大物实验
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一、实验目的1. 理解光学基本原理,包括光的反射、折射、干涉、衍射等。
2. 掌握光学仪器的基本操作,如平行光管、透镜、光栅等。
3. 通过实验验证光学定律,加深对光学理论的理解。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验仪器与设备1. 平行光管2. 透镜3. 光栅4. 光具座5. 读数显微镜6. 分光计7. 激光器8. 光屏9. 计算机及数据采集软件三、实验内容及步骤1. 材料的光反射比、透射比测量(1)将待测材料放置在平行光管与光屏之间。
(2)调节平行光管,使光线垂直照射到待测材料表面。
(3)观察并记录反射光和透射光的强度。
(4)根据反射光和透射光的强度,计算材料的反射比和透射比。
2. 采光系数测量(1)在室内选择一个合适的位置,安装采光系数测量仪。
(2)打开光源,调整光强,使室内光照达到正常水平。
(3)观察并记录采光系数测量仪的读数。
(4)根据测量结果,计算室内采光系数。
3. 室内照明实测(1)在室内选择多个测量点,安装照明实测仪。
(2)打开光源,调整光强,使室内光照达到正常水平。
(3)观察并记录照明实测仪的读数。
(4)根据测量结果,分析室内照明情况,提出改进建议。
4. 用平行光管测量透镜焦距(1)将平行光管、透镜和光屏依次放置在光具座上。
(2)调整平行光管和透镜,使光线经过透镜后变为平行光。
(3)观察并记录光屏上成像的位置。
(4)根据成像位置,计算透镜的焦距。
5. 傅立叶光学实验(1)将实验装置组装好,包括傅里叶透镜、光栅、光源等。
(2)调节光栅,使光束通过傅里叶透镜。
(3)观察并记录光屏上的图像。
(4)分析图像,验证傅立叶光学原理。
6. 光的干涉与衍射现象的研究(1)将实验装置组装好,包括单缝、双缝、光栅等。
(2)调节光源和光栅,观察并记录干涉和衍射现象。
(3)分析干涉和衍射现象,验证光学定律。
四、实验结果与分析1. 根据实验数据,计算出材料的反射比和透射比。
2. 根据采光系数测量结果,分析室内采光情况。
一、实验目的1. 熟悉大物实验的基本操作方法和注意事项。
2. 掌握测量长度、质量和时间的方法。
3. 了解物理实验数据的处理方法,提高实验技能。
二、实验原理大物实验主要包括长度、质量和时间的测量。
本实验主要涉及以下原理:1. 长度测量:使用游标卡尺、刻度尺等测量工具,根据测量工具的精度和读数方法,测量物体的长度。
2. 质量测量:使用天平、电子秤等测量工具,根据测量工具的精度和读数方法,测量物体的质量。
3. 时间测量:使用秒表、计时器等测量工具,根据测量工具的精度和读数方法,测量时间。
三、实验仪器1. 游标卡尺2. 刻度尺3. 天平4. 电子秤5. 秒表6. 计时器7. 物体(如圆柱体、球体等)8. 细线9. 支架四、实验步骤1. 长度测量:将物体放在测量工具上,根据测量工具的精度和读数方法,记录物体的长度。
2. 质量测量:将物体放在天平或电子秤上,根据测量工具的精度和读数方法,记录物体的质量。
3. 时间测量:使用秒表或计时器,记录实验过程中所需的时间。
五、实验数据1. 长度测量数据:物体1:长度L1 = 5.00 cm物体2:长度L2 = 10.00 cm2. 质量测量数据:物体1:质量m1 = 20.00 g物体2:质量m2 = 50.00 g3. 时间测量数据:实验1:时间t1 = 10.00 s实验2:时间t2 = 15.00 s六、数据处理1. 长度测量:将实验数据与标准值进行比较,计算误差。
误差ΔL1 = |L1 - L标准| = |5.00 - 5.00| = 0.00 cm误差ΔL2 = |L2 - L标准| = |10.00 - 10.00| = 0.00 cm2. 质量测量:将实验数据与标准值进行比较,计算误差。
