大学物理实验指导书(电子版)
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上海电力学院物理实验指导书所属课程:大学物理实验实验名称:重力加速度的测定面向专业:全院理工科实验室名称:物理实验室2006年2 月上海电力学院θsin mg f -=一、实验目的:1、用单摆法测定本地区的重力加速度g ;2、验证单摆振动周期的平方与摆长成正比,学会用图解法处理数据。
3、学习使用秒表。
二、实验仪器、设备:名 称型号、规格 备 注 单摆装置 J-LD33 米尺 游标卡尺 停表三、实验原理:在不同的地区,同一物体所受的重力是不同的,所以重力加速度g 也不同,重力加速度是一个重要的地球物理常数,准确测定它的量值在理论和实践上都有重要的意义。
它首先由伽利略(1564——1642)证明,如果忽略空气摩擦的影响,则所有落地物体都将以同一加速度下落,这个加速度称为重力加速度g 。
历史上曾有很多人研究这个问题,如波茨坦大地测量研究所花了八年时间用开特摆准确测得当地的测重力加速度。
测定它的方法有很多,在实验室目前常用的有单摆法和自由落体法应用单摆来测定重力加速度简单方便,因为单摆的振动周期取决于重力加速度g 和摆长L,只要测出周期,量出摆长,就可算出g 值。
在摆长远大于球的直径,摆球质量远大于悬线质量的条件下,将摆球自平衡位置拉开,(摆角θ< 50 ),然后释放,摆球即在平衡位置左右往返作周期性摆动,如图1-1所示。
摆球在任一位置均受到重力和摆线张力的作用,其切向力是重力的切向分力,为: 图1-1式中g 为重力加速度,m 为摆球质量,负号表示力与角位移方向相反。
摆球的切向加速度和角加速度的关系为22dt d L a θ=θθsin 22mg dt d L m -=⋅由f=ma 可得由于θ角很小,sin θ≈θ,于是有上式表明,在摆角很小时,单摆运动是简谐振动,圆频率L g =ω, 振动周期为gL T πωπ22==则 22/4T L g π=实验时,若测出摆长L 及相应的摆动周期T,即可由上式求得重力加速度g 。
物理实验作业指导书
一、实验目的
本实验旨在通过进行一系列物理实验,培养学生的实验操作能力,加深对物理理论的理解及应用,提高学生的实验技能。
二、实验设备
本实验所需的设备包括:
- 实验器材1
- 实验器材2
- 实验器材3
...
三、实验步骤
1. 步骤1:描述步骤1的操作内容和注意事项。
2. 步骤2:描述步骤2的操作内容和注意事项。
3. 步骤3:描述步骤3的操作内容和注意事项。
...
四、实验数据记录与分析
1. 在实验过程中,学生应准确记录实验数据。
2. 实验完成后,学生应根据实验数据进行数据分析,并将结果
整理成报告。
五、实验安全提示
1. 在进行实验操作时,学生应注意安全,遵守实验室规章制度。
2. 在使用实验器材时,学生应按照操作规程,正确使用设备,
避免操作失误引发事故。
六、实验评估与总结
1. 实验结束后,学生应根据实验数据及实验结果进行评估,并
撰写实验总结。
2. 实验总结应包括对实验过程、结果及可能的改进方向进行分
析和总结。
七、参考资料
1. 参考书籍1:作者,书名。
2. 参考书籍2:作者,书名。
...
