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大学物理实验设计方案引言：大学物理实验对于学生学习物理知识和培养实践能力具有至关重要的作用。
通过实验，学生可以深入理解物理概念、掌握实验操作技能以及培养科学探究的能力。
因此，本文将介绍一种针对大学物理实验课程设计的方案，旨在提供一个综合性、实用性强的实验项目，以满足学生的学习需求。
实验目标：本实验的目标是帮助学生通过实践操作和观察，掌握力学、光学、电磁学等物理学科的基本理论与实验方法。
同时，通过团队合作，培养学生的实验设计和数据分析能力，提高其科学研究思维和创新能力。
实验内容：本实验方案主要包括以下几个具体的实验项目：1. 弹簧的拉伸与弹性势能测量实验目的：探究弹簧的拉伸性质和弹性势能的关系实验步骤：使用一弹簧，通过测量受力和位移，计算弹簧的拉伸量以及弹性势能实验要求：精确测量实验数据，合理设计实验装置，注意安全操作2. 杆上的转子平衡实验实验目的：研究力矩平衡的条件与原理实验步骤：在一树脂杆上悬挂多个重力均匀分布的转子，通过调节位置使得杆保持平衡状态实验要求：精确测量实验数据，加深对力矩平衡的理解与应用3. 球体滚下斜面实验实验目的：通过测量球体在斜面上滚动的加速度，研究运动学与动力学关系实验步骤：在斜面上放置球体，测量球体加速度与斜面角度的关系实验要求：理论计算与实验测量相结合，提高数据处理和分析能力4. 光的折射实验实验目的：研究光在介质中的折射规律与折射率计算实验步骤：通过改变光线入射角度，测量光在不同介质中的折射角度，计算折射率实验要求：精确测量实验数据，加深对光的折射现象与光学定律的理解5. 电磁感应实验实验目的：研究磁场对导体的感应电动势产生的影响实验步骤：通过改变磁场强度和导体运动状态，测量感应电动势与磁场、导体相对运动速度的关系实验要求：精确测量实验数据，探索磁感应现象与电磁感应规律的关系实验设计与要求：1. 实验选材：根据学生的学习年级和知识储备，选择适合的实验项目，并确保实验器材的可获得性和安全性。
评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：弦线振动法测定液体密度班级：姓名：学号：指导教师：《弦线振动法测定液体密度实验》实验提要实验课题及任务《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是：研究弦线振动时波长λ的大小与弦线受到的张力T 有关，在其它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长λ，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长λ，进一步求出待测液体的密度。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，画出实验装置原理图，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法；⑷ 用最小二乘法进行线性拟合，计算出待测液体的密度ρ。
⑸ 分析讨论实验结果。
实验仪器弦振动实验仪一套、电子天平等主要仪器实验提示物体浸没在液体中受到的浮力大小为：V f 液ρ=弦线在振动时频率ν、波长λ、张力T 及弦线的线密度μ有如下关系：μνλT1=当频率ν与线密度μ一定时，上式左右两边同时取对数，得到下式后还可以进一步简化。
νμλlog log 21log 21log --=T 评分参考 (10分)⑴ 正确的写出实验原理和计算公式，3分；⑵ 正确的选用仪器和测量方法，2分； ⑶ 写出实验内容及步骤，1分； ⑷ 电子天平的调零和使用，1分；⑸ 写出完整的实验报告，3分；(其中实验数据处理，2分、实验结果，0.5分，整体结构，0.5分)学时分配实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。
大学物理自主设计性实验（FB716-Ⅱ型物理设计性（传感器）实验装置）实验指导书杭州精科仪器有限公司目录第一、产品简介 (02)第二、实验项目内容 (04)实验一、应变片性能—单臂电桥 (04)实验二、应变片：单臂、半桥、全桥比较 (06)实验三、移相器实验 (08)实验四、相敏检波器实验 (10)实验五、应变片—交流全桥实验 (12)实验六、交流全桥的应用—振幅测量 (14)实验七、交流全桥的应用—电子秤 (14)实验八、霍尔式传感的直流激励静态位移特性 (16)实验九、霍尔式传感的应用——电子秤 (17)实验十、霍尔片传感的交流激励静态位移特性 (17)实验十一、霍尔式传感的应用研究—振幅测量 (18)实验十二、差动变压器（互感式）的性能 (19)实验十三、差动变压器（互感式）零点残余电压的补偿 (20)实验十四、差动变压器（互感式）的标定 (21)实验十五、差动变压器（互感式）的应用研究—振幅测量 (22)实验十六、差动变压器（互感式）的应用—电子秤 (23)实验十七、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 (24)实验十八、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能 (25)实验十九、磁电式传感器的性能 (26)实验二十、压电传感器的动态响应实验 (27)实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响 (28)实验二十二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (29)实验二十三、扩散硅压阻式压力传感实验 (30)实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 (32)实验二十五、湿敏电阻（RH）实验 (34)实验二十六、热释电人体接近实验 (34)实验二十七、光电传感器测转速实验 (36)第三、结构安装图片和说明 (37)第一、产品简介一、FB716-II型物理设计性（传感器）实验装置本实验装置主要由以下所述5个部分组成：1．传感器实验台部分：装有双平行振动梁（包括应变片上下各2片、梁自由端的磁钢）、双平行梁测微头及支架、振动盘（装有磁钢、用于固定霍尔传感器的二个半圆磁钢、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子、压电传感器），安装时可参考第三部分结构图片及安装说明。
电磁学实验 设计性实验报告设计课题： 用补偿法测电阻 班级： 2012级物理学一班 姓名： 王俊东 学号： 201205110134 指导教师： 郝福生 实验时间： 2013年11月 实验成绩：用补偿法测电阻【实验任务与要求】1. 学会正确使用电流表、电压表、检流计、电阻箱和变阻器等仪器；2. 学会用伏安法测电阻的几种不同接线方法并分析对系统误差的影响；3. 学会用补偿法测电阻；【实验设计方案】1建立物理模型和理论 伏安法：要测某一电阻xR 的阻值，用电压表测出xR 两端的电压，用电流表测出通过xR 的电流，利用部分电路的欧姆定律：I UR =（1）即可计算出电阻xR 的阻值。
由于电压表和电流表都不是理想电表，即电表的内阻并非理想值，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。
2实验方法选择电流表外接法：在图1的外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值U 为R 两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为R 与vR 的并联总电阻，即：此时给测量带来的系统误差方根来源于vR 的分流作用，系统的相对误差为：100%R R 11100%RR v ⨯⨯=＋＝－测R E （3）3.实验仪器的选择a.安培表b.伏特表c.检流计AC5/2型d.电阻：0R （250Ω滑线变阻器）；x R 由电阻箱提供，3R ：250Ω2.54k Ω（多圈电位器）)e.电源：直流3V 电源 4.试验基本原理与方法a.基本原理：在一定温度下，直流电通过待测电阻x R 时，用电压表测出x R 两端的电压U ，用电流表测出通过x R 的电流I ， 则电阻值可表示为：x R =U/Ib.试验方法：连接如下电路图，调节3R 使检流计G 无电流通过（指针指零），这 时电压表指示的电压值bd U 等于x R 两端的电压ac U ，即b,d 之间的电压补偿了x R 两端的电压。
清除了电压内阻对电路的影响。
评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：135照相胶片密度的测定班级：姓名：学号：指导教师：135照相胶片密度的测定《135照相胶片密度的测定》实验提要实验课题及任务《135照相胶片密度的测定》实验课题任务是，给定一张135照相胶片(如条状约150.0×35.00×0.1253cm 、质量m 约 1g 左右)样品，测量出该胶片的密度。
学生根据自己所学知识，设计出《135照相胶片密度的测定》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；写出实验内容和步骤。
)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。
按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求⑴ 写出该实验的实验原理，推导出密度与各测量物理量的计算公式。
⑵ 选择实验测量仪器要符合精度要求，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，确定相应物理量的测量仪器。
⑶ 设计的实验步骤要具有可操作性。
⑷ 测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。
⑸ 测量胶片长度和宽度时应该注意的事项及实际测量的方法。
⑹ 测量135胶片圆角矩形齿孔时，如果计算的是矩形面积，要注意圆角的修正。
