近代物理实验

近代物理演示实验报告篇一：近代物理实验实验报告20xx-20xx学年第一学期近代物理实验实验报告目录液晶电光效应实验 (4)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)三、实验仪器 (7)四、实验步骤 (8)1、液晶电光特性测量 .................................................................. .. (8)2、液晶上升时间、下降时间测量，响应时间 (10)3、液晶屏视角特性测量 .................................................................. .. (13)拓展实验：验证马吕斯定律 .................................................................. (14)五、注意事项 (15)附：《LCD产品介绍及工艺流程》相关资料 ..................................................................15α粒子散射 (20)一、实验目的 (20)二、实验原理 (20)1、瞄准距离与散射角的关系 .................................................................. (20)2、卢瑟福微分散射截面公式 .................................................................. (21)3、对卢瑟福散射公式可以从以下几个方面加以验证。

(23)三、实验仪器 (23)四、实验步骤 (24)五、实验数据及处理 .................................................................. (24)六、思考题 (27)α散射的应用 (27)电子衍射 (29)一、实验目的 (29)二、实验原理 (29)运动电子的波长 .................................................................. . (29)相长干涉 (29)三、实验仪器 (30)四、实验数据及处理 .................................................................. (30)五、实验结论 (31)验证德布罗意假设 .................................................................. (31)普朗克常量的测定 .................................................................. (31)六、电子衍射的应用 .................................................................. (32)塞曼效应 (33)一、实验目的 (33)二、实验原理 (33)谱线在磁场中的能级分裂 .................................................................. (33)法布里—珀罗标准具 .................................................................. ................................... 34 用塞曼效应计算电子荷质比e ................................................................... ................. 37 m三、实验步骤 (37)四、数据处理及计算结果 .................................................................. . (37)五、误差分析 (37)六、思考题 (38)拓展实验 (38)观察磁感应强度与能级分裂强弱的关系 .................................................................. (38)估算铁芯的磁导率 .................................................................. (38)七、塞曼效应在科学技术中的应用 .................................................................. (39)液晶电光效应实验一、实验目的了解液晶的特性和基本工作原理；掌握一些特性的常用测试方法；了解液晶的应用和局限。

一、实验名称：光纤通讯实验二、实验目的：1. 了解光纤的基本原理和特性；2. 掌握光纤耦合效率的测量方法；3. 探究光纤数值孔径对通信系统性能的影响；4. 分析光纤通信在实际应用中的优势。

三、实验原理：光纤是一种利用光的全反射原理传输光信号的介质。

本实验通过测量光纤耦合效率、数值孔径等参数，分析光纤通信系统的性能。

四、实验仪器：1. 光纤耦合器；2. 光功率计；3. 光纤测试平台；4. 光纤光源；5. 光纤跳线。

五、实验步骤：1. 将光纤光源连接到光纤耦合器的一端，将光纤跳线连接到另一端；2. 将光纤耦合器连接到光纤测试平台上；3. 使用光功率计测量光源输出光功率；4. 将光纤跳线连接到光纤测试平台上的光纤耦合器另一端，测量输入光功率；5. 计算光纤耦合效率；6. 改变光纤跳线的长度，重复步骤4和5，分析数值孔径对通信系统性能的影响。

六、实验结果与分析：1. 光纤耦合效率：根据实验数据，计算得到光纤耦合效率为95.3%。

说明本实验所使用的光纤耦合器性能良好，能够有效地将光信号传输到另一端。

2. 数值孔径：通过改变光纤跳线长度，观察光纤耦合效率的变化。

当光纤跳线长度较短时，耦合效率较高；当光纤跳线长度较长时，耦合效率逐渐降低。

这表明光纤数值孔径对通信系统性能有较大影响。

3. 光纤通信优势：与传统的铜缆通信相比，光纤通信具有以下优势：a. 抗干扰能力强：光纤通信不受电磁干扰，信号传输稳定可靠；b. 传输速度快：光纤通信的传输速度可以达到数十Gbps，满足高速数据传输需求；c. 通信容量大：光纤通信具有较大的通信容量，可满足大量用户同时通信的需求；d. 通信距离远：光纤通信可以实现长距离传输，满足远距离通信需求。

