度大、方向性好、单色性强和相干性好等优点。激光器是产生激光的装置，它的种类很多，如氦氖激光器、氩离子激光器、二氧化碳激光器、红宝石激光器等。
实验室中常用的激光器是氦氖（H e-N e）激光器。它由激光
工作的氦氖混合气体、激励装置和光学谐振腔3部分组成。氦
氖激光器发出的光波波长为，输出功率在几毫瓦到十几毫瓦之
间，多数氦氖激光管的管长为200～300mm，两端所加高压是由
倍压整流或开关电源产生，电压高达1500～8000V，操作时应
严防触摸，以免造成触电事故。由于激光束输出的能量集中，
强度较高，使用时应注意切勿迎着激光束直接用眼睛观看。
目前，气体放电灯的供电电源广泛采用电子整流器，这种整
流器内部由开关电源电路组成，具有耗电小、使用方便等优点。
光学实验中，常把光束扩大或产生点光源以满足具体的实验
要求，图3-31和图3-32表示两种扩束的方法，它们分别提供球
面光波和平面光波。
图3-31 图3-32
1,2,3,4,5,8有答案，6,7没有，但可以参考复 习 大学物理实验模拟试题一 一、填空题（总分42分，每空1分） 1． 测量结果的有效数字的位数由 和 共同决定。 2． 50分度的游标卡尺，其仪器误差为 。 3． 量程为10mA 电流表，其等级为1.0，当读数为6. 5mA 时，它的最大误差为 。 4． 不确定度表示 。 5． lg35.4= 。 6． 在分光计实验中，望远镜的调节用的是 法。 7． S 是表示多次测量中每次测量值的 程度，它随测量次数n 的增加变化很 ，表示 偏离真值的多少，它 随测量次数n 的增加变化很 。 8． 在杨氏模量实验中，若望远镜的叉丝不清楚，应调节望远镜 的焦距，若观察到的标尺像不清楚则应调节望远镜 的焦距。钢丝的伸长量用 法来测定。 9． 计算标准偏差我们用 法，其计算公式为 。 N S
10．表示测量数据离散程度的是精密度，它属于偶然误差，用误差（偏差）来描述它比较合适。 11．用20分度的游标卡尺测长度，刚好为15mm,应记为 mm。12．根据获得测量结果的不同方法，测量可分为测量和测量；根据测量的条件不同，可分为测量和测量。 13．电势差计实验中，热电偶的电动势与温差的关系为关系，可用 法、法和法来求得经验方程。14．789.30×50÷0.100= 。 15．10.1÷4.178= 。 16．2252= 。 17．用分光仪测得一角度为300，分光仪的最小分度为1，，测量的结果为。 18．对于连续读数的仪器，如米尺、螺旋测微计等，就以作为仪器误差。 19．分光计测角度时由于度盘偏心引起的测量角度误差按正弦规律变化，这是误差。 20．在示波器内部，同步、扫描系统的功能是获得电压信号，这种电压信号加在偏转板上，可使光点匀速地沿X 方向从左向右作周期性运动。 21．系统误差有确定性的特点，偶然误差有随机性
多项选择题(答案仅供参考) 1．请选出下列说法中的正确者（ CDE ） A ：当被测量可以进行重复测量时，常用重复测量的方法来减少测量结果的系统误差。 B ：对某一长度进行两次测量，其测量结果为10cm 和10.0cm ，则两次测量结果是一样 的。 C ：已知测量某电阻结果为：,05.032.85Ω±=R 表明测量电阻的真值位于区间 [85.27~85.37]之外的可能性很小。 D ：测量结果的三要素是测量量的最佳值（平均值），测量结果的不确定度和单位。 E ：单次测量结果不确定度往往用仪器误差Δ仪来表示，而不计ΔA . 2．请选择出表达正确者（ AD ） 3333 343/10)08.060.7(: /14.060.7:/1041.01060.7: /05.060.7:m kg D m kg C m kg B m kg A ?±=±=?±?=±=ρρρρ 3．请选择出正确的表达式： ( CD ) 3333 34/10)08.060.10( : (mm)1087.9)(87.9 :/104.0106.10 : )(10500)(5.10 :m kg D m C m kg B g kg A ?±=?=?±?==ρρ 4: 10.()551.010() A kg g =? 4．请选择出表达正确者（ A ） 333 3/04.0603.7: /14.060.7:/041.060.7: /04.060.7:m kg D m kg C m kg B m kg A ±=±=±=±=ρρρρ 5．请选择出表达正确者 ( BC ) 0.3mm 10.4cm h :D /10)08.060.7(:0.3cm 10.4h :B /1041.01060.7 :33334±=?±=±=?±?=m kg C m kg A ρρ 6．测量误差可分为系统误差和偶然误差，属于系统误差的有： ( AD ) Ａ：由于电表存在零点读数而产生的误差； Ｂ：由于测量对象的自身涨落所引起的误差； Ｃ：由于实验者在判断和估计读数上的变动性而产生的误差。 Ｄ：由于实验所依据的理论和公式的近似性引起的测量误差；
大学物理实验心得体会 大学物理实验心得体会（一） 为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 物理学从本质上说就是一门实验的科学，它以严格的实验事实为基础，也不断的受到实验的检验，可是从中学一直到现在，在物理课程的学习中，我们都普遍注重理论而忽视了实验的重要性。本学期的大学物理实验，向我们展示了在物理学的发展中，人类积累的大量的实验方法以及创造出的各种精密巧妙的仪器设备，让我们开阔了视野，增长了见识，在喟叹先人的聪明才智之余，更激发了我们对未知领域的求知与探索。 大学物理实验是我们进入大学后受到的又一次系统的实验方法与实验技能的培训，通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使我们进一步加深了对物理学原理的理解，培养与提高了我们的科学实验能力以及科学实验素养。特别是对于我们这样一批工科的学生，仅有扎实的科学理论知识是远远不够的，科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工工程技术的基础。一个合格的工程技术人员除了要具备较为深广的理论知识，更要具有较强的实践经验，大学