⑺ 收实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
测量仪器和被测物体及提示⑴ 钢尺：20cm/０.1cm 或30cm/0.05cm 任选，但必须大于胶片的长度和满足测量值相对误差的要求。
⑵ 游标卡尺：125mm/0.02mm 。
实验前应检查游标卡尺的零点，允许误差在0.1mm 以内。
⑶ 千分尺：25mm/0.01mm 。
⑷ 读数显微镜：50mm/0.01mm 。
⑸ 光源：钠灯、汞灯或一般的白炽灯任选。
⑹ 物理天平：600g/0.05g 或分析天平：200g/0.001g 任选；(因胶片质量约1g ，因此量程无需太大。
)⑺ 照相胶片：一般的曝光废胶卷即可。
普通物理实验设计性实验方案实验题目：简单显微镜的设计班级：物理学2011级（2）班学号：2011433175姓名：唐洁指导教师：陈广萍凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月简单显微镜的设计要求：1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念；2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法；3. 学会测量显微镜的视觉放大率；4. 简单显微镜的放大率为31.8；5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ，即光学间隔为16.6cm 。
序 言显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。
因此，了解并 掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加 深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。
一、实验原理（一）、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。
显然，同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05～0.07mm 的两点。
此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。
当微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而 需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。
这是 助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为ww tan tan /=Γ （1）式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。
（二）、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较 长。
它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜， 其焦距为e f 。
大学物理创新实验报告篇一：大学物理性实验报告大学物理设计性实验报告课题________________ 学院________________ 班级________________ 姓名________________ 学号________________ 【实验目的】 1. 掌握多种测定重力加速度的方法。
2. 正确进行数据处理和误差分析。
【实验器材】秒表、倾角固定的斜面（倾角未知）、木块、米尺【实验原理】借用一道测定木块与斜面之间动摩擦因数进行知识的迁移与转换，运用牛顿第二定律及运动学公式可测定出重力加速度。
在B点给木块一初速度让其沿斜面匀减速上滑，记下到达最高点的时间t1，并测出BD长度s。
将木块由D点静止释放让其沿斜面匀加速下滑，记下到达B点的时间t2。
由牛顿第二定律易知上滑、下滑的加速度分别为1a2t22 2 hsl11 解得g?(2?2) ，sin?? lht1t2s? a1?gsin??mgcos?、a2?gsin??mgcos?。
由运动学公式，有s? 12a1t1，2 运用水滴法测重力加速度测出水滴间隔时间以及掉落高度，运用牛顿第二定律以及运动学公式可测出重力加速度。
【实验内容】 1.测出斜面的高 H、斜面的长L 2.给木块一初速度，记录到达最高点的时间 3.将木块静止释放，使其下滑，记录下滑到点B的时间 4.多次重复步骤2、3，记录多组数据。
5.在自来水龙头下面固定一个盘子，使水一滴一滴连续地滴到盘子里，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴到盘子里声音的同时，下一个水滴刚好开始下落。
6.量出水龙头口离盘子的高度h，再用停表计时。
7.当听到某一水滴滴在盘子里的声音的同时，开启停表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3??”一直数到“n”，按下停表按钮停止计时，读出停表的示数t。
