实验思考题答案
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实验一燃烧热的测定【思考题】1. 在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用?答:在燃烧过程中,当氧弹内存在微量空气时,N2的氧化会产生热效应。
在一般的实验中,可以忽略不计;在精确的实验中,这部分热效应应予校正,方法如下:用0.1mol·dm-3NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁的蒸馏水,每毫升0.1 mol·dm-3 NaOH溶液相当于5.983 J(放热)。
2. (1)本实验中,那些为体系?那些为环境?(2)实验过程中有无热损耗,(3)如何降低热损耗?答:(1)氧弹中的样品、燃烧丝、棉线和蒸馏水为体系,其它为环境。
(2)实验过程中有热损耗:内桶水温与环境温差过大,内桶盖有缝隙会散热,搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。
(3)降低热损耗的方法:调节内筒水温比外筒水温低0.5-1℃,内桶盖盖严,避免搅拌器摩擦内筒内壁,实验完毕,将内筒洗净擦干,这样保证内筒表面光亮,从而降低热损耗。
3. 在环境恒温式量热计中,为什么内筒水温要比外筒的低?低多少合适?在环境恒温式量热计中,点火后,系统燃烧放热,内筒水温度升高1.5-2℃,如果点火前内筒水温比外筒水温低1℃,样品燃烧放热最终内筒水温比外筒水温高1℃,整个燃烧过程的平均温度和外筒温度基本相同,所以内筒水温要比外筒水温低0.5-1℃较合适。
实验四完全互溶双液系的平衡相图【思考题】1. 该实验中,测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致?为什么?答:在该实验中,测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度应保持一致,因为温度不同,物质的折射率不同;而且测定样品的折射率后,要在工作曲线上查折射率对应的气液相组成。
2. 过热现象对实验产生什么影响?如何在实验中尽可能避免?答:过热现象使得溶液沸点高于正常沸点。
在本实验中,所用的电热丝较粗糙,吸附的空气作为形成气泡的核心,在正常沸点下即可沸腾,可避免过热现象。
(2)吸取溶液手拿刻度以上部分,将管的下口插入欲取的溶液中,吸取溶液至刻度线2cm以上,迅速用食指堵住移液管管口。
(3)调节液面将移液管垂直提离液面,调节溶液的弯月面底部于刻度线相切(4)放出溶液放液以后使尖嘴口在容器内壁靠约30秒,注意最后一滴的处理,吹或不吹。
为了使液体自由落下,不停留在管内壁,确保移液准确定量,故放液时要垂直流下液体;若移液管上没有注明“吹”字,最后一滴不可吹出,因为在设计移液管时,移液管体积没有包括最后一滴溶液的体积。
3)使用容量瓶配制溶液时,应如何进行定量转移?答:称取一定质量的固体放在小烧杯中,用水溶解,转移过程中,用一根玻璃棒插入容量瓶内,烧杯嘴紧靠玻璃棒,使溶液沿玻璃棒慢慢流入,玻璃棒下端要靠近瓶颈内壁,不要接近瓶口,以免有溶液溢出。
待测液流完后,将烧杯沿玻璃棒向上稍提起,同时直立,是附着在烧杯嘴上的一滴溶液流回烧杯内。
残留在烧杯中的少许溶液,可用少量蒸馏水按上述方法洗3-4次,洗涤液转移合并到容量瓶中;定容并摇匀。
实验二酸碱标准溶液的配制与浓度的标定思考题:1)配制酸碱标准溶液时,为什么用量筒量取盐酸和用台秤称固体氢氧化钠,而不用移液管和分析天平?配制的溶液浓度应取几位有效数字?为什么答:因为浓盐酸容易挥发,氢氧化钠吸收空气中的水分和二氧化碳,准确量取无意义,只能先近似配制溶液浓度,然后用基准物质标定其准确浓度,,所以配制时不需要移液管和分析天平。
因为配制时粗配,配制的溶液浓度应取一位有效数字。
2)标定HCl溶液时,基准物,称0.13g左右,标定NaOH溶液时,称邻苯二甲酸氢钾0.5g左右,这些称量要求是怎么算出来的?称太多或太少对标定有何影响?答:根据滴定时所需盐酸或氢氧化钠的体积在20-25ml估算出来的。
