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西北工业大学大学物理实验预习报告册答案
实验一迈克耳孙干涉仪的调整与使用
[预习思考题]
1.迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的?
答:迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2. 迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的?条纹形状如何?随M1、M2'的问距d如何变化?
答: (1) 等倾干涉条纹的产生通常需要面光源，且M1、M2'应严格平行:等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2'不再平行，而是有微小夹角，且二者之间所加的空气膜较薄。
2)等倾1涉为圆条纹，等厚干涉为直条纹。
(3) d越大，条纹越细越密: d越小，条纹就越粗越疏。
3. 什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹?当白光等
什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹?当白光等厚干沙条纹的中心被调到视场中央时，M1、M2两镜子的位置成什么关系?
答:白光由于是复色光，相干长度较小，所以只有M1、M2'距离非常接近时，才会有彩色的干涉条纹，且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干沙条纹的中心被调到视场中央时，说明M1、M2'已相交。
[分析讨论题]
1.用迈克尔孙干沙仪观察到的等倾干沙条纹与牛顿环的+沙条纹有何不同?
答:一者虽然都是圆条纹，但牛顿环属于等厚干沙的结果，并且等倾干沙条纹中心级次高，而牛顿环则是边缘的干涉级次高，所以当增大(或减小)空气层厚度时，等倾涉条纹会向外酒出(或向中心缩进)，而牛顿环则会向中心缩进(或向外涌出)。
2.想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干沙条纹测定透明物体的折射率?
答:首先将仪器调整到M1、M2'相交，即视场中火能看到白光的零级涉条纹，然后根据刚才镜子的移动方向。
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构造或分布，假设两种场满足一样的微分方程及边界条件，那么它们的构造也必然一样，静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式一样的微分方程，只要使他们满足形式一样的边界条件，那么两者必定有一样的场构造。
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一样；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〕的外表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一样。
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？测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形，可能的原因有：电极形状偏离圆形，导电介质分布不均匀，测量时的偶然误差等等。
3．从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看，测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小？有哪些可能的原因导致这样的结果？⑴偏大，可能原因有电极直径测量偏大，外环电极外表有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏大等；⑵偏小，可能原因有电极直径测量偏小，中心电极外表有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏小等。
大学物理实验答案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】实验一 物体密度的测定【预习题】1．简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项。
答：（1）游标卡尺的测量原理及使用时的注意事项：游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器，它由主尺和游标组成。
设主尺上的刻度间距为y ，游标上的刻度间距为x ，x 比y 略小一点。
一般游标上的n 个刻度间距等于主尺上(n -1)个刻度间距，即y n nx )1(-=。
由此可知，游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差n1,这就是游标的精度。
教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为mm 501,即主尺上49mm 与游标上50格同长，如教材图1-3所示。
这样，游标上50格比主尺上50格（50mm ）少一格（1mm ），即游标上每格长度比主尺每格少1÷50 = 0.02(mm)， 所以该游标卡尺的精度为0.02mm 。
使用游标卡尺时应注意：①一手拿待测物体，一手持主尺，将物体轻轻卡住，才可读数。
②注意保护量爪不被磨损，决不允许被量物体在量爪中挪动。
③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径，内量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度，紧固螺丝用来固定读数。
（2）螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项：螺旋测微器又称千分尺，它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长度的长度测量仪器。
螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。
