高分子化学与物理实验指导书湖北工业大学化学与环境工程学院
1. 实验课时间安排
高分子化学实验是在学生主修《高分子化学与物理》课程基础上开设的。其中学时安排如下：
2. 预习情况检查方式
要求学生在实验前必须做好实验预习，否则不予参加实验。实验预习主要包括以下两个方面的内容：
1、检查实验预习报告（预习报告要求包括实验目的、实验原理、实验所需仪器及药品、实验步骤等）
2、老师在实验前要检查学生的实验预习情况，可采取口头提问的方式了解学是对实验的预习情况。
3. 相关知识的讲解
针对高分子化学开设的不同实验，指导教师要做好相关的讲解工作。主要包括：实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
实验二酚醛树脂的缩聚
实验三PP球晶观察
实验四PS粘均分子量测定
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
一、实验目的
1. 掌握自由基本体聚合的原理及合成方法；
2. 了解有机玻璃的生产工艺。
二、实验原理
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃。有机玻璃广泛用在工业、农业、军事、生活等的各个领域，如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。在建筑、电气、医疗卫生、机电等行业也广泛使用，如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。每年全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。
工业上制备有机玻璃主要采用本体、悬浮聚合法，其次是溶液和乳液法。而有机玻璃的板、棒、管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法来制备。如果直接做甲基丙烯酸甲酯的本体聚合，则由于发热而产生气体只能得到有气泡的聚合物。如果选用其它聚合方法（如悬浮聚合等）由于杂质的引入，产品的透明度都远不及本体聚合方法。因此，工业上或实验室目前多采用浇注方法。即：将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率 10% 左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚物）后，再将其注入模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到 93 ～ 95% 左右，最后在 100 ℃下聚合至反应完全。其反应方程式如下：
本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。本体聚合是在没有介质存在的情况下进行的聚合反应，体系中可以加引发剂，也可以不加引发剂。按照聚合物在单体中的溶解情况，可以分为均相聚合和多相聚合两种：聚合物溶于单体，为均相聚合，如甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等的聚合；聚合物不溶于单体，则为多相聚合，如氯乙烯，丙烯腈的聚合。
本体聚合中因为体系中无介质存在，反应是粘度不断增大，反应热不容易排出，局部容易过热，导致单体气化或聚合物裂解，结果产品内有气泡或空心。在甲基丙烯酸甲酯聚合过程中甚至会使反应进入爆炸聚合阶段（爆聚），所以反应必须严格控制温度。
三、实验仪器及设备
1. 调压电炉（加热装置）每组1个
2. 大烧杯（水浴）每组1个
3. 各种试管（反应器及模具）每人1个
4. 与试管配套的橡皮塞及试管夹每人1个
5. 温度计每组1个
6. 铁架台每组1套
四、实验药品
1. 甲基丙烯酸甲酯（MMA） 5 g
2. 过氧化二苯甲酰（BPO）0.01 g
3. 邻苯二甲酸二丁酯（增塑剂）0.3 ml
五、实验步骤
1、配料及准备
首先在大烧杯中加入适量的水（约3/4烧杯体积），置于调压电炉上加热。然后在试管中加入0.01g的BPO、5g的MMA，0.3ml邻苯二甲酸二丁酯。（注：由于各试剂加入量较小，实验员老师已按上述比例配好大样，学生实验时只需从配好的试剂瓶中取适量的反应体系即可）。为了防止反应体系受热后，MMA挥发及气体膨胀而冲开塞子，最好在塞子边缘用锉刀锉一条小缝。
2、预聚合反应
用试管夹夹好试管放入水浴中进行预聚（注意水浴液面必须高于反应体系液面），当温度达到90℃时，保温30－45分钟，观察粘度，当物料呈粘稠状（蜜糖状）时，停止加热，用冷水浴骤然降温至40℃以下终止反应。注意：预聚过程中，必须不时取出试管振摇，以代替是搅拌，排出体系的反应热，避免局部过热引发爆聚。
3、低温聚合反应
将水浴再缓慢升温至60℃，并维持在此温度下进行低温聚合，并不时取出振摇，直至体系不能流动为止，（转化率达到80～90％，此时用铁针刺探有机玻璃，应有弹性出现），低温聚合结束。
4、高温聚合反应
缓慢升温到100℃，保温20～30分钟后，停止加热，完成全部聚合过程，得到光滑无色透明的有机玻璃。取出试管，并迅速放于冷水中，倒出产品。
六、实验注意事项
1.整个反应过程中，注意控制好温度；
2.控制电炉调压器不要超过220V，到了指定温度后，可通过适当调低电压保持改
指定温度；
3.预聚合反应时，应不时取出试管摇动，及时排出反应热；
4.振摇试管时，注意不要将试管从试管夹中甩脱；
七、实验有关问题
1.本实验也可以在大烧瓶中，在搅拌的条件下完成预聚合，制成具有一定粘度的
预聚物，然后再转入各种模具中成型；
2.为了提高对本实验的兴趣，同学们可事先准备一些色彩鲜艳、造型精美的小饰
物，在低温聚合阶段（有一定粘度时，呈蜜糖状之后）放入到反应体系中，最后制成具有纪念意义的工艺品（类似琥珀）。注意：小饰物必须干燥，不影响
聚合反应的进行，在受热时稳定，不会产生气体。
八、结果与讨论
1.自动加速现象在本实验中的体现。
2.如何控制反应速率，杜绝爆聚现象。
3.本体聚合的优缺点。
4.为什么本实验聚合反应分为预聚合、低温聚合和高温聚合几个阶段。
5.PMMA聚合反应的反应热为多少。
6.本实验采用的是什么类型的引发剂，引发剂的选用原则。
实验二酚醛树脂的合成
一、实验目的
1.学习逐步聚合的原理、实验方法；
2.熟悉不同催化条件制备酚醛树脂的方法。
二、实验原理
以酚类和醛类化合物缩合聚合得到的树脂。一般统称为酚醛树脂。是世界上最早实现工业化的树脂。由于工艺简单，加工方便，性能优异。因此，迄今为止仍为工业生产中不可缺少的材料在塑料中仍占有相当重要的地位。
由于树脂的形成反应比较复杂，到现在它的化学过程仍未完全搞清楚，它的结构因而是十分复杂的，但目前已可确认影响树脂形成及性能的因素是：所用原料的化学结构，酚与醛的相对用量（摩尔比），介质的PH值等。（具体的介绍参考课本逐步聚合一章）。
酸催化时，酚过量，生成线型酚醛树脂；碱催化时，醛过量，生成体型酚醛树脂。
三、实验仪器及设备
1. 大试管1个
2. 带长玻璃导管（约30cm，回流）的橡皮塞1个
3. 温度计（100℃）1个
4. 大烧杯（水浴用）1个
6. 电炉（加热装置，带调压器）1个
7. 量筒1个
8. 铁架台1套
四、实验药品
1. 苯酚（纯度94％）
2. 甲醛（36～40％）
3. 浓盐酸
4. 浓氨水
五、实验步骤
1.安装仪器；
2.在大试管里加入苯酚2.5g和40％的甲醛溶液2.5ml，然后加入1ml浓HCl，
用带玻璃导管的塞子塞好；
3.在另一支大试管中加入苯酚2.5g和40％的甲醛溶液3－4ml，然后加入用1ml
的浓氨水，用带玻璃导管的塞子塞好；
4.将两只大试管置于水浴中加热，记录下反应现象。一会后就可以看到混合物开