误差Δm1 = |m1 - m标准| = |20.00 - 20.00| = 0.00 g误差Δm2 = |m2 - m标准| = |50.00 - 50.00| = 0.00 g3. 时间测量:将实验数据与标准值进行比较,计算误差。
哈工大大物实验报告实验报告实验名称:哈工大大物实验实验目的:1.了解大物学科的基本概念和基础知识;2.提高对实验器材的使用和操作技能;3.熟练掌握实验记录方法和实验报告的撰写技巧。
实验原理:本次实验主要涉及以下内容:1.牛顿第一、二、三定律;2.动量定理;3.万有引力定律;4.欧姆定律;5.电磁感应定律;6.光的反射和折射;7.杨氏干涉实验。
实验步骤:1.停止作业,收拾物品,关灯锁门;2.认真浏览实验器材说明书和实验原理;3.分组进行实验,确保人员、器材和实验环境安全;4.对实验现象进行观测和记录,注意实验数据的准确性;5.组织实验数据,进行数据处理和分析;6.编写实验报告,总结实验结果和得到的结论。
实验结果:1.通过万有引力实验,验证了宇宙万物的万有引力定律;2.通过光的反射和折射实验,在不同材质和角度下,观察到光线的反射和折射现象;3.通过杨氏干涉实验,验证了光波干涉的规律性。
实验结论:本次实验通过严谨的实验步骤和数据处理,得到了多个实验结果和结论。
这些实验结果验证了大物学科的基本定律和规律,对于相关学科的学习和研究具有重要意义。
实验报告撰写:实验报告由实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果和实验结论几部分组成。
为了使报告具有严谨性和可读性,在撰写报告过程中,对实验数据和结论进行适当的分析和总结,取得符合实际的结论。
同时,应该注意选取恰当的表格和图表展示实验结果,使报告更加直观。
在撰写实验报告的过程中,应该遵循学校相关规定和要求,确保报告的规范和准确性。
参考文献:1.《大学物理实验》;2.《物理实验数据处理与分析》。
1、测量:以确定被测对象量值为目的操作称为测量(测量值应包括数值和单位)。
2、测量值分类:按测量值获得途径分为直接测量和间接测量;按测量条件的不同分为等精度测量和非等精度测量。
3、真值:在一定条件下,任何一个物理量都有一个客观存在的量值,称为真值。
4、绝对误差:绝对误差(△x )=测量值(x )-真值(o x );一般绝对误差反映了测量值偏离真值的程度,相对误差反映了测量值的优劣。
一般取多次重复测量的平均值作为最佳值,也就是我们定义的真值。
5、相对误差:%100)(0⨯∆=x x E ; 6、误差:根据误差的特点分为系统误差和随机误差;7、系统误差:其特点是确定性、规律性、可修正性,不能用增加测量次数的方法使其减小。
其来源有: ①仪器误差;②方法、理论误差;③个人误差;④环境误差。
其处理方法有:①消除产生系统误差的根源②修正测量结果 ③选择合适的测量方法。
(系统误差是影响实验结果准确程度的主要因素)8、随机误差:其特点是随机性,是不可避免的,可通过增加测量次数取平均值的方法减小其影响。
当系统误差被消除时,测量次数越多,算术平均值越接近真值。
(算术平均值∑==ni i x n x 11) 9、标准偏差:1)(12--=∑=n x x S n i ix ;标准偏差反映了各测量值的离散程度,标准差小表示各测量值比较接近,标准差大表示各测量值比较分散。
10、 不确定度:表征被测量的真值所处的量值分布范围的评定。
它表示由于测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度,反映了测量值的误差可能存在的范围,即测量值的误差以一定的置信概率存在的范围。
分为A 、B 两类不确定度。
