大学物理实验指导书--9个项目

目录实验一电势差计测电动势 (1)实验二用电流场模拟静电场 (4)实验三电子束实验 (5)实验四霍耳效应法测量磁场 (8)实验四磁阻效应综合实验 (12)实验五分光计的使用和光栅测波长 (22)实验六光电效应 (28)实验七密立根油滴实验——电子电荷的测定 (31)实验七弗兰克—赫兹实验 (33)实验一 电势差计测电动势【实验原理】详见教材：《结构化大学物理实验》P.208−212。

仔细研读原理后回答以下问题： 问题1：能用电压表直接测出电池的电动势吗？为什么？问题2：箱式电势差计的工作原理图里有几个补偿回路？所测电动势的精度和什么有关？ 问题3：为什么温差电偶能用作温度计？补充内容：（一）本实验用高精度的1.0185V 稳压电源代替标准电池，虽然重复性较差，但比较环保，常温下也可以忽略温度对)(t E s 的影响。

（二）测量温差电动势时，因为实验装置的冷端为环境温度，误差较大，所以只测量t E ~关系，写出方程t E E θ+=0（三）UJ31电势差计中的一些参数1. 可测范围：0.001—170.00mV ；分两档，×1档为0.001—17.000mV （最小分度1μV ），×10档为0.01—170.00mV （最小分度10μV ）。

2. 准确度等级为0.05级，基本误差为(0.05%)x x U U U ∆=±+∆。

式中，x U 是被测电动势值（即示值），U ∆取值倍率为×10时，5=∆U μV ；倍率为×1时，5.0=∆U μV 。

【实验目的】（一）掌握电势差计的工作原理和结构特点。

（二）了解温差电偶的测温原理。

【实验内容】（一）电势差计的调节；（二）测温差电偶（铜-康铜）的温差电动势。

【实验器材】箱式电势差计，直流稳压工作电源，灵敏电流计，高精度1.0185V 标准电源，铜—康铜温差热电偶，加热装置。

【实验步骤及操作】（一）电势差的调节图10-1 UJ31型电势差计面板图1. 面板中各旋钮、开关介绍2．把S R旋至标准的电动势值的位置。

大学物理实验指导书(电子版)上海海运学院2010.05目录绪论┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 3 实验数据的处理方法┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 7实验一.长度的测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验二.测量钢丝杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验三.扭摆法测定物体转动惯量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验四.空气比热容比测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅17实验五.线膨胀系数测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 18实验六.常用电学仪器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅- 19实验七.惠斯登电桥测电阻┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 22实验八.电位差计测电动势┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 24实验九.电表改装┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅26实验十.示波器的使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅28实验十一.等厚干涉的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 31实验十二.用光栅测定光波的波长┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅33实验十三.旋转液体物体特性测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅34实验十四.波尔共振┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅36实验十五.用梁的弯曲测量材料的杨氏模量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅38实验十六.仿真实验—偏振光的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅39实验十七.光纤传输技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅42实验十八.激光全息照相┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅44实验十九.迈克尔逊干涉仪的应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅46实验二十.光拍法测量光速┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅49实验二十一.光电效应┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅52实验二十二.霍尔效应及其应用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅55实验二十三.荷质比实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅58实验二十四.金属电子逸出功实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅62实验二十五.声速测量┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅66 实验二十六.夫兰克赫兹实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅69 实验二十七.密立根油滴实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅73 实验二十八.多量程直流电表的设计┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅77绪论早在五十年代，我国物学家钱三强就指出：今天的科学技术发展可以概括为“科学技术化和技术的科学化”，也就是说：科学和技术关系越来越密切，科学与技术相互渗透。

大学物理实验课程实验教学大纲课程名称：大学物理实验英文名称：University Physics Experiment实验学时：60学时（春天学期30学时；秋季学期30学时）适应专业：全校理工科各专业一、实验目的：物理学是研究物质运动一般规律及物质大体结构的科学，是自然科学的基础。