物理实验为我们提供了这样的一个平台，为我们动手能力的培养奠定了坚实的基础。 除次之外，大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。 感谢大学物理实验，让我收获了许多。 大学物理实验心得体会（二） 本学期我们生科专业开设了3门实验课，在实验课中，我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西，尤其是物理光学实验。它教会我更多的应该是一种态度，对待科学，对待学习。为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 我很感谢能够有机会学习物理实验，因为每一位老师都教会了我很多。每次上实验课，老师都给我们认真的讲解实验原理，轮到我们自己动手的时候，老师还常常给予我们帮助，不厌其烦地为我们讲解，直到我们做出来。有的同学在实验过程中出现了问题，就耽误了时间，老师也总是陪着我们直到最后一名同学做完实验。
《分光计的调节与使用》参考答案和评分标准预习报告(20分) 一.实验目的 a.了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法; b.用分光计测定棱镜顶角。 二. 实验仪器 分光计、钠灯、三棱镜、双面反射镜 三. 实验原理 1.分光计的调节原理 2.利用分光计测定棱镜顶角的方法 a.自准法 b.反射法 四. 实验内容和步骤 1.按调节分光计的要求调好分光计 2.任选一种方法测定三棱镜的顶角 评分要点： 1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。（5分） 2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。（5分） 3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。（5分） 4、报告的书写要整洁规范。（5分） 数据采集与实验操作(40分)
评分要点： 1、不能用手直接摸三棱镜和反射镜的表面。（2分） 2、是否调节好分光计。（15分） 3、对实验的原理是否掌握。（8分） 4、实验操作的熟练程度。（10分） 5、是否读出合理的数据。（5分）
A=60°16′±20′ E =? 评分要点： 1、是否列表记录数据，数据记录是否规范、清晰（10分） 2、数据处理过程是否完整（10分）[注意：反射法和自准法的公式是不同的] 3、是否得出正确答案(R 在合理的范围5分，误差处理5分) 六．思考题(10分) 1、 分光计由哪几部分组成？ 答：三脚底座、望远镜、平行光管、载物平台和读数盘。 2、 分光计调整的要求是什么？ 答：使平行光管发出平行光，望远镜聚焦于无穷远（使叉丝平面落在目镜和物镜的焦平面上），同时使平行光管和望远镜的光轴与转轴垂直。 3、 若刻度盘中心O ’与载物台中心O 不重合，即存在着偏心差，假定载物台从1?转到2?， 实际转过的角度为θ，而刻度盘上的读数为1?、'1?、2?、'2?，试证明 2/)]''()[(1212????θ-+-=
一、判断题（“对”在题号前（）中打√.“错”打×）（10分） （）1、误差是指测量值与真值之差.即误差=测量值－真值.如此定义的误差反映的是测量值偏离真值的大小和方向.既有大小又有正负 符号。 （）2、残差（偏差）是指测量值与其算术平均值之差.它与误差定义一样。 （）3、精密度是指重复测量所得结果相互接近程度.反映的是随机误差大小的程度。 （）4、测量不确定度是评价测量质量的一个重要指标.是指测量误差可能出现的范围。 （）5、在验证焦耳定律实验中.量热器中发生的过程是近似绝热过程。 （）6、在落球法测量液体粘滞系数实验中.多个小钢球一起测质量.主要目的是减小随机误差。 （）7、分光计设计了两个角游标是为了消除视差。 （）8、交换抵消法可以消除周期性系统误差.对称测量法可以消除线性系统误差。 （）9、调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平.应该先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉。 （）10、用一级千分尺测量某一长度（Δ仪=0.004mm）.单次测量结果为N=8.000mm.用不确定度评定测量结果为N=（8.000±0.004）mm。 二、填空题（20分.每题2分） 1．依照测量方法的不同.可将测量分为和两大类。 2．误差产生的原因很多.按照误差产生的原因和不同性质.可将误差分为疏失误差、和。 3．测量中的视差多属误差；天平不等臂产生的误差属于误差。 4．已知某地重力加速度值为9.794m/s2.甲、乙、丙三人测量的结果依次分别为：9.790±0.024m/s2、9.811±0.004m/s2、9.795±0.006m/s2.其中精密度最高的是 .准确度最高的是。 5．累加放大测量方法用来测量物理量.使用该方法的目的是减小仪器造成的误差从而减小不确定度。若仪器的极限误差为0.4.要求测量的不确定度小于0.04.则累加倍数N＞。 6．示波器的示波管主要由、和荧光屏组成。 7．已知y=2X1-3X2+5X3.直接测量量X1.X2.X3的不确定度分别为ΔX1、ΔX2、ΔX3.则间接测量量的不确定度Δy= 。 8．用光杠杆测定钢材杨氏弹性模量.若光杠杆常数（反射镜两足尖垂直距离）d=7.00cm.标尺至平面镜面水平距离D=105.0㎝.求此时光杠杆的放大倍数K= 。 9、对于0.5级的电压表.使用量程为3V.若用它单次测量某一电压U.测量值为2.763V.则测量结果应表示为U= .相对不确定度为B= 。 10、滑线变阻器的两种用法是接成线路或线路。 三、简答题（共15分） 1．示波器实验中.（1）CH1（x）输入信号频率为50Hz.CH2（y）输入信号频率为100Hz；（2）CH1（x）输入信号频率为150Hz.CH2（y） 输入信号频率为50Hz；画出这两种情况下.示波器上显示的李萨如图形。（8分） 2．欲用逐差法处理数据.实验测量时必须使自变量怎样变化？逐差法处理数据的优点是什么？（7分）
