大学物理实验课后答案
- 格式:docx
- 大小:38.74 KB
- 文档页数:5
物理实验部分习题参考答案:一、题目:⒈按照误差理论和有效数字运算规则改正错误:⑴ cm 02.0345.10)(±=d⑵ s 5.40.85)(±=t⑶ 2911N/m )1079.51094.1(⨯±⨯=Y⑷ m 2mm 2000=⑸ 5625.125.12=⑹ 233101)00.6(6161⨯===ππd V⑺ 6000006.116.121500400=-⨯3. 按有效数字运算规则计算下列各式:⑴ =++6386.08.7537.343⑵ =--54.76180.845.88⑶ =⨯+-⨯25100.10.51092.6⑷ =÷⨯0.17155.32.91⑸ =÷-+001.2)47.0052.042.8(⑹ =⨯⨯0.3001.32π⑺ =÷-22.100)230.10025.100(⑻ =+--⨯)001.000.1)(0.3103()3.163.18(00.50 5.计算下列数据的算术平均值、标准偏差及平均值的标准偏差,正确表达测量结果(包括计算相对误差)。
⑴ cm /i l :3.4298,3.4256,3.4278, 3.4190,3.4262,3.4234,3.4263,3.4242,3.4272,3.4216;⑵ s /i t :1.35,1.26,1.38,1.33,1.30,1.29,1.33,1.32,1.32,1.34,1.29,1.36; ⑶ g /i m :21.38,21.37,21.37,21.38,21.39,21.35,21.36。
6.用算术合成法求出下列函数的误差表达式(等式右端未经说明者均为直接测得量,绝对误差或相对误差任写一种)。
⑴ z y x N 2-+=; ⑵ )(222B A k Q +=,k 为常量; ⑶ F D c B A N 21)(12--=; ⑷ b a ab f -=, (b a ≠);⑸ A B A f 422-=; ⑹ 21212⎪⎭⎫ ⎝⎛=r r I I ; ⑺ t VV α+=10,α为常量; ⑻ ri n sin sin =。
一牛顿环的各环是否等宽?密度是否均匀?解释原因?因为环是由空气劈上下表面反射的两束光叠加干涉形成的。
劈的上表面变化在横向是不均匀的,故光程差也不是均匀变化的。
所以各环是不等宽的环的密度也不是均匀的。
各环不等宽,半径小的环宽,越到外边越窄,密度是不均匀的,牛顿环的半径公式是:半径r等于根号下(m+1/2)λR,其中m为环的级数。
从公式可以看出,半径和环数并不是线性关系,这样环自然不均匀。
计算可以知道,越往外环越密。
二牛顿环的干涉圆环是由哪两束相干光干涉产生的?半凸透镜下表面和下底面上表面的两束反射光三电桥由哪几部分组成?电桥平衡的条件?由电源、开关、检流计桥臂电阻组成。
平衡条件是Rx=(R1/R2)R3四接通电源后,检流计指针始终向一边偏转,试分析出现这种情况的原因?指针向一侧偏转就说明发生了电子的定向移动了,这个应该没问题。
指针不偏转,有2种情况吧,其1呢是整个电路发生了断路或其他故障,还1种情况则是流过的电流太小,不足于使电表发生偏转或其偏转的角度肉眼根本看不到。
无论如何调节,检流计指针都不动,电路中可能出现故障是调节臂电阻断路或短路。
无论如何调节,检流计指针始终像一边偏而无法平衡,电路中有可能出现故障是有一个臂(非调节臂)的电阻坏了。
(断路或短路)五什么叫铁磁材料的磁滞现象?铁磁物质经外磁场磁化到饱和以后,把磁场去掉。
这些物质仍保留有剩余磁化强度。
需要反方向加磁场才能把这剩余磁化强度变为零。
这种现象称为铁磁的磁滞现象。
也是说,铁磁材料的磁状态,不仅要看它现在所处的磁场条件;而且还要看它过去的状态。
六如何判断铁磁材料属于软.硬材料?软磁材料的特点是:磁导率大,矫顽力小,磁滞损耗小,磁滞回线呈长条状;硬磁材料的特点是:剩磁大,矫顽力也大用光栅方程进行测量的条件是什么?条件是一束平行光垂直射入光栅平面上,光波发生衍射,即可用光栅方程进行计算。
如何实现:使用分光计,光线通过平行光管射入,当狭缝位于透镜的焦平面上时,就能使射在狭缝上的光经过透镜后成为平行光用光栅方程进行测量,当狭缝太窄或者太宽会怎么样?为什么?缝太窄,入射光的光强太弱,缝太宽,根据光的空间相干性可以知道,条纹的明暗对比度会下降!区别是,太窄了,亮纹会越来越暗,暗纹不变,直到一片黑暗!太宽,暗条纹会逐渐加强,明纹不变,直到一片光明!(1) 校正电流表时,如果发现改装的毫安表读数总是高于标准表的读数,分流电阻应调大还是调小?为什么?答:应调小。
近代物理1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值?为什么?答:不可以。
因为一次测量随机误差较大,多次测量可减少随机误差。
2. 将一半径小于下圆盘半径的圆盘,放在下圆盘上,并使中心一致,讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定?说明理由。
答:当两个圆盘的质量为均匀分布时,与空载时比较,摆动周期将会减小。
因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时,其转动惯量I0小于质量与此相等的同直径的圆盘,根据公式(3-1-5),摆动周期T0将会减小。
