复旦大学基础物理实验讲义
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实 验 名 称:
姓 名:
学 号:
座 位 号:
指 导 教 师:
报 告 箱 号:
实 验 日 期: 年 月 日星期 第 节
一、实验目的:
二、实验原理(请用自己的语言简明扼要地叙述,电/光学实验应画出电/光路图):
三、实验内容(简明写出实验方法、关键步骤和要测量的物理量,可提出问题):
四、实验器材、仪器(型号、规格)及注意事项:
五、实验记录(仔细观察,认真记录现象、实验条件、数据等内容,不得随意涂改):
温度: 湿度:
教师签名: 日期:
实验记录附加页
六、数据处理(作图纸请另附):
七、实验分析:
八、实验结论:
实验体会及建议:
教师签名: 日期:。
实验一凝固点降低法测定摩尔质量1、在冷却过程中,凝固点测定管内液体有哪些热交换存在?他们对凝固点的测定有和影响?答:主要热交换有液相变成固相时放出凝固热;固液与寒剂之间热传导。
对凝固点测定的影响是当凝固热放出速率小于冷却速率,会发出过冷现象,使凝固点测量偏低。
2、当溶质在溶液中解离、缔合、溶剂化和形成配合物时,测定的结果有何意义?加入溶剂中的溶质的量应如何确定?加入量过多或过少将会有和影响?答: 当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时,缔合和生成配合会使测量值偏大,离解会使测量值偏小,不适用上式计算,一般只适用强电解质稀溶液。
3、加入溶剂中的溶质的量应如何确定?加入量过多或过少将会有和影响?答:加入的溶质的量约使溶液的凝固点降低0.5℃左右。
加入太多,会使溶液太快凝固;加入太少,会使溶液的凝固点降低不明显,测量误差会增大。
4、估算实验结果的误差,说明影响测量结果的主要因素?答:溶液过冷程度的控制,冰水浴温度控制在3℃左右,搅拌速度的控制,温度升高快速搅拌,溶剂溶质的精确测量,溶液浓度不能太高都对其有影响。
实验二纯液体饱和蒸气压的测定1、压力和温度的测量都有随机误差,试导出H的误差传递表达式.答:由 H=U+PV 可得,→ dH=dU+PdV+VdP→ dH=(au/aT)v dT+(au/aV)TdV+pdV+Vdp →ΔVHm=(au/aT)VΔT+VΔp2、用此装置,可以很方便地研究各种液体,如苯.二氯乙烯.四氯化碳.水.正丙醇.异丙醇.丙酮.和乙醇等,这些液体中很多是易燃的确,在加热时应该注意什么问题?答:加热时,应该缓慢加热,并且细心控制温度,使溶液的温度不能超过待测液的着火点,同时a,c管的液面上方不宜有空气(或氧气)存在,此外温度变化采用逐渐下降方式。
实验四燃烧热的测定的测定1、固体样品为什么要压成片状?答:压成片状有利于样品充分燃烧。
2、在量热测定中,还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法?答:实际上,热量计与周围环境的热交换无法完全避免,它对温差测量值的影响可用雷诺温度校正图校正。
复旦大学基础物理实验理论知识复习物理实验复习一、什么是普通物理实验?• 最基本的物理实验,包括力、热、电、光及近代物理实验• 理科、工科、医科各专业都普遍要做的物理实验。
二、物理实验对物理学在其他学科中应用的意义• 材料:物性测试、新材料的发现、制备• 化学:光谱分析、放射性测量、激光分离同位素• 生物:各类显微镜(光学显微镜、电子显微镜、X光显微镜、原子力显微镜),DNA操纵、切割、重组以及双螺旋结构的分析• 医学:诊断――X光、CT、核磁共振、超声波治疗――放射性、激光、微波、γ刀结论:物理实验是物理学在其他学科中应用的桥梁。
第二章:实验数据的处理一、为什么要处理数据?1、大多物理规律是用物理量之间的定量关系来表述的。