因为滴定管在读数时会存在一定误差,消耗体积在20-25ml时相对误差较小。
称太多,所需盐酸或氢氧化钠可能会超过滴定范围,而且会造成浪费;称太少,相对误差较大,不能满足误差要求。
实验一络合滴定法测定水的硬度一、思考题及参考答案:1、因为EDTA与金属离子络合反应放出H+,而在络合滴定中应保持酸度不变,故需加入缓冲溶液稳定溶液的pH值。
若溶液酸度太高,由于酸效应,EDTA的络合能力降低,若溶液酸度太低,金属离子可能会发生水解或形成羟基络合物,故要控制好溶液的酸度。
2、铬黑T在水溶液中有如下:H2In-? HIn2-? In3-(pKa2=6.3 pKa3=11.55)紫红兰橙从此估计,指示剂在pH<6.3时呈紫红色,pH>11.55时,呈橙红色。
而铬黑T 与金属离子形成的络合物显红色,故在上述两种情况下,铬黑T指示剂本身接近红色,终点变色不敏锐,不能使用。
根据实验结果,最适宜的酸度为pH 9~10.5,终点颜色由红色变为蓝色,变色很敏锐。
3、Al3+、Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+有干扰。
在碱性条件下,加入Na2S或KCN掩蔽Cu2+、Co2+、Ni2+,加入三乙醇胺掩蔽Al3+、Fe3+。
实验二原子吸收法测定水的硬度一、思考题参考答案:1.如何选择最佳的实验条件?答:通过实验得到最佳实验条件。
(1)分析线:根据对试样分析灵敏度的要求和干扰情况,选择合适的分析线。
试液浓度低时,选最灵敏线;试液浓度高时,可选次灵敏线。
(2)空心阴极灯工作电流的选择:绘制标准溶液的吸光度—灯电流曲线,选出最佳灯电流。
(3)燃助比的选择:固定其他实验条件和助燃气流量,改变乙炔流量,绘制吸光度—燃气流量曲线,选出燃助比。
(4)燃烧器高度的选择:用标准溶液绘制吸光度—燃烧器高度曲线,选出燃烧器最佳高度。
(5)狭缝宽度的选择:在最佳燃助比及燃烧器高度的条件下,用标准溶液绘制吸光度—狭缝宽度曲线,选出最佳狭缝宽度。
2.为何要用待测元素的空心阴极灯作光源?答:因为空心阴极灯能够发射出待测元素的特征光谱,而且为了保证峰值吸收的测量,能发射出比吸收线宽度更窄、强度大而稳定、背景小的线光谱。
《无机化学实验》思考题及参考答案《无机化学实验》是化学专业的一门重要实验课程,旨在培养学生的实验操作技能和化学思维能力。
在实验过程中,学生需要认真思考实验原理、操作方法、实验现象和结论,以达到对无机化学知识的深入理解和掌握。
在《无机化学实验》课程中,有些实验的思考题对于学生理解实验具有重要意义。
下面是一些常见的思考题及其参考答案:1、反应速率与哪些因素有关?如何控制反应速率?参考答案:反应速率与反应物的浓度、反应温度、反应物的性质、催化剂等因素有关。
控制反应速率的方法包括改变反应物的浓度、控制反应温度、选择合适的催化剂等。
2、如何制备纯净的化学物质?参考答案:制备纯净的化学物质需要遵循“无尘无水无油”的原则,即反应应在干燥、无尘、无水的环境中进行,使用的仪器应干燥、无油。
在实验过程中,还需要进行提纯和精制等步骤,以确保得到高质量的产物。
3、如何判断化学反应的可行性?参考答案:判断化学反应的可行性需要考虑反应物的性质、反应条件和产物的性质等因素。
例如,反应物必须是可溶性的,反应必须在一定的温度和压力条件下进行,产物必须具有良好的稳定性和纯度等。
4、如何使用滴定法测定未知溶液的浓度?参考答案:使用滴定法测定未知溶液的浓度需要掌握正确的操作步骤和计算方法。
具体步骤包括加入适量的标准溶液、搅拌、观察反应过程、滴加指示剂、读取滴定管的读数等。
计算方法则是根据滴定数据和标准溶液的浓度来推算未知溶液的浓度。
5、如何制备晶体?参考答案:制备晶体需要选择合适的溶剂、控制溶剂和溶质的比例、调节反应温度和pH值等。
在结晶过程中,还需要进行离心、洗涤、干燥等步骤,以确保得到高质量的晶体。