以上是本次物理实验作业的指导书,请学生们按照指导书的要求进行实验操作。
如有任何问题,请及时向实验教师咨询。
祝实验顺利!。
大学物理实验指导书--9个项目 -实验一多普勒效应综合实验【实验目的】 1、测量超声接收器运动速度与接收频率之间的关系,验证多普勒效应。
2、由f-V关系直线的斜率求声速。
【实验原理】根据声波的多普勒效应公式,当声源与接收器之间有相对运动时,接收器接收到的频率f为:f = f0(u+V1cosα1)/(u�CV2cosα2)(1)式中f0为声源发射频率,u为声速,V1为接收器运动速率,α1为声源与接收器连线与接收器运动方向之间的夹角,V2为声源运动速率,α2为声源与接收器连线与声源运动方向之间的夹角。
若声源保持不动,运动物体上的接收器沿声源与接收器连线方向以速度V运动,则从(1)式可得接收器接收到的频率应为:f = f0(1+V/u)(2)当接收器向着声源运动时,V取正,反之取负。
若f0保持不变,以光电门测量物体的运动速度,并由仪器对接收器接收到的频率自动计数,根据(2)式,作f ―V关系图可直观验证多普勒效应,且由实验点作直线,其斜率应为 k=f0/u ,由此可计算出声速 u=f0/k 。
由(2)式可解出:V = u(f/f0 �C 1)(3)若已知声速u及声源频率f0 ,通过设置使仪器以某种时间间隔对接收器接收到的频率f采样计数,由微处理器按(3)式计算出接收器运动速度,由显示屏显示V-t关系图,或调阅有关测量数据,即可得出物体在运动过程中的速度变化情况,进而对物体运动状况及规律进行研究。
【仪器安装】图1 多普勒效应验证实验及测量小车水平运动安装示意如图1所示。
所有需固定的附件均安装在导轨上,并在两侧的安装槽上固定。
调节水平超声发射器的高度,使其与超声接收器(已固定在小车上)在同一个平面上,再调整红外接收器高度和方向,使其与红外发射器(已固定在小车上)在同一轴线上。
将组件电缆接入实验仪的对应接口上。
安装完毕后,让电磁铁吸住小车,给小车上的传感器充电,第一次充电时间约6~8秒,充满后(仪器面板充电灯变绿色)可以持续使用4~5分钟。
物理实验要求(电子专业)请负责的同学将下列要求传达到每位同学!!1.请同学们按照实验分组表的顺序进行实验,实验地点见下表。
2.上课前请每位同学自己打印一份实验指导手册。
3.大学物理实验进入实验室要签名,请同学们一定按时到达实验地点。
4.实验地点在大学校区的物理实验楼(物理教学实验中心),高尔夫球场西侧。
5.实验全部完成后将个人的所有实验报告一起上交,以班级为单位由各班负责同学统一收齐后上交(注意按学号排序),截止时间为实验完成后一周内。
实验地点:目录实验一利用直流电桥测量电阻 (2)实验二示波器的原理与使用 (4)实验三声速的测定 (7)实验四霍尔效应实验 (8)实验五 RLC串联谐振电路的研究 (10)实验一 利用直流电桥测量电阻实验目的1.掌握惠斯通电桥的原理,并通过它初步了解一般桥式线路的特点。
2.学会使用惠斯通电桥测量电阻。
实验仪器QJ23型电桥,电阻箱,检流计,滑线变阻器,直流稳压电源等。
实验原理惠斯通电桥(也称单臂电桥)的电路如图1所示,四个电阻R 1、R 2、R b 、R X 组成一个四边形的回路,每一边称作电桥的“桥臂”,在一对对角AD 之间接入电源,而在另一对角BC 之间接入检流计,构成所谓“桥路”。
所谓“桥”本身的意思就是指这条对角线BC 而言。
它的作用就是把“桥”的两端点联系起来,从而将这两点的电位直接进行比较。
B 、C 两点的电位相等时称作电桥平衡。
反之,称作电桥不平衡。
检流计是为了检查电桥是否平衡而设的,平衡时检流计无电流通过。
当电桥平衡时,B 和C 两点的电位相等,故有AC AB V V = CD BD V V = (1) 由于平衡时0=g I ,所以B 、C 间相当于断路,故有21I I = b X I I = (2) 所以 11R I R I X X = 22R I R I b b =可得 X b R R R R 21= (3) 或 b X R R R R 21=(4)这个关系式是由“电桥平衡”推出的结论。
大学物理实验I指导书(2024秋季普通班)一、教学内容1. 实验原理:介绍测量物体质量、密度和比热容的基本原理,如阿基米德原理、密度的定义以及比热容的计算公式等。
2. 实验步骤:详细说明实验操作的顺序,包括仪器的安装、调节、测量和数据记录等。
3. 实验数据处理:教授如何对实验数据进行处理,包括误差分析、数据拟合等。
4. 实验安全:强调实验过程中需要注意的安全事项,如正确使用仪器、防止实验伤害等。
二、教学目标1. 使学生掌握测量物体质量、密度和比热容的基本原理和方法。
2. 培养学生的实验操作能力,提高实验技能。
3. 培养学生的数据处理能力,使他们能够对实验数据进行合理的分析和处理。
三、教学难点与重点1. 难点:实验数据的处理和分析,包括误差分析、数据拟合等。
2. 重点:实验原理的理解和实验操作的熟练掌握。
四、教具与学具准备1. 教具:计算机、投影仪、实验仪器(如天平、密度计、热源等)。
2. 学具:实验报告册、实验讲义、测量工具(如尺子、量筒等)。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过一个简单的实验,使学生了解测量物体质量、密度和比热容的重要性。
2. 讲解实验原理:详细讲解测量物体质量、密度和比热容的基本原理。
3. 演示实验操作:教师演示实验操作步骤,学生跟随操作。
4. 数据处理与分析:教授如何对实验数据进行处理和分析,包括误差分析、数据拟合等。
5. 实验安全讲解:强调实验过程中需要注意的安全事项。
6. 随堂练习:学生进行实验操作,教师巡回指导。
7. 例题讲解:通过例题,使学生掌握实验数据的处理方法。
六、板书设计1. 实验原理:阿基米德原理、密度的定义、比热容的计算公式。
2. 实验步骤:仪器的安装、调节、测量和数据记录。
3. 数据处理:误差分析、数据拟合。
4. 实验安全:正确使用仪器、防止实验伤害。
七、作业设计1. 题目:测量物体质量、密度和比热容的实验报告。
答案:详见实验报告。
2. 题目:根据实验数据,进行误差分析和数据拟合。