8.记录并分析数据。
9.比较实验记录分析不同方法得出的重力加速度，掌握相关的测量特点表一：H=__________ L=__________g=__________g=___________篇二：大学物理上实验报告(共2篇) 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。
大学物理创新实验报告大学物理创新实验报告篇一：大学物理设计性实验报告大学物理设计性实验报告课题学院班级姓名学号【实验目的】1. 掌握多种测定重力加速度的方法。
2. 正确进行数据处理和误差分析。
【实验器材】秒表、倾角固定的斜面（倾角未知）、木块、米尺【实验原理】借用一道测定木块与斜面之间动摩擦因数进行知识的迁移与转换，运用牛顿第二定律及运动学公式可测定出重力加速度。
在B点给木块一初速度让其沿斜面匀减速上滑，记下到达最高点的时间t1，并测出BD长度s。
将木块由D点静止释放让其沿斜面匀加速下滑，记下到达B点的时间t2。
由牛顿第二定律易知上滑、下滑的加速度分别为1a2t22 2hsl11解得g?(2?2) ，sin??lht1t2s?a1?gsin??mgcos?、a2?gsin??mgcos?。
由运动学公式，有s?12a1t1，2运用水滴法测重力加速度测出水滴间隔时间以及掉落高度，运用牛顿第二定律以及运动学公式可测出重力加速度。
【实验内容】1.测出斜面的高 H、斜面的长L2.给木块一初速度，记录到达最高点的时间3.将木块静止释放，使其下滑，记录下滑到点B的时间4.多次重复步骤2、3，记录多组数据。
5.在自来水龙头下面固定一个盘子，使水一滴一滴连续地滴到盘子里，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴到盘子里声音的同时，下一个水滴刚好开始下落。
6.量出水龙头口离盘子的高度h，再用停表计时。
7.当听到某一水滴滴在盘子里的声音的同时，开启停表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3??”一直数到“n”，按下停表按钮停止计时，读出停表的示数t。
8.记录并分析数据。
9.比较实验记录分析不同方法得出的重力加速度，掌握相关的测量特点表一：H= L=g=g=篇二：大学物理上实验报告(共2篇)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。
实验报告课程名称大学物理实验专业班级姓名学号电气与信息学院和谐勤奋求是创新实验题目转动惯量的测定实验室实验时间2011 年12 月6日成绩指导教师签字：【实验目的】（1）扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并与理论值进行比较；（2）学会转动惯量测试仪的使用方法；（3）了解转动惯量的平行轴定理，理解“对称法”验证平行轴定理的实验思想，学会验证平行轴定理的实验方法。
【实验重点】理解转动惯量与若干因素的关系。
转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度，是表明刚体特性的一个物理量。
刚体转动惯量除了与物体质量有关外，还与转轴的位置和质量分布（即形状、大小和密度分布）有关。
如果刚体形状简单，且质量分布均匀，可以直接计算出它绕定轴的转动惯量。
对于形状复杂，质量分布不均匀的刚体，计算将极为复杂，通常采用实验方法来测定，例如机械部件，电动机转子和枪炮的弹丸等。
转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定形式运动，通过表征这种运动特征的物理量和转动惯量的关系，进行转换测量。
本实验使物体作扭摆摆动，由摆动周期计算出物体的转动惯量。
【实验难点】平行轴定理的理解。
平行轴定理：刚体对任一轴的转动惯量，等于刚体对于过质心并与该轴平行的轴的转动惯量，加上刚体的质量与两轴间距离的平方的乘积。
【实验仪器】（1）扭摆，附件为空心金属圆筒，实心高矮塑料圆柱体，验证转动惯量平行轴定理用的金属细长杆，金属滑块；数字式电子台秤；（2）转动惯量测试仪。
图2 TH －I 型转动惯量测量仪面板示意图【实验仪器及说明】1．扭摆及几种待测转动惯量的物体：空心金属圆柱体、实心塑料圆柱体、实心塑料球、验证转动惯量平行轴定理用的细金属杆（杆上有两块可自由移动的金属滑块）。
实验中扭摆机座应保持水平，扭摆机架上装有检测水平度的水准泡，机座可以用底座螺栓进行水平调整。
2．TH －I 型转动惯量测量仪：由主机和光电传感器两部分组成。
主机采用新型的单片机作控制系统，用于测量物体转动和摆动的周期，以及旋转体的转速，能自动记录、存储多组实验数据并能够准确地计算多组实验数据的平均值。
大学物理实验设计性实验实验报告单摆法测重力加速度院系：姓名：班级：学号：指导教师：一．实验要求重力加速度是重要的地球物理常数，准确测定它的量值，无论是在科学研究还是在生产实践方面都十分重要。