七、实验总结：通过本次光纤通讯实验，我们了解了光纤的基本原理和特性，掌握了光纤耦合效率的测量方法，分析了数值孔径对通信系统性能的影响。

同时，我们也认识到光纤通信在实际应用中的优势，为今后从事相关领域的研究和工作奠定了基础。

近代物理实验 Modern Physics Experiment（讲 义）物理实验室 编2010年7月目录实验一、塞曼效应 (1)实验二、小型棱镜读（摄）谱仪测氢原子光谱 (16)实验三、彩色线阵CCD实验 (21)实验四、光电传感器实验 (31)实验五、密立根油滴实验 (37)实验六、小型制冷装置制冷量和制冷系数的测量 (44)实验七、光拍频法测量光速 (51)实验八、光纤光学实验 (56)实验九、傅立叶变换光谱实验 (69)实验十、法拉第效应实验 (75)实验十一、光电效应普朗克常数测定 (79)实验十二、夫兰克－赫兹实验 (83)实验一 塞 曼 效 应z 实验简介1896年塞曼(Zeeman)发现当光源放在足够强的磁场中时,原来的一条光谱线分裂成几条光谱线,分裂的谱线成分是偏振的,分裂的条数随能级的类别而不同。

后人称此现象为塞曼效应。

早年把那些谱线分裂为三条,而裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象叫做正常塞曼效应(洛伦兹单位mc eB L π4/=)。

正常塞曼效应用经典理论就能给予解释。

实际上大多数谱线的塞曼分裂不是正常塞曼分裂,分裂的谱线多于三条,谱线的裂距可以大于也可以小于一个洛伦兹单位,人们称这类现象为反常塞曼效应。

反常塞曼效应只有用量子理论才能得到满意的解释。

塞曼效应的发现，为直接证明空间量子化提供了实验依据，对推动量子理论的发展起了重要作用。

直到今日，塞曼效应仍是研究原子能级结构的重要方法之一。

z 实验目的1． 掌握观测塞曼效应的实验方法。

2． 观察汞原子546.1nm 谱线的分裂现象以及它们偏振状态。

3． 由塞曼裂距计算电子的荷质比。

z 实验原理原子中的电子由于作轨道运动产生轨道磁矩,电子还具有自旋运动产生自旋磁矩,根据量子力学的结果,电子的轨道角动量L P 和轨道磁矩L μ以及自旋角动量S P 和自旋磁矩S μ在数值上有下列关系: L L P mce 2=μ h )1(+=L L P L（1）S S P mce =μ h )1(+=S S P S 式中m e ,分别表示电子电荷和电子质量；S L ,分别表示轨道量子数和自旋量子数。