上海电力学院物理实验指导书所属课程:大学物理实验实验名称:驻波(一)(二)面向专业:全院理工科实验室名称:物理实验室2006年2月驻波(一)一.实验目的:1.观察在弦线上形成的驻波;2.了解弦线振动时驻波波长与弦线所受张力的关系,并利用它来测定电动音叉的频率.二、实验仪器、设备:名称型号、规格备注电动音叉f=103.3Hz滑轮1个弦线μ=2.61×10-3g/cm砝码20g米尺1m劈形木板2个三、实验原理1.驻波:两个振幅相同的相干波,在同一直线上沿相反方向传播时。
叠加后直线上各质点形成稳定的振动状态,称此为驻波。
让相干前进的波与反射波叠加就能形成驻波。
2.在张紧的弦线上观察驻波:一根弦线横跨在音叉的一端A和劈形木块P的刀口B之间,在刀口右面通过滑轮H和砝码m给弦线施加一定的张力。
音叉由电磁策动力维持振幅恒定的振动。
当音叉振动时,在弦线上激起一横波,此波向右行进。
当此波遇到固定点B时又被反射,形成向左行进的反射波,这两个波在弦上相互叠加就形成驻波。
驻波从B开始就被分成几段,每段的两个端点的振幅为零,固定不动,这些点称为波节。
每段中的各质点则同步作上下振动。
两相邻的波节中间的点振幅最大,称为波腹。
相邻两波节(或波腹)之间的距离L等于形成这驻波的相干波波长的一半,即L=λ/2。
当弦线AB段的长度接近半波长的整数倍时,驻波振幅最大而且稳定。
由于B端是固定点,所以B端一定是波节。
3.当改变音叉频率或改变加上弦线的张力F时,就可改变半波长L。
在本实验中,采用改变张力F来改变L。
在弦线上传播的横波的波速u和张力F及弦线的单位长度的质量μ有如下关系:u2=F/μ又u=λf从上两式可知张力F的改变,引起u的变化。
由于音叉频率f不变,所以λ改变。
由上两式得f2=F/(μλ2)所以只要测得F、μ及λ就能求得电动音叉的频率f。
四.实验内容与步骤:1.记下弦线单位长度质量(由实验室给出)。
μ=2.45×10-4kg/m=2.45×10-3g/cm(原悬线值)μ=2.61×10-4kg/m=2.61×10-3g/cm(2001/9/10重测新悬线值)2.在弦线下垂端加砝码140克,记下张力(化为达因)。
大学物理学实验指导书.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。
实验2 质点运动学
相对运动:通过选取适当的发射角拦截目标物体,并使水平误差最小。
本程序已经预设了演示模式。
启动程序后将自动发射拦截目标,如下图所示。
图中显示目标飞行高度(默认值)为1000m ,速度为500m/s 。
拦截弹头在高度1000m 处拦截目标的水平误差为0.9m 。
完成一次拦截后须点击“程序运行按钮”重新启动程序才可以进行下次拦截。
界面中其它参数的含义如下图所示。
其中:
H ——目标飞行高度(m ) v t ——目标飞行速度(m/s )
——发现目标时的观察角(degree )
v ——拦截弹头飞行速度(m/s ) θ——拦截弹头发射角(degree ) vt ——拦截弹头飞行距离
v t t ——目标在发射拦截弹头后的飞行距离
验证在已知目标飞行速度v t 、 拦截弹头飞行速度v 时,观察角α 与发射角θ 之间的关系为
v
v t
+
=
θθ
αcos sin tan 当v=v t 时有 θ = 2α。
本实验就是在上述条件下完成,即发射角为2倍观察角,且不考虑重力加速度的影响。
实验任务:
1.设定不同的发现目标距离、目标飞行高度、目标飞行速度;
2.根据程序显示的观察角,选定10个不同的拦截发射角、使拦截弹头与目标的水平误差最小(最好在50m 以内);
3.记录拦截完成后的实际观察角和拦截发射角、拦截水平误差记入下表中
t
v )cos (t
v t t
v )sin (θ
4.根据上表讨论拦截水平误差跟参数之间的关系。
本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==大学物理学习指导书篇一:201X级用_《大学物理学习指导书》(下)(1-20单元答案附录)B第一单元毕奥—萨伐尔定律[知识点精要]?1.毕奥—萨伐尔定律:电流元Idl在P点产生的磁感应强度为:????0Idl?rdB?34?r????0qv?r2.运动电荷产生的磁场:B?4?r33.磁场的叠加原理导线L中的电流在P点产生的磁感应强度等于每个电流元单独存在时,在P点产生的磁感应强度的矢量和,即?????0Idl?rB??dB?4??r3或 B??Bi??4.三种特殊形状载流导线产生的磁场:(1)―无限长‖直线电流周围的磁场B??0I2?a?0I2a(2)载流线圈圆心处的磁场B?(3)均匀密绕―无限长‖直载流螺线管内的磁场 B??0nI??5.磁矩: Pm?ISn[典型例题]:例1-1.有一折成如图所示的无限长导线,已知电流I=10A,半圆半径R=0.5cm,试求圆心O点的磁感应强度。
解:O点的磁场可看成是半无限长载流导线AB、CD和半圆弧BC电流产生的磁场的叠加。
AB、BC产生的磁场方向相同,均垂直纸面向里;CD产生的磁场为零。
故B0??0I?0I?I1??0?0(?1) 4?R4R4R?1例1-2 图示为两条穿过Y轴垂直于X-Y平面的平行长直导线的俯视图,两条导线皆通有电流I,但方向相反,它们到X轴的距离皆为a。
(1)推导出X轴上P点处的磁感应强度B(X)的表达式。
(2)求P点在X轴上何处时,该点的B取得最大值。
解:B1?B2??0I由对称性,X轴上任一点P的磁感应强度 B一定沿X轴方向。
设B 与X轴夹角为φ,那么B?2B1cos??2?0I ?a??0Ia?(a2?x2)显然x=0处,B最大,为:B?例1-3 圆盘半径R,表面电荷面密度是σ,圆盘绕轴线以匀角速度ω旋转时,求圆盘中心的磁感应强度。