以上是一些《无机化学实验》中的常见思考题和参考答案,希望对于学生深入理解和掌握无机化学实验有所帮助。
大学化学实验课后思考题参考题答案在大学化学实验课后,思考题是帮助学生更好地理解实验原理和实验过程,提高实验技能和科学思维的重要环节。
下面是本文为大家提供的大学化学实验课后思考题参考题答案。
实验一:酸碱中和滴定实验1. 为什么酸碱滴定实验中常用酚酞或溴酚绿作为指示剂?答案:酚酞或溴酚绿能够在酸性和碱性介质中发生显色反应,颜色变化明显,便于判断滴定终点。
2. 在滴定过程中,为什么滴定瓶应该定期晃动?答案:滴定瓶定期晃动可以使反应充分均匀,加快反应速率,保证反应的准确性和重现性。
实验二:氧化还原滴定实验1. 如何判断溶液中过氧化氢的浓度?答案:可以使用亚铁离子标准溶液滴定过氧化氢溶液,观察颜色变化,直到出现镉红色为止。
根据反应的配比关系,可以计算出过氧化氢的浓度。
2. 为什么在氧化还原滴定中选择亚铁离子为标准溶液?答案:亚铁离子易氧化成二价铁离子,且能够和一些氧化剂发生定量的反应。
因此亚铁离子可作为氧化还原滴定中的标准溶液使用。
实验三:络合滴定实验1. 为什么络合滴定中常用硬质底物?答案:硬质底物通常为指定化学计量比的金属离子配合物,可以通过溶解度积常数的计算得到配合物的浓度,便于滴定分析。
2. 为什么络合滴定中添加 EDTA 后溶液会从酸性转变为碱性?答案:EDTA 为四碱金属络合剂,当 EDTA 与金属离子形成络合物后,金属离子被完全配合,溶液中的 H+ 反应会减少,导致溶液由酸性转变为碱性。
实验四:气体液体分配实验1. 气体液体分配实验中,为什么需要用饱和盐水洗涤气体?答案:饱和盐水可以去除气体中的杂质和湿气,使气体更纯净,保证实验的准确性。
2. 为什么实验中垂直锥形瓶加水会产生水柱?答案:在锥形瓶中,水柱的高度取决于水与气体的平衡压力差。
平衡压力差会产生一个等于水柱高度的水头,使水柱高度达到稳定。
实验五:测定能量消耗实验1. 为什么在测定能量消耗实验中需要燃烧样品?答案:燃烧样品可以产生热量,在测定过程中,可以利用热量的释放量来计算燃料的热值。
实验一、 流体流动阻力的测定1、 进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2、 如何检验系统内的空气已经被排除干净?答:可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数,在开机前若真空表和压力表的读数均为零,表明系统内的空气已排干净;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
3、 在U 形压差计上装设“平衡阀”有何作用?在什么情况下它是开着的,又在什么情况下它应该关闭的?答:用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到平衡的作用。
平衡阀在投运时是打开的,正常运行时是关闭的。
4、 U 行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U 行压差计进行零点校验。
5、 为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘?答:为对数可以把乘、除因变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。
6、 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法,它们各有什么特点?答:测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计,差压变送器。
转子流量计,随流量的大小,转子可以上、下浮动。
U 形管压差计结构简单,使用方便、经济。
差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测大流量下的压强差。