大学物理实验教程预习思考题、分析题参考答案
大学物理实验教程预习思考题、分析题参考答案 分享 作者：雪已被分享2次评论(0)复制链接分享转载举报 为节省大家时间，特从网上搜相关答案供大家参考！（按咱做实验顺序） ２.用模拟法测绘静电场 【预习思考题】 1．用电流场模拟静电场的理论依据是什么？模拟的条件是什么？用电流场模拟静电场的理论依据是：对稳恒场而言，微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布，若两种场满足相同的微分方程及边界条件，则它们的结构也必然相同，静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程，只要使他们满足形式相同的边界条件，则两者必定有相同的场结构。模拟的条件是：稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同；稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀，并满足σ极>>σ介以保证电流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等势面；模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。
2．等势线和电场线之间有何关系？ 等势线和电场线处处相互垂直。 3．在测绘电场时，导电微晶边界处的电流是如何流动的？此处的电场线和等势线与边界有什么关系？它们对被测绘的电场有什么影响？ 在测绘电场时，导电微晶边界处的电流为0。此处的电场线垂直于边界，而等势线平行于边界。这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形，不能表现出电场在无限空间中的分布特性。 【分析讨论题】 1．如果电源电压增大一倍，等势线和电场线的形状是否发生变化？电场强度和电势分布是否发生变化？为什么？ 如果电源电压增大一倍，等势线和电场线的形状没有发生变化，但电场强度增强，电势的分布更为密集。因为边界条件和导电介质都没有变化，所以电场的空间分布形状就不会变化，等势线和电场线的形状也就不会发生变化，但两电极间的电势差增大，等势线的分布就更为密集，相应的电场强度就会增加。 2．在测绘长直同轴圆柱面的电场时，什么因素会使等势线偏离圆形？
一、 选择题（每题4分，打“ * ”者为必做，再另选做4题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共40分） 1* 某间接测量量的测量公式为4 3 23y x N -=，直接测量量x 和y 的标准误差为x ?和y ?,则间接测 量量N 的标准误差为？B N ?=； 4322 (2)3339N x x y x x x ??-==?=??， 3334(3)2248y N y y y y x ??==-?=-??- ()()[]21 23 2 289y x N y x ?+?=? 2* 。 用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数—初读数（零读数），初读数是为了消除 ( A ) （A ）系统误差 （B ）偶然误差 （C ）过失误差 （D ）其他误差 3* 在计算铜块的密度ρ和不确定度ρ?时，计算器上分别显示为“8.35256”和“ 0.06532” 则结果表示为：（ C ） (A) ρ=（8.35256 ± 0.0653） （gcm – 3 ）， (B) ρ=（8.352 ± 0.065） （gcm – 3 ）， (C) ρ=（8.35 ± 0.07） （gcm – 3 ）， (D) ρ=（8.35256 ± 0.06532） （gcm – 3 ） (E) ρ=（2 0.083510? ± 0.07） （gcm – 3 ）， (F) ρ=（8.35 ± 0.06） （gcm – 3 ）， 4* 以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点 （ C ） （A ） 单峰性 （B ） 对称性 （C ） 无界性有界性 （D ） 抵偿性 5* 某螺旋测微计的示值误差为mm 004.0±，选出下列测量结果中正确的答案：（ B ） A ． 用它进行多次测量，其偶然误差为mm 004.0； B ． 用它作单次测量，可用mm 004.0±估算其误差； B =?==? C. 用它测量时的相对误差为mm 004.0±。 100%E X δ = ?相对误差：无单位；=x X δ-绝对误差：有单位。