3. 三线摆在摆动中受空气阻尼,振幅越来越小,它的周期是否会变化?对测量结果影响大吗?为什么?答:周期减小,对测量结果影响不大,因为本实验测量的时间比较短。
实验2 金属丝弹性模量的测量1. 光杠杆有什么优点,怎样提高光杠杆测量的灵敏度?答:优点是:可以测量微小长度变化量。
提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b,可以提高灵敏度,因为光杠杆的放大倍数为2D/b。
2. 何谓视差,怎样判断与消除视差?答:眼睛对着目镜上、下移动,若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移,这种现象叫视差,细调调焦手轮可消除视差。
3. 为什么要用逐差法处理实验数据?答:逐差法是实验数据处理的一种基本方法,实质就是充分利用实验所得的数据,减少随机误差,具有对数据取平均的效果。
因为对有些实验数据,若简单的取各次测量的平均值,中间各测量值将全部消掉,只剩始末两个读数,实际等于单次测量。
为了保持多次测量的优越性,一般对这种自变量等间隔变化的情况,常把数据分成两组,两组逐次求差再算这个差的平均值。
实验三,随即误差的统计规律1. 什么是统计直方图? 什么是正态分布曲线?两者有何关系与区别?答:对某一物理量在相同条件下做n次重复测量,得到一系列测量值,找出它的最大值和最小值,然后确定一个区间,使其包含全部测量数据,将区间分成若干小区间,统计测量结果出现在各小区间的频数M,以测量数据为横坐标,以频数M为纵坐标,划出各小区间及其对应的频数高度,则可得到一个矩形图,即统计直方图。
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。
大学物理实验智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学第一章测试1.下列四个实验结果的表示方法中,错误的是()。
A: B: C:D:答案:2.随机误差具有如下所列的哪些特点()。
A:抵偿性 B:无界性 C:单峰性 D:对称性答案:抵偿性;单峰性;对称性3.在大学物理实验课程中,系统误差的主要来源包括:()。
A:理论推导中的近似 B:实验仪器或实验装置 C:实验者或环境因素 D:实验方法答案:理论推导中的近似;实验仪器或实验装置;实验者或环境因素;实验方法4.某位同学测量得到某一长度量的测量结果表示为L=10.5680.36 mm。
请判断这个结果表示的对或错。
()A:对 B:错答案:错第二章测试1.本实验中涉及多个不同量级的长度量的测量,同学们要学会根据测量对象的不同来选择适当的测量仪器。
比如,本实验中用于测量钢丝直径的,用于测量钢丝原长的,用于测量光杠杆臂长的分别是()。
A:米尺 B:光杠杆 C:钢板尺 D:千分尺答案:米尺;光杠杆;钢板尺2.本实验中,如果初始时望远镜中看到的刻度靠近直尺的下端,则应该调节使之靠近直尺上端。
()A:对 B:错答案:对第三章测试1.电桥灵敏度越高,待测电阻的测量结果越准确。
提高电桥灵敏度的主要方法有()。
A:尽量减小导线的接触电阻 B:选用灵敏度高、内阻低的检流计 C:四个桥臂电阻的阻值要尽量均衡配置 D:在桥臂电阻的额定功率容许的情况下,适当提高电源电压答案:尽量减小导线的接触电阻;选用灵敏度高、内阻低的检流计;四个桥臂电阻的阻值要尽量均衡配置;在桥臂电阻的额定功率容许的情况下,适当提高电源电压2.本实验中,要先在低灵敏度下粗调电桥平衡,然后再提高灵敏度细调电桥平衡。
()A:对 B:错答案:对第四章测试1.本实验中,产生误差的主要原因有()。
A:温控过程中的波动 B:在本实验的温控范围内,金属或合金材料的电阻阻值不是严格地线性变化 C:测量仪器引起的误差 D:导线的接触电阻答案:温控过程中的波动;测量仪器引起的误差;导线的接触电阻2.本实验中电源使用的是直流稳压电源,不能用干电池代替。
大学物理实验教材课后思考题答案一、转动惯量:1.由于采用了气垫装置,这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度,可以忽略不计。
但如果考虑这种阻尼的存在,试问它对气垫摆的摆动(如频率等)有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变?答:如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在,气垫摆摆动时频率减小,振幅会变小。
(或者说对频率有影响,对振幅有影响)在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。
2.为什么圆环的内、外径只需单次测量?实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素?答:圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多,使用相同的测量工具测量时,相对误差较小,故只需单次测量即可。
(对测量结果影响大小)实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。