实验 二、离心泵特性曲线的测定1、 离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点? 答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、 启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也要先关闭出口阀?答:防止电机过载。
熔点的测定1·测定熔点对有机化合物的研究有什么意义?①可以初步判断物质②判定物质纯度2·毛细管法测定熔点时,Thiele管中应倒入多少热浴液体?加入使液面稍高于侧管的液体3·为什么一根毛细管中的样品只用于一次测定?一次测定后,样品的晶型发生改变对测量结果有影响4·接近熔点时升温速度为何要放慢?方便观察初熔和全熔温度,不放慢易使测定的温度偏高5·什么时候开始记录初熔和全熔的温度?当观察到样品外围出现小滴液体时为初熔当固体样品刚刚消失成为透明液体时为全熔温度重结晶1.简述重结晶的操作步骤和各步的主要目的选择溶剂,溶解固体,加入活性炭(脱色),趁热过滤(除去不溶性杂质与活性炭),结晶析出(可溶性杂质留在母液中),减压过滤(使晶体与母液分离),洗涤晶体(除去附着的母液),晶体的干燥2理想重结晶条件?溶剂不与提纯物质发生化学反应;重结晶物质在溶剂中的溶解度随温度变化,即高温时溶解度大,而低温时溶解度小杂质在溶剂中的溶解度或者很大,或者很小;沸点较低,易挥发,干燥时易于结晶分离除去溶剂应容易与重结晶物质分离无毒或毒性很小,价格便宜,操作安全,易于回收3·溶剂加多少比较合适?应如何控制用量?溶剂加多或少有什么后果?考虑到热过滤时,有部分溶剂被蒸发损失掉,使部分晶体一起留在滤纸上或漏斗颈中造成结晶损失,所以适宜用量是制成热饱和溶液以后,再多加20%左右;过量太多,不能形成热饱和溶液,冷却时析不出晶体或结晶太少。
过少,有部分待结晶的物质热溶时未溶解,热过滤时和不溶性杂质一起留在滤纸上,造成损失。
4·什么时候需要加活性炭?何时加入,加入多少合适?能否在溶液沸腾时加活性炭?为什么?除去溶液中的有色物质;除去颜色为宜约粗品量的1%~5%;不能,会引起暴沸。
5·热过滤后的滤液为什么不宜摇动或用冷水冰箱快速冷却?因为这样析出的晶体不仅颗粒较小,而且因表面积大会使晶体表面从溶液中吸附较多的杂质而影响纯度。
(二)注意事项1.当混合碱为NaOH 和Na 2 CO3 组成时,酚酞指示剂用量可适当多加几d,否则常因滴定不完全而使NaOH 的测定结果偏低。
2.第一计量点的颜色变化为红一微红色,不应有CO2 的损失,造成CO2 损失的操作是滴定速度过快,溶液中HCl 局部过量,引起HCl + NaHCO3 = NaCl + CO2 + H 2 O 的反应。
因此滴定速度宜适中,摇动要均匀。
3.第二计量点时颜色变化为黄色——橙色。
滴定过程中摇动要剧烈,使CO2 逸出防止形成碳酸饱和溶液,使终点提前。
七EDTA 标准溶液的配制与标定〔一〕基本操作1 容量瓶的使用〔见P34-35〕:〔1〕容量瓶的准备:试漏、洗涤〔2〕容量瓶的使用:14 ①用固体物质配制溶液:溶解一定量转移——洗涤——定容——摇匀。
②用容量瓶稀释溶液,则用移液管吸取一定体积的溶液于容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。
2 滴定操作(二)思考题:1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液?答:各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH 值,否则就不能被准确滴。
而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色,导致终点误差变大,甚至不能准确滴定。
因此酸度对络合滴定的影响是多方面的,需要加入缓冲溶液予以控制。
2. 用Na2CO3 为基准物。