2、实验得到的数据只有经过正确的处理才能得到公认的、合理的结论。
二、误差分析与不确定度评定• 测量——测量者采取某种测量方法用某种测量仪器将待测量与标准量进行比较。
(质量、长度、体积)• 误差——测量值与真值的差• 误差的成因:1.测量方法(伏安法测电阻、热电偶测温度)2.测量者(经验、估读、疏忽)3.测量仪器及标准量(定标、环境、时效)• 误差分析的重点在测量方法(体温计、单摆测g)。
• 测量者的估读、仪器和标准量的不确定程度是可以用一定的方法评定的,称为“不确定度评定”。
三、关于测量不确定度的评定方法• 不确定度----被测量分散性的表征。
• 分为两类:A类---由多次测量统计分析评定的不确定度B类---其他方法评定的不确定度1)A类不确定度的评定方法:对待测量x 进行n 次全同测量:测量次数 n 越多,uA 越小。
一般可在科学型计算器上直接得出计算结果。
1物理实验复习 2) B类不确定度的评定方法:(1)测量不确定度(与测量方法和测量经验有关),可取:(多次测量时,uB1由uA代替)(2)仪器不确定度(与仪器种类、级别及使用条件有关),可取:au,B2c• 不确定度的合成:1)单次测量:22 u(x),u(x),u(x)12BB在长度测量中,长度值是两个位置读数x1和x2之差,其不确定度合成公式为:222 u(x),u(x),u(x),u(x)B11B12B22)多次测量:22 uxuxux()()(),,AB2• 不确定度的传递:在间接测量时,待测量是由直接测量的量通过计算而得的。
眼镜片(透镜)焦距的测量注意事项:1.不要用手接触透镜表面。
2.本告示牌供实验者阅读,所以不要在上面写字,更不能带出实验室。
实验步骤:1.粗测远视眼镜片(凸透镜)的焦距以墙作为成像屏,前后移动透镜,将远处物体(窗外的建筑物)清晰地成像在屏上。
用钢尺测出凸透镜到像屏之间距离。
估算出透镜的焦距。
(有几位有效数字?)2.用自准直法测量远视眼镜片(凸透镜)的焦距在光源与反射镜之间放上物屏(有孔的屏),物屏靠近光源。
物屏与反射镜之间放上凸透镜。
移动凸透镜直到在像屏上看到清晰的像。
记录凸透镜的位置。
3.用二次成像法测量远视眼镜片(凸透镜)的焦距在光具座上放上物屏与像屏,并使物屏与像屏之间距离大于4倍的凸透镜的焦距(粗测时的焦距)。
保持物屏与像屏之间距离不变,移动凸透镜,分别记录在像屏上清晰地成放大像与缩小像时所对应的凸透镜位置。
多次测量,计算凸透镜的焦距与不确定度(A类)4.用测得的远视片(凸透镜)的焦距值,测量近视眼镜片(凹透镜)的的焦距在物屏与反射镜之间放上凸透镜。
移动凸透镜直到在像屏上看到清晰的缩小的像。
记录像屏的位置。
在凸透镜与像屏之间放上凹透镜,移动像屏,当在像屏上看到清晰的放大像时,记录此时像屏与凹透镜的位置。
由于凸透镜与凹透镜同时放在光具座上组成的组合透镜在像屏上成像较暗。
且清晰的像也较难找到。
也可以用以下方法。
因为不记录物屏位置,所以可以用光源灯丝成像来代替物屏成像。
同时先做凸透镜与凹透镜组成的组合透镜成像(像屏放在光具座的另一端),再做凸透镜成像。
附:眼镜片(透镜)焦距的测量记录(供参考)1.粗测远视眼镜片(凸透镜)的焦距f2.用自准直法测量远视眼镜片(凸透镜)的焦距A 类不确定度=)(f u mm =±)(f u f mm3.用二次成像法测量远视眼镜片(凸透镜)的焦距A 类不确定度=)(f u mm =±)(f u fmm4.测量近视眼镜片(凹透镜)的的焦距A 类不确定度=)(f u mm =±)(f u f mm。
复旦大学基础物理实验报告答案