(或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等)3.试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点?答:原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
三、混沌思考题1.有程序(各种语言皆可)、K值的取值范围、图 +5分有程序没有K值范围和图 +2分只有K值范围 +1分有图和K值范围 +2分2.(1).混沌具有内在的随机性:从确定性非线性系统的演化过程看,它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。
然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统运动的影响,而是系统自发产生的(2).混沌具有分形的性质(3).混沌具有标度不变性(4).混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性:对具有内在随机性的混沌系统而言,从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后,可能变得相距“足够”远,表现出对初值的极端敏感,即所谓“失之毫厘,谬之千里”。
答对2条以上+1分,否则不给分,只举例的不给分。
四、半导体PN 结(1)用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量11610~10--A 电流,有哪些优点?答:具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
大学物理实验第二版第3册课后练习题含答案前言大学物理实验是大学物理的重要组成部分,通过实验可以加深对物理知识的理解,并培养实验能力和科学精神。
掌握大学物理实验的技能对学生未来从事相关领域的工作和研究具有重要的帮助。
本文将为大家提供大学物理实验第二版第3册的课后练习题,其中还包含了答案供大家参考。
课后练习题实验一答案1.望远镜通过调节焦距可以使得远处的物体像变清晰。
2.擦拭物镜和目镜的透镜,调节合适焦距即可。
3.(略)实验二答案1.$sin\\theta_1=n \\cdot sin\\theta_2$2.$n=\\frac{sin\\theta_1}{sin\\theta_2}=1.48$3.(略)实验三答案1.声压级L的单位是分贝,$L=10log\\frac{p}{p_0}$,其中p0为参考压强,$p_0=2 \\times 10^{-5} Pa$。
2.$L_2-L_1=10log\\frac{p_2}{p_1}=10log\\frac{d_1^2}{d_2^2}=10log(\\frac{0 .58^2}{1.00^2})=-4.07dB$3.分贝的单位不仅可以用于声压级的表示,也可以用于其他物理量的表示,如电压、功率等。
实验四答案1.通过调节功率可以控制液晶显示屏的亮度,使其达到最佳显示效果。
2.(略)3.在夜晚使用液晶显示屏的亮度应该适当降低,以免刺眼的光线照射到车外影响其他驾车人的视线。
实验五答案1.环状光路的长度为$L=2\\pi r$。
2.通过调节镜头位置可以改变光路的长度,从而改变干涉条纹的位置和数量。
3.(略)实验六答案1.通过调节球面镜、平面镜的位置,以及反光板的角度可以改变光路的长度、方向,从而实现干涉实验。
2.洛伦兹-费歇实验可以测量电子的速度和能量。
3.(略)结语本文为大家提供了大学物理实验第二版第3册的课后练习题,其中还包含了答案供大家参考。
希望本文能够帮助大家更好地掌握物理实验的知识和技能。
Gb 第一章误差估算与数据处理方法课后习题答案1.指出下列各量有效数字的位数。
(1)kV 有效位数:4(2)mm 有效位数:3 (3)kg 有效位数:5(4)自然数有效位数:无限位2.判断下列写法是否正确,并加以改正。
(1)A mA错,0.0350A 有效位数为3位,而35mA 有效位数为2位,二者物理意义不同,不可等同,应改为A mA 。
(2)kg错,测量结果(即最佳估计值)有效数字的最后一位应与不确定度的末位对齐。
测量结果有效数字取位时,应遵循“四舍六入五凑偶”的原则;而且,不确定度应记为“”的形式。
故应将上式改成kg 。
(3)km 错,当采用科学计数法表示测量结果时,最佳估计值与不确定度应同时用科学计数法表示,并且10的指数应取一致,还要保证最佳估计值的最后一位与不确定度的末位对齐。
因此,上式应改为。
(4)A正确。
3.试按有效数字修约规则,将下列各数据保留三位有效数字。
3.8547,2.3429,1.5451,3.8750,5.4349,7.6850,3.6612,6.26383.85 2.34 1.54 3.88 5.43 7.68 3.66 6.26 4.按有效数字的确定规则,计算下列各式。
(1)000.1=U 000123.0=L 010.10=m 40350.0=I 35=0350.0=I 11050.3⨯=()3.0270.53+=m 270.53=m ±()3.03.53±=m ()2000103.274±⨯=h ()km h 4102.03.27⨯±=()004.0325.4±=x ?6386.08.7537.343=++解:原式 (2)解:原式 (3)解:原式(4)解:原式5.分别写出下列各式的不确定度传播公式。