如教材P24图1-4所示，固定套管D上套有一个活动套筒C(微分筒)，两者由高精度螺纹紧密咬合，活动套筒与测量轴A相联，转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进，活动套筒转动一周(360)，测量轴伸出或缩进1个螺距。
因此，可根据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。
对于螺距是0.5mm螺旋测微器，活动套筒C的周界被等分为50格，故活动套筒转动1 格，测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读，其测量精度可达到0.001 mm。
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。
大学物理实验教程预习思考题、分析题参考答案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？测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形，可能的原因有：电极形状偏离圆形，导电介质分布不均匀，测量时的偶然误差等等。
3．从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看，测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小？有哪些可能的原因导致这样的结果？⑴偏大，可能原因有电极直径测量偏大，外环电极表面有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏大等；⑵偏小，可能原因有电极直径测量偏小，中心电极表面有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏小等。
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。
及迁移率u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.如己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 和雷尔器件平面的夹角。
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（或品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I I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。
物理实验预习题详解答案I-6 万用表的使用（答案）I-6-1 答：万用表在测量电流、电压时，指针越偏向满度测量值的误差越小，因此在测量电流、电压时，应选择合适的量程，使指针偏向2/3～满度范围之内，这样测量误差较小。
在测量电阻时，应选择合适的档数使指针指向面板分度的1/2附近，当被测电阻与中值电阻相差不多时，这样测量误差较小。
I-6-2-1 答：对于500型万用表，其面板上有五条刻度：①∽表示直流电压、电流和交流电压都可以使用。
表示此条刻度是为交流10V测量时用；Ω表示此条刻度是为测量电阻时用；表示此条刻度是为测量交流电流时使用；db表示此条刻度用于电平测量。
② S1与S2拨盘应互相配合使用，如测直流电流、电压时S1与S2都应拨到与直流电压有关的档位上。
切不可相互独立使用。
测量完毕后，S1与S2应放在“²”档。
③测R时，在中值电阻附近精度为2.5,即相对误差为2.5%, 测和时，精度为2.5级，即在满量程时相对误差为2.5%，测和时，精度为5.0级，即在满量程时相对误差为5.0% 。
I-6-2-2 答：①测电阻时先估计一下被测电阻的阻值，然后选择合适的档位，在测量之前，应先将欧姆表短路调零，如果测量时指针偏转过大或过小，则应重新选择档位。
但每换一次档位都要短路调零。
②中值电阻就是欧姆表的内阻，减少或增大中值电阻的方法就是减少或增大欧姆表的内阻，即改变测量档位，如³10档位时的中值电阻比³1K时的中值电阻要小。
③测量电阻时，应使指针指向刻度盘中央附近，如果不满足，则应改变档位。
读数时，刻度盘上的值只表示单位值，单位值乘上档位值才是具体欧姆值。
如在³100档位，指针指在刻度盘上9.2上，这时的测量电阻值为 9.2³100Ω=920Ω。
I-6-2-3 答：①测电流时，应把万用表拨到电流档，然后串入电路中测量。
②在测量一个未知电流时，应先将电流档位调到最大。
实验十三拉伸法测金属丝得扬氏弹性摸量【预习题】1.如何根据几何光学得原理来调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系？如何调节望远镜?答：（1）根据光得反射定律分两步调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系。
第一步：调节来自标尺得入射光线与经光杠杆镜面得反射光线所构成得平面大致水平。
具体做法如下：①用目测法调节望远镜与光杠杆大致等高。
②用目测法调节望远镜下得高低调节螺钉,使望远镜大致水平；调节光杠杆镜面得仰俯使光杠杆镜面大致铅直;调节标尺得位置,使其大致铅直;调节望远镜上方得瞄准系统使望远镜得光轴垂直光杠杆镜面。
第二步：调节入射角(来自标尺得入射光线与光杠杆镜面法线间得夹角)与反射角(经光杠杆镜面反射进入望远镜得反射光与光杠杆镜面法线间得夹角）大致相等。
具体做法如下:沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面,在镜面中若瞧到标尺得像与观察者得眼睛,则入射角与反射角大致相等。
如果瞧不到标尺得像与观察者得眼睛，可微调望远镜标尺组得左右位置,使来自标尺得入射光线经光杠杆镜面反射后，其反射光线能射入望远镜内.(2)望远镜得调节：首先调节目镜瞧清十字叉丝,然后物镜对标尺得像（光杠杆面镜后面2D处)调焦，直至在目镜中瞧到标尺清晰得像。
2。
在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值得办法？答:因为金属丝弹性形变有滞后效应，从而带来系统误差. 【思考题】1。
光杠杆有什么优点?怎样提高光杠杆测量微小长度变化得灵敏度？答：(1)直观、简便、精度高.(２）因为，即，所以要提高光杠杆测量微小长度变化得灵敏度，应尽可能减小光杠杆长度(光杠杆后支点到两个前支点连线得垂直距离)，或适当增大D（光杠杆小镜子到标尺得距离为Ｄ)。