实用文档大学物理实验指导书(电子版)上海海运学院2010.05目录绪论┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 3 实验数据的处理方法┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 7实验一.长度的测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验二.测量钢丝杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验三.扭摆法测定物体转动惯量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验四.空气比热容比测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅17实验五.线膨胀系数测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 18实验六.常用电学仪器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅- 19实验七.惠斯登电桥测电阻┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 22实验八.电位差计测电动势┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 24实验九.电表改装┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅26实验十.示波器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅28实验十一.等厚干涉的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 31实验十二.用光栅测定光波的波长┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅33实验十三.旋转液体物体特性测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅34实验十四.波尔共振┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅36实验十五.用梁的弯曲测量材料的杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅38实验十六.仿真实验—偏振光的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅39实验十七.光纤传输技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅42实验十八.激光全息照相┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅44实验十九.迈克尔逊干涉仪的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅46实验二十.光拍法测量光速┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅49实验二十一.光电效应┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅52实验二十二.霍尔效应及其应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅55实验二十三.荷质比实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅58实验二十四.金属电子逸出功实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅62实验二十五.声速测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅66实验二十六.夫兰克赫兹实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅69实验二十七.密立根油滴实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅73实验二十八.多量程直流电表的设计┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅77绪论早在五十年代,我国物学家钱三强就指出:今天的科学技术发展可以概括为“科学技术化和技术的科学化”,也就是说:科学和技术关系越来越密切,科学与技术相互渗透。
物理实验指导书1.实验介绍在物理学领域中,实验是探索和验证理论的重要手段之一。
本指导书旨在为物理实验提供全面且具体的指导,以引导学生正确进行实验,同时帮助他们深入理解物理原理和实验技术。
2. 实验前准备在进行实验之前,必须进行充分的准备工作。
包括检查实验器材是否齐备、仪器是否校准准确、实验室是否符合安全标准等。
正确认识实验目的和操作过程对于获得准确的实验结果至关重要。
3. 实验器材和仪器介绍本节介绍实验常用的器材和仪器,并对其原理和使用方法进行详细说明。
包括测量仪器,如毫米尺、千分尺、螺旋测微计等,以及实验装置,如光学元件、电子元器件等。
通过对器材和仪器的介绍,学生可以更好地理解其功能和使用方法。
4. 实验步骤和操作方法本节详细描述了实验的步骤和操作方法,使学生能够按照正确的顺序和方法进行实验。
步骤和操作方法的详细说明有助于学生避免操作上的错误,并确保实验的可重复性和准确性。
例如,在光学实验中,应包括准直、聚焦、测量光程差等操作步骤的详细说明。
5. 实验数据处理和分析数据处理和分析是实验中不可或缺的部分。
本节指导学生如何处理实验数据,包括数据整理、统计和绘图等。
同时,还介绍了一些常用的数据分析方法,如线性回归、误差分析等,以帮助学生理解实验数据背后的物理原理。
6. 实验结果和讨论在本节中,学生将针对实验结果进行观察和分析,并详细讨论实验中出现的现象和现象背后的物理原理。
结合实验数据和理论知识,对结果进行合理解释,并比较实验结果与理论预期之间的差异。
这样的讨论有助于学生深入理解物理实验的实质,并培养他们的分析和解决问题的能力。
7. 实验误差和不确定度在实验中,误差和不确定度是无法避免的。
本节详细介绍了误差的分类和计算方法,并讨论了误差对实验结果的影响。
同时,还介绍了不确定度的概念和计算方法,以帮助学生准确评估实验结果的可靠性和可信度。
8. 安全注意事项实验过程中的安全是至关重要的。
本节列出了一些常见的实验室安全注意事项,并详细说明了如何正确使用实验器材和仪器,以及避免实验中的潜在危险。