始剧烈沸腾；
5.等反应不再剧烈进行时，继续加热，直到混合物变为混浊，生成不溶于水的树
脂；
6.从水浴中取出试管，冷却，将试管中的混合物倒入蒸发皿中，使混合物静置分
层，倒去上层的水，得到下层的酚醛树脂，观察生成物的形态、颜色。
六、实验注意事项
1.由于反应剧烈，反应物可能会从玻璃导管中喷出，所以，反应剧烈时，适当取
出试管，减缓反应速度，避免喷液；
2.水浴水面要高于体系的液面；
七、结果与讨论
1.酸催化和碱催化的差别。
2.反应过程中可能会形成的中间产物。
3.人造木芯板中采用的酚醛树脂大致配方。
4. 操作指导分析
1、甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
正常现象
实验过程中试管中的溶液粘度随反应时间的增加而逐渐增大，使物料呈蜜糖状，最后变硬。
非正常现象
实验过程中，易发生暴聚而使产物结块，造成出料困难，最终使实验仪器报废。非正常现象产生的原因
由于升温过快或搅拌速度太慢，易发生暴聚而使产物结块。
2、酚醛树脂的合成
正常现象
1.实验过程中反应物颜色逐渐发生变化，溶液逐渐分层。
2.不同催化剂条件下，反应速度不同，剧烈层都不同。
非正常现象
1.反应过于剧烈，反应液从导管喷出。
非正常现象产生的原因
1.由于温度过高，反应过快。
5. 实验数据处理
高分子化学实验主要是要求学生掌握由单体到聚合物的几种工艺实施方法，通过实验现象的观察可以看到实验的最终结果。因此高分子化学的数据处理相对比较简单。一般只是简单地计算产物的收率。
实验三 球晶的制备与观察
一、目的及要求
1.了解偏光显微镜的结构和使用方法。
2.了解球晶形态与结晶温度的关系
3.计算球晶的平均直径。
二、偏光显微镜观察球晶的原理。
用偏光显微镜来观察球晶结构尺寸是根据聚合物晶体具有双折射的原理。当一束光线进入各向同性的均匀介质中时，光速不随传播方向面改变。因此，在各方面都具有相同的折射率。换言之。均匀介质只有一个折射率。而对晶体来说，其光学性质是随方向而异的。当光线通过晶体时就会分解为平面互相垂直的两束光，它们的传播速度除光轴方向外，一般是不相等的。于是，产生了两条折射率不同的光线，这种现象称为双折射。晶体的一切光学性质都与双折射有关。
偏光显微镜是研究晶体形态的有效工具之一。许多重要的晶体光学研究都是在偏光镜的正交场下进行的。起偏镜和检偏镜相互垂直。在正交偏光镜间可以观察到球晶的形状、大小、数目等。
高聚物从熔体冷却后，成为光学各向异体，当结晶体的振动方向与起偏镜的检偏镜
振动方向不一致时，视野明亮，就可以观察到晶。其原因可简述如下： P-P 代表起偏镜振动方向： A-A 代表检偏镜振动方向：
N 、M 是晶体内某一切面内的两个振动方向。
由图可知，晶体切面内的振动方向与偏光镜的振动方向不一致。设N 振动方向与偏光镜振动方向P-P 间的夹角为a ，光先进入起偏镜。自起偏镜透出的平面光的振幅为OB ，光继续射至晶片上，由于切面内两振动方向不与P-P 一致，因此，要分解到晶体的两振
动画中，分至N 方向上光的振幅为OD 。分至N 方向上光的振幅为OD ，分至M
方向
的光的振幅为OE ，自晶片透出的两平面偏光继续至检偏镜上，由于检偏镜的振动方向与晶体切面内的两振动方向不一致，故每一平面偏光都要一分为二，OD 振幅的光分解为OF 与DF 振幅的光。OE 分解为OG 和GE ，振幅为DF 和EG 的光由于垂直于检偏镜的振动方向，故不能透过，而OG 和OF 的光，它们在检偏镜的振动(方面)面内，因而可以透过。两个光波在同一平面内振动，必然要发出干涉，它们的合成波为： y=OF-OG=ODSina-OECosa ………………(1) OD=OBCosa OB=ASinwt
又因晶片内N 和M 方向振动的两光波的速度不相等，折射率也不一样，设其相位差为δ，则
OD=OBCosa=AsinwtCos a………..(2) OE=OBSina=Asin(wt-δ)Sina………….(3) 将(2)、(3)式代入(1) 得：)
2
(2
2δ
α-
=wt Cos b Sin
ASin y (4)
因各束光的强度与各束光振幅的平方成正比，故由(4)式得出： Ｉ＝A 2sin 22aSin 2δ/2
式中A 为入射光的振幅，a 是晶片内振动方向与起偏镜方向的夹角。当
πππα4
5,
43
,
4=
……等时，光的强度最大，视野最亮。当π
π
α-=,2
,
0…时，I=0，视野
最黑。如晶体切面内的振动方向与起偏镜(或检偏镜)的振动方向平行时，即a=0，则晶体全黑；当晶体的光轴和起偏镜的振动方向一致时，也出现全黑现象。 三、仪器及样品 1.PS 型偏光显微镜 2.6V15W 灯泡
3.载物台测微尺，目镜测微尺
4.载玻片和盖玻片
5.加热台
6.重锤
7.聚乙烯粒料或聚丙烯 四、操作步骤 1.制作
(1)加热台升温至2000C 并恒温。 (2)将干净的载玻片置于加热台上。
(3)将一颗聚丙烯粒料置于载玻片上，并用一盖玻片盖住样品，待样品开始熔化时，加一重锤。
(4)样品熔化20分钟后，开始降温至1400C1、340C、1260C。
(5)保温一小时
(6)撤去热源，自然冷却至室温（或等速冷却，或快速冷却）。
2.正交偏光镜下观察
(1)接通电源
(2)调节反光镜使对准光源。
(3)转动起偏镜至90°位置
(4)转动检偏镜至0°,即为正交场
(5)将晶体样品置载物台上，调节显微镜上的粗动、微动旋钮对平焦距。
(6)观察球晶形态
(7)利用测微尺校正目镜测微尺，并测量球晶的直径。
(8)显微摄影。
实验 四 粘度法测定高聚物分子量
利用高聚物溶液的粘度与高聚物分子量的相互关系。测定粘度可以计算分子量，这种方法称为粘度法，它是目前最常用的方法之一。 一、实验目的
1.学习用粘度法测定高聚物分子量。
2.学习粘度法测定高聚物分子量的数据处理方法。 二、原理
高分子溶液粘度的大小与其分子量，分子形状，溶液浓度溶剂性质。温度等因素有关。由于影响高聚物溶液粘度的因素较多，因此到目前为止，粘度与分子量的关系式还不能由理论式来计算，而是从经验而得。
在一定温度下，高分子溶液的特性粘度。][η与高分子的分子量M 之间的经验公式： a KM =][η (1)
在一定温度时，对某一高聚物—溶剂体系，公式中k 、α是常数，一般可查手册，如本体聚合的甲基丙烯酸甲酯在苯溶剂中，测得温度C ?±125时，
71.010
34.12
=?=-αK ，从实验测得特性粘度][η就可以求出高聚物的分子量。特性粘
度的定义为溶液浓度无限稀的情况下比浓粘度)/(c sp η或比浓对数粘度（c r n /1η） c
c
sp r c c ηηηln )(lim
lim
→→=
=
(2)
式(2)中)(00ηηηηη?=x 分别为溶液和纯溶剂在同一温度下的粘度称为相对粘度。
)
(00t t t t
x ?=η分别为稀溶液及纯溶液用同一粘度设计在同一温度下测得的流出时
间）单位秒。 而10
-=-=
x sp ηηηηη称之增比粘度。
高聚物溶液的粘度和浓度之间依赖关系。有下列公式。 C K c sp
2
)()(ηηη'+= (3)
C
c
l r n 2)()(ηβηη-= (4)
从式(3)和(4)可看出比浓粘度c
sp
η和比浓对数粘度
c
l r n η与浓度c 成线性关系。因此可
以
c
sp
η对c 或
c
l r n η对c 作图可得出两条直线。以浓度c 外推射。两条直线在c ＝0处。即
纵轴上相交一点。此点的截距即是特性粘度(ηr)然后根据(1)求出高聚物的分子量。 由上法求出的高聚物分子量是高聚物的平均分子量ηM 称为粘均分子量。
特性粘度(η)的单位和数值。随溶液浓度的表示方法而异。特性粘度[η]的单位是毫升／
克。
将已配制好的高聚物稀溶液放入粘度计中测出溶液和溶剂。
溶液的浓度C 是已知的。在一定的温度