总不确定度:∑+=22B A U U U ;相对不确定度:r U =(总不确定度/理论值或平均值)*100%;11、 直接测量的不确定度估算: X pA S n t U =(n 为测量次数,n t p 的值根据n 的值查表可知;一般n=6时,nt p ≈1)仪∆=B U (仪∆为仪器误差,可按以下方法获得:①从仪器说明书或国家标准中查找②根据仪器的级别计算③取最小分度值作为仪器误差④取约定值作为仪器误差⑤根据具体情况合理选取) 12、 间接不确定度的估算:+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=222222z y x N U z f U y f U x f U 13、 测量结果的表示: U x x ±=(单位)表示真值在区间[x -U, x +U ]内的概率为95%。
大物实验在科学研究的道路上,实验一直扮演着至关重要的角色。
而大物实验,作为物理学领域中的重要一环,更是直接参与和验证了一系列基本物理定律和理论。
本文将介绍大物实验的概念、意义以及一些著名的大物实验,让我们一起探索这个神奇而又充满挑战的领域。
1. 大物实验的概念和背景大物实验,指的是在自然界观测和验证某些物理现象或理论时,需要使用大型实验装置或设备的实验。
这类实验通常涉及测量细微的物理现象或精确验证理论,因此需要大型、精密的仪器设备以及复杂的实验设计和数据处理方法。
大物实验所涉及的领域非常广泛,涵盖了从经典物理到现代物理的各个方面,如相对论、量子力学、宇宙学等。
通过大物实验,科学家们可以验证各种理论、发现新的现象,甚至推动物理学的发展和进步。
2. 大物实验的意义大物实验在物理学领域中有着非常重要的意义。
首先,通过大物实验,科学家们可以验证和修正已有的物理理论,确认其有效性和适用性。
例如,通过实验验证了爱因斯坦的相对论理论,量子测量等方面的理论等等。
其次,大物实验还可以帮助科学家们发现新的物理现象或解释现有的未解之谜。
比如,黑洞、暗物质、暗能量等问题的研究,都需要大物实验的支持。
最后,大物实验还为科学家们提供了一个研究和探索未知领域的平台,推动了物理学的发展和进步。
3. 著名的大物实验3.1 双缝实验双缝实验是一项经典的大物实验,用来展示光的波动性和粒子性。
实验中将光通过一个有两个小缝的屏幕,然后在背面观察光的干涉现象。
这个实验为量子力学的诞生奠定了基础。
3.2 大型强子对撞机(LHC)大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器。
通过LHC实验,科学家们成功发现了希格斯玻色子,验证了标准模型中的一些基本假设。
3.3 含辐射源实验含辐射源实验被用来研究物质的辐射特性,广泛应用于放射性物质的分析和检测领域。
4. 结语大物实验是物理学研究中不可或缺的一部分,它们帮助科学家们验证理论、探索未知领域,推动了物理学的发展。
大物实验报告1. 引言大物实验是物理学实验的一种重要形式,通过实际操作来观察和验证物理学理论,提高学生的实验能力和科学素养。
本文将对大物实验进行描述和分析。
2. 实验目的本次大物实验的目的是通过实验研究物体的运动规律、测量相关物理量,并与理论值进行对比,加深对物理学原理的理解。
3. 实验原理在本次实验中,我们将通过测量自由落体运动和平抛运动的物理量,来验证相关的物理学原理。
3.1 自由落体运动自由落体运动是指在重力作用下,物体沿垂直方向自由下落的运动。
根据加速度的定义,自由落体运动的加速度恒定,取决于地球的重力加速度g。
在实验中,我们将使用一个高度可调的竖直测量杆和一个计时器,通过测量物体自由落下所用的时间t,来计算出重力加速度g。
3.2 平抛运动平抛运动是指在水平方向上,物体做初速度为零的抛射运动。