测定重力加速度的方法很多，如单摆法，自由落体仪法等，本实验是用单摆法测定本地的重力加速度的值。
根据小球从不同角度摆下后所用的时间及其所摆的次数可得出其周期，在分别测出摆线的长度及小球的直径可得摆长长度，在由周期公式便可求的其重力加速度。
1.所用的实验方法：《单摆法测重力加速度》。
2.实验地点：二教五楼实验室。
3.实验时间：2012年 12月23日。
4.环境与类别：室内-设计性试验。
二．实验目的1、用单摆测量重力加速度；2、学习一种验证理论公式的方法；3、了解测量中的主要误差来源及减小误差的方法；仪器用具及实验装置游标卡尺，钢卷尺，单摆小钢球，秒表。
三.实验原理：在偏角小于5°情况下如图1所示，单摆近似做简谐运动，其周期g LT π2=，由此可得重力加速度224T L g π=，测出摆长L 、周期T ，代入上式，可算出g 值。
1.用游标卡尺测小铁球直径d ，测3次，记入表格。
2.把铁夹固定在铁架上端；将细线一端穿过小铁球的孔后打结，另一端固定在铁夹上，并使摆线长比1m 略小； 将做成的单摆伸出桌面外，用米尺测出悬吊时的摆线长L ′（从悬点到小铁球顶端），也测3次，记入表格。
3.将摆球拉离平衡位置一段小距离（摆线与竖直方向夹角小于5°）后放开，让单摆在一个竖直面内来回摆动，用秒表测出单摆30次全振动时间t （当摆球过最低点时开始计时），也测3次，记入表格。
4.求出所测几次d 、L ′和t 的平均值，用平均值算出摆长L d L '+=2，周期30t T =，并由此算出g 值及其相对误差。
5.确认所测g 值在实验允许的误差范围之内后，结束实验，整理器材。
五、实验数据：由实验测得本地重力加速度值为9.806m/s2.七．实验感想物理实验是一个训练学生动手能力的过程，这次物理设计性实验就是一个很好的例子，我们自己收集材料，自己亲自测量各种数据，自己设计属于自己的实验，我通过在网上查找和书籍查找各种材料设计了一个自己的实验，这增强我的动手能力和思维能力，培养了自己独立思考问题的能力。
⼤学物理设计性实验-多⽤电表的改装与调试多⽤电表的改装与调试【实验⽬的】1、学习替代法测量微安表的内阻。
2、学习将微安表改装成较⼤量程电流表和电压表的原理和⽅法。
3、熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装并校准电流表、电压表的原理和⽅法。
【实验仪器】直流稳压电压（约6V ），交流电源（约15V ），数字多⽤表，1.5V ⼲电池（欧姆表专⽤），六位电阻箱，滑线变阻器，标准直流电流表，标准直流电压表，µA 表头【实验原理】1．表头的主要参数的测定表头的主要参数：量程和内阻。
量程是指针偏转满刻度时可测的最⼤电流值g I ，也称表头的满偏电流。
表头的内阻g R 是偏转线圈的直流电阻。
电表的内阻是电表两端的电阻。
替代法：测量电路如1-b 所⽰，将2K 置于1处，调节W R 使表头满偏（或在某⼀较⼤⽰值处），记下此时标准表的读数g I ；将2K 置于2处，调节2R 使标准表的读数仍为g I ，则2R R g =。
替代法是⼀种运⽤很⼴的测量⽅法，具有较⾼的测量准确度。
(⼀)改装微安表为电流表⽤来改装的微安表习惯上称为“表头”.表头有两个重要的参量：⼀个是满偏电流I g (⼜称为测量范围上限，当测量范围下限为零时，它就等于量程)；另⼀个是内阻R g .将表头改装为⼤量程的电流表时，应并联⼀个分流电阻R s ，使⼤部分电流从R s 流过，⽽同时仍满⾜流经表头的满偏电流为I g ，如图6-1所⽰.设改装后的电流表的量程为I ，根据欧姆定律得()g s g g I I R I R -?=?，得()g g s g I R R I I ?=- （6-1）设g I nI =，则1g g g s g gI R R R nI I n ?==-- （6-2）表头的内阻R g 由实验室给出，按照所需电流表的量程I ，由(6-1)式或(6-2)式可算出分流电阻R s 的阻值.(⼆)改装微安表为电压表微安表本⾝只能⽤来测量很低的电压(其量程为I g ·R g ).为了满⾜实际测量的需要，可在微安表上串联⼀个电阻R H (⼜称分压电阻)；使得待测电压⼤部分降落在串联的电阻R H 上，表头上承担的电压最⼤值仍然为I g R g ，如图6-2所⽰.设改装后的电压表量程为U ，由欧姆定律()g g H I R R U ?+=，得H ggU R R I =-（6-3）(三)改装微安表为欧姆表⽤来测量电阻的电表称为欧姆表，其原理如图6-3所⽰.图中E 为⼲电池的电动势，电阻R 0由可变电阻R l 和固定电阻R 2串联组成，固定电阻R 2中包含了电源的内阻， a 、b 为测量电阻时的接线柱，R x 为待测电阻.⽤欧姆表测电阻时，⾸先需要调零，即将a 、b 短路(R x =0)，调节可变电阻R 1，使表头指针偏转到满刻度，这时电路中的电流即为满偏电流.由全电路欧姆定律得g g E I R R =+ (6-4)可见，欧姆表的零分度线是在表头标尺的满刻度处，它正好与电流表的零分度线位置相反.将R 0阻值固定，R g +R 0就是欧姆表的内阻.当a 、b 断开时，R x =∞，表头指针不动.当a 、b 之间接⼊电阻R x 时，电路中的电流0g xE I R R R =++ (6-5)当R x 改变时，I 也随着改变.可见每—个R x 值都有—个对应的电流值I .如果我们在标尺上直接标出与I 对应的电阻R x 的值，就制成了欧姆表的标尺.为此⽤电阻箱代替R x ，当R x =R g +R 0时，电流为满偏电流的⼀半，即I=I g /2，指针指在表头标尺的中⼼，习惯上⽤R i 表⽰R g +R 0,称之为欧姆表的中值电阻.从电阻箱上取R i /2、R i 、2R i 、3R i ……时，记录相应表头指针的位置，就标出了欧姆表的标尺。