下t 0对于一个固定的粘度计与一种固定的溶剂是一个固定的数值，因此每测定一个溶液
的t 就能求出一组与溶液浓度c 相应的ηsp/c 与1n ηr ／c 的值。只要将同一高聚物样品配制几
份不同浓度的稀溶液就可求出几组数据的用这些数据作图可求出特性粘度[η]，见图2所示。
三、实验仪器 1.乌氏粘度计一支 2.秒表一块
3.波动控温恒温水槽一套。
4.50ml 或25ml 容量瓶二个，2号砂蕊漏斗1个，10ml 、5ml 移液管一支。 四、实验步骤
(1)清洗仪器 实验应将粘度计、容量瓶、移液管、漏斗等仔细清洗。粘度计先用洗液。后用自然水、蒸馏水、用酒精洗后烘干，所用药品（配制）需经过2号砂蕊漏斗过滤后再用。 (2)配制溶液
用分析天平准确称取0.25g ，PS 小心加入25ml ，容量瓶中，加入15-20ml 甲苯溶液中浸之溶解，用砂蕊漏斗过滤放入恒温槽内待用，同时另一个容量瓶(50ml)装入50ml 苯，同样放入恒温槽内待用。并将250C 恒温溶剂加入容量瓶至刻度。 (3)溶剂流出时间t 0的测定。
a:预先在粘度计的2.3管上接上乳胶复管(图1)
b:借助于重锤将粘度计垂直于恒温水槽中，水面高过D 球2cm 。 c:将10ml 溶剂经管1注入粘度计。 d:恒温10分钟，待气泡消失。 e:紧闭管(3)上的乳胶管。
f:用针筒或是吸球。经管2乳胶管。慢慢将液体抽入C 球，待溶液升至D 球的一半，停止抽气。
g:取下吸球，放开管子3，让液体自由下落。
h:当液面下降到刻线m 1时，迅速起动秒表。当液体落到m 2时立即停止秒表。并记录时间。起动和停止秒表的瞬间，应是弯月面的最低点与刻线相切的瞬间。注意，观察时应使刻线前后重迭。
i:重复三次。每次流经时时间差值不超过0.2秒，取算术平均值。测得t 0(或t)。 4.溶液流出时间的t 的测定。
a.将上述测t 0的粘度计洗净烘干。以上述同样放法置于槽中。
b.用移液管经管1移入恒温的待测溶液10ml 注入粘度计内测方法同上测得t 1。
c.用移液管。放入待测溶剂5ml 注入盛有溶液的粘度计中，取出摇匀，并上下抽至三次。然后测试方法同t 0测得t 2。
d.然后分别移入5、10、10ml 溶剂测得t 3、t 4、t 5。上述五点浓度分别为起始浓度C 0的1、32
、
2
1、
2
1和
4
1倍。
五、数据处理 1.相对粘度0
t t
r =η
式中t 和t 0分别溶液和溶剂流经C 球m 1－m 3的时间(秒) 2.增比粘度1-=r sp ηη 3.比浓粘度c
sp
η毫升／克
4.比浓对数粘度(c
r
n η1)毫升／克
5.特性粘度[η]毫升／克
[η]可以由几个浓度的比浓粘度和比浓对数粘度对浓度在方格坐标纸上作图，通过各点作直线
外推至0→c 求得，此时从轴截距即为特性粘度。
将实验数据列表如下
根据以上计算结果得到(η)就可代入(1)式α
ηKM
=，即可算出高聚物的分子量。
六、思考题
1.你在测定分子量时主要的要注意哪几点？
2.为什么在测定完了纯溶剂的流出时间t0后要将它烘干才能测溶液的流出时间？
3.能否只测一个浓度的溶液粘度来求高聚物的分子量？为什么？
实验报告要求
实验报告是实验工作的全面总结，是教师考核学生实验成绩的主要依据。实验报告是学生分析、归纳、总结实验数据，讨论实验结果并把实验获得的感性认识上升为理性认识的过程。实验报告要用规定的实验报告纸书写，要求语言通顺、图表清晰、分析合理、讨论深入，处理数据应由每人独立进行，不能多人合写一份报告。实验报告要真实反映实验结果，不得伪造。
实验报告的内容包括如下：
1、实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；
2、实验目的和要求；
3、实验仪器、设备与材料；
4、实验原理；
5、实验步骤；
6、实验原始记录；
7、实验数据计算结果；
8、实验结果分析，讨论实验指导书中提出的思考题，写出心得与体会。
实验一、声压级、声级及频谱的认识 一、实验目的：通过测量声压级、声级及频谱，了解声压级、声级及频谱的概念，了 解噪声频谱的测量方法。 二、实验内容：1）白噪声、粉红噪声、窄带噪声及语言声的频率特性及主观识辨。 2）噪声声压级、声级及频谱的测量。 3）倍频程、1/3倍频程等频谱的表示。 三、实验仪器：计算机、MC3022声学分析仪、传声器、扬声器、功率放大器、传输 线等。 四、实验装置图： 计算机产生需要的信号，通过功率放大器放大，推动扬声器发声，传声器接收声信号，送声学分析仪进行信号采集，将信号送计算机，由声学分析软件进行分析，得到需要的声学数据。 五、实验要求： 1．请绘制理想白噪声、粉红噪声、倍频程500Hz窄带噪声、1/3倍频程500Hz 窄带噪声的频率特性。
2．使用声级计测量噪声频谱和声级。请将测量数据添入表格，并绘制噪声频谱。 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 频率（Hz） 六、实验习题： 1．在自由场中（可认为四周无反射）理想情况下，声源声功率提高10dB，那么某测点： A、A声级增加10dB。 B、A声级增加小于10dB。
C、L声级增加10dB。 D、A声级增加量小于L声级增加量。 2．70dB+70dB+70dB=____________________。 3．dB(A)是参考______________曲线确定的。 4．在常温常压下，声波在空气中的传播速度为_______，约在钢铁中的________倍。2KHz声波的波长为________。 5．人耳对一个声音听觉灵敏度因另一个声音的存在而降低的现象叫________效应。6．在房间中，那些因素会引起离声源距离相同但测到的声压级不相同？ A、声源的指向性。 B、哈斯效应。
高分子化学与物理 星期五, 02/26/2010 - 05:25 — wangting 高分子化学与物理 第一、专业介绍 高分子化学与物理是以高分子材料为基本研究对象的交叉学科，是高分子科学的基础。与化学的其它二级学科相比，它与现代物理学有着更加深刻的连带关系，其发展更加依赖于化学和物理学的进步,同时也对这两大轴心科学的进步产生深刻影响。高分子化学与物理研究的主要目的，是通过研究高分子材料的结构及化学、物理性质，设计、创制出高性能的高分子材料和制品。近年来，工业发展对新材料的大量需求和现代科技尤其纳米科技的飞速进展，从两方面极大地推动了该研究领域的深入发展。具有高强度和耐高温、强辐射等恶劣环境条件的特种高分子材料，具有特殊光、电、磁性能以及高效率能量传递和转化性能的高分子材料，具有对化学和生物多种刺激发生智能反应的高分子材料，环境友好高分子材料，医药高分子材料等不断涌现，为高分子化学与物理研究提出了全新的课题和广阔的研究空间。 第二、培养方案 各研究生招生单位的研究方向有所不同，在此，以北京大学为例： 1、研究方向 01.高分子可控合成与材料制备 02.高分子溶液及凝聚态物理
03.特种与高性能高分子材料 04.生物医用与环境友好高分子材料 05.光电功能高分子材料及相关器件 2、培养目标 掌握马克思主义、毛泽东思想的基本原理，坚持四项基本原则，热爱祖国，遵纪守法，品德良好，具备严谨的科学态度和优良学风，树立愿为社会主义现代化建设做贡献的思想。 具备良好的化学基础知识和实验技能训练，熟练的外语基础，初具独立开展科学研究的能力，能胜任本学科有关教学和解决实际问题。 3、硕士研究生入学考试科目 1）101思想政治理论 2 ）201英语一 3 ）607综合化学I (无机化学、有机化学) 4 ）813综合化学II (分析化学和仪分、物化和结构) （各研究生招生单位的研究方向有所不同，以上以北京大学为例） 第三、推荐院校 全国高校中实力较强招生院校： 吉林大学、复旦大学、南开大学、北京大学、中山大学、南京大学、浙江大学、四川大学、上海交通大学、华南理工大学、中国科学技术大学、北京化工大学、清华大学、武汉大学、兰州大学……