根据牛顿第二定律和平抛运动的特点,可以得到平抛运动的运动方程:x=v0t$$y = \\frac{1}{2}gt^2$$在实验中,我们将使用一个平面水平放置的测量器具,通过测量抛出物体的水平位移x和下落高度y,来计算出抛射物体的初速度v0和重力加速度g。
4. 实验步骤4.1 自由落体运动实验步骤1.将竖直测量杆调至合适的高度,并固定在实验台上。
2.准备一个小物块,并在上面安装计时器。
3.将小物块从竖直测量杆的顶部放置,并启动计时器。
4.记录小物块自由落下所用的时间。
5.重复以上步骤数次,并计算平均值作为重力加速度g的测量值。
4.2 平抛运动实验步骤1.准备一个斜面和一个测量器具。
2.将测量器具放置在斜面水平放置的表面上。
3.准备一个小物体,并将其放置在测量器具上。
4.用手将小物体推出,并注意测量器具的指示读数。
5.记录小物体的水平位移x和下落高度y。
6.根据运动方程计算出初速度v0和重力加速度g的估算值。
5. 数据处理与分析根据实验得到的数据,我们可以进行相关的分析和处理。
首先,我们可以计算自由落体运动的重力加速度g的平均值,并与理论值进行对比。
哈工大大物实验报告哈工大大物实验报告一、引言哈尔滨工业大学(以下简称哈工大)是中国著名的理工科大学之一,拥有丰富的实验资源和实验条件。
大物实验是哈工大理工科学生必修的一门实践课程,旨在通过实验操作,加深学生对物理学原理的理解和掌握实验技能。
本文将对哈工大大物实验进行报告,以便更好地总结和分享实验经验。
二、实验目的大物实验旨在培养学生的实验操作能力和科学研究精神。
通过实验,学生能够掌握物理学中的基本测量方法和实验技巧,提高数据处理和分析的能力,培养科学研究的思维方式。
三、实验内容1. 实验一:测量光的折射率本实验通过测量光在不同介质中的折射角和入射角,计算出光的折射率。
实验中使用了光学仪器和角度测量仪,通过准确的测量和数据处理,得到了较为准确的折射率结果。
2. 实验二:测量电磁感应现象本实验通过改变磁场的强度和方向,测量感应电动势的大小和方向,验证了电磁感应定律。
实验中使用了恒定磁场和线圈,通过改变线圈的位置和方向,观察到了感应电动势的变化规律。
3. 实验三:测量物体的密度本实验通过测量物体的质量和体积,计算出物体的密度。
实验中使用了天平和容积瓶,通过准确的质量测量和体积测量,得到了物体的密度结果。
四、实验结果和分析1. 实验一的结果表明,光在不同介质中的折射率与介质的光密度和折射角有关。
通过实验数据的处理和分析,得到了光的折射率与介质的关系曲线,并与理论值进行了比较,结果较为接近。
2. 实验二的结果表明,感应电动势与磁场的变化规律相关。
通过实验数据的处理和分析,得到了感应电动势与磁场强度和线圈位置的关系曲线,并验证了电磁感应定律。
3. 实验三的结果表明,物体的密度与质量和体积有关。
通过实验数据的处理和分析,得到了物体的密度与质量和体积的关系曲线,并计算出了物体的密度值。
五、实验心得大物实验是一门非常重要的实践课程,通过实验操作和数据处理,我深刻体会到了实验科学的严谨性和精确性。
在实验过程中,我学会了正确使用实验仪器和测量工具,掌握了准确测量和数据处理的方法。
大物实验引言大物实验是大学物理实验课程中的一门重要实践环节,旨在通过实际操作探究物理原理和现象,加深对物理知识的理解和应用能力的培养。
本文将介绍大物实验的基本概念、实验内容和实验步骤,并分享一些实验注意事项和技巧。
实验目的大物实验的主要目的是通过实际操作,加深学生对于物理原理和现象的认识,并培养学生的实验技能和科学精神。
通过大物实验,学生能够掌握物理实验方法、观察、测量和数据处理等实验技巧,提高实验设计与实施的能力,同时培养学生的动手能力和合作精神。
实验内容大物实验的内容非常丰富多样,主要包括力学、热学、光学、电磁学等方面的实验。
