3.17 分光计的调节和使用
【实验简介】
分光计是一种精确测量角度的典型光学仪器，常用来测量光学材料的折射率、光波波长、光学元件的色散率及观测光源的光谱等。分光计的调节思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用，有助于操作更复杂的光学仪器。
【实验目的】
1．了解分光计的结构和工作原理。
2．掌握分光计的调节要求和调节方法。
3．学会用分光计测量玻璃三棱镜的折射率。
【预习思考题】
1．分光计在测量角度之前应处于什么状态？为什么要处于该状态？
2．自准直法调节望远镜接受平行光的主要步骤是什么？判断望远镜已调节到可以接受平行光的标准是什么？
180使双面镜两3．利用双面镜调节望远镜光轴与中心轴垂直时，为什么要转动载物台0
个面反射的十字像均与分划板上方叉丝重合？只调一面行吗？
4．如何调节和判断平行光管出射平行光、平行光管的光轴与中心轴垂直？
【实验仪器】
分光计、汞灯、双面反射镜、三棱镜。
【实验原理】
1．分光计的结构
分光计由望远镜、平行光管、载物台、读数装置和三角底座五部分组成。图3.17.1是它的全貌。
1.狭缝装置
2.狭缝套筒锁紧螺钉
3.平行光管
4.载物台
5.载物台调平螺钉
6.载物台锁紧螺钉
7.望远镜8.分划板套筒锁紧螺钉9.自准目镜10.目镜视度调节手轮11.望远镜光轴俯仰调节螺钉12.望远镜光轴水平方向调节螺钉13.望远镜微调螺钉14.刻度盘与望远镜固连螺钉15.望远镜止动螺钉（在背面）16.刻度盘17.游标盘18.游标盘微调螺钉19.游标盘止动螺钉20.平行光管光轴水平方向调节螺钉21.平行光管光轴俯仰调节螺钉22.狭缝宽度调节手轮
图 3.17.1
1.1三角底座
三角底座中心有竖轴，称为分光计的中心轴。轴上装有可绕中心轴转动的望远镜和载物台。
1.2平行光管
平行光管的作用是产生平行光。平行光管由物镜和狭缝装置组成。松开螺钉2，可前后移动狭缝装置，使狭缝位于物镜的焦平面上，则平行光管产生平行光。调节手轮22可改变狭缝的宽度。调节平行光管俯仰螺钉21，可使平行光管光轴水平。
1.3望远镜
望远镜的作用是确定光线传播的方向。它由目镜、分划板和物镜组成，如图3.17.2，它们分别装在三个套筒中，彼此可以相对移动。
分划板上刻有形分化线，下方小棱镜的直角面上有一个透光十字，小电珠发出的光90方向后从透光十字出射。转动目镜视度调节手轮10,可在目镜视场中看到经小棱镜改变0
图3.17.2a所示情景。若在物镜前放一平面镜，松开螺钉8，前后移动分划板套筒使分划板落在物镜的焦平面上，则透光十字出射的光经物镜后成为平行光入射到平面镜上，经平面镜
反射光再经物镜汇聚在分划板平面上形成透光十字的像。若平面镜与望远镜光轴垂直，则此像落在分划板分化线上方叉丝上，如图3.17.2b所示。
1.4载物台
用于放置待测样品或光学元件。载物台下方三个螺钉（b1、b2、b3）用来调节台面水平。松开螺钉6，可以升降载物台。拧紧螺钉6可将载物台与游标盘17固连在一起，此时松开螺钉19，载物台可随游标盘转动，并可通过读数装置读出载物台转过的角度。
1.5读数装置
由刻度盘与游标盘组成。分光计出厂时已将刻度盘、游标盘调到与中心轴垂直。拧紧止动螺钉14，刻度盘和望远镜固连在一起。游标盘上相隔180处有两个角游标。拧紧止动螺钉19时，游标盘与中心轴的相对位置固定；松开螺钉19，游标盘可绕中心轴转动。若固定游标盘，刻度盘和望远镜固连，望远镜转动时，可由刻度盘、游标盘读出望远镜转过的角度。
2．分光计的调节
分光计使用时必须满足下列要求：
（1）望远镜聚焦无穷远（即接受平行光）；望远镜光轴与中心轴垂直；
（2）平行光管出射平行光；平行光管光轴与中心轴垂直。
调节前应先对照实物和结构图熟悉仪器，了解各个调节螺钉的作用。调节时应先粗调后细调。
粗调（凭眼睛观察）
从分光计侧面观察，分别调节望远镜俯仰调节螺钉11和平行光管俯仰调节螺钉21，使望远镜和平行光管的光轴尽量与刻度盘平行，调节载物台调平螺钉使载物台尽量与刻度盘平
行（即与主轴垂直）。
细调
2.1 望远镜的调节
2.1.1 自准直法调节望远镜聚焦无穷远
（1）转动目镜视度调节手轮10,在目镜视场中看清分划板。
（2）接通小电珠电源，并把双面反射镜按图 3.17.3放到载物台上。当需要改变镜面
图 3.17.3
倾角时，调节螺钉b1或b2即可。
（3）眼睛通过目镜观察，同时转动载物台改变平面镜的方向，当平面镜镜面与望远镜光轴垂直时可看到一亮斑，松开螺钉8，前后移动分划板套筒，改变分划板与物镜之间的距离，使亮斑成清晰的绿十字像；左右移动眼睛观察，同时细心移动分划板套筒，使绿十字像与黑色叉丝间无视差，锁紧螺钉8。
2.1.2 渐进法调节望远镜光轴垂直于中心转轴
（1）调节俯仰调节螺钉11，使绿十字像与分划板上方叉丝重合。
（2）将载物台转0
180，从双面镜的另一面找到反射的绿十字像，若十字像与分划板上方叉丝不重合如图 3.17.4a，则调节螺钉b1或b2，使绿十字像与分划板上方叉丝位移减少一半如图 3.17.4b；然后调节俯仰调节螺钉11，使反射回来的绿十字像与分划板上方叉丝重合如图 3.17.4c。
图 3.17.4
（3）重复步骤（2），直到载物台转过180前后，双面镜两个面反射的十字像均与分划板上方叉丝重合。
2.2平行光管的调节
2.2.1调节平行光管出射平行光
（1）打开光源照亮狭缝，将望远镜正对平行光管，从目镜中观察狭缝像。
（2）松开螺钉2，前后移动狭缝装置，使狭缝清晰地成像在分划板平面，锁紧螺钉2。 2.2.2 调节平行光管光轴与望远镜光轴重合
调节俯仰螺钉21，使狭缝像被分划板中心水平线均分。 3．刻度盘的读数
刻度盘被等间隔的分为720分，分度值为0
5.0，游标被分为30格，分度值为'
1。读数时，从游标零刻度前读出刻度盘0
5.0以上的读数，再从游标上读出与刻度盘某刻度对齐的分数。两数相加即为角度的读数。图 3.17.5读数为'
12116。
图 3.17.5 图 3.17.6
为了消除刻度盘刻度中心o 与转轴中心‘
o 不重合引入的偏心误差，在游标盘直径的两边各装一游标。测量时，两个游标都要读数，然后算出每个游标始、末两次读数差的平均值，即为转过的角度。图 3.17.6表示分光计存在偏心误差的情形。刻度盘绕中心转轴'
o 转过角度?，但从读数装置上读取的是1?和2?，由几何原理知
2
1
1?α=， 2
2
2?α=
， )(2
1
2121??αα?+=
+= 或 )]()[(2
1'2"2'1"1θθθθ?-+-=
上式说明两游标读数的平均值即为实际转角?。
4．测量玻璃三棱镜的折射率
如图 3.17.7所示,三角形ABC 表示三棱镜的横截面，BC 为底面，AB 、AC 为光学面，两
光学面的夹角A 称为三棱镜的顶角。入射光线LD 经三棱镜两次折射后，沿ER 方向出射。入射光线LD 与出射光线ER 所成的角δ，称为偏向角。偏向角随着入射角的变化而变化，可以证明，如果入射光线和出射光线处于三棱镜对称位置，偏向角最小，称为最小偏向角。棱镜玻璃的折射率n 与棱镜顶角A 、最小偏向角min δ有如下关系：
sin
/sin 22
m A A
n δ+= （3.17.1）
图 3.17.7
将待测材料制成三棱镜，用分光计测出棱镜的顶角A 、最小偏向角m δ，由上式可求得棱镜的折射率n 。 【实验内容与步骤】
1．调节分光计
按照分光计的调节要求，使其满足使用状态。
2．调节三棱镜的主截面与中心轴垂直