以钙指示剂为指示剂标定EDTA 浓度时,应控制溶液的酸度为多大?为什么?如何控制?答:用Na2CO3 为基准物质,以钙指示剂为指示剂标定EDTA 浓度时,因为钙指示剂与Ca2+在pH=12~13 之间能形成酒红色络合物,而自身呈纯蓝色,当滴定到终点时溶液的颜色由红色变纯蓝色,所以用NaOH 控制溶液的pH 为12~13。
3.以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标定EDTA 浓度的实验中,溶液的pH 为多少?解:以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标定EDTA 浓度的实验中,溶液的pH 为5-6。
4.络合滴定法与酸碱滴定法相比,有那些不同点?操作中应注意那些问题?答:络合滴定法与酸碱滴定法相比有如下不同点:〔1〕络合滴定反应速度较慢,故滴定速度不宜太快;〔2〕络合滴定法干扰大〔在络合滴定中M 有络合效应和水解效应,EDTA 有酸效应和共存离子效应〕,滴定时应注意消除各种干扰;〔3〕络合滴定通常在一定的酸度下进行,故滴定时应严格控制溶液的酸度。
邻二氮菲吸光光度法测定铁1 •本实验量取各种试剂时应分别采取何种量器较为合适为什么答:本实验所用的溶液量都比较少,用移液管或吸量管比较合适。
标准铁试样的量取要特别准确,而其他的试剂,如phen、NaAc等,都为过量,相对要求不是很严格。
2•怎样用吸光光度法测定水样中的全铁(总铁)和亚铁的含量试拟出简单步骤。
答:绘制出工作曲线(1)用吸光光度法测定水样中的全铁(总铁)含量:取试样适量,加入1mL 盐酸羟胺,2mL Phen, 5mL NaAc溶液,每加一种试剂后摇匀。
然后,用水稀释至刻度,摇匀后放置10min。
用1cm比色皿,以试剂为空白(即铁标准溶液),在所选择的波长下,测量该溶液的吸光度。
(2)用吸光光度法测定水样亚铁的含量:加入2mL Phen, 5mL NaAc溶液,每加一种试剂后摇匀。
然后,用水稀释至刻度,摇匀后放置10min。
用1cm比色皿,以试剂为空白(即铁标准溶液),在所选择的波长下,测量该溶液的吸光度。
最后根据工作曲线上得出水样中的全铁(总铁)和亚铁的含量。
硫酸铵中氮含量的测定1. NH为NH的共轭酸,为什么不能直接用NaOH溶液滴定答:NH Ka=X 10KaC X 10所以不能用碱直接滴定2. NHNO, NHCI, NHHC中含氮量能否用甲醛法测定答:NHNO中含氮量的测定不能用甲醛法,因为NO上的N无法用甲醛法进行测定。
NHC l中的氮量的测定能用甲醛法NHHCO中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定时,HCO中的H 同时被滴定,所以不能用甲醛法测定。
3•为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂;而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂答:甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和,若以甲基红为指示剂,用NaOH滴定,指示剂变为红色时,溶液的pH值为,而甲酸不能完全中和。
铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂,用NaOH溶液滴定至粉红色时,铵盐就有少部分被滴定,使测定结果偏高。
无机化学实验思考题答案实验一粗盐的提纯1.过量的Ba2+如何除去?答:滴加Na2CO3溶液,将Ba2+转化为BaCO3沉淀。
2.粗盐提纯中为什么要加盐酸?答:除去过量的碳酸盐和氢氧化钠杂质确保制得的NaCl的纯度。
3.用容量瓶配制溶液时,要不要先把容量瓶干燥或者用原溶液润洗?答:①不需要,不干燥的容量瓶并不影响配制溶液的浓度(溶质不变)②不能用原溶液润洗,会改变配制溶液的浓度(溶质增加)4.滴定管和移液管为何要用所盛溶液润洗2~3次?锥形瓶是否也有必要用所盛溶液润洗?答:①通过润洗对其进行清洗,避免杂质(包括溶剂,会稀释溶液而造成误差)对溶液造成污染。