大学物理实验指导书(电子版)XX海运学院2010.05目录绪论┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3实验数据的处理方法┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅7实验一.长度的测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9 实验二.测量钢丝杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11 实验三.扭摆法测定物体转动惯量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13 实验四.空气比热容比测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅17 实验五.线膨胀系数测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 18 实验六.常用电学仪器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅- 19 实验七.惠斯登电桥测电阻┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅22 实验八.电位差计测电动势┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅24 实验九.电表改装┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅26 实验十.示波器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅28 实验十一.等厚干涉的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅31实验十二.用光栅测定光波的波长┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅33实验十三.旋转液体物体特性测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅34实验十四.波尔共振┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅36 实验十五.用梁的弯曲测量材料的杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅38 实验十六.仿真实验—偏振光的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅39 实验十七.光纤传输技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅42 实验十八.激光全息照相┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅44实验十九.迈克尔逊干涉仪的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅46 实验二十.光拍法测量光速┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅49 实验二十一.光电效应┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅52 实验二十二.霍尔效应与其应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅55 实验二十三.荷质比实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅58 实验二十四.金属电子逸出功实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅62实验二十五.声速测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅66 实验二十六.夫兰克赫兹实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅69 实验二十七.密立根油滴实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅73 实验二十八.多量程直流电表的设计┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅77绪论早在五十年代,我国物学家钱三强就指出:今天的科学技术发展可以概括为“科学技术化和技术的科学化”,也就是说:科学和技术关系越来越密切,科学与技术相互渗透。
大学物理实验指导手册1. 引言本物理实验指导手册旨在帮助大学物理实验课程的学生进行实验操作,并提供必要的理论背景和实验细节。
本手册涵盖了各个物理专业的常见实验内容,旨在帮助学生更好地掌握物理实验技巧和相关知识。
2. 实验室安全注意事项•实验室入口和出口的标志•紧急情况下的逃生路线图示•使用个人防护装备(如实验室服、安全眼镜、手套等)的重要性和正确方法•实验室仪器设备的正确使用方法和注意事项•操作化学药品时候需要遵循的安全规范3. 实验仪器与设备3.1 常见仪器及其使用说明介绍常用于大学物理实验中的各种仪器,包括示波器、万用表、光电效应装置等,以及其安装、调校和使用方法。
3.2 数据采集与处理软件介绍数据采集与处理软件(如LabVIEW或MATLAB)的基本操作步骤,并给出常见试验中如何使用这些软件进行数据处理和曲线拟合的示例。
4. 实验操作步骤4.1 实验准备•实验前的材料准备和检查•各种仪器设备的设置与校准4.2 实验流程按照实验设计顺序,详细介绍各个实验项目的具体操作步骤,并解释相关物理原理和现象。
对于较复杂的实验,还可以提供示意图或实际照片来帮助学生更好地理解实验过程。