按图 3.17.8把三棱镜放到载物台上。为下面测量的需要，载物台宜放低些。调节b1， 载物台以连线b2、b3为轴转动，光学面AC 的倾斜度改变，而AB 则在自己的光学面内运动，法线方向不变。同理，调节b2，光学面AB 的倾斜度改变时，也不影响光学面AC 。
图 3.17.8
2.1 松开螺钉15，转动望远镜对准AC 面，调节螺钉b1，使AC 面反射的绿十字像与分
划板上方叉丝重合。
2.2 转动望远镜对准AB 面，调节螺钉b2，使AB 面反射的绿十字像与分划板上方叉丝重合。
2.3 重复步骤2.1、2.2，反复调节，直到光学面AC 、AB 都能达到自准。
至此三棱镜主截面已垂直于中心轴．从而保证了反射光、折射光均在与刻度盘相平行的主截面内。注意在测量顶角A 和最小偏向角m δ时，应避免三棱镜相对于载物台发生移动和转动，更不可调节螺钉b1、b2、b3。
3．测量汞灯某条谱线的最小偏向角m δ
3.1 找谱线：松开螺钉19，转动载物台，使三棱镜AC 面与平行光管光轴夹角大约0
30，用眼睛迎着出射光方向看到AB 面中谱线，然后将望远镜转到眼睛和谱线之间，此时可从望远镜中看到谱线。
图3.17.11
3.2 找最小偏向角：转动载物台，使谱线向入射光线方向靠近，同时转动望远镜跟踪其中一条谱线。当载物台转到某一位置时，若继续按原方向转动，谱线将向反方向移动，谱线反转处即为最小偏向角的位置，用螺钉19锁紧载物台。
3.3 记录最小偏向角对应的出射光位置：转动望远镜使竖直叉丝对准谱线，锁紧望远镜止动螺钉15，用微调螺钉13和18配合反复调节，确认分划板竖直叉丝对准最小偏向角时的谱线，记下两游标读数21,θθ。
3.4 记录入射光位置：不取下棱镜（开始时载物台调得较低，平行光管出射光束的一小部分可经棱镜上方直接进入望远镜中），松开螺钉15，转动望远镜并利用微调螺钉13使竖
直叉丝对准狭缝像，记下两游标读数'
2'1,θθ。
注意，此时不可转动载物台，不可调节螺钉18，不可松开螺钉19。 由图3.17.11可知，
)]()[(2
1
2'21'1θθθθδ-+-=m （3.17.2）
3.5 重复3.3、3.4，测量6次，求平均值。 4．自准直法测三棱镜的顶角A （选做）
4.1 如图3.17.9转动望远镜对准AB 面，锁紧望远镜中心止动螺钉15，用微调螺钉13调节绿十字像与分划板上方叉丝重合，记录两游标读数21,θθ。
4.2 转动望远镜对准AC 面，重复 4.1，记录两游标读数'
2'1,θθ，由图3.17.9可知
)]()[(2
1
1802'21'10θθθθ-+--=A （3.17.3）
图3.17.9 【注意事项】
1．光学元件要轻拿轻放，以免损坏，切忌用手触摸光学面。
2．分光计是较精密的光学仪器，要倍加爱护，不要在止动螺钉锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭缝。
3．测量数据前务须检查分光计的几个止动螺钉，应该锁紧的是否锁紧，若未锁紧，读取的数据会不可靠。
4．测量中应正确使用望远镜及游标盘的微调螺钉，以便提高工作效率和测量的准确度。 5．在读取数据过程中，应注意望远镜的转动是否经过刻度盘的零点，若经过刻度盘的零点，则该游标的读数应加上360度。 【数据记录与处理】
表 测量最小偏向角 =?仪 ；=λ________nm ；A=
测量
入射光线位置
出射光线位置
()()[]
2'21'
12
1θθθθδ-+-=
m
=--=
∑
=1
)(1
295.0n n
t U n
i m i m mA δδδ______________；
=?+=22B mA m U U δδ________； =±=m m m U δδδ_______ ；
=+=
2
sin
2sin A A
n m δ______________；
=??+??=22)()(
m m
A n U n U A n U δδ_____________； n U n n ±=
【思考题】
1．调节光学仪器的一般要领是先粗调后细调？本实验中是如何体现这一要领的？ 2．当转动载物台0
180反复调节使望远镜光轴垂直于分光计主轴时，载物台平面是否也同时调到垂直于中心轴了？为什么？
3．调节望远镜时所使用的双面镜起什么作用？能否用三棱镜代替其进行调节？ 4．对三棱镜测量时，为什么要调节三棱镜主截面（两个光学面的法线决定的平面）垂直于分光计中心轴？若不垂直，对测量结果将带来怎样的影响？
次数
1θ
2θ
'1θ
'2θ
1 2 3 4 5 6
平均值
=m δ
光杠杆测量杨氏模量实验的改进 李XX （重庆交通大学土木建筑学院，重庆市南岸区，400074） 摘要：测量杨氏模量中常用光杠杆来测量加载重物后的微小形变量△L，而光杠杆在使用前要先调节镜尺之间的相对位置，在用传统光杠杆调节时比较麻烦。本实验通过对传统光杠杆装置作了一点改进，取消了传统光杠杆中的望远镜，而改用光斑来指示标尺上的读数。用这种改进后的光杠杆能快速调节光杠杆，且不会在调节与读取数据过程中使眼睛疲劳，大大提高了实验的效率。 关键词：杨氏模量，激光，光杠杆，仪器改进 中文分类号：文献标识码： 引言：杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的重要物理量，是工程技术上极为重要的常用参数，是工程技术人员选择材料的重要依据之一。测量杨氏模量的方法较多，本文主要介绍用改进后的光杠杆测量杨氏模量。 1 传统光杠杆的缺点 传统光杠杆在使用时要先调节光杠杆、望远镜和标尺之间的相对位置，使在望远镜中能看清平面镜内反射的标尺的像，这就是这个实验的难点。在做这个实验的时候，我们发现这个调节过程是相当麻烦的，而且当我们调节好后如果稍不小心，轻轻碰一下实验装置，便前功尽弃，又得重调，这让我们相当苦恼。我们用传统光杠杆调节了很久才使望远镜中能看到标尺的像，而且调节过程中眼睛非常疲劳，对视力非常不好。 2 实验装置的改进及实验原理
针对传统光杠杆的不足，且为了提高做实验的效率，我对光杠杆进行一些改进，使得改进后的光杠杆使用起来更为方便。我们可以不用望远镜，而在原来望远镜处放置一个能发射光点的光源。使该光源发出的光经光杠杆的平面镜反射后又射在标尺上。则先后之间两个光点的高度差就是经光杠杆放大了的微小形变。 2.1 改进措施及改进后光杠杆的原理 因为氦-氖激光平行性好，能量集中，在各种常用的激光器中，氦-氖激光器输出激光的单色性最好以便能方便精确的在标尺上读数。此外，它还具有结构简单、使用方便、成本低等优点。因此我们用氦-氖激光器作为发射光点的光源。 在标尺中央零刻度处开一个小孔，将氦-氖激光发射器与标尺固连，且使其发出的光从小孔处穿过且光路与标尺面垂直。如图所示： 设由激光器发出的光开 始时反射到标尺上所指的刻度 为S0,当钢丝长度变化时，光杠 杆一端下降。并带动镜面转动。 设转角为θ，则激光光线转过 2θ。设标尺上激光光点对应的 读数为S ，令△δ = S - S0 . 当△L＜＜ b 时，tanθ=△L / b ≈θ，tan2θ=△δ/ D≈2θ , 则有：△L=b*△δ/(2D) （1），所以△L被放大了2D / b 倍. 2.2 用拉伸法测金属丝的杨氏模量的原理 杨氏模量是反映固体材料形变与应力关系的物理量。本实验中形变为拉伸形变，即金属丝仅发生轴向拉伸形变。设金属丝长度为L，横截面积为S，沿长度方向受一外力F后金属丝伸长△L，称为线应变。实验结果表明：在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即：F / S=Y*△L/L （2） , Y称为杨氏模量，微小形变△L用上面的光杠杆测量。由（1）、（2）得，杨氏模量Y=8*F*L*D/(π*d^2*b*△δ) ,其中d为钢丝直径。