一、实验目的1. 理解和掌握近代物理实验的基本原理和方法。

2. 通过实验操作，加深对理论知识的理解，提高实验技能。

3. 培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。

二、实验原理本实验涉及近代物理的多个领域，主要包括：1. 光电效应：通过测量不同频率的光照射到金属表面时产生的光电子动能，验证爱因斯坦的光电效应方程。

2. 半导体的PN结：研究PN结的正向和反向特性，了解PN结在电子器件中的应用。

3. 光谱分析：利用光谱仪分析物质的光谱，研究物质的组成和结构。

三、实验仪器1. 光电效应实验装置：包括光源、光电管、微电流放大器、示波器等。

2. PN结测试仪：包括直流电源、万用表、数字存储示波器等。

3. 光谱仪：包括光源、单色仪、探测器等。

四、实验内容1. 光电效应实验：- 设置不同频率的光源，分别照射到光电管上。

- 测量光电子的最大动能和入射光的频率。

- 分析实验数据，验证光电效应方程。

2. PN结实验：- 测量PN结的正向和反向电流。

- 分析实验数据，了解PN结的特性。

3. 光谱分析实验：- 设置不同物质的光谱，利用光谱仪进行分析。

- 研究物质的组成和结构。

五、实验步骤1. 光电效应实验：- 调整光电管与光源的距离，确保入射光垂直照射到光电管上。

- 改变光源的频率，测量光电子的最大动能。

- 记录实验数据，分析结果。

2. PN结实验：- 将PN结接入电路，调整直流电源电压。

- 测量正向和反向电流，记录数据。

- 分析实验数据，了解PN结的特性。

3. 光谱分析实验：- 将不同物质的光谱设置到光谱仪中。

- 利用光谱仪分析光谱，研究物质的组成和结构。

- 记录实验数据，分析结果。

六、实验结果与分析1. 光电效应实验：- 实验结果显示，随着入射光频率的增加，光电子的最大动能也随之增加，符合光电效应方程。

- 通过分析实验数据，验证了爱因斯坦的光电效应方程。

2. PN结实验：- 实验结果显示，PN结的正向电流较大，反向电流较小，符合PN结的特性。

实验名称：近代物理实验实验日期：2023年10月15日实验地点：物理实验室实验指导教师：张老师一、实验目的1. 通过近代物理实验，加深对物理学基本理论的理解和掌握。

2. 培养实验操作技能，提高实验数据分析能力。

3. 培养科学思维和创新能力，提高解决实际问题的能力。

二、实验内容本实验共分为四个部分，分别为：1. 光纤通讯实验2. 光学多道与氢氘实验3. 法拉第效应实验4. 液晶物性实验三、实验原理1. 光纤通讯实验：光纤是一种传输信息的介质，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。

本实验主要研究光纤的传输特性，包括光纤耦合效率、光纤数值孔径等。

2. 光学多道与氢氘实验：光学多道探测器是一种高灵敏度的粒子探测器，广泛应用于核物理、粒子物理等领域。

本实验通过测量氢氘核的衰变，研究其能谱和寿命。

3. 法拉第效应实验：法拉第效应是指当线偏振光通过某些介质时，其偏振面会发生变化。

本实验通过测量法拉第效应，研究其与磁场、介质等因素的关系。

4. 液晶物性实验：液晶是一种介于液体和固体之间的物质，具有各向异性的特点。

本实验通过测量液晶的折射率、粘度等物理量，研究其物性。

四、实验步骤1. 光纤通讯实验：（1）搭建实验装置，包括光纤、光源、探测器等。

（2）调整实验参数，如光纤长度、耦合效率等。

（3）测量光纤的传输特性，如衰减、带宽等。

2. 光学多道与氢氘实验：（1）搭建实验装置，包括光学多道探测器、放射性源等。

（2）调整实验参数，如探测器灵敏度、计数时间等。

（3）测量氢氘核的衰变能谱和寿命。

3. 法拉第效应实验：（1）搭建实验装置，包括法拉第盒、光源、探测器等。

（2）调整实验参数，如磁场强度、光束入射角度等。

（3）测量法拉第效应的偏振面变化。

4. 液晶物性实验：（1）搭建实验装置，包括液晶样品、光源、探测器等。

（2）调整实验参数，如液晶温度、光束入射角度等。

（3）测量液晶的折射率、粘度等物理量。

五、实验结果与分析1. 光纤通讯实验：实验结果显示，光纤的传输损耗随着长度的增加而增加，且在一定范围内趋于稳定。

《近代物理实验》教学大纲课程名称：近代物理实验英文名称：Modern Physics Experiments课程编号：33111306学时/学分：72/2.5适用专业：应用物理专业本科生编写人：樊志琴审核人：焦万堂实验指导书：《近代物理实验》，河南工业大学内部教材，樊志琴主编。

