南昌大学物理实验报告

南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（1）实验名称：液体表面张力的测定学院：理学院专业班级：应用物理学152班学生姓名：学号：实验地点：B608 座位号：26实验时间：第十三周星期四上午10点开始一、实验目的：1、了解水的表面性质，用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。

2、学会使用焦利氏秤测量微小力的原理和方法。

二、实验仪器：焦利称、砝码、镊子、砝码盘与金属圆环、小塑料盆、自来水。

三、实验原理：液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面自然收缩，犹如紧张的弹性薄膜。

由于液面收缩而产生的沿着切线方向的力称为表面张力。

设想在液面上做长为L的线段，线段两侧便有张力F f相互作用。

其方向与L垂直，大小与线段长度L成正比。

即：F f=γL比例系数γ称为液体表面张力，其单位是N∙m−1。

将一表面洁净的长为L、宽为d的矩形金属片（或金属丝）竖直进入水中，然后慢慢提起一张水膜，当金属片将要脱离液面，即拉起的水膜刚好要破裂是，则有：F=my+F f式中F为把金属片拉出液面时所用的力；mg为金属片和带起的水膜的总重量；f为张力。

此时，F f与接触面的周围边界为2（L+d），代入得：γ=F−mg2(L+d)本实验用金属圆环代替金属片，则有：γ=F−mgπ(d1+d2)=k∆s̅̅̅π(d1+d2)式中d1、d2分别为圆环的内外直径，k为弹簧的劲度系数，∆s̅̅̅为弹簧的伸长量。

实验表明，γ与液体种类、纯度、温度和液面上方的气体成分有关，液体温度越高，γ值越小，液体含杂质越多，γ值越小。

只要上述条件保持一定，则γ是一个常量。

南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：分光计的调节与光栅系数的测量学院：化学学院专业班级：应用化学学生姓名：钟超学号：5503216049实验地点：311座位号：17实验时间：一、实验目的：1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法；2、使用透射光栅和分光计测定光栅常数。

二、实验原理：1、目测调节：根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的高低倾斜调节螺丝，使望远镜和平行光管光轴大致垂直于中心轴；调节载物台下的三个水平调节螺丝，使载物台面大致呈水平状态。

2、用自准法调整望远镜：（1）点亮照明小灯，调节目镜和分划板间的距离，看清分划板上的准线和和带有绿色的小十字窗口(目镜对分划板调焦）（2）将准直镜放在载物台上，使得准直镜的两反射面与望远镜大致垂直。

轻缓的转动载物台，从侧面观察，判断从准直镜正反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜内。

（3）从望远镜的目镜中观察到亮的十字像，前后移动目镜对望远镜调焦，使得亮十字像成清晰像。

再调准线与目镜间的距离，使目镜中既能看清准线，又能看清亮十字像。

注意准线与亮十字像之间有无视差，如有视差，则需反复调节，予以消除。

3、用逐次逼近各半调整法调整望远镜光轴与分光计中心轴垂直:将准直镜仍竖直置于载物台上，转动载物台，使望远镜分别对准准直镜的反射面。

利用自准法可以分别观察到两个十字反射像。

分别调节望远镜方位和载物台平面，使准线和十字反射像重合。

即转动载物台使望远镜先对准准直镜的一个表面，若从望远镜中看到准线和十字反射像不重合，他们的交点在高低方面相差一段距离 ，此时调节望远镜倾斜度，使差距减小一半，再调节载物台螺丝，消除另一半距离使准线和十字反射像重合，然后将载物台旋转180°，使望远镜对着双面镜的另一面，采用同样的方法调节，如此重复调整数次，直到转动载物台时，从双面镜前后两表面反射回来的十字像都能与准线重合为止。

4.调整平行光管：(1)、目测粗调至平行光轴大致与望远镜光轴相一致（2）、打开狭缝，从望远镜中观察，同时调节目镜，直到看见清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽，使望远镜视场中缝宽约为1mm。

大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：基本测量学院名称：机电工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼D508座位号：32实验时间：第三周周二下午一点开始实验一长度和圆柱体体积的测量一、实验目的：1．掌握游标的原理,学会正确使用游标卡尺2．了解螺旋测微器的结构和原理，学会正确使用螺旋测微器3．掌握不确定度和有效数字的概念,正确表达测量结果二、实验仪器：游标卡尺、螺旋测微器三、实验原理：当待测物体是一直径为d，、高度为h的圆柱体时，物体的体积为V=πd²h／4,只要用游标卡尺测出高度h,用螺旋测微器测出直径d，代入公式就可以算出该圆柱体的体积.一般说来,待测圆柱体各个断面大小和形状都不尽相同.从不同方位测量它的直径，数值会稍有差异；圆柱体的高度各处也不完全一样。