大学物理实验分光计的使用习题解答 实验十二分光计的调整与使用 【预习思考题】 1. 分光计由哪几部分组成，各部分的作用是什么 答：分光计由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成。 （1）平行光管用来提供平行入射光。 (2) 望远镜用来观察和确定光束的行进方向。 (3) 载物台用来放置光学元件。 (4) 读数装置用来测量望远镜转动的角度。 2. 调节望远镜光轴垂直于仪器中心轴的标志是什么 答：通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“”形叉丝的上十字重合。 3. “+”字像、狭缝像不清晰分别如何调整 答：（1）“+”字像不清晰说明分划板没有位于物镜的焦平面上，应松开目镜紧锁螺钉，前后伸缩叉丝分划板套筒，使“+”字像清晰并做到当眼睛左右移动时，“+”字像与叉丝分划板无相对移动，然后锁紧目镜紧锁螺钉。 （2）狭缝像不清晰说明狭缝没有位于平行光管准直透镜的焦平面上，应松开狭缝紧锁螺钉，前后伸缩狭缝套筒，当在已调焦无穷远的望远镜目镜中清晰地看到边缘锐利的狭缝像时，然后锁紧狭缝紧锁螺钉。 【分析讨论题】 1. 当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“”形叉丝的上十字上下对称位置时，说明望远镜和载物台哪部分没调好当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时，说明望远镜和载物台哪部分没调好应怎样调节 答：（1）当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“”形叉丝的上十字上下对称位置时，说明载物台没调好，望远镜已水平。应调载物台下调平螺钉b或c，使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“”形叉丝的上十字重合。 （2）当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时，说明望远镜不水平，双面镜镜面法线已水平。应调节望远镜倾角螺钉，使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“”形叉丝的上十字重合。 2. 如何用反射法（一束平行光由三棱镜的顶角入射，在两光学面上分成两束平行光）测三棱镜的顶角 解：如图所示，由平行光管射出的平行光束照射在三棱镜顶角上，分别射向 三棱镜的两个光学面AB和AC，并分别被反射。由反射定律和几何关系可证明反 射光线1、2的夹角?与棱镜顶角α关系为α ?2 = 先使望远镜接收光线1，记下两个角游标的读数和，然后，再转动望远 镜使望远镜接收光线2，记下两个角标读数和，两次读数相减即得，故 反射法光路图
实验十二 分光计的调节及三棱镜顶角的测定 实验目的：1．深入了解分光计的构造和设计原理，学会调整分光计的正确方法； 2．掌握测定棱镜顶角的方法； 实验仪器：分光计 分光计调整用双平面镜 三棱镜 实验原理： 将分光计的载物台和望远镜筒调节水平，再将三棱镜放到载物台上，如图：调节望远镜筒使之主轴分别与AC 、AB 设此时游标盘的读数分别为()21,?? ，()','21??则其顶角()2211''2 1 180180?????-+-- =-= A 实验过程（内容、步骤、原始数据等）： ⒈调节分光计： ①旋转目镜一直到能够清楚地看到分划板刻度线。 ②将双面镜放到载物台上，如图： 转动载物台，一直到能够在望远镜中看到绿“十”字像。如果绿“十”字像模糊。可拉动目镜筒，使之清晰； ③调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，绿“十”字像与分划板上十字线重合，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 （调节方法：对半调节） 此时证明望远镜筒和载物台均已水平。 2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。 ①将双面镜拿下来，再将棱镜放到载物台上，使棱镜三边与台下三螺钉的连线所 成三边互相垂直。 ②转动载物台，在望远镜中观察从棱镜侧面AC 和AB 返回的十字象，只调
节载物台下正对棱镜侧面的那个螺钉，使绿“十”字像都落在上十子线处。此时说明望远镜已与AC 面或AB 面垂直。 ③测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 面和望远镜垂直，记下游标１的读数1?和游标２的读数2?。再转动游标盘，使AB 面和望远镜垂直，记下游标１的读数'1?和游标２的读数'2?。同一游标两次读数之差11'??-或22'??-，即是载物台转过的角度?，而?是Ａ角的补角。 ()2211''2 1 180180?????-+-- =-= A 重复测量5两次，记下数据。 数据处理（数据处理、结果分析、问题讨论及总结）： 测量结果：1.代真值：=A 2.算术平均值的标准偏差：()() =-?=∑12 n n A A σ 3.相对误差：E ＝ 4.结果表示A= ± E ＝ （具体公式参见 课本22页）
分光计实验报告 实验目的：1．深入了解分光计的构造和设计原理，学会调整分光计的正确方法； 2．了解用最小偏向角法测棱镜材料折射率的基本原理； 3．完成测量折射率实验，并正确分析实验误差。 实验器材： 分光计仪器 汞光源 分光计 调整用双平面镜 实验原理：1）分光计的调节原理。 2）测折射率原理： 当平行光管发出平行光，i 1＝i 2'时，δ为最小,此时2 1A i = ' 2 2 11 1min A i i i -='-=δ )(2 1 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则 2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏
向角min δ。 实验步骤：⒈调整分光计： （1） 调整望远镜： ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时， 反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 （2） 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的 狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。 （1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是 镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 （2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台， 在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 3. 测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的 读数1θ和游标２的读数2θ。再转动游标盘，再使AB 面正 对望远镜，记下游标１的读数1θ'和游标２的读数2 θ'。同一游标两次读数误差11θθ'-或22θθ'-，即是载物台转过的角度Φ，而Φ是Ａ角的补角， Ａ＝Φ-π.