大学物理学实验指导书 大学物理实验 力学部分 实验一长度与体积的测量 实验类型：验证 实验类别：专业主干课 实验学时：2 所属课程：大学物理
所涉及的课程和知识点：误差原理有效数字 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握测长度的几种常用仪器的使用，并会正确读数。练习作好记录和误差计算。 二、实验要求 （1）分别用游标卡尺、螺旋测微计测金属圆筒、小钢球的内外径及高度，并求体积。（2）练习多次等精度测量误差的处理方法。 三、实验仪器设备及材料 游标卡尺，螺旋测微计，金属圆柱体，小钢球，铜丝 四、实验方案 1、用游标卡尺测量并计算所给样品的体积。 2、分别用千分尺和读数显微镜测量所给金属丝的直径。 数据处理 注意：有效数字的读取和运用，自拟表格，按有关规则进行数据处理。 描述实验过程（步骤）以及安全注意事项等,设计性实验由学生自行设计实验方案。 五、考核形式 实际操作过程实验报告 六、实验报告 实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。 对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题 1、游标卡尺测量长度时如何读数 游标本身有没有估读数 2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位初读数的正负如何判断 待测长度如何确定 实验二单摆 实验类型：设计 实验类别：专业主干课 实验学时：2 所属课程：大学物理 所涉及的课程和知识点：力学单摆周期公式 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握使用停表和米尺，测准单摆的周期和摆长。利用单摆周期公式求当地的重力加速度
二、实验要求 （1）测摆长为1m时的周期求g值。 （2）改变摆长，每次减少10cm，测相应周期T，作T—L图，验证单摆周期公式。 三、实验仪器设备及材料 单摆、米尺、游标卡尺、停表。 四、实验方案 利用试验台上所给的设备及材料，自己制作一个单摆，然后设计实验步骤测出单摆的周期，再根据单摆的周期公式计算当地的重力加速速。 改变摆长，讨论对实验结果的影响并分析误差产生的原因 五、考核形式 实际操作过程实验报告 六、实验报告 实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。 对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题 1、为什么测量周期不宜直接测量摆球往返一次摆动的周期试从误差分析来说明。 2、在室内天棚上挂一单摆，摆长很长，你设法用简单的工具测出摆长不许直接测量摆长。 实验三牛顿第二定律的验证 实验类型：验证 实验类别：专业主干课 实验学时：2 所属课程：大学物理 所涉及的课程和知识点：力学牛顿第二定律摩擦 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握气垫导轨的使用，使学生通过在气垫导轨上验证牛顿第二定律，更深刻的理解牛顿第二定律的物理本质。 二、实验要求 验证当m一定时，a∝F,当F一定时，a∝1／m。 三、实验仪器设备及材料 气垫导轨，数字毫秒计，光电门，气源 四、实验方案 1、调整气垫导轨水平。 在导轨的端部小心安装好滑轮，使其转动自如，细心调整好导轨的水平。
1. 涤纶聚酯属于 ( ) A. 线性饱和脂肪族聚酯 B. 线性芳族聚酯 C. 不饱和聚酯 D. 醇酸树脂 2. 能同时进行自由基聚合，阳离子聚合和阴离子聚合的是 ( ) A. 丙烯腈 B. α—甲基苯乙烯 C. 烷基乙烯基醚 D. 乙烯 3. 在氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的聚合度主要取决于向（） 转移的速率常数。 A.溶剂 B.引发剂 C.聚合物 D.单体 4. 两种单体共聚时得到交替共聚物，则它们的竞聚率应是（） A. r1=r2=0 B. r1= r2 =1 C. r1﹥1，r2﹥1 D. r1﹤1，r2﹤1 5.同时获得高聚合速率和高相对分子质量聚合物的聚合方法是（） A. 溶液聚合 B. 悬浮聚合 C 乳液聚合D. 本体聚合 1. 分子量分布指数 2、竞聚率 3、引发剂效率 4、动力学琏长 5、阻聚作用 三、简单回答下列问题。〖每小题5分，共25分〗 1. 为提高聚甲醛的热稳定性，可以采取的两个措施是什么？简述理由 2. 在自由基聚合反应中，何种条件下会出现反应自动加速现象。采取什么措施可减轻这种现象？ 3．分别绘出自由基聚合与缩合聚合这两类反应的分子量与反应时间的关系示意图，简单说明反应特点。 4．欲使逐步聚合成功，必须考虑哪些原则和措施？ 5. 解释笼蔽效应和诱导分解，它们对引发效率有什么影响？ 四、写出下列聚合反应，并指出其机理。〖每小题2分，共10分〗 1. 3，3′-二（氯亚甲基）丁氧环的开环聚合； 2. 尼龙-66的制备；
3. 聚乙烯醇与甲醛的反应； 4. 有机玻璃的制备； 5. 环氧树脂的制备。 五、写出下列聚合反应的机理。〖每小题10 分，共20 分】 1. 四氢呋喃中用SnCl4 + H2O 引发异丁烯聚合，写出引发，增长，终止的基元反应。 2. 写出用AIBN 引发甲基丙烯酸丁酯聚合的各基元反应。 六、计算题。【每小题10 分，共30 分】 1. 邻苯二甲酸酐(1.5 摩尔)、乙二醇（1.35 摩尔）、甘油（0.1 摩尔）混合体系进行缩 聚。试求 a. p=0.98 时的X b.X = 500 时的p 2. 甲基丙烯酸甲酯由引发剂引发进行自由基聚合，终止后每一大分子含有1.50个引发剂残基，假设无链转移发生，试计算歧化终止与偶合终止的相对数量。 3. 在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi和20kg苯乙烯。当单体聚合了一半时，向体系中加入1.8g H2O，然后继续反应。假如用水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算 （1）被水终止的聚合物的数均分子量； （2）继续增长所得聚合物的数均分子量； （3）整个体系所得聚合物的数均分子量及其分子量分布指数。 一、选择正确答案填空【每小题1分，共5分】 1—5 ： B B D A C 二、解释下列概念：【每小题2分，共10分】 1、诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应
河南理工大学 建筑物理实验指导书 闫海燕 职晓晓 编 专业： 班级： 学号： 姓名： 建筑与艺术设计学院建筑物理实验室 声 环 境 光环境
2011年3月
目录 学生试验守则 (2) 第一篇建筑热工学实验 实验一室内外热环境参数的测定 (3) 实验二建筑日照实验 (5) 第二篇建筑光学实验 实验三照明模型试验 (7) 实验四天然采光模型试验 (9) 第三篇建筑声学实验 实验五驻波管法测定吸声材料的吸声系数 (12) 实验六环境噪声测量 (14)