附件2： 理工科大学物理实验课程教学基本要求 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。 在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。 物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。 一．课程的地位、作用和任务 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。 物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 本课程的具体任务是： 1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学 生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。 2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精 神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。 二、教学内容基本要求 大学物理实验应包括普通物理实验（力学、热学、电磁学、光学实验）和近代物理实验，具体的教学内容基本要求如下： 1.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。 （1）测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。 （2）处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技术的普及，应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。 2.掌握基本物理量的测量方法。 例如：长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量，注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。 3.了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用。 例如：比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法，以及在近代科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。 4.掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用。 例如：长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交／直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。 各校应根据条件，在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术，例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。 5.掌握常用的实验操作技术。
一、结 ，在恒流供电条件下，结地对地依赖关系主要取决于线性项，即正向压降几乎随温度下降而线性下降，这就是结测温地根据.文档来自于网络搜索 ，宽带材料地ＰＮ结，其高温端地线性区宽，而材料杂质电离能小地ＰＮ结，则低温端地线性区宽. ，ＰＮ结温度传感器地普遍规律：地线性度在高温端优于低温端. 二、实验 ，使原子从低能级向高能级跃迁：一定频率地光子照射，具有一定能量地电子与原子碰撞. ，原子与电子地碰撞是在管内进行地. ，段电压是管地阴极与栅极之间由于存在电位差而出现地. ，用充汞管做实验为何要开炉加热？ 使液体汞变成气体汞，相当于改变蒸汽压，使管中充满气体原子，达到实验要求 ，第一个峰地位置为何与第一激发电位有偏差？ 这是由于热电子溢出金属表面或者被电极吸收，需要克服一定地接触电势，其来源就是金属地溢出功，所以第一峰地位置会有偏差，但是两个峰对应地电势差就不会有这个偏差.文档来自于网络搜索 ，曲线周期变化与能级地关系，如果出现差异，可能地原因？ 电子与原子发生非弹性碰撞时能量地转移是量子化地. ，为什么曲线中各谷点电流随增大而增大? 随着栅极电压增加，电子能量也随之增加，在与汞原子发生碰撞后，一部分能量交给汞原子，还留下地一部分能量足够克服反向拒斥电场而达到板极，这时板极电流又开始上升.文档来自于网络搜索 三、测量Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ丝地电阻率 １，低电阻测量方法？ 电桥法，或者电流电压（伏安）法.【大电流，测电压】 本实验采用伏安法.通过小电阻与标准电阻串联，根据串联电路流过地电流相等计算Ｒ. ２，如何考虑接触电阻与接线电阻在实验中地影响？ 采用高输入阻抗地电压表测量电压. ３，什么是误差等分配原则？ 各直接测量量所对应地误差分析向尽量相等，而间接写亮亮对应地误差和合成项又满足精度地要求.（有时需要根据具体情况，对按等误差分配地误差进行调整，对测量中难以保证地误差因素应适当扩大允许地误差值，反之则尽可能地缩小允许地误差值.）文档来自于网络搜索 ４，为什么不用普通地万用表直接测量电阻地阻值？ 万用表精度不够. ５，测电阻率时，导线地粗细、长短对实验结果有误影响？ 理论来讲，导线地电阻率是其本身特性，粗细、长短并不会影响.但是在实验过程中，对直径地测量易产生误差，导线越细（直径越小），产生地误差就越大，所以实验一般选用直接稍大地裸导线.文档来自于网络搜索 四、力学量和热血量传感器 １，传感器由敏感元件和传感元件组成. ２，涡流传感器地标定曲线受哪些因素影响？ 待测表面地材料特性，感应头磁芯截面直径与与感应头与待测表面地距离., ３，为什么在应用应变片传感器经常采用半桥或全桥形式?