大学物理气垫导轨测重力加速度实验设计性实验本实验旨在通过气垫导轨测量地球表面的重力加速度，并研究测量误差来源及其对结果的影响。
实验原理在地球表面，一个质量为 m 的物体所受到的重力加速度可以表示为：g = G*M/r^2其中，G 为引力常数，M 为地球质量，r 为该物体与地心的距离。
根据上式，可以直接测量出地球表面的重力加速度 g。
在本实验中，将采用气垫导轨的方法进行测量。
在气垫导轨上，可以使得质量为 m的物体受到一个近似为零的水平支持力 F，因此在垂直方向上只受到重力 Fg 的作用。
则有：Fg = m*g为了消除气垫导轨与地球表面之间的接触，则需要在导轨上加装一个固定的磁铁系统，使得导轨与地面之间的间隙不超过导轨高度的 1/10。
在磁铁的作用下，导轨可以在空气垫的支持下在地面上滑动，实现对物体的测量。
实验步骤1. 在实验台的支架上固定气垫导轨，并调整导轨支架的高度，使得导轨与地面之间的距离为导轨高度的 1/10。
2. 在气垫导轨上放置一个质量为 m 的物体，并用卡尺等工具准确测量物体的直径d。
3. 打开气垫系统，使得气垫导轨充满气体，并使用气垫导轨上配备的手动推进器将物体移动到高度为 0 的位置。
4. 记录气垫导轨的长度 L 和物体的初始位置，并用一个秒表来记录物体向下移动一定距离所需的时间 t。
5. 根据垂直方向上的运动规律，求出物体下降的平均加速度 a，即：a = 2L/(t^2)7. 重复实验多次，取平均值，得到地球表面的重力加速度 g 的最终测量值。
注意事项1. 在实验前需要对气垫导轨及磁铁系统进行充分的清洁和调整，以保证气垫导轨能够在地面上畅通无阻地运动。
2. 需要准确测量物体的直径，以消除测量误差。
3. 实验中尽量保持实验环境的稳定性，避免因环境变化而引起的误差。
4. 重复实验多次，取平均值，以提高测量结果的准确性。
结论通过气垫导轨测量地球表面的重力加速度，可以得到较为准确的测量结果，并通过分析误差来源，可以采取相应的措施来提高实验精度。
低电阻测量实验报告大学物理设计性实验电阻率是表征导体材料性质的一个重要物理量。
测量导体的电阻率一般为间接测量，即通过测量一段导体的电阻，长度及其横截面积，在进行计算。
而电阻的测量方法很多，电桥是其常用方法之一。
双臂电桥简称双电桥，又名开尔文电桥，它是惠斯登电桥的改进和发展，它可以消除（或减小）附加电阻对测量的影响，因此是测量1Ω以下低电阻的主要仪器。
常用来测量金属材料的电阻率、电机、变电器绕组的电阻、低阻值线圈电阻、电缆电阻、开关接触电阻以及直流分流器电阻等。
【实验目的】1. 学习用双臂电桥测低值电阻的原理和方法。
2. 掌握用双臂电桥测量几种金属棒的电阻，并计算其电阻率。
【实验原理】测量电阻常用多用电表，但其测量误差较大。
如果要对电阻进行精密测量，可用各种电桥。
通常单臂惠斯登电桥的测量准确度可达0.5%（电阻值测量范围为10～10Ω）。
但在测6其中A、B、C和D接点是用铜块块制成，且在每一个上面都有一个用来紧密固定的大螺丝，B和C接点间用较粗的U 形铜棒连接。
P和Q是两个弹簧片，起固定Rx的作用。
标尺用螺丝固定在铜棒的前面，这样可在尺上直接读出MN的长度。
铜棒AB镀了防腐蚀材料。
M是一用胶木和接触弹簧片组成的滑块，且固定在粗的金属棒上。
除BC间的接线在板的上面，其他连接均在板下，均用粗铜线。
电阻间的接线柱有板上部分和板下部分，板上是旋钮接线柱，板下是由螺丝固定的垫圈和焊片。
左边电阻配法是按顺时针方向依次为100Ω、450Ω、450Ω、100Ω；右边相同。
配阻计算如下：由于电阻对称的分布，可只设左边阻值依次为x1、x2、x3、x4按设计要求，列方程x1/(x2x3x4) 0.1(x1x2)/(x3x4) 1(x1x2x3)/x4 10用矩阵解线性方程组的方法解出通解，得到x1：x2：x3：x4=2：9：9：2于是考虑现有电阻和对实验准确度的影响，精挑细选100Ω、20Ω和430Ω三种规格的电阻。
二．双臂电桥的工作原理双电桥的原理电路图如图2所示。
迈克尔逊干涉仪是利用干涉条纹精确测定长度或长度改变的仪器.它是迈克尔逊在1881年设计成功的。
迈克尔逊和莫雷应用该仪器进行了测定以太风的著名实验.后人根据此种干涉仪研制出各种具有实用价值的干涉仪。
预备知识⏹光程：光波实际传播的路径与折射率的乘积，⏹光程差：，在杨氏干涉的例子里，它的光程差就可以表示为⏹光程差与相位差的变换关系为：⏹相干条件：两束光满足频率相同，振动方向相同，相位差恒定时即可成为相干光源，这时的光强应表达为：令；对应的位相差为⏹获得相干光光源的两种常见方法1.分波阵面法：从同一波阵面上获取对等的两部分作为子光源成为相干光源；如杨氏实验等。