以下是一些常见的大物实验内容:1.动力学实验:如弹簧振子实验、万有引力实验等,用于研究物体的运动和相互作用力的关系。
2.热学实验:如热传导实验、热容实验等,用于研究物体的热性质和热传递现象。
3.光学实验:如干涉实验、衍射实验等,用于研究光的性质和光的传播规律。
4.电磁学实验:如静电实验、电磁感应实验等,用于研究电磁现象和电磁场的特性。
实验内容的选择应根据教学大纲和课程目标进行安排,既要符合基础知识的教学要求,又要具有一定的实际应用性和科学性。
实验步骤大物实验的步骤通常包括实验前准备、实验过程和实验结果分析三个部分。
1.实验前准备:包括实验仪器的检查与调试,实验装置的搭建,实验数据的记录表的准备等。
在实验前,一定要先理解实验的目的和原理,掌握实验所需仪器和装置的基本使用方法。
2.实验过程:按照实验的步骤和操作要求进行实验。
注意安全操作,保持实验室的整洁和安全,严格按照实验要求进行测量和观察。
在实验过程中要记录所观察到的现象、测量到的数据等,确保数据的准确性和可靠性。
3.实验结果分析:将实验数据进行整理和分析,通过表格、图形等形式展示实验结果,对实验数据进行处理和计算,并结合理论知识进行分析和讨论。
在分析实验结果时,要注意合理解释和推理。
实验注意事项和技巧在进行大物实验时,需要注意以下几点事项和技巧:1.实验安全:实验过程中要注意个人安全和实验室的安全,穿戴实验室安全服,遵守实验操作规范,注意使用化学品的安全性。
⼤物实验报告1实验名称电桥法测中、低值电阻⼀.⽬的和要求1.掌握⽤平衡电桥法测量电阻的原理和⽅法;2.学会⾃搭电桥,且⽤交换法测量电阻来减⼩和修正系统误差;3.学会使⽤QJ-23型惠斯登电桥测量中值电阻的⽅法;4.学会使⽤QJ-42型凯尔⽂双臂电桥测量低值电阻的⽅法;⼆.实验原理直流平衡电桥的基本电路如下图所⽰。
图中B A R R ,称为⽐率臂,Rs 为可调的标准电阻,称为⽐较臂,Rx 为待测电阻。
在电路的对⾓线(称为桥路)接点BC 之间接⼊直流检流计,作为平衡指⽰器,⽤以⽐较这两点的电位。
调节Rs 的⼤⼩,当检流计指零时,B ,C 两点电位相等AB AC U U =;BD CD U U = ,即B B A A R I R I =;S S X X R I R I =。
因为检流计中⽆电流,所以X A I I =,S B I I =,得到电桥平衡条件 Rs R R Rx BA=。
三.实验仪器直流电源,检流计,可变电阻箱,待测电阻,元器件插座板,QJ24a 型惠斯登直流电桥,QJ42型凯尔⽂双臂电桥,四端接线箱,螺旋测微计四.实验⽅法1.按实验原理图接好电路;2.根据先粗调后细调的原则,⽤反向逐次逼近法调节,使电桥逐步趋向平衡。
在调节过程中,先接上⾼值电阻R m ,防⽌过⼤电流损坏检流计。
当电桥接近平衡时,合上K G 以提⾼桥路的灵敏度,进⼀步细调;3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻时,所选取的⽐例臂应使有效数字最多。
五.数据记录与分析(0.0010.002)SRSR m±+仪=,其中SR是电阻箱⽰值,m是所⽤转盘个数,RSσ=XR=XRσ=所以31995.40.8XR=±Ω2.不同⽐例臂对测量结果的影响3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻4.⽤开尔⽂电桥测量低值电阻铜棒平均直径d=3.975mm(多次测量取平均)(末读数-初读数)电阻24R L LS dρρπ==,由下图中的拟合直线得出斜率00609.042==dkπρ,则电阻率()mkdΩ===--82321056.74.0142.34πρ六.分析讨论题当惠斯登电桥平衡后,若互换电源与检流计位置,电桥是否仍保持平衡?试说明之。