(1)(K 为常数)解:(a )绝对不确定度:(b )相对不确定度:其中,、分别表示A 、B 量的合成不确定度。
大学物理实验(哈尔滨工程大学)智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第一章测试1.液体的表面张力总是力图缩小液体的表面积。
答案:对2.刚体的转动惯量与刚体的密度无关。
答案:错3.相位差公式中的负号代表受迫振动的运动状态是滞后于强迫力的。
答案:对4.使用逐差法处理数据的主要优点是充分利用所测的数据,减小系统误差。
答案:错5.杨氏模量是描述固体材料:()。
答案:抵抗形变能力的物理量6.阻尼系数和复摆共振时的振幅之间的关系是()。
答案:阻尼系数越大,共振时的振幅就越小7.扭摆法测量时,待测物体偏转角度θ()。
答案:60°8.若液体润湿固体,则固、液间的接触角θ:()。
答案:θ<90°9.拉脱法测液体表面张力系数的实验中,实验误差的来源主要有:()。
答案:提升吊环的过程中不可能做到匀速直线运动;力敏传感器定标时示数不稳定以及人为选取读数;吊环不够水平;吊环上沾附有杂质10.对于一定温度下金属丝的杨氏模量,下列说法正确的是:()。
答案:与材料的大小和形状无关;是材料的固有属性第二章测试1.对于过渡金属氧化物,电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对来说可以忽略。
答案:错2.热效率实验仪可以作为热机或热泵使用。
答案:对3.理想气体的比热容比值一定比1大。
答案:对4.对于电桥的原理、分类及应用,下列叙述错误的是()。
答案:平衡电桥一般用于测量具有动态变化特性的物理量5.关于比较器输入电压、之间的关系,下列说法错误的是()。
答案:是固定不变的电压值6.为提高热机效率,应尽可能()。
答案:减少各种热损失,保证良好润滑7.下列关于热机和环境保护的说法,正确的是()。
答案:热机的大量使用会造成环境污染8.什么是理想气体()。
答案:气体分子没有形状大小,没有相互作用的气体模型9.下列说法中正确的是()。
答案:热机是把内能转化为机械能的机器;两台热机相比,功率比较大的机器能量转化的过程比较快;两台热机相比,效率比较高的机器对燃料的利用率比较高10.关于理想气体,下列说法正确的是( )。
(1)利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点?
答这种方法可以避免透镜光心位置的不确定而带来的测量物距和像距的误差。
(2)为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时,测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求?设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1%。
答设物距为20cm,毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm,其相对误差为
0.25%,故没必要用更高精度的仪器。
(3)如果测得多组u,v值,然后以u+v为纵轴,以uv为横轴,作出实验的曲线属于什么类型,如何利用曲线求出透镜的焦距f。
答直线;1/f为直线的斜率。
(4)试证:在位移法中,为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f?
由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故D>4f
1.避免测量u、ν的值时,难于找准透镜光心位置所造成的误差。
2.因为实验中,侧的值u、ν、f都相对较大,为十几厘米到几十厘米左右,而误差为1%,即一毫米到几毫米之间,所以可以满足要求。
3.曲线为曲线型曲线。
透镜的焦距为基斜率的倒数。
①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变?
答:
a增大一倍时, 光强度↑;由a=Lλ/b ,b减小一半
a减小一半时, 光强度↓;由a=Lλ/b ,b增大一倍。
②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响?
答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变);整体光强度↑或者↓。
③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径?其原理和方法如何?
答:可以,原理和方法与测单狭缝同。
④本实验中,λ=632。
8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。
试验证:
是否满足夫朗和费衍射条件?
答:依题意:
Lλ=(50*10^-2)*(632.8*10^-9)=3.164*10^-7
a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10
所以Lλ<<a^2/8
即满足夫朗和费衍射条件。
1、导热系数的物理意义是什么?