为此，要精确测定圆柱体的体积，必须在它的不同位置测量直径和高度,求出直径和高度的算术平均值。

四、实验内容和步骤:1.用游标卡尺测量圆柱的高度h（1）利用表达式a/n（其中a为主尺刻线间距，n为游标分度数）确定所用的游标卡尺的最小分度值(2)检查当外卡钳口合拢时，游标零线是否和主尺零线对齐，如不对齐,则读出这个初读数（即零点偏差）（3）用游标卡尺在圆柱体不同部位测量高度五次，将测得的结果填入自拟表中2。

用螺旋测微器测圆柱直径d(1)弄清所用螺旋测微器的量程、精度和最大允差,并读出零点偏差（2）在圆柱体的不同部位测直径五次，分别填入自拟表中五、实验数据与处理：实验二密度的测量一、实验目的：1.掌握物理天平的正确使用方法2.用流体静力称衡法和比重瓶法测定形状不规则的固体和液体的密度3.进一步练习间接测量量的不确定度传递运算，正确表达测量结果二、实验仪器：物理天平、烧杯、比重瓶、温度计、待测物等三、实验原理:若一物体的质量为m,体积为V,则它的密度为ρ=m/V,由公式可知，密度是间接测量.实验中，可用天平测出物体的质量。

南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：冰的溶解热学院：信息工程学院专业班级：测控技术与仪器151班学生姓名：赖志期学号：5801215014 实验地点：基础实验大楼座位号：3号实验时间：第六周星期四上午9 点 45 分开始一．实验目的1.理解融化热的物理意义，掌握混合量热法测定冰的比融化热2.学会一种用图解法估计和消除系统散热损失的修正方法3.熟悉集成温度传感器的特性及定标二．实验器材（设备）量热器，药物分析天平，秒表，温度计，冰，烧杯，吸水纸，铁夹子等三．实验内容冰的比熔化热的测量四．实验原理1．混合量热法测量冰熔解热原理在一定压强下，晶体熔解时的温度称为熔点。

单位质量的晶体熔解为同温度的液体时所吸收的热量，称为熔解潜热，也称熔解热L 。

不同的晶体有不同的熔解热。

本实验是量热学实验中的一个基本实验，采用了量热学实验的基本方法——混合量热法。

它所依据的原理是，在绝热系统中，某一部分所放出的热量等于其余部分所吸收的热量。

将M 克0℃的冰投入盛有m 克T 1℃水的量热器内筒中。

设冰全部熔解为水后平衡温度为T 2℃，若量热器内筒、搅拌器和温度计的质量分别为m 1、 m 2和 m 3，其比热容分别为C 1、C 2和C 3，,水的比热容为C 0。

则根据混合量热法所依据的原理，冰全部熔解为同温度（0℃）的水及其从0℃升到T 2℃过程中所吸收的热量等于其余部分从温度T 1℃降到T 2℃时所放出的热量，即()()()213322110020T T C m C m C m mC C T M ML -+++=-+ （1）由此可得冰的熔解热为()()022*********C T T T C m C m C m mC ML --+++= （2） 在上式中，水的比热容C 0为4.18×103J/kg.℃,内筒、搅拌器和温度计都是铜制的，其比热容C 1=C 2=C 3=0.378×103J/kg.℃。

南昌大学物理实验报告太阳能电池特性实验一、实验目的1.在没有光照时，太阳能电池主要结构为一个二极管，测量该二极管在正向偏压时的伏安特性曲线，并求得电压和电流关系的经验公式。

2 。

测量太阳能电池在光照时的输出伏安特性，作出伏安特性曲线图，从图中求得它的短路电流（l sc ）、开路电压（u oc ）、最大输出功率m及填充因子FF ，［FF 二Pm / （I sc。

u0c ）。

填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。

二、实验器材光具座及滑块座、具有引出接线的盒装太阳能电池、数字万用表1只（用户自备）、电阻箱1只（用户自备）、白炽灯光源1只（射灯结构，功率40W ）、光功率计（带3V直流稳压电源）、导线若干、遮光罩1 个、单刀双掷开关1个。

三、实验原理太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，当U较大时，e U1，其正向偏压与通过电流的关系式近似为：U l = lo ·e —，l o 、—是常数。