它的进展不仅推动了整个自然科学，而且对人类的物质观、时空观、宇宙观乃至人类文化都产生了深刻的影响。

物理学的研究必需以客观事实为基础，必需依托观察和实验。

物理实验在物理学的进展进程中起着重要的和直接的作用。

实验能够发觉新事实，实验结果能够为物理规律的成立提供依据。

归根结底物理学是一门实验科学，无论物理概念的成立仍是物理规律的发觉都必需以严格的科学实验为基础，并通过此后的科学实验来证明。

实验物理与理论物理相辅相成。

规律、公式是不是正确必需经受实践查验。

只有经受住实验的查验，由实验所证明，才会取得公认。

物理学又是今世技术进展最主要的源泉。

物理实验的方式、思想、仪器和技术已经被普遍地应用在各个自然科学领域和技术部门和其他学科领域。

本课程是高校各理工科专业开设的一门基础实验课，它与普通物理理论课程既有紧密的联系，又彼此独立。

它不同于一般的探索性的科学实验研究，每一个实验题目都通过精心设计、安排，实验结果也比较有定论。

它不仅能够加深大家对理论的理解，更重要的是可使同窗取得大体的实验知识，在实验方式和实验技术诸方面取得较为系统、严格的训练，是大学生进行自主学习、创新训练及科学研究的第一步，同时在培育科学工作者的良好素质及科学世界观方面，物理实验课程也起着潜移默化的作用。

本课程的主要目的和任务：1.通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使学生进一步掌握物理实验的“大体知识，大体方式和大体技术”（即“三基”能力）；并能运用物理学原理和物理实验方式来研究物理现象和规律，加深对物理学原理的理解。

2.培育与提高学生从事科学实验的素质。

其中包括：理论联系实际和实事求是的科学作风；严肃认真的工作态度；不怕困难，主动进取的探索精神；遵守操作规程，珍惜公共财物的优良道德；和在实验进程中彼此协作，一路探索的团队合作精神。

大学物理实验（试用版）物理与电子科学学院实验室2009年09月实验一 长度测量..................................................................................................... 2 实验二 单摆............................................................................................................ 5 实验三 固体液体密度的测定 ................................................................................... 7 实验四 液体粘度的测定 .......................................................................................... 9 实验五 杨氏模量的测量 .........................................................................................11 实验六 薄透镜焦距的测定..................................................................................... 14 实验七 电磁学实验的基础知识.............................................................................. 18 实验八 二极管伏安特性的测定.............................................................................. 22 实验九 牛顿环 (24)实验一 长度测量【实验目的】1．掌握游标及螺旋测微原理。

大学物理实验I指导书(2024秋季普通班)一、教学内容1. 实验原理：介绍测量物体质量、密度和比热容的基本原理，如阿基米德原理、密度的定义以及比热容的计算公式等。

2. 实验步骤：详细说明实验操作的顺序，包括仪器的安装、调节、测量和数据记录等。

3. 实验数据处理：教授如何对实验数据进行处理，包括误差分析、数据拟合等。

4. 实验安全：强调实验过程中需要注意的安全事项，如正确使用仪器、防止实验伤害等。

二、教学目标1. 使学生掌握测量物体质量、密度和比热容的基本原理和方法。

2. 培养学生的实验操作能力，提高实验技能。

3. 培养学生的数据处理能力，使他们能够对实验数据进行合理的分析和处理。

三、教学难点与重点1. 难点：实验数据的处理和分析，包括误差分析、数据拟合等。

2. 重点：实验原理的理解和实验操作的熟练掌握。

四、教具与学具准备1. 教具：计算机、投影仪、实验仪器（如天平、密度计、热源等）。

2. 学具：实验报告册、实验讲义、测量工具（如尺子、量筒等）。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过一个简单的实验，使学生了解测量物体质量、密度和比热容的重要性。

2. 讲解实验原理：详细讲解测量物体质量、密度和比热容的基本原理。

3. 演示实验操作：教师演示实验操作步骤，学生跟随操作。

4. 数据处理与分析：教授如何对实验数据进行处理和分析，包括误差分析、数据拟合等。

5. 实验安全讲解：强调实验过程中需要注意的安全事项。

6. 随堂练习：学生进行实验操作，教师巡回指导。

7. 例题讲解：通过例题，使学生掌握实验数据的处理方法。

六、板书设计1. 实验原理：阿基米德原理、密度的定义、比热容的计算公式。

2. 实验步骤：仪器的安装、调节、测量和数据记录。

3. 数据处理：误差分析、数据拟合。

4. 实验安全：正确使用仪器、防止实验伤害。

七、作业设计1. 题目：测量物体质量、密度和比热容的实验报告。

答案：详见实验报告。

2. 题目：根据实验数据，进行误差分析和数据拟合。

大学物理开放实验项目1. 力学方面实验内容（1）多普勒效应的研究和应用实验研究：实验内容：①测量超声接收换能器的运动速度与接收频率的关系，验证多普勒效应；②用步进电机控制超声换能器的运动速度，通过测频求出空气中的声速；③将超声换能器作为速度传感器，用于研究匀速直线运动，匀加（减）速直线运动，简谐振动等；④在直射式和反射式两种情况下，用时差法测量空气中的声速；⑤在直射式方式下，用相位法和驻波法测量空气中的声速；⑥设计性实验：用多普勒效应测量运动物体的未知速度；⑦设计性实验：利用超声波测量物体的位置及移动距离。