武汉工程大学邮电与信息工程学院大学物理实验课程论文 论大学物理试验数据处理 姓名：陈凯旋 学号： 6502150203 系别：机械与电气工程系 专业：自动化 年级班级：15自动化02 指导教师：张乐 2016年11月1日
论大学物理实验数据处理 摘要：本文基于电磁场理论，得出了单色平面光波在左手材料中传播时其电场强度、磁场强度和波矢量遵循左手螺旋关系。解释了逆多普勒效应，负折射现象。重新推导出了单色平面光波从真空中投射到左手介质中的菲涅尔公式，并且讨论了电磁波从真空中到左手介质中的一种特殊的光学现象，由此得出了存在两个布儒斯特角。（楷体小四） 关键词：电磁场理论；左手材料；负折射率；布儒斯特角（楷体小四） 引言 1967年，前苏联物理学家Veselago发表了一篇文章首次提出了一种假想材料即左手材料。其实自然界中尚未发现介电常数ε和磁导率μ都为负值的材料。此材料需要通过人工获得。因此，在此领域的研究进展一直处于停滞阶段。直到1996年，英国皇家学院的Pendry提出了通过巧妙的设计结构来实现负的介电常数的材料。接着在1999年他又提出了可以用开口谐振环阵列来构造磁导率为负的人工介质[]1。（参考文献以上标的形式标出）从此，该课题越来越热。具有突破性进展的是2000年美国加州大学Smith将两者结合起来，首次制备出了一维的左手材料。2001年，Shelby制备出了二维的左手材料，并从实验上验证了负折射率材料的负折射现象。被“Science”杂志评为2003年度十大科技突破之一[]2。2003年美国Parazzoli等人及Hauck等人分别进行了一系列实验，清晰地展示了负折射现象。2006年，我国东南大学毫米波实验室的崔铁军教授领导的研究小组提出了一种能使磁导率为负的双螺旋共振结构[]3。一系列的研究成果引起了众多学者的关注，使得左手材料的研究成为国际电磁学界的一个引人注目的前沿领域。（宋体，小四，英文，Times New Roman） （正文部分3000字左右） 1.电磁波在介质界面上的反射和折射（一级标题，宋体四号，加黑）（内容宋体小四） 1.1电磁波在右手介质界面上的反射和折射（二级标题宋体小四，加黑） （内容宋体小四） （正文中图要有标题，示例如下）
实验二十分光计的调整和三棱镜折射率的测定 【实验目的】 1．了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法。 2．了解测定棱镜顶角的方法。 3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。 【实验器材】 分光计、钠灯、三棱镜、双面平面镜。 【实验原理】 分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪，在几何光学实验中，主要用来测定棱镜角、光束的偏向角等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观察、测量光谱线的波长等。下面以学生型分光计（JJY 型）为例，说明它的结构、工作原理和调节方法。 一、分光计的结构 分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成， 图 5-11-1 分光计 1-狭缝装置 2-狭缝装置锁紧螺钉 3-平行光管 4-制动架（一） 5-载物台 6-载物台调节螺钉（3 只） 7-载物台锁紧螺钉 8-望远镜 9-目镜锁紧螺钉 10-分划板 11-目镜调节手轮 12-望远镜仰角调节螺钉 13-望远镜水平调节螺钉 14-望远镜微调螺钉 15-转座与刻度盘制动螺钉 16-望远镜制动螺钉 17-制动架（二）18-底座 19-转座 20-刻度盘 21-游标盘 22-游标盘微调螺钉 23-游标盘制动螺钉 24-平行光管水平调节螺钉25-平行光管仰角调节螺钉26-狭缝宽度调节手轮每部分均有特定的调节螺钉，图 5-11-1为 JJY 型分光计的结构外型图。 1．分光计的底座要求平稳而坚实。在底座的中央固定着中心轴，望远镜、刻度盘和游标
内盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。 2．平行光管固定在底座的立柱上，它是用来产生平行光的。其一端装有消色 差的汇聚透镜，另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据需要可在 0.02～2ｍｍ范 围内调节。 3．望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起，套在主刻度盘上，它是用 来观察目标和确定光线的传播方向。望远镜由目镜系统和物镜组成，为了调节和测 量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼 此可以相对移动，也可以用螺钉固定，如图 5-11-2 所示，在中管的分划板下方紧 贴一块 450 全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小 十字窗口，照明小灯发出的光线从小棱镜的另一直角边入射，从 450 反射面反射到 分划板上，透光部分在分划板上便形成一个明亮的十字窗。 4．分光计上控制望远镜和刻度盘转动的有三套结构，正确运用它们对于测量 很重要，具体如下： （1）望远镜制动和微动机构，图 5-11-1中的 16、14； （2）分光计游标盘制动和微动控制机构，图 5-11-1 中的 23、22； （3）望远镜和刻度盘的离合控制机构，图 5-11-1 中的 15。 转动望远镜或移动游标位置时，都要先松开相应的制动螺钉；微调望远镜及游 标位置时要先拧紧制动螺钉。 要改变刻度盘和望远镜的相对位置时，应先松开它们间的离合控制螺钉，调整 后再拧紧。 一般是将刻度盘的 00 线置于望远镜下，可以避免在测角度时，00 线通 过游标引起的计算上的 图 5-11-2 望远镜结构 1-物镜 2-外管 3-分划板 4-中管 5-目镜系统 6-内管 7-小灯 图 5-11-3 分划板 1-镜面反射像 2-上十 字线 3-十字窗口