4.3 数据记录与分析指导学生如何正确记录实验数据,并说明常用数据分析方法(如均值、标准偏差、误差分析等)的计算步骤。
5. 实验报告写作指南给出撰写科学实验报告的基本要点和格式要求,包括标题、摘要、引言、实验装置与原理、实验结果及讨论等部分,并提供范例实验报告供参考。
6. 常见问题与解答列举一些学生在进行物理实验中常遇到的问题,并给出相应的解答和建议。
结束语本大学物理实验指导手册旨在为大学物理学习者提供全面的实验指导和理论支持,帮助他们在物理实验中获得更好的成果。
希望本手册能够成为学生们提升物理实验技能和知识水平的有力工具。
绪论一.实验课的目的1.学习基础实验方法,仪器和数据处理知识通过对被测量的定量测量,对被测量及相关的物理过程有明确具体的了解。
2.锻炼手的操作技能对实验装置的安装、调整,对计量器具的正确操作,是做好实验的基础.3.学习实验的物理思想每个实验都是一个物理过程,通过此过程将间接测量量转换为若干直接测量量,将难测量的量变换成容易测量的量,将测不准的量转换成比较测得准的量,在这些变换中有丰富的物理思想.4.培养思维能力思维是在观察的基础上,进行分析、综合、判断、推理和提出新思想的认识过程,它对任何工作都十分重要,在实验中是培养思维能力的很好的机会二.测量与仪器(1)测量是指用实验方法确定被测对象的量值的实验过程。
可分为:直接测量:被测量和同类单位的标准物或计量器具直接比较,得出被测量量值的测量。
例:一桌子的长度与米尺相比,得出桌子长度为1.28m。
间接测量:由一个或几个直接测得量经已知函数关系计算出被测量量值的测量。
例:测量单摆的摆长l和振动周期T,由已知公式22/4Tlgπ=算出重力加速度g。
(2)测量结果给出被测量的量值,包括两部分:数值和单位,一般应给出不确定度。
(3)测量仪器:是指用以直接或间接测出被测量对象量值的所有器具。
(4)由于测量目的的不同,对仪器准确程度的要求也不用。
表示仪器的性能有许多指标,其中最基本的是测量范围和准确度指标。
一般是在满足测量要求的条件下,尽量选用准确程度低的仪器,减少准确度高的仪器的使用次数,可以减少在反复使用时的损耗,延长使用寿命。
三.测量与误差(1)真值(a):不依人的意志为转移的真实大小(2)误差(ε):测量值减去真值的差 ε=-a x误差产生的原因:a :测量仪器只能准确到一定程度。
b :观察者操作和读数不能十分准确等。
研究误差的目的:a :尽量减小测量值中影响较大的误差b :对残存的误差的大小给出某种估计能(估计不确定度)绝对误差: a x -=ε (注意:绝对误差与误差绝对值ε不同)相对误差:a r εε= 系统误差:测量值随测量条件的改变(换表、增加摆角等)而改变产生的误差。
全国高等教育自学考试课程《物理》实践教学指导书实验1:《示波器的使用》仪器与用具:1、双踪示波器 GOS-6021型 1台2、函数信号发生器 YB1602型 1台3、连接线示波器专用 2根示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。
一、实验目的:1.了解示波器显示波形的原理,了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合;2.熟悉使用示波器的基本方法,学会用示波器测量波形的电压幅度和频率;3.观察李萨如图形。
二、实验报告内容:原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答实验原理:示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成,1、示波管如图所示,左端为一电子枪,电子枪加热后发出一束电子,电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上,屏上的荧光物发光形成一亮点。
亮点在偏转板电压的作用下,位置也随之改变。
在一定范围内,亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。
示波管结构简图示波管内的偏转板2、扫描与同步的作用如果在X 轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,在荧光屏上看到的是一条水平线,如图图扫描的作用及其显示如果在Y 轴偏转板上加正弦电压,而X 轴偏转板不加任何电压,则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡,在横方向不动。
我们看到的将是一条垂直的亮线,如图如果在Y 轴偏转板上加正弦电压,又在X 轴偏转板上加锯齿形电压,则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移,其合成原理如图所示,描出了正弦图形。
如果正弦波与锯齿波的周期(频率)相同,这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。
但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同,则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开,在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形,甚至很复杂的图形。
由此可见:(1)要想看到Y 轴偏转板电压的图形,必须加上X 轴偏转板电压把它展开,这个过程称为扫描。
如果要显示的波形不畸变,扫描必须是线性的,即必须加锯齿波。
(2)要使显示的波形稳定,Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数,即:n f f xyn=1,2,3, 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调,但要准确的满足上式,光靠人工调节还是不够的,待测电压的频率越高,越难满足上述条件。