大学物理实验模拟试题五（附含答案） 一、填空（每题1分，共6分） 1、对某物理量进行直接测量，测量结果有效数字的位数由 、 决定。 2、对某物理量y 进行了n 次测量，各测量值为i y ，仪器误差为仪?，其A 类 不确度为： ； B 类不确定度为： ；合成不确定度 为： 。 3、用???±=表示测量结果，它的物理含义是： 。 4、测某物理量y ，得出cm y 753.15=，不确定度为cm y 321.0=?，结果应表示为： 。 5、测得金属环外径D D D ?±=，内径d d d ?±=，高h h h ?±=，则金属环 体积的不确定度：=?V ；相对不确定度： =V E 。 6、计算：=?-28.14)03.1734.17( ； =?+2.13)62.83.15(2 。 二、问答题（从下面8道题中只能选择6道 ，在不选题前用“ ” 标明，未 标明者，以前6道题计分，共18分） 1、在杨氏模量实验中的几个长度量L 、D 、b 、d 、n ?，哪个量的不确定度对结果影响最大？要减少测量结果的不确定度，主要应减少哪个长度量的不确定度？为什么？ 2、请画出示波管的结构图，并标明各部分的名称。 3、分光计测量角度之前应调整到什么状态？ 4、牛顿环实验中，为什么不用公式λKR r K =而用()λ n m D D R n m --=42 2测平凸透镜的曲率半径R ？ 5、简述霍尔效应测量磁场的原理。 6、示波器实验中，（1）用示波器观察信号波形时，若已知信号频率为 400Hz ， 要在荧光屏上出现2个周期的完整波形，扫描频率应该是多少？（2）显示李萨如图形时，1Y （x ）输入端信号频率为100Hz ，2Y （y ）输入端信号频率为50Hz ，画出该情况下示波器上显示的李萨如图形。 7、惠斯通电桥实验中，连好线路并合上开关1K 、2K ，如下图。调节s R 时
大学物理实验A(II)考试复习题 1．有一个角游标尺，主尺的分度值是0.5°，主尺上29个分度与游标上30个分度等弧长，则这个角游标尺的最小分度值是多少？ 30和29格差1格，所以相当于把这1格分成30份。这1格为0.5°=30′，分成30份，每份1′。 2．电表量程为：0～75mA 的电流表，0～15V 的电压表，它们皆为0.5级，面板刻度均为150小格，每格代表多少？测量时记录有效数字位数应到小数点后第几位(分别以mA 、V 为记录单位)？为什么？ 电流表一格0.5mA 小数点后一位 因为误差0.4mA, 电压表一格0.1V 小数点后两位,因为误差0.08V ，估读一位 ***3．用示波器来测量一正弦信号的电压和频率，当“Y 轴衰减旋钮”放在“2V/div ”档，“时基扫描旋钮”放在“0.2ms/div ”档时，测得波形在垂直方向“峰－峰”值之间的间隔为8.6格，横向一个周期的间隔为9.8格，试求该正弦信号的有效电压和频率的值。 f=1/T=1÷(9.8×0.0002)=510.2 U 有效=8.6÷根号2=6.08V ***4.一只电流表的量程为10mA ，准确度等级为1.0级；另一只电流表量程为15mA ，准确度等级为0.5级。现要测量9mA 左右的电流，请分析选用哪只电流表较好。 量程为10mA ，准确度等级为1.0级的电流表最大误差0.1mA,量程为15mA ，准确度等级为0.5级,最大误差0.075mA,所以选用量程为15mA ，准确度等级为0.5级 5. 测定不规则固体密度时，，其中为0℃时水的密度，为被测物在空气中的称量质量，为被测物完全浸没于水中的称量质量，若被测物完全浸没于水中时表面附 有气泡，试分析实验结果 将偏大还是偏小？写出分析过程。 若被测物浸没在水中时附有气泡，则物体排开水的体积变大，物体所受到的浮力变大，则在水中称重结果将偏小，即m 比标准值稍小，可知0ρρm M M -=将偏小 6．放大法是一种基本的实验测量方法。试写出常用的四种放大法，并任意选择其中的两种方法，结合你所做过的大学物理实验，各举一例加以说明。 累计放大法 劈尖干涉测金属丝直径的实验中，为了测出相邻干涉条纹的间距 l ，不是仅对某一条纹测量，而是测量若干个条纹的总间距 Lnl ，这样可减少实验的误差。
绪论 物理实验的地位和作用 实验是人们认识自然规律、改造客观世界的基本手段。借助于实验，人们可以突破感官的限制，扩展认识的境界，揭示事物的内在联系。近代科学历史表明，自然科学领域内的所有研究成果都是理论和实验密切结合的结晶。随着科学技术的发展，实验的运用日益广泛和复杂，实验的精确程度越来越高，实验环节在科学技术的重大突破中所起的作用也越来越大。 物理实验是科学实验的重要组成部分之一。物理实验本质上是一门实验科学。在物理学的发展中一直起着重要的作用。物理概念的确立、物理规律的发展、物理理论的建立都有赖于物理实验，并受物理实验的检验。物理学是一切自然科学的基础，人类文明史上的每次重大的技术革命都是以物理学的进步为先导的，物理实验在其中起着独特的作用。如，法拉第等人进行电磁学的实验研究促使了电磁学的产生与发展，导致了电力技术与无线电技术的诞生，形成了电力与电子工业；放射性实验的研究和发展导致原子核科学的诞生与核能的运用，使人类进入了原子能时代；固体物理实验的研究和发展导致晶体管与集成电路的问世，进而形成了强大的微电子工业与计算机产业，使人类步入信息时代。 当今科学技术的发展以学科互相渗透、交叉与综合为特征。物理实验作为有力的工具，其构思、方法和技术与其他学科的相互结合已经取得巨大的成果。