大物实验知识点总结一、引言大物实验是大学物理必修课程的一部分,通过实验,可以帮助学生更好地理解和掌握物理理论知识,培养学生动手能力和实际操作能力。
本文将对大物实验中常见的知识点进行总结和归纳,以便于学生更好地复习和巩固相关知识。
二、实验仪器和常用设备1. 光学实验常用仪器:干涉仪、衍射仪、光栅、棱镜、透镜等。
2. 电学实验常用仪器:电源、示波器、电压表、电流表、电磁铁等。
3. 力学实验常用仪器:弹簧测力计、滑轮组、光电门、摆锤等。
4. 热学实验常用仪器:热力学实验仪、热电偶、温度计等。
三、光学实验知识点总结1. 光的干涉和衍射实验(1). 干涉实验:干涉是指两个或多个波的波峰和波谷相遇形成明暗相间的干涉条纹。
常见的干涉实验有双缝干涉、单缝干涉、菲涅尔双镜干涉等。
(2). 衍射实验:衍射是波在穿过狭缝或障碍物时发生弯曲和扩散的现象。
衍射实验常见的有单缝衍射、双缝衍射和光栅衍射等。
2. 光的偏振实验偏振是指光在某些介质中只沿一个方向传播的现象,常见的偏振器有偏光片、偏振镜、偏振棱镜等。
偏振实验主要是通过观察偏振光的性质来研究光的偏振规律。
3. 光的衍射光栅实验光栅是一种具有等间距狭缝的透明平面,通过光栅衍射实验可以研究光的波动性质,测量光的波长和频率等。
四、电学实验知识点总结1. 电流和电压的测量电流的测量常用电流表,电压的测量常用电压表,实验中需要注意电路的连接和电流、电压的测量范围。
2. 电阻和电路的实验电阻是指导体对电流的阻碍程度,可以通过串联、并联电路实验来研究电阻的串并联规律,掌握欧姆定律和基尔霍夫定律等。
3. 电磁感应实验电磁感应实验是通过研究导体在磁场中受到感应电流的现象来探究电磁感应规律,实验中常用的设备有电磁铁、导线圈、磁通量计等。
4. 电容和电量实验电容是指导体存储电荷能力的大小,可以通过平行板电容器实验来研究电容的大小和电场分布规律,实验中常用电容器、电荷计等设备。
五、力学实验知识点总结1. 牛顿第二定律实验通过设置一定质量的物体和测力计,可以测量物体所受的力和加速度,验证牛顿第二定律。
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 。
使用螺旋测微器时应注意:①测量轴向砧台靠近快夹住待测物时,必须使用棘轮而不能直接转动活动套筒,听到“咯、咯”即表示已经夹住待测物体,棘轮在空转,这时应停止转动棘轮,进行读数,不要将被测物拉出,以免磨损砧台和测量轴。
②应作零点校正。
2.为什么胶片长度可只测量一次?答:单次测量时大体有三种情况:(1)仪器精度较低,偶然误差很小,多次测量读数相同,不必多次测量。
(2)对测量的准确程度要求不高,只测一次就够了。
(3)因测量条件的限制,不可能多次重复测量。
本实验由对胶片长度的测量属于情况(1),所以只测量1次。
【思考题】1.量角器的最小刻度是'30。
为了提高此量角器的精度,在量角器上附加一个角游标,使游标30分度正好与量角器的29分度等弧长。
求该角游标的精度(即可读出的最小角度),并读出下图所示的角度。
答:因为量角器的最小刻度是30’,游标30分度与量角器29分度等弧长,所以游标的精度为13003'=' ,图示角度为 149'45 。
2.用螺旋测微器进行测量时要考虑螺距误差吗?答:不要。
因为用螺旋测微器进行测量时,活动套筒(即微分筒)只向一个方向转动,所以不考虑螺距误差。
3.设计一种修正齿孔面积的方案。
答:齿孔形状如图1所示。
齿孔面积S 等于长方形面积XY 减去修正面积△S 。
由图1、图2可知修正面积等于正方形和内切圆面积之差,所以只要测出内切圆的半径,就可求出△S 。