建筑物理实验室学生实验守则 一、要按时进入实验室并签到，迟到15分钟禁止实验。 二、实验前必须认真预习实验指导书，写出预习报告（包括：实验题目、实验目的、实验原理和操作步骤），回答指导教师的提问，否则应重新预习，经指导教师认可后方能进行实验。 三、进入实验室后应保持安静，不得高声喧哗和打闹，不准穿拖鞋、短裤和背心，不准抽烟，不准随地吐痰和乱扔废物，保持实验室和仪器设备的整齐清洁。 四、做实验时要严格遵守实验室的各项规章制度和仪器设备操作规程，服从指导教师和实验技术人员的指导，按要求进行实验操作，如实记录实验中观察到的现象和结果，不得弄虚作假。 五、要爱护仪器设备及实验室内其它设施，节约使用材料。使用前要仔细检查仪器设备，认真填写使用情况登记表，发现问题应及时报告。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品，对不听劝阻造成仪器设备损坏者，按学院有关规定进行处理。 六、实验中要注意安全，避免发生人身事故，防止损坏仪器设备，若出现问题，应立即切断电源，保护现场，并迅速报告指导教师，待查明原因排除故障后方可继续实验。
高分子化学与物理实验指导书
1. 实验课时间安排 高分子化学实验是在学生主修《高分子化学与物理》课程基础上开设的。其中学时安排如下： 2. 预习情况检查方式 要求学生在实验前必须做好实验预习，否则不予参加实验。实验预习主要包括以下两个方面的内容： 1、检查实验预习报告（预习报告要求包括实验目的、实验原理、实验所需仪器及药品、实验步骤等） 2、老师在实验前要检查学生的实验预习情况，可采取口头提问的方式了解学是对实验的预习情况。 3. 相关知识的讲解 针对高分子化学开设的不同实验，指导教师要做好相关的讲解工作。主要包括：实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 实验二酚醛树脂的缩聚 实验三PP球晶观察 实验四PS粘均分子量测定
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 一、实验目的 1. 掌握自由基本体聚合的原理及合成方法； 2. 了解有机玻璃的生产工艺。 二、实验原理 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃。有机玻璃广泛用在工业、农业、军事、生活等的各个领域，如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。在建筑、电气、医疗卫生、机电等行业也广泛使用，如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。每年全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。 工业上制备有机玻璃主要采用本体、悬浮聚合法，其次是溶液和乳液法。而有机玻璃的板、棒、管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法来制备。如果直接做甲基丙烯酸甲酯的本体聚合，则由于发热而产生气体只能得到有气泡的聚合物。如果选用其它聚合方法（如悬浮聚合等）由于杂质的引入，产品的透明度都远不及本体聚合方法。因此，工业上或实验室目前多采用浇注方法。即：将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率 10% 左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚物）后，再将其注入模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到 93 ～ 95% 左右，最后在 100 ℃下聚合至反应完全。其反应方程式如下： 本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。本体聚合是在没有介质存在的情况下进行的聚合反应，体系中可以加引发剂，也可以不加引发剂。按照聚合物在单体中的溶解情况，可以分为均相聚合和多相聚合两种：聚合物溶于单体，为均相聚合，如甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等的聚合；聚合物不溶于单体，则为多相聚合，如氯乙烯，丙烯腈的聚合。 本体聚合中因为体系中无介质存在，反应是粘度不断增大，反应热不容易排出，局部容易过热，导致单体气化或聚合物裂解，结果产品内有气泡或空心。在甲基丙烯酸甲酯聚合过程中甚至会使反应进入爆炸聚合阶段（爆聚），所以反应必须严格控制温度。
实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交
07中国研究生教育分专业排行榜(武汉大学中国科学评价研究中心)：070305高分子化学与物理 排名学校等级排名学校等级排名学校等级 1 吉林大学A+ 6 南京大学A 11 中国科学技术大学A 2 复旦大学A+ 7 浙江大学A 12 北京化工大学A 3 南开大学A+ 8 四川大学A 13 清华大学A 4 北京大学A 9 上海交通大学A 14 武汉大学A 5 中山大学A 10 华南理工大学A B+ 等(22 个) ：兰州大学、苏州大学、西北工业大学、东华大学、华中科技大学、郑州大学、华东理工大学、湘潭大学、山东大学、湖南大学、青岛科技大学、西北师范大学、大连理工大学、厦门大学、福建师范大学、河北大学、河南大学、安徽大学、福州大学、西北大学、广东工业大学、湖北大学 B 等(22 个) ：东南大学、华侨大学、东北大学、河北工业大学、济南大学、哈尔滨工业大学、合肥工业大学、华东师范大学、南京工业大学、江西师范大学、西安交通大学、鲁东大学、北京师范大学、南京理工大学、江苏工业学院、北京航空航天大学、哈尔滨理工大学、上海大学、太原理工大学、华南师范大学、中北大学、陕西师范大学 C 等(15 个) ：名单略 国家重点学科 北京大学南开大学中山大学复旦大学吉林大学南京大学 博士点 安徽大学北京大学北京化工大学北京师范大学大连理工大学东北师范大学东华大学福建师范大学福州大学复旦大学河北大学河南大学湖南大学华东理工大学华东师范大学华南理工大学华中科技大学吉林大学兰州大学南京大学南开大学青岛科技大学清华大学山东大学山西大学陕西师范大学上海交通大学四川大学苏州大学天津大学同济大学武汉大学西北大学西北工业大学西北师范大学厦门大学湘潭大学浙江大学郑州大学中国科学技术大学中国科学院研究生院中山大学
建筑物理实验 实验指导书 马欣 张宏然 李海英 北方工业大学建筑工程学院建筑系、建筑物理实验室 2008年6月
第一部分光学实验部分 实验一教室天然光环境评价 一、实验目的 1、掌握室内光环境的基本评测方法。 2、了解采光设计要点。 3、检验实际采光效果是否达到预期的设计目标。 二、实验设备 照度计，亮度计，对讲机，米尺，直尺，线，胶带纸等。 三、预习要求 《建筑物理》第七章第二节，第八章第一节、第二节和第三节。 四、实验原理与方法 1、概述 在建筑现场进行光度测量是评价光环境的重要手段。其目的是：检验实际照明效果是否达到预期的设计目标；了解不同光环境的实况，分析比较设计经验；确定是否需要对照明进行改装或维修。 室内光环境测量的主要内容是：工作面上各点的照度和采光系数；室内各表面，包括灯具和家具设备的亮度；室内主要表面的反射比，窗玻璃的透射比；灯光和室内表面的颜色。 为得到正确的测量数据，在着手测量前，必须检查仪器是否经过校准，确定它的误差范围。 选择标准的测量条件也很重要。天然采光的采光系数测量，应当尽可能在全阴天进行。 2、照度测量 在进行工作的房间内，应该在每个工作地点（例如书桌、工作台）测量照度，然后加以平均。对于没有确定工作地点的空房间或非工作房间，通常选0.8m高的水平面测量照度。测量时可将测量区域划分成大小相等的方格（或接近方形），测量每格中心的照度。 测量数据可用表格记录，同时将测点位置正确标注在平面图上，最好是在平面图的测点位置直接记下数据。在测点数目足够度的情况下，根据测得数据画出一张等照度曲线分布图更为理想。图