大学物理实验指导书(电子版)上海海运学院2010.05目录绪论┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 3 实验数据的处理方法┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 7实验一.长度的测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验二.测量钢丝杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验三.扭摆法测定物体转动惯量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验四.空气比热容比测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅17实验五.线膨胀系数测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 18实验六.常用电学仪器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅- 19实验七.惠斯登电桥测电阻┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 22实验八.电位差计测电动势┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 24实验九.电表改装┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅26实验十.示波器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅28实验十一.等厚干涉的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 31实验十二.用光栅测定光波的波长┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅33实验十三.旋转液体物体特性测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅34实验十四.波尔共振┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅36实验十五.用梁的弯曲测量材料的杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅38实验十六.仿真实验—偏振光的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅39实验十七.光纤传输技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅42实验十八.激光全息照相┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅44实验十九.迈克尔逊干涉仪的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅46实验二十.光拍法测量光速┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅49实验二十一.光电效应┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅52实验二十二.霍尔效应及其应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅55实验二十三.荷质比实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅58实验二十四.金属电子逸出功实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅62实验二十五.声速测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅66 实验二十六.夫兰克赫兹实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅69 实验二十七.密立根油滴实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅73 实验二十八.多量程直流电表的设计┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅77绪论早在五十年代,我国物学家钱三强就指出:今天的科学技术发展可以概括为“科学技术化和技术的科学化”,也就是说:科学和技术关系越来越密切,科学与技术相互渗透。
因此教育界普遍关心的问题,不仅是工艺和设计程序的传授而应把重点放在创造精神和研究能力的培养上。
为此,必须注意和加强学生实验技能的培养和训练。
加强实验技能的培养,不是一门普通物理实验课所能完成的,各种实验技术都是一门专门的学问,但是任何复杂的实验工作总离不开基本物理量的测量。
一.物理实验课的任务主要有下述三个方面:1. 对学生进行实验基本知识、方法、技能技巧方面的培养的训练。
要求学生掌握一些常用物理量的测量方法,基本上具备观察现象测量数据。
处理和分析结果到完整地写出实验报告的能力。
2. 在实验中通过自己动手、观察、测量、分析、更深入理解物理理论。
3. 培养严肃认真、实事求是的科学作风和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。
二.测量与误差1. 基本概念测量可分为直接测量与间接测量两种。
直接测量就是用量具或电表直接与被测之量比较所得的量。
间接测量就是测出与待测量有一定关系的诸量,然后计算出该待测量。
一个物理量在客观上有着确定的数值成为真值。
测量值与真值之间的差别称为误差。
误差按其产生原因与性质分为两类:① 系统误差产生系统误差的主要原因:仪器、测量方法和计算方法的不完善。
② 偶然误差产生偶然误差的主要原因:人的感觉器官的限制及实验环境等干扰。
偶然误差的出现服从统计规律,因此通过多次测量求平均值的方法可以减小偶然误差。
③ 粗大误差明显超出规定条件下预期的误差。
实验中尽量避免。
2.不确定度测量不确定度是表征被测量量的真值以一定的概率落在某一个量值范围内的不肯定程度的一个估算。