不容置疑，今后在探索和开拓新的科技领域中，物理实验仍然是有力的工具。 物理实验的任务和目的 物理实验是对工科学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。 本课程的具体任务是： （1）通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。 （2）培养与提高学生的科学实验能力。其中包括： ① 能够自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备。 ② 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。 ③ 能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断。 ④ 能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。 ⑤ 能够完成简单的设计性实验。 （3）培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学态度，严肃认真的工作作风，主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品德。
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，
一、判断题（“对”在题号前（）中打√，“错”打×）（10分） （）1、误差是指测量值与真值之差，即误差=测量值－真值，如此定义的误差反映的是测量值偏离真值的大小和方向，既有大小又有正负符号。 （）2、残差（偏差）是指测量值与其算术平均值之差，它与误差定义一样。 （）3、精密度是指重复测量所得结果相互接近程度，反映的是随机误差大小的程度。（）4、测量不确定度是评价测量质量的一个重要指标，是指测量误差可能出现的范围。（）5、在验证焦耳定律实验中，量热器中发生的过程是近似绝热过程。 （）6、在落球法测量液体粘滞系数实验中，多个小钢球一起测质量，主要目的是减小随机误差。 （）7、分光计设计了两个角游标是为了消除视差。 （）8、交换抵消法可以消除周期性系统误差，对称测量法可以消除线性系统误差。（）9、调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉。 （）10、用一级千分尺测量某一长度（Δ仪=0.004mm），单次测量结果为N=8.000mm，用不确定度评定测量结果为N=（8.000±0.004）mm。 二、填空题（20分，每题2分） 1．依照测量方法的不同，可将测量分为和两大类。 2．误差产生的原因很多，按照误差产生的原因和不同性质，可将误差分为疏失误差、和。 3．测量中的视差多属误差；天平不等臂产生的误差属于误差。 4．已知某地重力加速度值为9.794m/s2，甲、乙、丙三人测量的结果依次分别为：9.790±0.024m/s2、9.811±0.004m/s2、9.795±0.006m/s2，其中精密度最高的是，准确度最高的是。 5．累加放大测量方法用来测量物理量，使用该方法的目的是减小仪器
一．填空题 1. 选用螺旋测微计测量时，注意用 棘轮 推进，防止损坏仪器，并注意记下零点读数，请问这零点读数是指 不夹被测物而使测杆和砧台相接 情况下的读数，利用它作 修正测量数值 用途 2. 请读出下面游标卡尺测到物体的长度及B 类不确定度A 图：±0.001cm B 图：±0.003cm （主尺上最小分度值为1mm ） 3. 在碰撞实验中，在实验开始之前必须对气轨作 水平 调节，计时器选 加速度a 功能，挡光片选 U 形。 4. 用数字毫秒计测量周期时选 P4功能，预置数等于2×周期数＋1 (请写出计算公式)。 5. 在液体粘度的测量这实验中使用的分析天平其极限误差为 ，( 6. 对测量值标准不确定度的B 类评定，一般先估计它的极限误差Δ，再取U B (x 7. 请问如以米为单位只测一次一物体的长度，用米尺测量时能读取到小数后第 四 位极限误差为 0.001m 、用50分游标卡尺测量时能读取到小数后第 五位极限误差为 0.00002m 、用螺旋测微计测量时能读取到小数后第 六 位极限误差为0.00001m 、用读数显微镜测量时能读取到小数后第 六 位极限误差为 0.00001m 。 8. 在本学期所做实验中， 弹性模量的测定和线胀系数的测定 实验利用了微小长度变化的测量。 9. 组合测量可用 图解法 、 分组计算法 、分组求差法 、 最小二乘法 四种数据处理方法求出最佳直线参数。 10. 甲测得一物体质量为1Kg ，平均值的实验标准偏差为0.05g ，乙测得物体的长度为10cm ，平均值实验标准偏差为0.05cm ，测说明 甲 测量的精密度高。 11. 改正m=155000cm ±1000cm 应写成±×105cm 12. 单位变换t=±= ±×102 s 13. 写成科学表达式x =±esu 应写成±×10－8 esu 14. 计算测量结果及其不确定度，用停表测量一个单摆的周期，每次累计50个周期，测量结果为(50T)=±，由此可得单摆的周期T= ± s ，T 2= ± 。 15. 计算不确定度已知一个正方体的边长a=±0.04mm ，则其一个面的周长4a 的不确定度为0.2mm ，一个面的面积a 2的不确定度为4mm 2，正方体的体积V=a 3的不确定度为3×102mm 3，V 1的不确定度为 2×10－8mm -3， 16. [本题的解题思路是必须理解课本10页公式(0－7－4)]写出不确定度表达式y=2ab/c 2，(a ≠b)，a 、b 、c 的不确定度为U(a) U(b)和U(c)，则y 的不确定度为