两边取对数得In l ln 1 o由半导体理论，二极管主要是由能隙为E c —EV的半导体构成。

E c为半导体导电带，EV为半导体价电带。

当入射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收，产生电子和空穴对。

电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。

Ell圈&全暗时太阳能电池在外加偏压时的伏安特性测量电路之二四、实验步骤。

1，在没有光源（全黑）的条件下，测量太阳能电池施加正向偏压时的l～U 特性，用实验测得的正向偏压时I～U关系数据，画出l～U曲线并求得常数1和l的值。

2，在不加偏压时，用白色光源照射，测量太阳能电池一些特性。

注意此时光源到太阳能电池距离保持为20cm。

南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：扭摆法测定物体的转动惯量学院：机电学院专业班级：材成132 学生姓名：潘记学号：5301513009实验地点：107 座位号：01实验时间：第4周星期6上午10点开始为物体绕转轴的转动惯量。

的测定：值。

方法如下：，得（周期我们采用多次测量求平均值来计算）1．熟悉扭摆的构造、使用方法，掌握TH-2型转动惯量测试仪的正确操作要领。

2．测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）。

（1）调整扭摆基座底脚螺丝，使水准仪中气泡居中。

（2）用游标卡尺和天平分别测出待测物体的质量和必要的几何尺寸。

如圆柱体的直径，金属圆筒的内外径，木球的直径以及金属细杆的长度等。

（3）装上金属载物盘，调节光电探头的位置。

要求光电探头放置在挡光杆的平衡位置处，使载物盘上的挡光杆处于光电探头的中央，且能遮住发射和接收红外线的小孔，测定其摆动周期T0。

（4）用金属载物圆盘和在载物圆盘上放置塑料圆柱时的摆动周期和的实验值以及塑料圆盘转动惯量的理论值来确定K值，设金属载物圆盘的转动惯量为，则有或则扭转常数为：已知：球支座转动惯量的实验值细杆夹具转动惯量的实验值3．测定几种不同形状物体的转动惯量：（1）将塑料圆柱垂直放在载物盘上，测出摆动周期T1。

（2）用金属圆筒代替塑料圆住，测出摆动周期T2。

（3）取下载物金属盘，装上木球，测出摆动周期T3。

计算塑料圆柱、金属圆筒、木球与金属细杆的转动惯量，并与理论值进行比较，求百分误差。

4．改变滑块在细杆上的位置，验证转动惯量的平行轴定理。

（1）取下木球，装上金属细杆（细杆中心必须与转轴中心重合），测出摆动周期T4。

（2）将滑块对称地放置在金属细杆两边的凹槽内，此时滑块质心离转轴的距离分别为5.00，10.00，15.00，20.00，25.00厘米，分别测定细杆加滑块的摆动周期T5。

已知：两滑块绕质心轴的转动惯量理论值为：kg•m2五、实验数据处理：六、注意事项：1．扭转用力不要过猛。

南昌大学物理实验报告学生姓名：彭超 学号：5603115045 专业班级： 食科152班 实验时间：第 五 周，星期 二 ， 座位号：扭摆法测定物体转动惯量一、实验目的1、 测定扭摆弹簧的扭转常数K 。

2、 测定几种不同形状物体的转动惯量，并与理论值进行比较。

3、验证转动惯量平行轴定理。

二、实验仪器（实验中实际用到的仪器）扭摆、转动惯量测试仪、实心塑料圆柱体、空心金属圆筒、木球、金属杆、金属圆柱滑块。

三、实验原理扭摆的结构如图2.1所示，将物体在水平面内转过一角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下，物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。

根据胡克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比，即M= -K θ （2.1）根据转动定律：M=J β 得JM=β （2.2） 令J K=2ω，由式（2.1）、（2.2）得：θωθθβ222-=-==J K dtd上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，此方程的解为： )t cos(A ϕωθ+=此谐振动的周期为：KJT πωπ22==（2.3） 或 224πT K J = （2.4）由（2.3）或（2.4）式可知，只要实验测得物体扭摆的摆动周期，并在J 和K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。

本实验用一个已知形状规则的物体，它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，再算出仪器弹簧的K 值。

若要测定其它形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，由公式（2.3）即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。

理论分析证明，若质量为m 的物体绕通过质心轴的转动惯量为J 0，当转轴平行移动距离x 时，则此物体对新轴线的转动惯量变为J 0+mx 2。

称为转动惯量的平行轴定理。

图 2.1四、实验内容1、测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K。

2、测定塑料圆柱、金属圆筒、木球与金属细杆的转动惯量。

并与理论值进行比较。

3、改变滑块在金属细杆上的位置，验证转动惯量平行轴定理。