（2）三线摆法测量物体转动惯量的实验研究：实验内容：用三线摆测定圆环对通过其质心且垂直于环面轴的转动惯量。

（3）弦振动实验和乐理探究的实验研究：实验内容：①张力、线密度和弦长一定，改变驱动频率，观察驻波现象和驻波波形，测量共振频率；②张力和线密度一定，改变弦长，测量共振频率；③弦长和线密度一定，改变张力，测量共振频率和横波在弦上的传播速度；④张力和弦长一定，改变线密度，测量共振频率和弦线的线密度；⑤聆听音阶高低及与频率的关系；⑥观察弦线的非线性振动；（4）扭摆法测量物理转动惯量的实验研究：（5）力学碰撞的实验研究：（6）微波技术实验研究：2. 热学方面实验内容（1）温度传感器设计性实验研究：实验内容：铜电阻或热敏电阻的特性测量，即铜电阻或热敏电阻随温度的变化情况。

（2）冷却法金属比热容测定实验研究：实验内容：利用冷却法测量各种金属的比热容。

（3）气体比热容比测定的实验研究：实验内容：测定空气的定压比热容与定容比热容之比。

（4）导热系数测量的实验研究：实验目的：①了解热传导现象的物理过程；②学习用稳态平板法测量材料的导热系数；③学习用作图法求冷却速率；④掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法；3.光学方面实验内容（1）普朗克常数测定的实验研究：实验内容：①了解光的量子性，光电效应的规律，加深对光的量子性的理解；②验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常数h；③学习作图法处理数据；（2）双光栅测量微弱振动位移量的实验研究：实验目的：①了解利用光的多普勒频移形成光拍的原理并用于测量光拍拍频；②学会使用精确测量微弱振动位移的一种方法；③应用双光栅微弱振动测量仪测量音叉振动的微振幅。

大学物理学实验指导书.大学物理学实验指导书大学物理实验力学部分实验一长度与体积的测量实验类型：验证实验类别：专业主干课实验学时：2所属课程：大学物理所涉及的课程和知识点：误差原理有效数字一、实验目的通过本实验的学习，使学生掌握测长度的几种常用仪器的使用，并会正确读数。

练习作好记录和误差计算。

二、实验要求（1）分别用游标卡尺、螺旋测微计测金属圆筒、小钢球的内外径及高度，并求体积。

（2）练习多次等精度测量误差的处理方法。

三、实验仪器设备及材料游标卡尺，螺旋测微计，金属圆柱体，小钢球，铜丝四、实验方案1、用游标卡尺测量并计算所给样品的体积。

2、分别用千分尺和读数显微镜测量所给金属丝的直径。

数据处理注意：有效数字的读取和运用，自拟表格，按有关规则进行数据处理。

描述实验过程（步骤）以及安全注意事项等,设计性实验由学生自行设计实验方案。

五、考核形式实际操作过程实验报告六、实验报告实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。

对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。

七、思考题1、游标卡尺测量长度时如何读数？游标本身有没有估读数？2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位？初读数的正负如何判断？待测长度如何确定？实验二单摆实验类型：设计实验类别：专业主干课实验学时：2所属课程：大学物理所涉及的课程和知识点：力学单摆周期公式一、实验目的通过本实验的学习，使学生掌握使用停表和米尺，测准单摆的周期和摆长。

利用单摆周期公式求当地的重力加速度二、实验要求（1）测摆长为1m时的周期求g值。

（2）改变摆长，每次减少10cm，测相应周期T，作T—L图，验证单摆周期公式。

三、实验仪器设备及材料单摆、米尺、游标卡尺、停表。

四、实验方案利用试验台上所给的设备及材料，自己制作一个单摆，然后设计实验步骤测出单摆的周期，再根据单摆的周期公式计算当地的重力加速速。