1是一个示例。 3、亮度测量 光环境的亮度测量应在实际工作条件下进行。先选定一个工作地点作为测量位置，从这个位置 图1：照度测量数据在平面图上的表示方法 图2：光环境亮度测量数据的表示方法
一、热塑性高聚物熔融指数的测定 熔融指数 (Melt Index 缩写为MI) 是在规定的温度、压力下，10min 内高聚物熔体通过规定尺寸毛细管的重量值，其单位为g 。 min)10/(600 g t W MI ?= 影响高聚物熔体流动性的因素有内因和外因两个方面。内因主要指分子链的结构、分子量及其分布等；外因则主要指温度、压力、毛细管的内径与长度为了使MI 值能相对地反映高聚物的分子量及分子结构等物理性质，必须将外界条件相对固定。在本实验中，按照标准试验条件，对于不同的高聚物须选取不同的测试温度与压力。因为各种高聚物的粘度对温度与剪切力的依赖关系不同，MI 值只能在同种高聚物间相对比较。一般说来，熔融指数小，即在 12、 34测定取向度的方法有X 射线衍射法、双折射法、二色性法和声速法等。其中，声速法是通过对声波在纤维中传播速度的测定，来计算纤维的取向度。其原理是基于在纤维材料中因大分子链的取向而导致声波传播的各向异性。 几个重要公式： ①传播速度C=)/(10 )(106 3 s km t T L L ??-?- 单位：C-km/s ；L-m ；T L -?s ；△t-?s ②模量关系式 2 C E ρ= ③声速取向因子 22 1C C f u a -= ④?t(ms)=2t 20－t 40（解释原因）
Cu 值（km/s ）：PET= 1.35，PP=1.45，PAN=2.1，CEL=2.0 （可能出选择题） 测定纤维的C u 值一般有两种方法：一种是将聚合物制成基本无取向的薄膜，然后测定其声速值；另一种是反推法，即先通过拉伸试验，绘出某种纤维在不同拉伸倍率下的声速曲线，然后将曲线反推到拉伸倍率为零处，该点的声速值即可看做该纤维的无规取向声速值C u (见图1)。 思考题： 1、影响实验数据精确性的关键问题是什么？ 答：对纤维的拉伸会改变纤维的取向。所以为保证测试的精确性，每种纤维试样至少取3根以上迸行测定。 2、比较声速法与双折射法，两者各有什么特点？ 三、光学解偏振法测聚合物的结晶速度 （无计算题，最好知道公式。背思考题。） 测定聚合物等温结晶速率的方法：比容、红外光谱、X 射线衍射、广谱核磁共振、双折射法等。 本实验采用光学解偏振法，它具有制样简便、操作容易、结晶温度平衡快、实验重复性好等优点。 实验原理：由实验测定等温结晶的解偏振光强－时间曲线，从曲线可以看出，在达到样品的热平衡时间后，首先是结晶速度很慢的诱导期，在此期间没有透过光的解偏振发生，而随着结晶开始，解偏振光强的增强越来越快，并以指数函数形式增大到某一数值后又逐渐减小，直到趋近于一个平衡值。对于聚合物而言，因链段松弛时间范围很宽，结晶终止往往需要很长时间，为了实验测量的方便，通常采用 2 1 1t 作为表征聚合物结晶速度的参数，2 1t 为半结晶期。 即为图2中 2 1 0=--∞∞I I I I t 时所对应的时间。 聚合物结晶过程可用下面的方程式描述： n Kt e C -=-1 。式中：C 为t 时刻的结晶度；K 为 与成核及核成长有关的结晶速度常数；n 为Avrami 指数，为整数，它与成核机理和生长方式有关。 若将上式左边对lg t 作图得一条直线，其斜率为Awami 指数n ，截距就是lg K 。 本实验以等规聚丙烯粒料为试样，采用结晶速度仪测定其结晶速率。 思考题： 1、聚合物的结晶速度与哪些因素有关？ 答：分子主链结构，取代基侧链，分子量；温度，压力，应力、添加剂等。 2、根据实验图分析结晶温度对结晶速度的影响。 四、差示扫描量热法测定聚合物等温结晶速率 实验原理：采用DSC 法测定聚合物的等温结晶速率时，首先将样品装入样品池，加热到熔点以上某温度保温一段时间，消除热历史，然后迅速降到并保持某一低于熔点的温度，记录结晶热随时间的变化，如图1（a ）。可以看到随结晶过程的进行，DSC 谱图上出现一个结晶放热峰。当曲线回到基线时，表明结晶过程已完成。记放热峰总面积为A0，从结晶起始时刻（t 0）到任一时刻t 的放热峰面积A t 与A 0之比 2 I I +∞0 I ∞ I i τ0 t 2 1 t ∞ 解偏振光强 时间 图2 等温结晶的解偏振光强—时间曲线 结晶在Tg 和Tm 之间。靠近Tg ， 链段难运动；靠近Tm ，晶核难生
1.1 静电场 实验内容 图示静电场的基本性质: 同心球壳电场及电势分布图。 实验设置 有两个均匀带电的金属同心球壳配置如图。内球壳（厚度不计）半径为R 1=5.0 cm ，带电荷 q 1 = 0.6?10-8 C ；外球壳半径R 2 = 7.5 cm ，外半径R 3 = 9.0 cm ，所带总电荷q 2 = - 2.0?10-8 C 。 实验任务 画出该同心球壳的电场及电势分布。 实验步骤及方法 基本原理：根据高斯定理推导出电场及电势的 分布公式；利用数据分析软件，如Microsoft Excel 绘制电场及电势的分布图。 在如图所示的带电体中，因内球壳带电q 1，由于静电感应，外球壳的内表面上将均匀地分布电荷-q 1；根据电荷平衡原理，外球壳的外表面上所带电荷除了原来的q2外，还因为内表面感应了-q 1而生成+q 1,所以外球壳的外表面上将均匀分布电荷q 1+q 2。 在推导电场和电势分布公式时，须根据r 的变化范围分别讨论r < R 1、R 1 < r < R 2、R 2 < r < R 3、r > R 3几种情况。 场强分布： 当r < R 1时， 001=?=???E dS E S 当R 1 < r < R 2时， ?= ???0 1 εq dS E S 2 1 0241 r q E επ= 当R 2 < r < R 3时， 00 3=?=???E dS E S 当r > R 3时， 1
2 210 40 2 141r q q E q q dS E S += ? += ??? επε 电势分布： 根据电势的定义，可以求得电势的分布。 当r < R 1时， 3 2 10210110143211414141 3 3 2 21 1R q q R q R q U dr E dr E dr E dr E dr E U R R R R R R r r ++ -=?+?+?+?=?=?????∞ ∞ επεπεπ 当R 1 < r < R 2时， 3 2 102101014321414141 3 3 2 2R q q R q r q U dr E dr E dr E dr E U R R R R r r ++ -=?+?+?=?=????∞ ∞ επεπεπ 当R 2 < r < R 3时， 3 2 10143141 3 3 R q q U dr E dr E dr E U R R r r += ?+?=?=???∞ ∞ επ 当r > R 3时， r q q U dr E dr E U r r 2 1014141 += ?=?=??∞ ∞επ 至此，可以用MS Excel 来绘制电场及电势分布图。方法如下： 打开Excel 后会有一个默认的表格出现（如下图） 在A1、A2、A3单元格内分别输入“R1=”、“R2=”、“R3=”；在B1、B2、B3单元格内分别输入R1、R2、R3的数值。