分光计实验报告 【实验目的】 1、了解分光计的结构和工作原理 2、掌握分光计的调整要求和调整方法，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。 3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率 【实验仪器】 分光计，双面平面镜，汞灯光源、读数用放大镜等。 【实验原理】 1、调整分光计： (1)调整望远镜： ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 (2)调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2、三棱镜最小偏向角原理 介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上 用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的 精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如 果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中 间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进 行测量。 当平行的单色光，入射到三棱镜的AB面，经折射 后由另一面AC射出，如图7.1.2-8所示。入射光线LD 和AB面法线的夹角i称为入射角，出射光ER和AC 面法线的夹角i’称为出射角，入射光和出射光的夹角 δ称为偏向角。 可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i0等于出射角i0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin。由图7.1.2-8可知： δ=（i-r）+（i’-r’）（6-2） A=r+r’（6-3） 可得：δ=（i+i’）-A （6-4）
三棱镜顶角A 是固定的，δ随i 和i’而变化，此外出射角i’也随入射角i 而变化，所以偏向角δ仅是i 的函数．在实验中可观察到，当i 变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角． 令 0=di d δ ，由式(6-4)得 1' -=di di （6-5） 再利用式（6-3）和折射定律 ,sin sin r n i = 's i n 's i n r n i = （6-6） 得到 r n i i r n di dr dr dr dr di di di cos cos )1('cos 'cos ''''? -?=??= ' 'csc csc 'sin 1cos sin 1'cos 2 2 2 2222 2 22r tg n r r tg n r r n r r n r --= --- = ' )1(1)1(12 2 22r tg n r tg n -+-+- = (6-7) 由式（6-5）可得：')1(1)1(12 22 2 r tg n r tg n -+=-+ 'tgr tgr = 因为r 和r’都小于90°，所以有r =r ’ 代入式（5）可得i =i'。 因此，偏向角δ取极小值极值的条件为： r =r ’ 或 i =i' （6-8） 显然，这时单色光线对称通过三棱镜，最小偏向角为δ min ，这时由式（6-4）可得： δ min =2i –A )(21 min A i += δ 由式（6-3）可得： A =2r 2 A r = 由折射定律式（6-6），可得三棱镜对该单色光的折射率n 为 2 sin )(21 sin sin sin min A A r i n += =δ （6-9） 由式（6-9）可知，只要测出三棱镜顶角A 和对该波长的入射光的最小偏向角δmin ，就可以计 算出三棱镜玻璃对该波长的入射光的折射率。顶角A 和对该波长的最小偏向角δ min 用分光计测定。 折射率是光波波长的函数，对棱镜来说，随着波长的增大，折射率n 则减少，如果是复色光入射，由于三棱镜的作用，入射光中不同颜色的光射出时将沿不同的方向传播，这就是棱镜的色散现象。 【实验内容】
大学物理实验小论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
大学物理实验小论文 班级姓名学号 摘要：主要介绍我在本次大学物理实验中获得的知识与体会。 关键词：认识体会数据处理总结 一、对大学物理实验的认识 大学物理实验是非常重要的基础课，其目的是培养我们掌握实验的基本理论、方法和技巧；培养我们严谨的思维能力和创新精神，特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力；培养严肃认真的工作作风和科学态度。对于我们将来独立从事实际工作是十分有必要的。 二、大学物理实验中的体会 1、养成实验前预习的好习惯。 实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确的操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后写预习报告，包括目的,原理,仪器,操作步骤等。
2、上课时认真听老师做讲解，切记老师所讲的重点内容。 记下老师实验指导的内容有助于自己实验时避免犯错及实验报告的书写。 3、大学物理实验培养了我做事的耐心与细心。 课堂操作时需要严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。读数，需要有足够的耐心和细心，尤其是对一些精度比较高的仪器，读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的记录，则要求我们要有原始的数据记录，它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。 4、培养自己的动手能力。 现在，大学生的动手能力越来越被人们重视，大学物理实验正好为我们提供了这一平台。每个实验我都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。 三、大学物理实验数据处理 1、作图法 选取适当的自变量，通过作图可以找到反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。 描绘图象的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验分光计实验报告 篇一：分光计的调节与使用实验报告 分光计的调节与使用实验报告 姓名：学号：专业班级：实验时间： 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2、测量三棱镜玻璃的折射率。二、实验仪器 分光计，三棱镜，准直镜。三、实验原理 1.测折射率原理： 当i1＝i2时，δ为最小,此时 ??i1 A 2 ?min 2 ??i1??i1?i1 A
2 1 (?min?A)2 设棱镜材料折射率为n，则 A ??nsinsini1?nsini1 2 i1? n? 故 sini1 ?Asin 2 sin ?min?A Asin 2 由此可知，要求得棱镜材料折射率n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角?min。四、实验步骤 1.调节分光计 1）调整望远镜： a目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。
b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 c调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面Ac和Ab返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。注意）：1、望远镜对平行光聚焦。 2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 4、狭缝宽度1mm左右为宜。2.测量最小偏向角 （1）平行光管狭缝对准前方水银灯。 （2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。 （3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。谱线对准分划板。 ?，有（4）记下读数?1和?2转至（2），记下读数?1?和?2