２。
如果实验中操作无误,得到得数据前一两个偏大,这可能就是什么原因，如何避免？答：可能就是因为金属丝有弯曲。
避免得方法就是先加一两个发码将金属丝得弯曲拉直。
３.如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围？答：开始实验时，应调节标尺得高低,使标尺得下端大致与望远镜光轴等高，这样未加砝码时从望远镜当中瞧到得标尺读数接近标尺得下端,逐渐加砝码得过程中瞧到标尺读数向上端变化。
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构造或分布，假设两种场满足一样的微分方程及边界条件，那么它们的构造也必然一样，静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式一样的微分方程，只要使他们满足形式一样的边界条件，那么两者必定有一样的场构造。
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一样；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〕的外表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一样。
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？测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形，可能的原因有：电极形状偏离圆形，导电介质分布不均匀，测量时的偶然误差等等。
3．从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看，测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小？有哪些可能的原因导致这样的结果？⑴偏大，可能原因有电极直径测量偏大，外环电极外表有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏大等；⑵偏小，可能原因有电极直径测量偏小，中心电极外表有氧化层产生附加电阻，电压标示器件显示偏小等。
大学物理实验预习及思考题答案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。
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变电场，材料会发生机械形变，这被称为逆压电效应。
声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。
换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应，空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变，从而产生电场，把声信号转变成了电信号。
【分析讨论题】1. 为什么接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值？答：两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。
其驻波方程为A（x）为合成后各点的振幅。
当声波在媒质中传播时，媒质中的压强也随着时间和位置发生变化，所以也常用声压P描述驻波。
声波为疏密波，有声波传播的媒质在压缩或膨胀时，来不及和外界交换热量，可近似看作是绝热过程。
气体做绝热膨胀，则压强减小；做绝热压缩，则压强增大。
媒质体元的位移最大处为波腹，此处可看作既未压缩也未膨胀，则声压为零，媒质体元位移为零处为波节，此处压缩形变最大，则声压最大。
由此可知，声波在媒质中传播形成驻波时，声压和位移的相位差为。
令P（x）为驻波的声压振幅，驻波的声压表达式为波节处声压最大，转换成电信号电压最大。
所以接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值。
2. 用逐差法处理数据的优点是什么？答：逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法，是对等间隔变化的被测物理量的数据，进行逐项或隔项相减，来获得实验结果的数据处理方法。
逐差法进行数据处理有很多优点，可以验证函数的表达形式，也可以充分利用所测数据，具有对数据取平均的效果，起到减小随机误差的作用。
本实验用隔项逐差法处理数据，减小了测量的随机误差。
实验三衍射光栅【预习思考题】1. 如何调整分光计到待测状态?答：（1）调节望远镜适合接收平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；（2）平行光管能发出平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；（3）载物台的台面垂直于仪器中心轴。
2. 调节光栅平面与入射光垂直时，为什么只调节载物台调平螺钉b、c，而当各级谱线左右两侧不等高时，又只能调节载物台调平螺钉a？答：调节光栅平面与入射光垂直时，光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上，望远镜和平行光管已调好，调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角，只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+”字像与分划板上“”形叉丝的上十字重合，此时光栅平面与入射光垂直。
当各级谱线左右两侧不等高时，说明光栅刻线与载物台平面不垂直，调节b、c 破坏入射光垂直光栅面，只调节a即可使各级谱线左右两侧等高。
【分析讨论题】1. 利用本实验的装置如何测定光栅常数？答：与实验步骤一样，调出光谱线，已知绿光波长m，测量一级（）绿光衍射角，根据光栅方程，可计算出光栅常数d 。
2. 三棱镜的分辨本领,b是三棱镜底边边长，一般三棱镜约为1000cm-1。
问边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有相同的分辨率？解：已知：实验测得=27000，cm-1 求b。