一、课程的性质、目的及任务近代物理实验是继普通物理实验之后的一门综合性实验课程，它覆盖了原子物理、核探测技术、激光、光电子学与光信息处理、X射线和电子衍射、光谱学、微波技术、电子技术、真空物理、低温物理等整个物理学科，除此之外，它还包括近代的实验方法及应用广泛的实验技术。

因此，近代物理实验是培养学生“动手能力、适应新技术能力、创造性思维能力”的一门重要的综合基础课程。

近代物理实验大部分是物理学史中非常著名的实验，它们对于人类深入认识自然界起过至关重要的作用。

通过实验能培养学生认真求实的工作作风，使他们对客观世界理解更趋深化，帮助学生对微观世界建立一个全新的物理概念。

提高他们的物理思维和动手能力。

加深对近代物理理论的了解，为学生以后的工作打下坚实基础。

二、主要设备及器材配置WPZ_ⅡB型塞曼效应试验仪；MOD-5BC型密立根油滴仪；GD-5型普朗克常数实验仪；脉冲核磁共振实验仪；夫兰克--赫兹实验仪；WF-3型金属逸出功测定仪；X射线装置；组合式多功能光栅光谱仪；光纤信息及光通信实验仪等。

三、实验基本要求1）培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2）学习近代物理主要领域中的一些基本实验思想、观察实验现象、正确测量、处理实验数据以及分析和总结实验结果等方面的能力。

3）培养实事求是、踏实细致、严肃认真的科学态度、良好的实验素质和习惯。

4）培养学生的创新意识、创造精神和坚韧不拔的工作作风。

5) 课前熟读讲义。

四、实验项目与内容提要实验项目分必做和选做，必做部分为52学时，为每次必做内容，剩下20学时在34学时的选做实验中选择，共计72学时。

近代物理实验报告一、实验目的：本次实验旨在通过实际操作，了解近代物理中的一些基本实验现象和实验方法，加深对近代物理理论的理解和认识。

二、实验原理：1.光电效应实验光电效应是指当光照射到金属表面时，如果光的能量大于金属的束缚能，就会有电子从金属表面逸出。

实验中，我们将使用光电效应实验装置，包括光源、金属样品和电子倍增器等，通过调整光源的强度和波长，可以观察到光电流的变化，从而了解光电效应的一些基本特性。

2.康普顿散射实验康普顿散射是指入射光子与静止的自由电子相互碰撞后发生能量和动量的转移。

在实验中，我们将使用康普顿散射实验装置，包括光源、散射靶和探测器等，通过测量探测器中散射光的能量和角度，可以利用康普顿散射公式计算出入射光子的能量和散射角度，从而验证康普顿散射的基本规律。

三、实验步骤：1.光电效应实验①将光电效应实验装置搭建起来，并调整光源的位置和强度。

②将电子倍增器接入实验电路，调节放大器的放大倍数。

③将金属样品放置在实验台上，并遮挡住一部分金属表面。

④调节光源的强度和波长，观察电子倍增器的电流变化情况。

2.康普顿散射实验①将康普顿散射实验装置搭建起来，并调整光源的位置和强度。

②将探测器放置在合适的位置，并调整其与散射靶的距离。

③调节光源的波长和散射角度，观察探测器中散射光的能量变化情况。

④根据康普顿散射公式计算入射光子的能量和散射角度。

四、实验结果与分析：1.光电效应实验实验中，我们观察到了光电流随着光源强度的增加而增加的现象，这符合光电效应的基本规律。

同时，我们发现在不同波长的光照射下，光电流的变化也不同，这与光电效应中的电子能量与波长之间的关系是一致的。

2.康普顿散射实验通过测量不同散射角度下的散射光能量，我们得到了散射光的能谱曲线。

根据康普顿散射公式，我们计算出了入射光子的能量和散射角度，并与理论值进行比较。

实验结果与理论值吻合较好，验证了康普顿散射的基本规律。

五、实验总结：通过本次实验，我们加深了对近代物理中光电效应和康普顿散射的理解。