1.固体的密度可以从这几方面来观察:一是把它放在水里或其他液体中,看浮力大小;二是拿一个装满液体的烧杯,并将烧杯底部向下扣住桌面上,用另一只手去压烧杯口,如果压不动,则说明该物质密度大于水或油;三是把盛满某种液体的容器放入一块干燥的另一种物质里,如果两者同时沉底,则所测得的物质密度要比容器本身的密度大。
2.金属的导热性与其自身晶格结构有关。
通过实验我们发现了金属的晶格对温度十分敏感。
对于金属材料来说,当温度升高到某一临界值时,金属就由铁素体变成奥氏体,从而获得良好的导热性能,再继续加热,奥氏体很快转化为马氏体,失去良好的导热性能,随着温度进一步提高,最终将完全转化为铁素体,并失去良好的导热性能。
3.常用的气体分子的质量都比较小,因此气体分子运动速率很低。
根据气体分子速率分布的理论知识可以判断出氦气、氢气和氖气的物理状态及其气压,这样就确定了被检验气体的压强。
检查氢气管是否漏气的方法也非常简单——把肥皂水涂抹在胶皮管处。
若液体呈红色,表示氢气已泄露;若呈白色,表示没有漏气;若呈黑色,则需修复后才能使用。
5.利用普朗克定律可求解:物质的能量与温度成正比,当粒子间距离足够小时(即小于普朗克长度),粒子间的引力便会消失,此时原子会处于“停止”状态。
而我们平常所做的“核裂变”等实验中释放出的巨大能量,也应是由于粒子间强烈的相互作用引起的。
在微观世界中,夸克之间也存在
着极强的吸引力,但目前还未找到可证实的例子。
单色仪的定标引言:单色仪广泛应用于生产生活中,其中光栅单色仪被广泛应用在科研、生产、质控等环节。
无论是穿透吸收光谱,还是荧光光谱,拉曼光谱,如何获得单波长辐射是不可缺少的手段。
由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围(UV- IR),高光谱分辨率(到0.001nm),自动波长扫描,完整的电脑控制功能极易与其他周边设备融合为高性能自动测试系统,使用电脑自动扫描多光栅单色仪已成为光谱研究的首选。
然而,单色仪在使用一段时间后,会出现测量偏差,故要对单色仪进行定标。
以保证其使用的准确性。
实验目的与要求1.掌握调节光路准直的基本方法和技巧。
2.掌握单色仪的工作原理和正确使用方法。
实验原理:光栅单色仪实验采用WDG-300型光栅单色仪。
它的结构如图2所示,光束从入射缝S1入射后照射到平面反射镜M1上,再经过凹面镜M2的反射变成平行光束照射到光栅G上,不同波长的光束经过光栅后按不同的衍射角散射,再经过凹面镜M3的会聚后通过出射缝出射,此时只有某一波长的光束能出射。
光栅G通过传动杠和鼓轮相连,转动鼓轮,光栅G也会随之转动,从而能使不同波长的光束出射。
实验内容1.光路调整■用水平仪调整单色仪水平。
■调节光源的位置。
将光源直接照射到入射缝上,调整光源使得从出射缝处能用肉眼观察到光源的像(可转动鼓轮改变像的颜色,选择柔和点的颜色如黄色),轻微调节光源的位置使光源的像位于凹面镜中央,此时光源在单色仪准直系统的光轴延长线上。
■调节会聚透镜的位置。
调整完毕后再放入会聚透镜,调节光源和会聚透镜的位置使光源准确成像在入射缝上,像的大小要略大于入射缝。
这时,从出射缝看进去,凹面镜应该被均匀照亮(入射缝此时要开的小些),如左右不均匀,可适当调节会聚透镜的左右位置,直至单色仪中聚光镜被均匀照亮为止。
2.确定入射缝和出射缝的实际零点■入射缝零点的确定。
先将入射缝关闭(注意动作要缓慢,以免损坏光缝),并将鼓轮转至对眼睛最灵敏绿光所相应刻度处。
半导体PN结的物理特性实验目的与要求1、学会用运算放大器组成电流-电压变换器的方法测量弱电流。
2、研究PN结的正向电流与电压之间的关系。
3、学习通过实验数据处理求得经验公式的方法。