由得b= (cm)答：略。
实验四多用电表的设计与制作【分析讨论题】1．校准电表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低，即总向一个方向偏，试问这是什么原因造成的？欲使有正有负（合理偏向）应采取什么措施？分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况，导致读数都偏高或偏低。
欲使有正有负（合理偏向）应选择合适的分流电阻或分压电阻。
2．证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。
满偏时（因Rx=0）半偏时可得中值电阻综合内阻实验五迈克耳孙干涉仪的调整与使用【预习思考题】1．迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的？答：迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2．迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的？条纹形状如何？随M1、M2’的间距d如何变化？答：（1）等倾干涉条纹的产生通常需要面光源，且M1、M2’应严格平行；等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行，而是有微小夹角，且二者之间所加的空气膜较薄。
（2）等倾干涉为圆条纹，等厚干涉为直条纹。
（3）d越大，条纹越细越密；d 越小，条纹就越粗越疏。
3．什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹？当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，M1、M2’两镜子的位置成什么关系？答：白光由于是复色光，相干长度较小，所以只有M1、M2’距离非常接近时，才会有彩色的干涉条纹，且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】1．用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同？答：二者虽然都是圆条纹，但牛顿环属于等厚干涉的结果，并且等倾干涉条纹中心级次高，而牛顿环则是边缘的干涉级次高，所以当增大（或减小）空气层厚度时，等倾干涉条纹会向外涌出（或向中心缩进），而牛顿环则会向中心缩进（或向外涌出）。
2．想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率？答：首先将仪器调整到M1、M2’相交，即视场中央能看到白光的零级干涉条纹，然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中（主要是为了避免空程差），继续向原方向移动M1镜，直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时，记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N，根据，即可求出n。
实验六用牛顿环法测定透镜的曲率半径【预习思考题】1．白光是复色光，不同波长的光经牛顿环装置各自发生干涉时，同级次的干涉条纹的半径不同，在重叠区域某些波长的光干涉相消，某些波长的光干涉相长，所以牛顿环将变成彩色的。
2．说明平板玻璃或平凸透镜的表面在该处不均匀，使等厚干涉条纹发生了形变。
3．因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动，托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。
因此读数显微镜测得的距离是被测定物体的实际长度。
4．（1）调节目镜观察到清晰的叉丝；（2）使用调焦手轮时，要使目镜从靠近被测物处自下向上移动，以免挤压被测物，损坏目镜。
（3）为防止空程差，测量时应单方向旋转测微鼓轮。
5．因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响，使牛顿环的中心不易确定，测量其半径必然增大测量的误差。
所以在实验中通常测量其直径以减小误差，提高精度。
6．有附加光程差d0,空气膜上下表面的光程差=2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1) /2，k=0,1,2…,暗环半径rk= ；则Dm2=(m —d0)R，Dn2= (n —d0)R，R= 。
【分析讨论题】1．把待测表面放在水平放置的标准的平板玻璃上，用平行光垂直照射时，若产生牛顿环现象，则待测表面为球面；轻压待测表面时，环向中心移动，则为凸面；若环向中心外移动，则为凹面。
2．牛顿环法测透镜曲率半径的特点是：实验条件简单，操作简便，直观且精度高。
3．参考答案若实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k,a2=kR k==2d35+ +d0=(2k+1) (k=0,1,2…)d=实验七传感器专题实验电涡流传感器【预习思考题】1．电涡流传感器与其它传感器比较有什么优缺点？这种传感器具有非接触测量的特点，而且还具有测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、结构简单及安装方便等优点。
缺点是电涡流位移传感器只能在一定范围内呈线性关系。
2．本试验采用的变换电路是什么电路。
本实验中电涡流传感器的测量电路采用定频调幅式测量电路。
【分析讨论题】1．若此传感器仅用来测量振动频率，工作点问题是否仍十分重要？我们所说的工作点是指在振幅测量时的最佳工作点，即传感器线性区域的中间位置。
若测量振幅时工作点选择不当，会使波形失真而造成测量的误差或错误。
但仅测量频率时波形失真不会改变其频率值。
所以，仅测量频率时工作点问题不是十分重要。
2．如何能提高电涡流传感器的线性范围？一般情况下，被测体导电率越高，灵敏度越高，在相同的量程下，其线性范围越宽线性范围还与传感器线圈的形状和尺寸有关。
线圈外径大时，传感器敏感范围大，线性范围相应也增大，但灵敏度低；线圈外径小时，线性范围小，但灵敏度增大。
可根据不同要求，选取不同的线圈内径、外径及厚度参数。