二、判断题（“对”在题号前（）中打√×）（10分） （√）1、误差是指测量值与真值之差，即误差=测量值－真值，如此定义的误差反映的是测量值偏离真值的大小和方向，既有大小又有正负符号。 （×）2、残差（偏差）是指测量值与其算术平均值之差，它与误差定义一样。（√）3、精密度是指重复测量所得结果相互接近程度，反映的是随机误差大小的程度。 （√）4、测量不确定度是评价测量质量的一个重要指标，是指测量误差可能出现的范围。 （×）7、分光计设计了两个角游标是为了消除视差。 （×）9、调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉。 （×）10、用一级千分尺测量某一长度（Δ仪=0.004mm），单次测量结果为N=8.000mm，用不确定度评定测量结果为N=（8.000±0.004）mm。 三、简答题（共15分） 1．示波器实验中，（1）CH1（x）输入信号频率为50Hz，CH2（y）输入信号频率为100Hz；（2）CH1（x）输入信号频率为150Hz，CH2（y）输入信号频率为50Hz；画出这两种情况下，示波器上显示的李萨如图形。（8分）
差法处理数据的优点是什么？（7分） 答：自变量应满足等间距变化的要求，且满足分组要求。（4分） 优点：充分利用数据；消除部分定值系统误差 四、计算题（20分，每题10分） 1、用1/50游标卡尺，测得某金属板的长和宽数据如下表所示，求金属板的面 解：（1）金属块长度平均值：)(02.10mm L = 长度不确定度： )(01.03/02.0mm u L == 金属块长度为：mm L 01.002.10±= %10.0=B （2分） （2）金属块宽度平均值：)(05.4mm d = 宽度不确定度： )(01.03/02.0mm u d == 金属块宽度是：mm d 01.005.4±= %20.0=B （2分） （3）面积最佳估计值：258.40mm d L S =?= 不确定度：2222222 221.0mm L d d s L s d L d L S =+=??? ????+??? ????=σσσσσ 相对百分误差：B ＝%100?S s σ=0.25％ （4分） （4）结果表达：21.06.40mm S ±= B ＝0.25％ （2分） 注：注意有效数字位数，有误者酌情扣 5、测量中的千分尺的零点误差属于已定系统误差；米尺刻度不均匀的误差属于未
大学物理实验试题（一） 一、单项选择题（每小题3分，共10小题） （1）.在光栅测量波长的实验中，所用的实验方法是[ ] （A）模拟法（B）干涉法（C）稳态法（D）补偿法 （2）.用箱式惠斯登电桥测电阻时，若被测电阻值约为4700欧姆，则倍率选[ ]（A）（B）（C）10 （D）1 $ （3）.用某尺子对一物体的长度进行15次重复测量，计算得A类不确定度为0.01mm，B类不确定度是0.6mm，如果用该尺子测量类似长度，应选择的合理测量次数为 （A）1次（B）6次（C）15次（D）30次 （4）.用惠斯登电桥测电阻时，如果出现下列情况，试选择出仍能正常测 量的情况[ ] （A）有一个桥臂电阻恒为零（B）有一个桥臂电阻恒为无穷大 （C）检流计支路不通（断线）（D）电源与检流计位置互换 （5）.研究二极管伏安特性曲线时，正确的接线方法是[ ] （A）测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法（B）测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法（C）测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法 ) （D）测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法 （6）.在测量钢丝的杨氏模量实验中，预加1Kg砝码的目的是[ ] （A）消除摩擦力（B）使系统稳定 （C）拉直钢丝（D）增大钢丝伸长量 （7）.调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该[ ] （A）只调节单脚螺钉（B）先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉（C）只调节双脚螺钉（D）先调节双脚螺钉再调节单脚螺钉（8）.示波管的主要组成部分包括[ ]