一般用U 表示。
不确定度分类:① A 类不确定度:统计分析方法评定,记作A U ;② B 类不确定度:非统计分析方法评定,记作B U ;③ 合成不确定度:将A 类不确定度和B 类不确定度用一定规则合成,常用公式B A U U U +=。
3.直接测量结果的不确定度计算①对某个物理量测量几次,每次测量结果分别为n i l l l l l ,...........,,321,求出算术平均值:n l n i i l ∑==1②求标准偏差l σ 贝塞尔公式()a n l l n i i l --=∑=12σ③A 类不确定度A Ul A n tU σ=(系数n t 查书本第六页 表1) 注:测量次数6到10次时1≈n t④B 类不确定度B U仪∆≈B U (仪∆查书本第七页表2)⑤合成不确定度 B A l U U U +=⑥结果表示 l U l l ±=不确定度与测量结果平均值之比称为相对不确定度。
%100⨯=l U E l4. 间接测量的不确定度计算设),,( z y x f N =,则不确定度传递公式: +⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=222222z y x N U z f U y f U x f U 结果表示:N U N N ±= %100⨯=NU E N N三.有效数字及其运算1. 什么叫有效数字?在测量和计算时,正确而有效地表示测量和运算结果的数字,称为有效数字。
它由若干位可靠数加一位估计数构成。
2. 处理有效数字时应注意几点:① 凡数字后面的“0”是有效数字;② 在数字前面的“0”不是有效数字;③ 有效数字与小数点位置无关。
3. 运算规则① 加减法只保留一位可疑数字;② 乘除法以最少有效数字位数为标准;③ 不确定度的有效数字只取一位。
计算结果的表示要求:N U N N ±=(N U 保留一位有效数字,N 和N U 对齐)四.实验报告的要求实验报告两个部分来完成,在实验之前先作预习部分。
预习前留一页空白页在实验结束后再完成实验部分,数据数据写在预习前空白页,预习部分和实验部分的报告做在同一份实验报告纸上。
实验报告包括:1. 实验名称。
2. 目的要求.。
3 .简单原理。
4. 步骤。
5.使用器材。
6.记录和计算。
7. 误差讨论和分析其中1,2,3,4为预习内容五.习题答案1.(1)000150.0公里41050.1-⨯=公里11050.1-⨯=公里(2)5890毫米=310890.5⨯毫米890.5=米2.(1)27 (2)7.0210⨯ (3)3.28610⨯(4)3101.1⨯ (5)5100.6⨯ (6)1.03.(1)8.9±0.1 3厘米 (2)0.0085±0.0001 单位(3)310)1.02.6(-⨯± (4)410)02.017.3(⨯±(5)310)05.036.1(⨯± (6)110)02.009.3(⨯±4. (1) V R I X 1072.0350⨯=⨯=⨯= V U R U I U I R X 72222=+=V X 10)7.00.7(⨯±= %10=X E (2) 85.32=N 1))(()1()1(2222222=+-++=z y x N U z y xU z U z U133±=N %3=N E (3) Ω=1.2R 2.0232221=++=R R R R U U U UΩ±=2.01.2N %10=N E (4) 139=N4)2()(22222=+=T D N U DT U T U ππΩ±=4139N %3=N E5. (1) cm a 00.2= cm n a a i i a 02.01)(512=--=∑=σcm U a A 021.005.1==σ cm U B 05.0= cm U U U B A 05.022=+=cm a 05.000.2±= %2=a E (2) cm L 00.8= cm U U a N 2.0)4(22==cm L 2.00.8±= %2=L E (3) 200.4cm s = cm U a U a s 2.0)2(22==22.00.8cm s ±= %2=S E6.9=n g m 123.36=g m 002.017)01491614(106=-++++++=-σg U m A 002.0==σ g U B 004.0= g U U U B A 004.022=+= g m 004.0124.36±= %01.0=m E7.mm d 044.8= mm d 002.019)9149141(106=-++++++=-σ mm U d A 002.0==σ mm U B 004.0= mm U U U B A 004.022=+=mm d 004.0044.8±=mm h 856.50= mm d 02.019)44444(104=-++++=-σmm U d A 02.0==σ mm U B 02.0= mm U U U B A 03.022=+=mm h 03.086.50±=2222223)4()2(mm U d U dh U h d V =+=ππ 32585mm V = mm V 32585±= g m 04.035.20±= 3/007872.0mm g =ρ322222/00002.0)()1(mm g U V m U V U V m =-+=ρ 3/00002.000787.0mm g ±=ρ40)()(22=-=∑∑i i xx x n x l 2848448.206)()(mm y x ny x l i i i i xy =-=∑∑∑ 1712111.5==k b mm b R 19.24==λ实验数据的处理方法在物理实验中,选择好的数据处理方法十分重要。
常用的有图示法,图解法,逐差法等。
一、 图示法任意两个物理量之间的关系即可从用一个解析函数表示,这时图示法就成为一种主要的表示方法了,图示法的另一优点是物理量之间的关系,可用曲线表示,一目了然。
在很多场合下应用图线来解决实际问题十分方便,因此图示法是实验技能中的一项基本功,应该很好地掌握它。
具体作法如下:1. 作图必须用毫米方格纸。
2. 确定坐标⑴确定纵坐标和横坐标分别表示哪个物理量,通常以横坐标为自变量,纵坐标为因变量并划两条粗线表示纵轴和横轴。
⑵写上坐标名称、单位,并在两个坐标轴上每隔一定的距离写上标度。