分光计实验报告 ()
分光计实验报告 【实验目的】 1、了解分光计的结构和工作原理 2、掌握分光计的调整要求和调整方法，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角。 3、学会用最小偏向角法测棱镜材料折射率 【实验仪器】 分光计，双面平面镜，汞灯光源、读数用放大镜等。 【实验原理】 1、调整分光计： (1)调整望远镜： ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平 面上。 ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴 垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 (2)调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被 照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射 平行光。 2、三棱镜最小偏向角原理
介质的折射率可以用很 多方法测定，在分光计上用 最小偏向角法测定玻璃的折 射率，可以达到较高的精度。 这种方法需要将待测材料磨 成一个三棱镜。如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的 三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。 当平行的单色光，入射到三棱镜的AB 面，经折射后由另一面AC 射出，如图7.1.2-8 所示。入射光线LD 和 AB 面法线的夹角 i 称为入射角，出射光 ER 和AC 面法线的夹角 i’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。 可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角 i0等于出射角 i0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin 。由图7.1.2-8可知： δ = （ i-r ） + （ i ’-r’）（6-2） A=r+r ’ （6-3）
大学物理实验论文 Prepared on 22 November 2020
实验数据处理方法及其在实验中的应用引言：过去的一年中，我完成了大学物理实验这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础，虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果，但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中，影响物理实验现象的因素很多，产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径，以最佳的实验方式呈现物理问题，使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题，考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力，加深了我们对有关物理知识的理解。这一年，我共做了14个物理实验，用到了各种实验数据处理方法。 正文： 一、误差： 1、分类 系统误差 随机误差 粗大误差 2、表现形式 绝对误差 相对误差 引用误差
3、误差的处理 随机误差的处理 系统误差的处理 粗大误差的处理 仪器误差 二、有效数字 概念 三、测量结果的不确定度评定 1、测量不确定度 概念 分类 2、测量结果的表示 3、直接测量的结果及评定 最佳估计值 不确定度评定 A类评定 B类评定 4、间接测量的结果及评定 间接测量量的最佳值 间接测量量不确定度 四、数据处理的常用方法 1、列表法
2、作图法 优点 规则 应用 3、逐差法 4、最小二乘法 5、excel软件处理实验数据 五、实验数据处理方法在试验中的应用 1、落球法测量油品的粘滞系数 结束语： 一年内，只做的14个实验，但是我所学的实验数据的处理方法应用已经基本得到了应用。通过大学物理实验，不只是把课堂上学到的基本知识得到的应用，更重要的是我的动手能力得到的充足的锻炼，学会了自己动手，自己独立的思考，学会了做完实验后总结自己的不足，并在下一次实验过程中得到完善。现在所学到的实验数据处理方法不光是能用在大学物理实验数据的处理中。我相信，在以后的工作过程中，现在所学到的知识也一样能得到应用。 摘要： 大学物理实验数据处理方法主要误差的处理、测量结果不确定度的评定，数据处理的常用方法主要有:列表法、作图法、逐差
实验10 分光计的调节与应用——光栅衍射法测光波波长 分光计是一种精确测量角度的光学仪器。利用它不但能测出反射角、透明介质的折射角、光栅的衍射角、棱镜的顶角、劈尖的角度，从而确定与这些角度有关的物理量，如折射率、光波波长、色散率、光栅常数等，而且它的结构和调节方法与其它一些光学仪器（如摄谱仪、单色仪等）相类似。因此，有必要掌握分光计的调整和使用方法。 【实验目的】 1.了解分光计的主要构造及各部分的作用。 2.掌握分光计的调节要求和使用方法。 3.观察光栅衍射现象，测量汞灯在可见光范围内几条强光光谱线的波长。 【仪器用具】 JJY型分光计、汞灯及电源、透射式平面刻痕光栅、平面反射镜 【实验原理】 1.光栅衍射的原理 光的衍射现象是光的波动性的一种表现，它说明光的直线传播是衍射现象不显著时的近似结果。研究光的衍射不仅有助于加深对光的波动特性的理解，也有助于进一步学习近代光学实验技术，如光谱分析、晶体结构分析、全息照相、光学信息处理等。 光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件，它能产生谱线间距较宽的匀排光谱。光栅不仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波，常用在光谱仪上。光栅在结构上有平面光栅、阶梯光栅和凹面光栅等几种，从观察的方向又分为透射式和反射式两类。 本实验选用透射式平面刻痕光栅。 透射式平面刻痕光栅是在光学玻璃片上刻划大量相互平行、宽度 和间隔相等的刻痕而制成的。光栅上的刻痕起着不透光的作用，光线 只能在刻痕间的狭缝中通过，因此，光栅实际上是一排密集、均匀而 又平行的狭缝，刻痕间的距离称为光栅常数。 d=的光栅G，一束平行 如图15-1所示，设有一光栅常数AB 光以入射角i(入射光与光栅法线的夹角)，入射于光栅上产生衍射， 衍射角为?(衍射光与光栅法线的夹角)。从B点作BC垂直于入射 线CA，作BD垂直于衍射线AD，则这两条相邻的入射光线的光程 差为CA+AD。如果在这个方向上由于光振动的加强而在F处产生 一个明条纹，则光程差CA+AD应等于波长的整数倍，即：图15-1光栅的衍射