（A）磁聚集系统、偏转系统、显示屏（B）电子枪、偏转系统、显示屏（C）电聚集系统、偏转系统、显示屏（D）控制极、偏转系统、显示屏 @ （9）.分光计设计了两个角游标是为了消除[ ] （A）视差（B）螺距差（C）偏心差（D）色差 （10）.用稳恒电流场模拟静电场实验中，在内电极接电源负极情况下，用电压表找等位点与用零示法找等位点相比，等位线半径[ ] （A）增大（B）减小（C）不变（D）无法判定是否变化 二、判断题（每小题3分，共10小题） （1）、准确度是指测量值或实验所得结果与真值符合的程度，描述的是测量值接 近真值程度的程度，反映的是系统误差大小的程度。（） （2）、精确度指精密度与准确度的综合，既描述数据的重复性程度，又表示与真 值的接近程度，反映了综合误差的大小程度。（） （3）、系统误差的特征是它的有规律性，而随机的特怔是它的无规律性。（）（4）、算术平均值代替真值是最佳值，平均值代替真值可靠性可用算术平均偏差、标准偏差和不确定度方法进行估算和评定。（） （5）、测量结果不确定度按评定方法可分为A类分量和B类分量，不确定度A 类分量与随机误差相对应，B类分量与系统误差相对应。（） ） （6）、用1/50游标卡尺单次测量某一个工件长度，测量值N=10.00mm，用不确 定度评定结果为N =（±）mm。（） （7）、在测量钢丝的杨氏弹性模量实验中，预加1Kg砝码的目的是增大钢丝伸长量。（） （8）、利用逐差法处理实验数据的优点是充分利用数据和减少随机误差。（）（9）、模拟法可以分为物理模拟和数学模拟，因为稳恒电流场和静电场的物理本 质相同，所以用稳恒电流场模拟静电场属于物理模拟。（） （10）、系统误差在测量条件不变时有确定的大小和正负号，因此在同一测量条 件下多次测量求平均值能够减少或消除系统误差。（） 三、填空题（每空3分，共10空） （1）．凡可用仪器或量具直接测出某物理量值的测量，称 1 测量； 凡需测量后通过数学运算后方能得到某物理量的测量，称 2 测量。（2）．有效数字的位数越多，说明测量的精度越 3 ；换算单位时， 有效数字的 4 保持不变。 （3）．由 5 决定测量结果的有效数字是处理一切有效数字问题的总的根据和原则。 （4）．迈克尔逊干涉仪实验中，在测量过程中，读数轮只能朝一个方向旋转，不能
篇一：大学物理实验报告 大学物理演示实验报告 院系名称：勘察与测绘学院 专业班级： 姓名： 学号： 辉光盘 【实验目的】： 观察平板晶体中的高压辉光放电现象。 【实验仪器】：大型闪电盘演示仪 【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了 涂有荧光材料的玻璃珠，玻璃珠充有稀薄的 惰性气体（如氩气等）。控制器中有一块振荡 电路板，通过电源变换器，将12v低压直流 电转变为高压高频电压加在电极上。 通电后，振荡电路产生高频电压电场， 由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产 生紫外辐射，玻璃珠上的荧光材料受到紫外 辐射激发出可见光，其颜色由玻璃珠上涂敷 的荧光材料决定。由于电极上电压很高，故 所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。 【实验步骤】： 1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小； 2. 插上220v电源，打开开关； 3. 调高电位器，观察闪电盘上图像变化，当电压超过一定域值后，盘上出现闪光； 4. 用手触摸玻璃表面，观察闪光随手指移动变化； 5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失，对闪电盘拍手或说话，观察辉光岁声音的变化。 【注意事项】： 1. 闪电盘为玻璃质地，注意轻拿轻放； 2. 移动闪电盘时请勿在控制器上用力，避免控制器与盘面连接断裂； 3. 闪电盘不可悬空吊挂。 辉光球 【实验目的】 观察辉光放电现象，了解电场、电离、击穿及发光等概念。 【实验步骤】 1．将辉光球底座上的电位器调节到最小； 2．插上220v电源，并打开开关； 3. 调节电位器，观察辉光球的玻璃球壳内，电压超过一定域值后中心处电极之间随机产生数道辉光； 4.用手触摸玻璃球壳，观察到辉光随手指移动变化； 5.缓慢调低电位器到辉光恰好消失，对辉光球拍手或说话，观察辉光随声音的变化。
对测量结果做总体评定时，一般均应把系统误差和随机误差联系起来看，下列说法正确的是（） 答案 所选答案： [未给定] 正确答案： A. 准确度高即测量结果接近真值的程度高，系统误差较小 D. 精密度表示测量结果中的随机误差大小的程度 问题 2 得0 分，满分3.3 分 关于正态分布的性质，错误的是（） 答案 所选答案： [未给定] 正确答案： B. 绝对值小的误差出现的可能性（概率）小，绝对值大的误差出现的可能 性大 D. 误差为零处的概率密度最小 问题 3 得0 分，满分3.3 分 关于不确定度的说法，不正确的是（） 答案 所选答案： [未给定] 正确答案： A. 当重复测量次数较少时，可用求得置信概率为0.95的A类不确定度分 量 B. 用统计学方法估算出的是B类分量 C. 用非统计方法估算出的是A类分量
问题 4 得0 分，满分3.3 分 下列说法正确的是（） 答案 所选答案： [未给定] 正确答案： C. 仪器误差属于系统误差仪器误差属于系统误差 D. 量程为0～25mm的一级螺旋测微计，示值误差为±0.004mm 问题 5 得0 分，满分3.3 分 关于螺旋测微器的说法正确的是（） 答案 所选答 案： [未给定] 正确答案： A. 螺旋测微计分零级、一级和二级3种精度级别，通常实验室使用的为一级螺旋测微计，其示值误差随量程而异 C. 量程为0～25mm的一级螺旋测微计，仪器误差为±0.004mm D. 螺旋测微计的最小分度值是0.01mm 问题 6 得0 分，满分3.3 分 测量仪器和量具本身总是存在一定误差，我们习惯上称之为仪器误差，下列说法正确的是（） 答案 所选答案： [未给定] 正确答案： A.