一、名词解释 3.单体单元:(与单体具有相同的化学组成，只是电子结构不同的原子组合。） 4.结构单元:(构成高分子主链，并决定主链结构的最小的原子组合。) 5.重复结构单元:（主链上化学组成相同的最小原子组合，有时简称为重复单元或链节。) 7.聚合度：(结构单元数n定义位高分子的聚合度X。)1.体型缩聚:多官能单体参加反应，能形成非线性的多支链产物，支化的大分子有可能进一步交联成体型结构的产物,这种凡能形成体型结构缩聚物的缩聚反应,称为体型缩聚。 2．凝胶现象：体型缩聚反应在聚合过程中一般表现为反应体系的黏度在聚合初期逐渐增大，当反应进行一定程度后，黏度突然急剧增大，体系转变为具有弹性的凝胶状物质，这一现象称为凝胶化或凝胶现象。 3.凝胶点：出现凝胶现象时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点。 1７. 转化率 :已转化为聚合物的单体量占起始单体量的百分数 18. 反应程度：参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值 偶合终止：两个大分子自由基相互结合生成一个大分子的终止方式,称为偶合终止。 歧化终止:歧化终止两个大分子自由基相互间反应,生成两个大分子的终止方式，称为歧化终止。 链转移反应:链转移反应是指在聚合过程中,链自由基可能从单体、引发剂、溶剂或大分子上夺取一个原子(大多数为氢原子)而终止，而失去一个原子的分子则成为新的自由基,并能继续进行反应形成新的活性自由基链,使聚合反应继续进行。 引发剂效率：用于引发聚合的引发剂量占引发剂分解总量的百分率。 诱导分解：自由基（包括初级自由基、单体自由基、链自由基）向引发剂分子的链转移反应。 笼蔽效应：引发剂分解产生的初级自由基在与单体反应生成单体自由基之前，发生了副反应而失活这种效应称为笼蔽效应。 诱导效应:有机分子中引入一原子或基团后,使分子中成键电子云密度分布发生变化,从而使化学键发生极化的现象,称为诱导效应 6.异构化聚合:阳离子聚合中由于碳正离子的不稳定，异构成更稳定的结构,发生所谓的异构化反应。若异构化反应比链增长更快,则进行异构化聚合。 7．活性聚合:当单体转化率达到１00％时，聚合仍不终止,形成所具有反应活性聚合物的聚合。 ８.等规度：表征聚合物的立构规整指数,即有规立聚合物量当的分率。 ５、构型:分子链中通过化学键相连接的原子和原子团的排列方式 ７、几何异构：当分子链的双键两侧的碳原子所连接的原子或者集团在空间的排列方式不同时就会形成顺势结构和反式结构,这种结构称为几何异构 １0、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组; 1１、构象:由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化； 1３、内聚能密度：单位体积的内聚能,内聚能是指将1mｏl的液体或固体分子气化所需要的能量； 17、结晶度:聚合物中结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数； 1８、结晶形态:由晶胞排列堆砌生长而成的晶体大小和几何形态; 19、取向：聚合物受到外力作用后，分子链和链段沿外力作用方向的择优排列;
建筑物理实验报告 建筑光学实验： 1.采光系数测量 2.教室亮度测量 3.测定材料光反射系数 4.测定材料光透射系数 小组成员：王林 2011301569 范俊文 2011303156 肖求波 2011301549 沈杰 2011301544 指导教师：刘京华 西北工业大学力学与土木建筑学院 2013年11月3日
一 实验目的 室内光环境对于室内生产，生活，工作有着直接的影响。良好的光环境能够提高工作学习效率，保障人身安全和视力。天然采光效果的好坏及合理与否，可以通过天然采光实测作出评价。采光系数是评价室内自然光环境，室内开口合理与否的一个重要指标。通过实验了解室内自然光环境测量方法及数据的整理与分析，并对该实测房间的光环境作出评价。 二 实验原理及仪器 1.原理： 室内采光测量最主要的工作是同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度和室外水平面的照度值。室外照度是经常变化的，必然引起室内照度的相应变化，不会是固定值。因此对采光系数量的指标，采用相对值，这一相对值称为采光系数（C ）,即室内某一点的天然光照度(E n ),和同一时间的室外全云天的天然光照度（E w ）的比值。 w n E E C 2.仪器：照度计2台/组 卷尺 两台照度计为同型号，分别用于室内和室外的照度测量。 三 实验时间及，地点及天气状况
时间：2013年11月4日星期一 地点：教学东楼D座 四实验要求 1测量数据记录(不少于5个测点) 2.附加测量项目： （1）．采光系数最低值C min 采光系数最低值取典型剖面和假定工作面交线上各测点中采光系数值中最低的一个，作为该房间的评价值。 （2）. 采光系数平均值C av 采光系数平均值取典型剖面与假定工作面交线上各测点的采光系数算术平均值。 当室内有两条或以上典型剖面时，各条典型剖面上的采光系数应分别计算。取其中最低的一个平均值作为房间的采光系数平均值。（3）．采光均匀度U c 采光系数最低值与平均值之比，即U c=C min/C av 国家规范规定，对于侧窗和顶部采光要求为I-IV级的房间，其工作面上的采光均匀度不应低于0.7。采光均匀度应按各个不同剖面计算，取其中均匀度最低的一个值作为该房间的评价值。 五实验方法 1.测点布置 室内采光测点的布置反映各工作面上照度值的变化和光的分布情况，因此采光实测时要在待测建筑物内选取若干个有代表性的能反映室内采光质量的典型剖面,然后在剖面与工作面交线布置一组测点。侧面采光的房间有两个代表性的横剖面，一个通过侧窗中心线，一个通过侧墙中心线；剖面图上布置测点的间距2m；测点距墙或柱的距离为0.5~1m，中间测点等距布置。 2.测量条件 我国采光设计标准采用国际照明委员会推荐的CIE标准天空，即全云天作为天空亮度分布规律的标准。因此采光系数测量的天空应该选取全云天(云量8~10级)，天空中看不到太阳的位置。不应在晴天和多云天测量，也不宜在雨雪天测量。
高分子化学与物理实验一、实验课程： 高分子化学与物理 二、实验项目： 三、实验教材： 《高分子化学与物理实验教程》，卢神州，自编 四、主要仪器设备： 膨胀计20个
稀释型乌氏粘度计20个 GJY-III型光学解偏振仪2台 RL—11B1熔体流动速率测定仪2台五、实验教学课件
实验1 乙酸乙烯酯的乳液聚合 1 实验目的 了解乳液聚合的基本原理并掌握相应的实验技术。 2 试验仪器、工具及试样 （1）试剂和试样： 乙酸乙烯酯（化学纯），过硫酸铵（化学纯），聚乙烯醇（PV A1788）（化学纯），乳化剂OP－10（化学纯），邻苯二甲酸二丁酯（化学纯），碳酸氢钠（化学纯） （2）试验仪器和工具： 水浴锅（1000ml），增力搅拌器，聚四氟乙烯搅拌棒，变压器（1KV），滴液漏斗（磨口，60ml），球形冷凝管（磨口），温度计（0～100℃），量筒（100ml，50ml，10ml），烧杯（250ml，50ml，10ml），移液管（10ml，5ml，1ml），三口磨口烧瓶(250ml（19×3）)，玻璃棒，封闭电炉（1000瓦）、氮气瓶（高纯氮），电子天平 3 基本知识 聚乙酸乙烯酯是由乙酸乙烯酯在光或过氧化物引发下聚合而得。根据反应条件，如反应温度、引发剂浓度的不同，可以得到分子量从几千到十几万的聚合物。聚合反应可按本体、溶液或乳液等方式进行。采用何种方法决定于产物的用途。如果作为涂料或粘合剂，则采用乳液聚合方法。聚乙酸乙烯酯胶乳漆具有水基漆的优点，即粘度较小，而分子量较大，不用易燃的有机溶剂。作为粘合剂时(俗称白胶)，无论木材、纸张和织物，均可使用。 乙酸乙烯酯乳液聚合的机理与一般乳液聚合相同。采用过硫酸盐为引发剂，为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分批加入。聚合中最常用的乳化剂是聚乙烯醇。实践中还常把两种乳化剂合并使用，乳化效果和稳定性比单独用一种要好。本实验采用聚乙烯醇和OP－10两种乳化剂。 单体纯度、引发剂以及聚合温度和转化率等都对产物分子量有很大影响。另外，由于乙酸乙烯酯自由基活性很高，容易对聚合物发生链转移而形成支链或交联产物。 4 实验方法与操作步骤 在装有搅拌器、回流冷凝管与滴液漏斗的三颈瓶中加入乳化剂[注1]（6g聚乙烯醇溶于78ml 蒸馏水及1g乳化剂OP－10）及20ml乙酸乙烯酯。称1g过硫酸铵[注2]，用5ml水溶解于小烧