②若用待测液润洗锥形瓶会导致待测液增多,影响实验测定。
5.为什么要分两步过滤沉淀?答:因为Ksp【BaSO4】= 1.08×10-10 ,Ksp【BaCO3】= 8.1×10-9 ,Ksp【BaSO4】略小于Ksp【BaCO3】,如不先除去BaSO4沉淀,由于加入Na2CO3,使[CO32-]增大,则BaSO4沉淀转为BaCO3沉淀,使SO42-留在溶液中。
实验二化学反应速率、化学平衡及气体常数的测定1.影响化学反应速率的因素有哪些?答:温度、压强、浓度、催化剂等.2.看实验原理3.实验中为什么要用过量的KIO3?如果Na2S2O3过量会怎样?答:(1)使用过量KIO3可以使Na2S2O3在反应过程中消耗完,反映的终点,就以生成的单质碘为标志。
(2)如果Na2S2O3过量,会造成反应过程无终点出现(单质碘会被过量的Na2S2O3消耗)。
4.结合下列反应:2NO2(g)N2O4(g)∆H=-58.04kJ/mol回答:(1)若压缩气体的体积,则NO2的量【减少】,N2O4的量【增加】, KP的值【不变】,平衡向【右】移动。
(2)若升高温度,P(NO2)【增大】,P(N2O4)【减小】,KP的值【减小】,平衡向【左】移动。
5.为什么要检查装置的气密性?如果装置漏气会造成怎样的误差?答:(1)防止漏气,造成测量误差。
大学物理近代实验思考题一1.夫兰克-赫兹实验测出的汞原子的第一激发电位的大小与F-H管的温度有无关系为什么答:夫兰克赫兹实验所测出的汞原子的第一激发电位与F-H管的温度是没有关系的。
因为虽然当温度升高,会使管内的热电子数量增加,从而导致曲线峰电流增大,曲线位置受影响向上移动,但是Vg是一定的,汞的第一激发电位为不变。
即:由汞原子能级的结构决定了第一激发电位。
2.在夫兰克-赫兹实验中,为什么IA-UGK曲线的波峰和波谷有一定的宽度答: 因灯丝发射的电子初动能存在一个分布,且灯丝发射的电子其能量分散小于零点几个电子伏特;电子加速后的动能也存在一个分布,这就是峰电流和谷电流存在一定宽度的原因。
3:为什么IA-UGK曲线的波谷电流不等于零,并且随着UGK的增大而升高答:1.波谷电流不为零是因为:电子在栅极附近跟汞原子发生碰撞存在一定的几率,因此总有部分电子没和汞原子发生碰撞而直接到达A级从而形成电流。
故其不为0。
2.波谷电流随着UGK的增大而升高是因:随着UGK的增大,在栅极附近没和汞原子发生碰撞,而直接到达A级形成电流的电子数量会不断增多,从而使波谷电流增大。
4题分析,当电子管的灯丝电压变化时,IA-UGK曲线应有何变化为什么答:若电子管的灯丝电压变大时,电子动能也会变大,从而使得电子为第一激发势时还有剩余动能;与汞原子碰撞之后剩余的能量越多,能够克服拒斥电场到达A极的电子就会越多,而极板间电流也就越大,所以在汞的第一激发势固定为Vg间隔时,曲线越尖锐。
反之亦然!5题:电子管内的空间电位是如何分布的板极与栅极之间的反向拒斥电压起什么作用答:电子馆内的电位分布为:Vk>VG1=VG2>VA;反向拒斥电压的作用为:挑选能量大于UGA的电子,从而冲过拒斥电压形成通过电流计的电流。
6题:RE:在夫兰克-赫兹实验中,提高灯丝电压,IA-UG2A会有什么变化为什么若提高拒斥电压,IA-UG2A会有什么变化为什么答:提高灯丝电压,电子获得的动能增加,电子数增加,克服拒斥电压后将有较多电子形成电流,所以曲线电流幅度加大;而拒斥电压增加,能克服它的电子数将减少,电流也减小,所以曲线幅度也就减小了。
(锁相放大器的使用 1.简述几种常用微弱信号检测基本方法。
⑴相干检测相干检测是频域信号的窄带化处理方法,是一种积分过程的相关测量.它利用信号与外加参考信号的相干特性,而这种特性却是随机噪声所不具备的.典型的仪器设备是以相敏检波器(PSD)为核心的锁相放大器(简称LIA).锁相放大器已问世的多年,其性能不断提高,主要有:提高检测灵敏度与改善过载能力:抑制谐波响应:降低测量频率,以适应缓变信号的处理.⑵重复信号的时域平均这种方法适用于信号波形恢复的测量。