分光计的调节与使用实验报告 姓名： 学号： 专业班级： 实验时间： 12周 星期四 上午10:00-12:00 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2、测量三棱镜玻璃的折射率。 二、实验仪器 分光计，三棱镜，准直镜。 三、实验原理 1.测折射率原理： 当i 1＝i 2'时，δ为最小,此时 21 A i =' 22 11 1min A i i i -='-=δ )(21 min 1A i += δ 设棱镜材料折射率为n ，则
2sin sin sin 1 1A n i n i ='= 故 2 sin 2sin 2 sin sin min 1 A A A i n +== δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。 四、实验步骤 1.调节分光计 1）调整望远镜： a 目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 b 调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 c 调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在 上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a 调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b 接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。 注意）： 1、望远镜对平行光聚焦。
用稳恒电流场模拟静电场 赵文梅（2011104155） 楚雄师范学院楚雄市 651600 摘要：学习用稳恒电流场模拟静电场的原理和方法，加深对静电场性质的认识，掌握静电场的描绘方法。关键词：导电介质；稳恒电流场；静电场。 By the steady current field simulating electrostatic field Zhao Wenmei 2011104155. Chuxiong Normal University 651600 Abstract: To study the steady current field simulating electrostatic field theory and methods, to deepen the understanding of the nature of the electrostatic field, electrostatic field description method of master. Key words: conductive medium; steady current field; electrostatic field. 中图分类号：O441 文献标识码：A 引言：理论上常用电场E和电位V来描述静电场。用电位V的分布来描述静电场便于测量和计算。对于一些简单的带电体，或一些具有某种对称性的带电体，其电场的分布可用电场的叠加原理、电势的叠加原理和高斯定理等求出。而对于无对称性的、不规则的带电体的电场，用理论计算就显得很繁杂。为了克服上述困难，一般采用一种间接的测定方法—模拟法。所谓模拟法，就是根据导电介质中稳恒电流场与电介质中的静电场的相似性，用稳恒电流场来模拟静电场。 1．模拟法要求俩个场的类比物理量需要满足俩个条件 （1）在所考虑的区域内，俩者遵从的物理规律有相似的数学形式。 （2）俩者的边界条件相同或相似。 静电场和稳恒电流场本是俩种不同性质的场。在一定条件下，它们具有某些相似性，因而测出稳恒电流场的电位分布，就可知道与之相似的静电场的分布情况。 2.实验原理 2.1静电场与稳恒电流场 模拟法的基本思想：仿造另一个场（称模拟场），使它与原来的静电场完全一样，当探
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验报告分光计 篇一：大学物理实验报告答案大全(实验数据) 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括） 伏安法测电阻 实验目的(1)利用伏安法测电阻。(2)验证欧姆定律。 (3)学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。实验方法原理 根据欧姆定律，R??，如测得u和I则可计算出R。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。实验装置待测电阻两只，0～5mA电流表1只，0－5V电压表1只，0～50mA 电流表1只，0～10V电压表一只，滑线变阻器1只， DF1730sb3A稳压源1台。 实验步骤本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示
学生参照第2章中的第2.4一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。(1)根据相应的电路图对电阻进行测量，记录u值和I值。对每一个电阻测量3次。(2)计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。(3)如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。数据处理 ；(1)由???u?umax??1.5%，得 到???u1??0.15V,???u2??0.075V (2)由???I?Imax??1.5%，得 到???I1??0.075mA,???I2??0.75mA； ??u2??I2 )??(，求得uR1?9??101??,uR2??1?；(3)再由uR?VI (4)结果表示R1?(2.92??0.09)??103??,R2??(44??1)?? 光栅衍射 实验目的 (1)了解分光计的原理和构造。(2)学会分光计的调节和使用方法。 (3)观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理 若以单色平行光垂直照射在光栅面上，按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：=dsinψk=±kλ(a+b)sinψk
[中学]大学物理演示实验心得论文大学物理演示实验心得 在本学期的演示实验课中，我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西。在实验课上，老师给我们认真的讲解实验原理，让我们通过奇妙的物理现象来感受伟大的自然科学的奥妙，老师向我们展示了一些很新奇的仪器和实验，我们都带着好奇心仔细的观看了每一个实验，并亲手操作了部分实验，一些看似不正常的现象都能用科学的自然知识来解释～ 实验物理和理论物理是物理学的两大组成部分，其发展共同形成整个物理学史的前进足迹，二者相互促进、共同发展。当实验物理中有新的发现、出现新的结果时，就会激励和促进理论物理研究出现新的模型、理论，使人类对自然规律的探索向广深推进。大学物理演示实验更是激发了同学们的试验兴趣和热情，通过奇妙的物理实验增进我们的理论学习～在演示实验课上，一些奇妙的实验引起了同学们的极大兴趣，如:磁悬浮列车，锥上滚，人高压带电却安然无恙，人在转盘上伸开手臂转速减慢…… (—)锥体上滚实验. 操作:将锥体滑滚移到导轨较低的一端，再放开双手，锥体将会自动上滚。说明:这个实验是由一个锥体和两根互成角度同时又与水平面成一定角度的导轨组成的，因此，从表面上看，物体是由低向高运动，但这其中锥体的形状以及导轨高低不等给人造成了一种错觉，实际上锥体的重心自始至终还是在下降。原理:物体在重力场中因受到重力和地球引力的作用而会自然降低重心位置。 (二)转盘加减速实验. 操作:人坐在转盘的椅子上，双手拿一个重锤，当伸开手臂时转盘转