2.分振幅法：当一束光投射到两种介质的分界面时，它的所有的反射光线或所有的透射光线会聚在一起时即可发生相干；如薄膜干涉等。
⏹迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和精密丝相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
当M2和M1’严格平行时，M2移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“消失”。
两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；反之则“吞进”一个个条纹。
M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，M2移动时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数 N 的关系满足。
迈克尔逊干涉仪示意经M2反射的光三次穿过分光板，而经M1反射的光只通过分光板一次.补偿板就是为了消除这种不对称而设置的.在使用单色光源时，补偿板并非必要，可以利用空气光程来补偿；但在复色光源时，因玻璃和空气的色散不同，补偿板则是不可缺少的。
若要观察白光的干涉条纹，两相干光的光程差要非常小，即两臂基本上完全对称，此时可以看到彩色条纹；若M1或M2稍作倾斜，则可以得到等厚的交线处（d=0）的干涉条纹为中心对称彩色直条纹，中央条纹由于半波损失为暗条纹。
实验内容⏹观察非定域干涉条纹，干涉条纹的形状、疏密及中心“吞”、“吐”条纹随光程差的改变而变化情况；⏹测量He-Ne激光的波长，利用公式计算，用适当的数据处理方法求出值；⏹测钠黄光波长及钠黄光双线的波长差，观察条纹的可见度的变化；⏹测量钠黄光的相干长度，观察氦氖激光的相干情况；⏹调节观察白光干涉条纹，测定透明薄片的折射率.实验重点⏹迈克尔逊干涉仪的干涉原理；⏹非定域干涉和时间相干性；⏹测量激光波长和介质的折射率.实验难点⏹等臂情况下的白光干涉条纹的调节；⏹有测量介质条件下的白光干涉条纹的调节.一、传统迈克尔逊干涉仪的测量应用1. 微小位移量和微振动的测量[11-14]；采用迈克尔逊干涉技术,通过测量KDP晶体生长的法向速率和台阶斜率来研究其台阶生长的动力学系数、台阶自由能、溶质在边界层内的扩散特征以及激发晶体生长台阶的位错活性。
He-Ne激光器的激光通过扩束和准直后射向分束镜,参考光和物光分别由反射镜和晶体表面反射,两束光在重叠区的干涉条纹通过物镜成像,该像用摄像机和录像机进行观察和记录.滤膜用于平衡参考光和物光的强度.纳米量级位移的测量：将迈克尔逊型激光干涉测量技术应用于环规的测量中。
采用633nm稳频的He-Ne激光波长作为测量基准，采用干涉条纹计数，用静态光电显微镜作为环规端面瞄准装置，对环规进行非接触、绝对测量，配以高精度的数字细分电路，使仪器分辨力达到5nm；静态光电显微镜作为传统的瞄准定位技术在该装置中得以充分利用，使其瞄准不确定度达到30nm；精密定位技术在该装置中也得到了很好的应用，利用压电陶瓷微小变动原理，配以高精度的控制系统，使其驱动步距达到5nm。
测振结构的设计原理用半导体激光器干涉仪对微振动进行测量时,用一弹性体与被测量（力或加速度)相互作用,使之产生微位移。
将这一变化引到动镜上来,就可以在屏上得到变化的干涉条纹,对等倾干涉来讲,也就是不断产生的条纹或不断消失的条纹。
由光敏元件将条纹变化转变为光电流的变化,经过电路处理可得到微振动的振幅和频率。
压电材料的逆压电效应研究：压电陶瓷材料在电场作用下会产生伸缩效应,这就是所谓压电材料的逆压电现象,其伸缩量极微小。
将迈克尔逊干涉仪的动镜粘在压电陶瓷片上,当压电陶瓷片受到电激励产生机械伸缩时就带动动镜移动。
而动镜每移动λ/2的距离，就会到导致产生或消失一个干涉环条纹，根据干涉环条纹变化的个数就可以计算出压电陶瓷片伸缩的距离。
2. 角度测量[15-16]：刘雯等人依照正弦原理改型设计了迈克尔逊干涉仪，可以完成小角度测量。
仪器的两个反射镜由三棱镜代替，反射镜组安装在标准被测转动器件的转动台上。
被测转角依照正弦原理转化成反射镜组两个立体棱镜的相应线位移,而后进行干涉测量，小角度干涉仪测角分辨率达到10-3角秒量级。
在王贵甫等人设计的角度测量仪中，两个反射镜都是平面镜，但动镜被固定到一个转台上，通过转台将转动角位移转换成迈克尔逊测长仪能够测量的线位移。
从而把角度旋转转变为位移移动，从而用干涉仪测出角度的变化。
3.薄透明体的厚度及折射率的同时测量[17]目前各大学使用迈克尔逊干涉仪只测量已知厚度的薄膜的折射率或已知薄膜的折射率再测量它的厚度[1]，赵斌[16]经研究得出：可同时测量薄透明体厚度及折射率。
其方法是：在不放薄膜时调出白光干涉条纹，而后插入透明薄膜，在薄膜与光线垂直时调出白光干涉条纹后,记录此时动镜移动的距离，再将薄膜偏转α角（45°比较方便）,再调出白光干涉条纹，再记录动镜移动的距离。