用读数显微镜测出图1中的X1、X2、Z 1、Z 2,得内切圆的半径:2)()(1212z z x x R ---= 则修正面积为:222)4()2(R R R S ππ-=-=∆实验三 电阻的测量和伏安特性的研究【预习题】1.测量二极管伏安特性曲线时,为什么正向曲线的测量要用外接法,而反向曲线的测量要用内接法?答:因为二极管正向电阻较小,反向电阻较大,所以正向曲线的测量宜采用电流表外接法,反向曲线的测量宜采用电流表内外接法。
2.电源、电表、滑线变阻器接到电路中要注意什么?答:在使用电源时,应注意:(1)注意人身安全,一般安全电压为36V 。
高于36V 操作时尽量用一只手操作。
(2)不能使总电路中的总电流超过额定电流值,更不能使电源短路(即不能使外电阻接近于零)。
(3)直流电表的正、负极应与直流电源的正、负极对应联接(即正接正,负接负),否则会使电表损坏。
而交流电没有正负极之分。
(4)在电路中必须连电源开关,接线时和不进行测量时,要使电源开关断开且将输出旋钮逆时针调至零,线路接好经查无误后打开电源。
做完实验,一定要先切断电源,然后再拆去其他部分。
使用电表时应注意以下几点:(1)选择电表:根据待测电流(或电压)的大小,选择合适量程的电流表(或电压表)。
如果选择的量程小于电路中的电流(或电压),会使电表损坏;如果选择的量程太大,指针偏转角度太小,读数就不准确。
使用时应事先估计待测量的大小,选择稍大的量程试测一下,再根据试测值选用合适的量程,一般要尽可能使电表的指针偏转在量程的2/3以上位置。
(2)电流方向:直流电表指针的偏转方向与所通过的电流方向有关,所以接线时必须注意电表上接线柱的“+”、“-”标记。
电流应从标有“+”号的接线柱流入,从标有“-”号的接线柱流出。
切不可把极性接错,以免损坏指针。
(3)视差问题:读数时,必须使视线垂直于刻度表面。
精密电表的表面刻度尺下附有平面镜,当指针在镜中的像与指针重合时,所对准的刻度,才是电表的准确读数。
(4)要正确放置电表,表盘上一般都标有放置方式,如用“—”或“┌┐”表示平放;用“↑”或“⊥”表示立放;“∠”表示斜放,不按要求放置将影响测量精度。
(5)使用前电表的指针应指零,若不指零,需要调零。
使用滑线变阻器时要注意:通过滑线变阻器的电流不能超过其额定电流。
3.被测低电阻为何要有4个端钮?答:消除接触电阻。
【思考题】1.滑线变阻器主要有哪几种用途?如何使用?结合本次实验分别给予说明。
答:(1)滑线变阻器主要有两种用途:限流和分压。
(2)对限流电路(如教材图3-10):在接通电源前,一般应使C 滑到B 端,使AC R 最大,电流最小,确保安全。
以后逐步调节限流器电阻,使电流增大至所需值。
对分压电路(如教材图3-11):在接通电源前,一般应使C 滑到B 端,使R 两端电压最小,确保安全。
以后逐步调节分压器电阻,使R 两端电压增大至所需值。
(3)本次实验中测二极管特性曲线时,滑线变阻器用于分压;利用四端接线法测量一段电阻丝电阻时,滑线变阻器用于限流。
2.在实验中,若电源电压为6V ,被测电阻约为50Ω,电流表(毫安表)的量程为150/300mA ,150mA 档的内阻约0.4Ω,电压表的量程为1.5/3.0/7.5V,每伏特电压的内阻约200Ω。
如何选用电表量程,电表采用何种接法比较好?答:(1)因为电源电压为6V ,所以电压表量程应选择7.5V ;又因为通过电阻的电流mA A R V I 12012.0506====,所以电流表量程应选择150mA 。
(2)由题意知Ω=50X R 、Ω=4.0A R 、Ω=⨯=15005.7200V R ,则1254.050==A x R R A x R R 125= ① 30501500==x V R R x V R R 30= ② 因为当A X R R >>时,应采用电流表内接法测量;当V X R R <<时,应采用电流表外接法测量。
所以比较①②两式后可知电流表宜采用内接法。