利用取样技术,在重复信号出现的期间取样,并重复n次,则测量结果的信噪比可改善√n倍.表性的仪器有Boxcar平均器或称取样积分器,这类仪器取样效率低,不利于低重复频率的信号恢复.随着微型计算机应用的发展,出现了信号多点数字平均技术,可最大限度地抑制噪声或节约时间,并能完成多种模式的平均功能。
⑶离散信号的统计处理在微弱光检测中,由于微弱光的量子化,光子流具有离散信号的特征,使利用离散信息处理方法检测微弱光信号成为可能。
微弱光检测又分为单道(Single--Channal)和多道Multi--Channal)两类.前者是以具有明显单电子峰的光电倍增管作传感器,采用脉冲甄别和计数技术的光子计数器:后者是用光导摄象管或光电二极管列阵等多路转换器件作传感器,采用多道技术的光学多通道分析器(OMA).OMA具有时间分辨能力,为动力学过程的研究创造了条件.⑷计算机处理方法随着计算机应用范围的扩大,原来在微弱信号检测中一些需要用硬件完成的检测系统现在可以用软件来实现.利用计算机进行曲线拟合、平滑、数字滤波、快速傅里叶变换(FFT) 及谱估计等方法处理信号,提高了信噪比,实现了微弱信号检测的要求。
2.什么是相关检测的基本思想⑴.首先使测量系统的主要部分,避开噪声功率密度大的地方,从而使输入噪声较小。
我们已知在低频区,闪烁噪声可以比白噪声高出数倍、数十倍、甚至数百倍.因此,我们要设法使信号不失真的从低频区移出。
⑵.对不同的频率信号,我们应该设法将其移频至固定中心频率,这样就可使用固定中心频率,固定带宽的带通滤波器。
⑶.从信号与噪声的特征对比可以看出,信号与多数噪声有频率和相位两方面不同。
BPF只是利用频率特征的识别.因此,如果再利用相位特征的识别,将可把同频率、不同相位的噪声大量排除.在光学中,对频率和相位都进行区分的方法称为相干法,故这种检测叫相干检测.在电子学中,这种方法,称作要锁定相位。
3.画出锁相放大器基本框图,并介绍各个框图的作用。
各部件的功能是:信号通道把输入信号选频放大(初步滤除噪声)后,输给相敏检检波器;参考通道在触发信号的同步下,输出相位可调的、与输入信号同频的,1:1方波;相敏检波器则比较两路信号,输出直流信号,其幅度与两路输入信号幅度,和它们的相位差成比例;直流放大器作低通滤波和进一步放大。
4.画出相关器的电路图,并画出相关器输入被测信号VA和参考信号VB之间的相位差φ为0°、90°、180°、270°时乘法器输出电压V1和相关器输出电压V0的波形图,并解释器原因。
相关器输出为直流电压,大小正比于输入信号的振幅,并与信号和参考信号之间的相位差φ的COSφ成正比关系答:微弱光检测时,由于微弱光的量子化,光子流具有离散信号等特征,使利用离散信息处理方法检测微弱光信号成为可能。
微弱光检测又分为单道和多道两类.前者是以具有明显单电子峰的光电倍增管作传感器,采用脉冲甄别和计数技术的光子计数器;后者是用光导摄象管或光电二极管列阵等多路转换器件作传感器,采用多道技术的光学多通道分析器(OMA)。
OMA具有时间分辨能力,为动力学过程等问题的研究创造了条件。
这就是其检查微弱信号的原理。
(一家之言,仅供参考)7题:为什么不挑选平衡电压太高或太低的油滴来测量答:衡电压太高或太低的油滴时可能这些问题:平衡电压太高,油滴带电量大,下降的速度太快,所测时间较短,操作不方便,故误差大。
平衡电压太小,布朗运动比较明显,易被其他油滴碰撞,从而受力不平衡,导致测量时间不够也不够精确。
8题:你认为什么样的油滴比较理想。
答:我认为油滴选取时,应选择大小适度,质量适中,下降时间为10s——20s的外形呈球状的油滴方可。
8`题:分析油滴可能的运动状态。
答:其可能出现的运动状态有:1.油滴以Vg向上运动;2.油滴悬浮不动;3.油滴以原速度继续向下运动;4.油滴以更快速度下降。
9题:RE:请你谈谈油滴的平衡电压跟哪些因素有关,在零电场下匀速下落的速度跟什么有关。
答:因空气的粘滞系数、油滴和空气的密度等为常数。
因此油滴的平衡电压只跟其质量和带电量有关。