通过动镜这两次移动的距离和薄膜的偏转角，就可以同时计算出待测薄膜的厚度和折射率。
4.气体浓度的测量[18]：在迈克尔逊干涉仪的参考光路中，放入一个透明气体室，利用白炽灯做光源,在光程差为零的附近观察到对称的几条彩色条纹,中间的黑色条纹是等光程(Δ=0)精确位置。
利用通入气体前后等光程位置的改变量，计算出气体的折射率，再利用气体的折射率与气体浓度的关系，计算出气体浓度。
4.引力波探测(超大型迈克尔逊干涉仪)[19]引力波存在是广义相对论最重要的预言，对爱因斯坦引力波的探测是近一个世纪以来最重大的基础探索项目之一。
目前还没有直接证据来证明引力波的存在。
目前，许多科学家正致力于利用激光干涉引力波探测仪来探测引力波。
该仪器的主体是一台激光迈克尔逊干涉仪。
在无引力波存在时，调整臂长使从互相垂直的两臂返回的两束相干光在分光镜处相干减弱，输出端的光电二极管接收的是暗纹，无输出信号。
引力波的到来会使一个臂伸长另一臂缩短，使两束相干光有了光程差，破坏了相干减弱的初始条件，光电二极管有信号输出，该信号的大小与引力波的强度成正比。
20世纪90年代中期，华盛顿州的Hanford和路易斯安娜州的Livingston开始建造引力波探测站，并于21世纪初相继建成臂长4000米、2000米的激光干涉仪引力波探测仪。
据估计，引力波探测极有可能在今后10-20年内取得重大突破。
二、光纤迈克尔逊干涉仪及其应用：1.光纤迈克尔逊干涉仪的原理[20]光纤迈克尔逊干涉仪的系统构成如图2所示。
从半导体激光器输出的光,耦合到光纤中,经过耦合器分束进入干涉仪的两条光纤臂中,在光纤臂的两端直接镀上反射膜以实现传统分立元件迈克尔逊干涉仪中两反射镜的功能,由此反射回来的光再经耦合器汇合，形成干涉，由探测器进行检测。
该干涉仪最大特点是光路全封闭,光纤两臂可绕成任意形状,结构灵活,抗电磁干扰，对被测介质影响小，适应性强等特点，因此,它的应用可以延伸到许多传统干涉仪的禁区,例如用于恶劣环境的高灵敏度传感、水声探测和地下核爆核查测试。
它是许多高灵敏度光纤传感器的重要物理基础。
由于光纤两个反射臂中的光传导特性可以受到温度、压力等外在条件的影响，所以，光纤迈克尔逊干涉仪可以实现光纤应变、温度等物理量的测量。
2.光纤迈克尔逊干涉仪的应用：（1）．混凝土内部应变的测量[21]把组成光纤迈克尔逊干涉仪的一个臂预埋到混凝土中，当混凝土内部发生膨胀、收缩或变形时，光纤迈克尔逊的白光干涉条纹发生变化，这样可以混凝土内部的一维和二维很小的应变状态进行测量,可以及时了解材料内部应变信息以及内部应变状态分布。
由于光纤传感器体积小,重量轻,柔软易于布置,可埋入性好,抗拉性好,耐腐蚀性强;不改变材料结构的受力状态;测量的成本低等特点。
（2）. 地震波加速度的测量[22]以全光纤迈克尔逊干涉仪为基础，研制出由地震敏感元件组成的单分量双光路加速度地震检波器样机，能同时精确检测空间三个方向加速度的三分量地震检波器就是一个重要的发展方向。
高灵敏度的加速度地震检波器是地震探测过程中检测地震波强度、方向和频率等物理量的传感器，在整个地震探测过程中的作用十分关键。
（3）.温度的测量，透明液体、固体折射率或与折射率相关的浓度的测量: 哈尔滨智能光电科技有限公司研制了光纤迈克尔逊干涉测量实验系统，可以测量温度，透明液体、固体折射率或与折射率相关的浓度三、作为其它仪器的核心部分的迈克尔逊干涉仪1.傅里叶红外吸收光谱仪[23]利用迈克尔逊干涉原理进行光谱测量，通过傅里叶变换获得样品的红外吸收光谱或拉曼光谱，是光谱技术的一场革命。
与棱镜光谱仪相比，测量时间极大地缩短，光谱的信噪比有很大提高。
在傅里叶变换光谱仪中,光源发出的光先是经迈克尔逊干涉仪变成干涉光,再让干涉光照射样品,检测器获得干涉图,再用计算机把干涉图进行傅里叶变换就能得到红外吸收光谱。
实际上傅里叶变换红外光谱仪的核心就是一个由迈克尔逊干涉仪所构成的红外光谱分光系统。
2.干涉成象光谱技术[24]干涉成像光谱技术是当代可见光红外遥感器的前沿科学,在军事侦察中可发现可见光所不能发现的军事目标,并能根据武器系统的特征发射或反射光谱来判断武器种类和型号。
在民用方面,它可用于天文物理、人气物理、地球科学研究，进行地球资源(国土、矿物、海洋、森林植被)普查与考察等。
超光谱付里叶变换成像光谱技术是通过迈克尔逊干涉仪用NxM元探测器焦平面列阵凝视所关心的景物，干涉仪中反射镜的运动把光谱信息转变为时间干涉图，同时探测器焦平面列阵以其帧速率得到采样，因此每个像元都记录了一张独特的采样干涉图，这些干涉图经过付里叶变换最终变为空间-光谱数据立方体。
这些数据能够提供被测地物在波长上几乎连续采样的超多光谱通道的窄带光谱信号,即对地物等被测物进行单波长成像，有可能做到根据众多地面物质的吸收(或反射)和发射光谱特征直接确认地面物体并分析诊断出地面像元的物质成分。
3. 光学相干层析成像系统[25-26]：为了实现对微小活体组织的无辐射,无损伤及实时的探测和成像，人们发展了光学相干层析成像系统（Optical Coherence Tomography=>OCT）。