速减慢，当手臂收回时，转盘转速又增大。原理:角动量守恒定律。说明:当手臂收回时可知转动惯量变小，根据角动量守恒定律可知角速度增大，所以转盘的转速增大。 (三)磁悬浮列车. 操作:1、模型放在液氮中浸泡一定时间(约3分钟)，使里面的超导材料由正常态转变为超导态。(超导态就是电阻率为零的状态). 2、将列车放置在磁轨道上，轻轻推动一下列车，给它一初速度，列车便沿着轨道无摩擦地运动起来。实验现象:列车悬浮并沿轨道前进。说明:磁悬浮列车实验是同学们最感兴趣的实验之一，因为磁悬浮列车与当今的其他高速列车相比具有无比比拟的优点:由于磁悬浮列车是轨道上行驶，导轨与机车之间不存在任何实际的接触，成为“无轮”状态，故其几乎没有轮、轨之间的摩察，时速高达几百公里。2悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低，其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一。3 噪音小，当磁悬浮列车时速达300公里以上时，噪声只有656分贝，仅相当于一个人大声地说话，比汽车驶过的声音还小;4由于它以电为动力，在轨道沿线不会排放废气，无污染，是一 种名副其实的绿色交通工具。 …… …… 本学期的大学物理实验课程结束了，这是一个充满特色的课程，是我进入大学以后给我印象最好的一门课程。他给我的感觉是能为自己创造一种独立的环境，在没有其他人的干扰，更不会有什么人代替你做一些工作的情况下来做一些事情。实验中遇到的问题也要自己尽量解决。每次实验之前我们都要做好预习工作，这是与其他课程不同的地方。每个实验中我都会遇到许多麻烦，突破这些问题的阻碍，完成实验的任务给我带来成功的喜悦。在课程结束后期的物理演示实验更是增大了我对物理实验的兴趣，
分光计的调整与使用 【实验目的】 （1）了解分光计的结构以及双游标读数消除误差的原理。 （2）掌握分光计的调整要求、使用方法与技巧。 （3）学会测量三棱镜的顶角。 （4）推导分光束法，自准直法测量三棱镜顶角的公式。 【实验原理】 1.分光束法测三棱镜的顶角 如图 3.11.10 所示，此时光束同时照在棱镜的两个侧面上，分别测出光线左向反射线角位置 L 及右向反射线角位置R ，则由图 3.11.10 可证 1 |LR|（ 3.11.1） 2 （a）（b） 图3.11.10 为了消除分光计刻度盘的偏心误差（见“附消除偏心差的原理” ），测量每个角度时，在刻度盘的两个角游标Ⅰ，Ⅱ上都要读数，然后取平均值，于是 1 | LI RI | |LII RII | （ 3.11.2） 4 2. 自准直法测三棱镜的顶角 如图 3.11.11 所示， A 180 |LI RI ||LII RII |（ 3.11.3）180 2 3. 最小偏向角的测定及折射率计算 图 4.11.12 所示为一束单色平行光入射三棱镜时的主截面图。光线通过棱镜时，将连续发生两次折射，出射光线和入射光线之间的交角称为偏向角。 i1为入射角，i1为出射角，为棱镜的顶角。当 i1改变时，随之改变。可以证明，当i 1＝i1时，偏向角有最小值min，此时入射角i1＝( min + )/2，折射角i2＝ /2，由折射定律nsini 2＝sini1，可得三棱镜的折射率为
min sin n2（ 3.11.4） sin 2 因此，对于具有棱柱形的透明物体，只要测出最小偏向角min 及入射面出射面之间的夹角，就可由式（ 4.11.4）计算出棱镜对该种光的折射率。应当注意，通常所说的某物质折射率n，是对钠黄光（波长为 5 893 ? ）而言。 图 3.11.11图 3.11.12 用分光计可以精确地测得棱镜的min 和，从而求得该棱镜的折射率。 【实验内容】 1.用分光束法测三棱镜的顶角 将三棱镜待测顶角的顶点置于载物台中心（为什么？不妨自己试试其他位置），并对准平 行光管（见图 3.11.13 ），每个角度测 5 次，每次Ⅰ（左），Ⅱ（右）角游标都需同时读数，数据记 录到表 3.11.1 中，并按公式（ 3.11.2）计算角度。 （a）（b） 图3.11.13 表3.11.1 L R 次数12345平均Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 2.自准直法测三棱镜的顶角 测顶角的另一个方法是自准直法，即转动望远镜分别使其与棱镜的光学面垂直，记其在这两个位置之间的转角为。 3.测三棱镜的最小偏向角min 将三棱镜置于载物台上（见图 3.11.14），应注意调整载物台使高度适 当。转动载物台，寻找最小偏向角。可以先用目测找到出射光线，然 后转动载物台，使偏向角变小，直至载物台转动方向不变，偏向角却开 始变大为止。这时再用望远镜精确地测定这个光线偏折方向发生改变时 图3.11.14
电磁感应的应用 班号：05211201 姓名：袁星学号：1120121335 摘要：电磁学是物理学的重要分支。电磁运动是物质的又一种基本运动形式，电磁相互作用是自然界已知的四种基本相互作用之一，也是人们认识得较深入的一种相互作用。在日常生活和生产活动中，在对物质结构的深入认识过程中，都要涉及电磁运动。因此，理解和掌握电磁运动的基本规律，在理论上和实际上都有及其重要的意义，这也就是我们所说的电磁学 关键词：电磁感应，电磁炉，电磁炮 正文： 电磁学从原来互相独立的两门学科——电学、磁学，发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于两个重要的实验发现，即1820年丹麦物理学家奥斯特发现的电流的磁效应和1831年英国物理学家法拉第发现的电磁感应现象。这两个实验现象，以及1865年英国物理学家麦克斯韦提出的感应电场和位移电流的的假说，奠定了电磁学的整个理论体系。 如今，电磁学已成为物理学的一个重要分支，是研究电磁运动基本规律的学科。电磁学理论的发展不仅是电工学、无线电电子学、电子计算机技术及其他新科学、新技术发展的理论依据，而且也与人们的日常生活和生产技术有着十分密切的关系，下面举例说明电磁学在生活中应用。 先来谈谈电磁炉。随着生活水平的提升，人们对安全卫生的炊事用具逐渐接受，电磁炉也进入千家万户。 电磁炉是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。电磁炉的功率一般在700～1800W 之间，它的结构主要由外壳、高级耐热晶化陶瓷板、PAN 电磁线盘、加热电路板、控制电路板、显示电路板、风扇组件及电源等组成。 电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。 在电磁炉内部，由整流电路将50Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为15～40kHz 的高频电压，高速变化的电流流