在零电场时匀速下落速度只跟其质量有关。
10题:为什么不挑选带电量很大或很小的油滴来测量答:1.带电量大的油滴,一般质量较大,下落速度较快下落时间短,其误差大;2.带电量小的油滴质量小,体积小,因此可能出现布朗运动,故有较大误差!11:RE:我们这样的实验要求和处理方法能验证电荷的颗粒性吗答:不能。
因为用我们用逐差法最后求出的处理方法只能,作为一种试验验证要求验证电荷的颗粒性则要求电荷的最大公约数。
12题:密立根油滴实验中,可能存在哪些误差,你是怎样减小或消除这些误差的答:可能误差:1.没有推拉滑动板,导致外部空气的流动引起电容器的空气流动,破坏了油滴的有规则运动;2.下落时间的测定不准确; 3.油滴并非完全平衡变操作以下步骤;4.油滴大小的选取不适当;解决办法:1.用格拉布斯准则剔除较大误差数据;;2.用逐差法处理; 3.用公式q*=qC3/2进行修正;4.选取大小适中的油滴。
13题:RE:调整法里布-珀罗标准具时,如何判断标准具的两个内平面是否严格平行的标准具调整不好会产生怎样的后果答:判断标准:当用单色光照明标准具,从它的透射方向观察时,可以看见一组同心干涉圆环。
而观察者的眼睛上下左右移动时,如果标准具两个表面是严格平行的,即两内表面各处的距离d相等,干涉环的大小应不随眼睛的移动而变化。
标准具调整不好产生的后果:若标准具的两个内表面成楔形,当眼睛移动的方向是d增大的方向时,则有干涉条纹从中心冒出来或中心处的条纹向外扩大,这时应把这个方向的螺丝压紧,或是把相反方向的螺丝放松。
反之亦然!14题::在塞曼效应中,标准具有什么作用答:f-p标准准具,是由两块平行的玻璃和中间有一个膨胀系数很小间隔组成。
平面且玻璃的内表面,加工精度要求高于1/20波长;内表面镀有反射率高于90%的反射膜.我们还知道:标准具厚度远大于波长,用公式k=2d/λ便能计算被测圆环的波长差!15题实验中如何观察和鉴别塞曼跃迁谱线中偏振光的成分答: 1. 线偏振光的振动方向平行于磁场,垂直于磁场方向观察时能观察到,平行于磁场观察时看不到。
2.线偏振光的振动方向垂直于磁场,垂直于磁场方向观察时产生线偏振光,平行于磁场观察时产生圆偏振光ΔM=1,偏振转向是沿磁场方向前进的螺旋转动方向,磁场指向观察者时,为左旋偏振光; ΔM=-1,偏振转向是沿磁场方向倒退螺旋转动方向,磁场指向观察者时,为右旋偏振光。
判别方法:先使1/4波片的快轴方向(负晶体: 光轴方向,正晶体: 垂直于光轴方向)与光强最大方向(长轴)平行(垂直于检偏器透光方向),转动检偏器,如果逆时针转找到消光的角(<π/2), 则入射光为右旋椭偏振光,反之,顺时针转动检偏器找到消光的角(<π/2),则入射光为左旋椭圆偏振光。
16题谈谈精细测量有什么意义。
答;氢氘在自然界中含量比值为4000:1,因此用传统的物理方法很难证明氘的存在,但是由于精细测量,可以证明氘的存在,当然如果不采用精细测量可以采用化学中的“同位素示踪法”可以很方便第测得丰度较小的同位素!17题拍摄比较光谱的操作原则是什么答;拍摄互相比较的两列光谱时,不能移动胶板,也不能转动色散元件,仅在换光源后换用狭缝的相邻部位摄谱。
18题氢原子巴尔末线系有几条谱线实验求得的氘氢原子核质量比误差比较大,试分析其主要原因。
答:有四条。
误差大是因为:在带入公式计算是本因带入真空中波长计算,但是我们的波长是在空气中测量的.19题、拍摄全息干片时,光路布置要注意些什么答1:物光与参考光光程差最好相等,若不等最好不要超过4cm;2:物光与参考光和屏所成的角度在30到50之间;3:物光与参考光的光强比约为1:20题你怎样理解全息图上每点上都记录了物体上各点光的完全信息利用两束光的干涉所产生的干涉条纹可以有效地把位相的变化情况记录下来,全息摄影就是利用光的干涉把景物散射光波以干涉条纹的形式记录在感光胶片(或干版)上.就是说,全息摄影可以把光波的振幅和位相都记录在感光片(或干版)上.即把物体的全部信息都记录下来,因而具有获得立体图像的许多优点.21题简述全息照相与普通照相有什么不同。