3.如果低电阻的电势端钮与电流端钮搞错会产生什么现象?为什么?答:在本实验中,若将待测低电阻的电势端钮与电流端钮接反,则测得的电压为待测低电阻和电流表的接触电阻上共有的,所测阻值比待测低电阻阻值要大。
实验八 用直流电桥测量电阻【预习题】1.怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差?答:可以交换0R 和x R ,进行换臂测量,这样最终'00R R R x ⋅=,就与比例臂没有关系了。
【思考题】1.改变电源极性对测量结果有什么影响?答:在调节检流计平衡时,改变极性对未知电阻的测量没有影响。
测量电桥灵敏度时,改变电源极性会改变指针偏转方向,但对偏转格数没有影响。
总之,改变电源极性对测量结果没有影响。
2.影响单臂电桥测量误差的因素有哪些?答: (1)电桥灵敏度的限制,(2)电阻箱各旋钮读数的准确度等级(3)电阻箱各旋钮的残余电阻(接触电阻)实验十三 拉伸法测金属丝的扬氏弹性摸量【预习题】1.如何根据几何光学的原理来调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系?如何调节望远镜?答:(1)根据光的反射定律分两步调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系。
第一步:调节来自标尺的入射光线和经光杠杆镜面的反射光线所构成的平面大致水平。
具体做法如下:①用目测法调节望远镜和光杠杆大致等高。
②用目测法调节望远镜下的高低调节螺钉,使望远镜大致水平;调节光杠杆镜面的仰俯使光杠杆镜面大致铅直;调节标尺的位置,使其大致铅直;调节望远镜上方的瞄准系统使望远镜的光轴垂直光杠杆镜面。
第二步:调节入射角(来自标尺的入射光线与光杠杆镜面法线间的夹角)和反射角(经光杠杆镜面反射进入望远镜的反射光与光杠杆镜面法线间的夹角)大致相等。
具体做法如下:沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面,在镜面中若看到标尺的像和观察者的眼睛,则入射角与反射角大致相等。
如果看不到标尺的像和观察者的眼睛,可微调望远镜标尺组的左右位置,使来自标尺的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)望远镜的调节:首先调节目镜看清十字叉丝,然后物镜对标尺的像(光杠杆面镜后面2D 处)调焦,直至在目镜中看到标尺清晰的像。
2.在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值的办法?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的灵敏度?答:(1)直观 、简便、精度高。
(2)因为D x b L 2∆=∆,即b D L x 2=∆∆,所以要提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度Lx ∆∆,应尽可能减小光杠杆长度b (光杠杆后支点到两个前支点连线的垂直距离),或适当增大D (光杠杆小镜子到标尺的距离为D )。
2.如果实验中操作无误,得到的数据前一两个偏大,这可能是什么原因,如何避免?答:可能是因为金属丝有弯曲。
避免的方法是先加一两个发码将金属丝的弯曲拉直。
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,应调节标尺的高低,使标尺的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看到的标尺读数接近标尺的下端,逐渐加砝码的过程中看到标尺读数向上端变化。
这样就避免了测量过程中标尺读数超出望远镜范围。
实验十六 示波器的使用【预习题】1.示波器为什么能把看不见的变化电压显示成看得见的图象?简述其原理。