实验原理PN 结的物理特性测量由半导体物理学中有关PN 结的研究,可以得出PN 结的正向电流一电压关系满足(1)式中I是通过PN 结的正向电流,I0是不随电压变化的常数,T 是热力学温度,e 是电子的电荷量,U 为PN 结正向压降. 由于在常温(300 K)下,KT/e =0,026 V,而PN 结正向压降约为十分之几伏,则e eU/kT>>l,(1)式括号内-1 项完全可以忽略,于是有(2)即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化. 若测得PN 结I-U关系值,则利用(2)式可以求出e/kT. 在测得温度T 后,就可以得到e/k 常数,然后将电子电量作为已知值代入,即可求得玻尔兹曼常数k。
在实际测量中,为了提高测量玻尔兹曼常数的正确性,利用集成运算放大器组成的电流-电压变换器输人阻抗极小的特点,常用半导体三极管的集电极c与基极b短接(共基极)来代替PN结进行测量. 具体线路如图下实验仪器PN结实验仪、TIP31型三极管、恒温装置1 、直流电源和数字电压表,包括—15 V——0——+ 15V直流电源、1.5 V直流电源、0——2 V三位半数字电压表、四位半数字电压表.2、LF356 集成运算放大器,它的各引线脚如2脚、3 脚、4 脚、6 脚、7 脚由学生用棒针引线连接;待测样品TIP31型三极管的e、b、c 三电极可以从机壳右面接线柱接入3、不诱钢保温杯組合,它包括保温杯、内盛少量油的玻璃试管、搅拌器水银温度计等. (实验时,开始保温杯内为适量室温水,然后根据实验需要加一些热水,以改变槽内水的温度; 测量时应搅拌水,待槽内水温恒定时,进行测量)实验内容一、必做部分:1、在室温(保温杯加入适量的自来水,为什么?)下,测量PN结正向电流与电压的关系。
2013年国家级精品资源共享课申报书(本科)申报单位上海市教育委员会课程学校复旦大学课程名称近代物理实验课程类型所属学科门类理学所属专业类名称物理学课程负责人张新夷、周鲁卫申报日期2013年9月10日教育部高等教育司制二〇一三年五月2填写要求一、以word文档格式如实填写各项。
二、表格文本中外文名词第一次出现时,要写清全称和缩写,再次出现时可以使用缩写。
三、有可能涉密和不宜大范围公开的内容不可作为申报内容填写。
四、申报单位为省级教育行政部门。
五、课程团队的每个成员都须在“2.课程团队”表格中签字。
六、“8.承诺与责任”需要课程负责人签字,课程建设学校盖章。
31.课程负责人情况45672.课程团队8910及青年教师培养 课程团队整体结构 课程团队(含优秀的教育技术骨干和行业背景专家)的知识结构、年龄结构、学缘结构、师资配置情况,近五年培养青年教师的措施与成效:课程团队简况:物理教学实验中心清楚地认识到:实验教学水平的持续提高,教师队伍建设是关键。
在“大学物理实验”获批国家级精品课程以来,学习型教学团队建设一直处在实验中心各项工作的首要位置。
知识结构:目前本课程团队中教师9人中有博士8名,硕士1名。
这些博士、硕士所读学位中有光学、凝聚态物理、理论物理。
年龄结构:教师中41岁以下5名,41-50岁的2名;学缘结构: 外校获得博士学位的有7名。
近五年培养青年教师的措施与成效:1.实验教学研究:实验中心2007年以来坚持内部组织多种形式的教学研讨活动,每周1次、全中心教师都参与的午间教学研讨会——午间研讨会。
该研讨会迄今已是第10学期了,由实验中心教师轮流主持:除了讨论日常教学中的问题,交流各自指导实验课程、参观考察、参加各类实验教学研讨会的心得,也深入研讨课程发展和新实验建设的思路;还邀请国内外来访学者介绍实验物理学研究的前沿进展,邀请实验教师介绍国内外知名高校的实验教学理念和措施。
此外,实验中心还要求每门实验课程的教学团队不定期地交流、研讨各自实验课程的发展规划和教学实践,群策群力建设分层次实验课程体系、互学互助提高实验指导水平和课程教学质量。