磁性物理实验 讲义 磁性物理课程组编写 电子科技大学微电子与固体电子学院 二O一二年九月
目录 一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (1) 二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 (3) 三、磁致伸缩系数测量与分析 (6) 四、磁化强度测量与分析 (9) 五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 (11) 六、磁畴结构分析表征 (12)
一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (一) 、实验目的： 了解磁性材料的起始磁导率的测量原理，学会测量材料的起始磁导率，并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。 (二）、实验原理及方法： 一个被磁化的环型试样，当径向宽度比较大时，磁通将集中在内半径附近的区域分布较密，而在外半径附近处，磁通密度较小，因此，实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况，引入有效尺寸参数。有效尺寸参数为：有效平均半径r e ，有效磁路长度l e ，有效横截面积A e ，有效体积V e 。矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。 ???? ??-=21 1 211ln r r r r r e （1） ???? ??-=21 12 11ln 2r r r r l e π （2） ???? ??-=2112 211ln r r r r h A e （3） e e e l A V = （4） 其中：r 1为环型磁芯的内半径，r 2为环型磁芯的外半径，h 为磁芯高度。 利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性，尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时，应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。材料的起始磁导率（i μ）可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量（L ）而计算得到。计算公式如式（5）所示。 2 0i e e A N L l μμ= （5）
《采光实测》实验指导书 实验名称：采光实测 实验项目性质：综合性 所涉及课程：建筑物理 计划学时：2 一、实验目的 对建筑采光进行测量是建筑物理实验中的重要内容。虽然可以作一系列采光设计计算，但由于影响因素十分复杂，所以只有对建筑采光进行实测才能对室内光环境质量做出正确评价，进而了解建筑物采光设计的实际效果和存在的问题，以便采取有针对性的解决措施。 一个良好的光视觉环境应包括适当的照度水平，舒适的亮度对比，宜人的光色和避免出现眩光的干扰。随着采光设施使用时间的增长，采光效果也会变化，要继续保持良好的采光效果必须采取适时的维护保养，而采取定期的采光实测对于建立采光实施的合理维护保养制度也是不可缺少的。 本实验目的是使学生学会用照度计进行采光实测，并通过实测加深对照度、采光系数及材料反光系数、透光系数的理解，培养学生的综合试验能力。 二、实验内容 采光实测的内容包括： 2.1 室内典型剖面（工作面）上各点的照度和室外无遮挡水平面上的扩散 光照度的测量。 2.2 室内墙面、顶棚、地面等饰面材料的光反射系数的测量。 2.3 采光口采光材料的光透射系数的测量。 三、实验原理 3.1 采光系数的概念 室内采光的最终目的是在工作面上获得适当的天然照度，采光测量最主要的工作也是测定由天空光所产生的室内工作面上的照度值。由于天空光所产生的室内工作面上的照度值是随室外照度值不断变化的，为此采用室内照度与同一时刻室外照度的比值这一相对照度值作为评价天然采光的定量指标，就是采光系数的概念。 根据采光系数的定义，我们在测定室内工作面上天然采光的照明水平时就不能只测定室内工作面上的照度值，还要同时测定室外无遮挡的空旷
中国科学院长春应用化学研究所 二ОО九年攻读博士学位研究生入学试题 高分子化学与物理 高分子化学部分（共50分） 一.名词解释（共14分，每题2分） 1.无规预聚物 2.本体聚合 3.官能团的摩尔系数 4.凝胶点 5.聚合上限温度 6.SBS热塑弹性体 7.顺丁橡胶 二.写出下列高分子材料的起始单体，合成反应式，注明引发剂、催化剂及聚合反应类型（共16分，每题4分） 1.尼龙-6 2.聚（芳）砜 3.合成天然橡胶 4.端羟基对苯二甲酸乙二醇酯齐聚物 三.简答题（共15分，每题5分） 1.列表比较自由基聚合和阴离子聚合的特点（包括聚合方法、引发剂（催化剂）、 聚合温度、聚合机理、聚合速率） 2.制备聚甲醛，如何选择单体和聚合方法，为什么？ 3.什么叫功能高分子？合成功能高分子的方法有哪几种？请举出三个功能高分 子的例子，并写出他们的结构式。 四.研究工作调查（5分） 请写出你硕士论文的题目，主要研究成果及新颖性，以第一作者发表的与论文题目相关的文章几篇，发表在何种期刊上，论文的题目是什么？
高分子物理部分（共50分） 一．名词解释 (共10分，每题2分) 1．柔量 2．银纹 3．零切粘度 4．高分子液晶态 5．玻耳兹曼叠加原理 二．选择题 (共10分，每题1分) 1．比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈（PAN）、聚乙烯（PE）的柔顺性。（） (a) PE>PP>PVC>PAN, (b) PE>PP>PAN>PVC (c) PP>PE>PVC>PAN, (d) PAN>PVC>PP>PE 2．已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为：（）。 （a）2, (b) 3, (c)4, (d)5 3．大多数聚合物熔体都属于（）。 （a）牛顿流体 (b)假塑性非牛顿流体 (c) 胀塑性非牛顿流体 (d) 宾汉流体 4．处于高弹态下的聚合物，可以运动的单元有（）。 (a) 链段, (b) 链节, (c) 短支链, (d)整个分子链 5．在玻璃化温度以下,随着温度的降低,高分子的自由体积将（）。 （a）保持不变, (b) 上升, (c)下降，(d) 先下降然后保持不变6．引起聚合物爬杆效应的是（）。 (a)温度效应 (b) 黏性行为 (c)弹性行为 7．下列实验方法可测量聚合物溶度参数的是（） (a) DSC法 (b)膨胀计法 (c)稀溶液粘度法 (d)密度法 8．下列方法中可以提高聚合物韧性的方法有（）。 (a) 与橡胶共混 (b)提高结晶度 (c)加入增塑剂 (d)增加交联度 9．下列相同相对分子质量的某聚合物样品，在相同条件下用凝胶渗透色谱测得的淋出体积大小顺序为（）>（）>（） (a) 轻度支化样品 (b) 线性样品 (c)高度支化样品10．橡胶的使用温度范围是（） (a) T f 以上(b)T g ~T f 之间(c)Tg 以下(d)Tg以上 三．简答题 (共10分，1题3分，2题7分) 1．试讨论高分子溶液在高于、等于、低于θ温度时，其热力学性质各如何？高分子在溶液中的尺寸形态又如何？