导热系数是反映材料导热性能的重要参数之一,其值等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时,在单位时间内通过单位面积所传递的热量,单位是瓦•米-1•开-1(W •m -1•K -1
)。
2、实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数?
稳态法(具体描述略)
3、测λ要满足哪些条件?在实验中又如何保证?
1)测10θ ,20θ系统要处于稳定态,即这两个温度在十分钟内保持不变,并且10θ>20θ,(10θ人为控制在mv )03.050.3(±);
2)测量散热板在20θ附近的冷却速率。
4、试述稳态法测不良导体导热系数的基本原理。
通过当达到稳态时待测样品的传热速率和散热盘向侧面和下面的散热速率相同的原理推导得出。
5、讨论本实验误差因素,并说明测量导热系数可能偏小的原因。
A 、样品表面老化,影响传热;
B 、加热板,样品,散热板之间有缝隙,影响传热。
C 、热电偶热端与发热盘和散热盘接触不良,应粘些硅油插入小孔底部,等等
6、测冷却速率时,为什么要在稳态温度20θ附近选值。
?
A 、当散热板处在不同温度时,它的散热速率不同,与本体温度,环境温度都有关。
B 、在实验中,当系统处于稳态时通过待测样品的传热与散热盘向侧面和下面的散热率相同,所以测冷却速率要在稳态温度20θ附近。
7、本实验的热电偶测温度为什么不用定标就能代入公式计算?能否不用数字电压表而用其它电表仪器来测热电偶电压值,代入公式求导热系数而不影响结果?举例说明。
在所测温度范围内,直流数字电压表测得的温差电动势与待测温度成线性关系,即αθ=E 那么()()
201020102010θθθαθαθθα-∆=-∆=-∆E E E ,所以不用定标就可以代入公式。
可以采用与电阻串联的电流表(灵敏电流计) 因为()2010201020102010θθθ-∆=-∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=-∆I I I R E R
E R E E E E
(1)、测量时,若实际测量的是弦长,而不是牛顿环的直径,则对测量结果会有何影响?为什么?
答:如图,
直线 AB 为实际测量的方向,与实际的圆心O 距离为OA
则AC 2-AB 2=(OC 2-OA 2)-(OB 2-OA 2)= OC 2-OB
2 所以(2AC )2-(2AB )2= (2OC )2-(2OB )2
即弦长的平方差等于直径的平方差。
所以对测量结果没有影响。
(2)、为什么相邻两暗环(或亮环)之间的距离,靠近中心的要比边缘的大?
答一:
k k R k k R kR R k r r r kR r k k κ++=
-+=-+=-=∆=+1)1()1(1λλλλλ
所以靠近中心(k 越小,r ∆越大)的环间距要比边缘的大。
答二:
r ∆为条纹间距,θ为上球面与下平面的夹角
因相邻两暗环间光程差之差为λ,所以 θ
λθλ
2tan 2≈≈∆r , 离中心越远,θ越大,所以条纹间距越小。
(3)、若已知光学波长λ与球面曲率半径R ,请设计出具体的实验方案,测量某种透明液体光学介质的折射率。
答:设其折射率为n ,在液体中光波长为k λ
在牛顿环两玻璃面之间充满该液体,则暗纹条件为k k kR r λ=2
, 利用公式R
m k r r m k k )(2
2--=λ和用本实验的方法求出k λ,则n =λ/k λ.
(4)、试分析牛顿环实验误差的主要来源。
答:因为环有一定的宽度,对其准确定位有一定的困难,以此带来的误差是主要的误差来源。
(5)、怎样利用牛顿环的原理来检查平面玻璃表面质量?
答:牛顿环的原理是等厚干涉,可将牛顿环装置上的平凸透镜放在待检查的玻璃上,看干涉条纹是否为匀称的同心圆,若条纹出现外凸或内凹,则说明玻璃不平整;或将一块标准的平板玻璃与待检查的玻璃成一小斜角放置,形成空气劈,看干涉条纹是否均匀的直线,若直线出现弯曲部分,也说明玻璃不平整。
(6)、实验中所看到的牛顿环干涉条纹,是同一光束由空气薄膜上、下两表面反射后在上表面相遇所产生的干涉现象,那么从牛顿环装置透出的光束是否同样能形成干涉条纹呢?如能,则与反射方向所观察到的干涉条纹有何不同?
答:能形成干涉条纹,但较模糊,且其明暗位置与反射方向所观察到的干涉条纹的明暗位置
相反。