关于物理实验报告11p
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转动手柄使M1前后移动,观察中心条件冒出或缩进,判断M1和M2’之间的距离是增大还是减小,观察间隔d自较大的值逐渐变小至零,然后又由零逐渐往反方向变大时,干涉条纹的粗细与密度变化,并解释之。
2、波腹失踪法测波长
(1)连接电路
(2)调整游标卡尺,先使发射器端面与接收器端面靠近,调整信号发生器、示波器,使示波器上出现正弦信号。
(3)求找共振频率、调节信号发生器输出频率,使示波器屏上观察到的信号放大,此时的频率就是共振频率f.
(4)测波腹位置:在共振频率条件下,将接受器向远离发射器方向缓慢移动,示波器上依次出现信号振幅最大时,分别记下游标卡尺上的读数X1、X2、X3、X4……共12点。
1
3
0.571
平均值
fy=0.540
实验二名称:声速的测定
【实验目的】
1、了解估算声速的温度比较法
2、学会用驻波法测声速
3、培养综合使用仪器的能力
【实验原理】
1、温度比较法
在气体中传播的声速,在假定气体为理想气体时,其传播速度可借助热力学与气体动理论有关原理求得V=V0 1+t/T0(1)
式中V0—被测空气处于零摄氏度的声速
百分差Urλ=Uλ/λ*100%=1.6/160.5 *100%=0.24%
E0=|λ—λ0|/λ0=|660.5—632.8|/632.8 *100%=4.38%
试验四名称:集成霍尔传感器测磁场
【试验目的】
1、了解学习用集成霍尔传感器测量磁感应强度的原理和方法
2、学会采用螺丝管中心点磁感应强度理论值来校准集成霍尔感应器灵敏度的方法
锁紧刻度盘止动螺钉,转动微调读数鼓轮,使M1移动,数出在圆心处冒出或缩进干涉条纹的个数△K,并记录M,对应的移动距离△d,便可由公式:λ=2△d/△k求出激光的波长。
【数据记录与处理】
i
d(mm)
I+5
di+5
△di=di+5-di
Vi2=(△di—△d)2
1
26.92660
6
26.87751
0.04909
9
8.498
0.999
0.010
4
5.990
10
8.988
0.999
0.010
5
6.332
11
9.492
0.987
0.022
6
7.026
12
9.982
0.985
0.024
平均值
1.009
0.023
【数据处理】
1、数据记录与计算
开始温度t=24.5。C 结束温度t’=24.5。C
开始频率f0=35.455KHZ 结束频率f0‘=35.435KHZ
UΛA= λI—λ)2/n-1=0.035
UΛB=0.002/ =0.001
UΛ= UΛA2+UΛB2=0.035
4、计算不确定度
Ur=UV/V=0.035
UV=Ur*V=0.035*345.99=12.11m/s
实验结果V±UV=345.99±12.11m/s
百分差:△V=|VΛ—VT|=357.64-345.99=11.65m/s
2、把集成霍尔传感器处于零磁场状态下,用一个外接的2.500V电位差与传感器输出电压2.500V进行补偿,于是可得传感器输出电压V与磁感应强度B的关系式B=V/K,在此条件下,测量螺线管通以200mA励磁电流时的磁场分布,即管内磁感应强度B与位置刻度X的关系图。
【试验仪器】
迈克尔逊干涉仪,He—Ne激光器及光源,小孔光阑,扩束镜(短焦距会聚透镜),毛玻璃屏
【实验内容】
非定域干涉条纹的调节和激光波长的测量
移动迈克尔干涉仪或激光器,使激光投影在分光镜G1和全反镜M1、M2的中部,激光束大致与M2垂直,靠近激光器处放一小孔光阑,让激光束穿过小孔,用纸片在M2前挡住激光束,观察由M1放射产生的光点在小孔光阑上的位置,如光点横向偏离小孔,则应轻轻转动仪器底座,如光点高低不对,则应调节激光束的高低或倾斜度,使三个光点中最亮点与小孔重合,如光阑高度不当,必要时也要升降,然后用纸片挡住M1,调节M2后的三个螺钉,直至M2放射亮点与小孔重合,这时M1与M2大致垂直。
接好室验电路
把传感器调整到标准化工作状态,即在零磁场时,传感器输出电压为2.500V,且传感器的工作电流达到规定数值,剩余电压为零,得到补偿,在螺线管励磁电流为零的条件下,将单刀双掷开关K1置于1,调节4.8~5.2电源输出电压,使数字电压表示数为2.500V.
接通螺线管励磁电流,在0~250mA的范围内,每隔25mA测一点,传感器的输出电压Vs,用最小二乘法处理数据,计算螺线管中心点磁感应强度的理论值,从而求出传感器灵敏度。
【实验仪器】
带有两个压电换能器的大型游标卡尺,信号发生器,数字频率计,温度计,示波器。
【数据记录】
i
XI(cm)
I+6
Xi+6(cm)
λi=1/3|XI+6—XI|(cm)
ΔλI=|λI—λ|(cm)
1
4.512
7
7.752
1.080
0.071
2
4.988
8
8.010
1.007
0.002
3
5.500
λ=2△d/△k*5=2*0.0495/30*5=6.605*10-4mm
Ua= /n-1=1,09*10-4mm
Ub=10-4/ =0.58*10-4mm
所以△Ud= Ua2+Ub2= -4)2+(0.58*10-4)2=1.23*10-4mm
UΛ=2U0d/△k*5=1.6*10-6mm
试验结果λ=660.5±1.6mm
【实验仪器】
XD-2型低频信号发生器、THF-1简易信号发生器、57-16示波器
【实验步骤】
1、示波器使用前的校准
将示波器面板上各控制器置于指定位置,将Y轴输入灵敏度选择开关V/div,置于0.2V/div位置,扫描速度t/div开关置于2m.s位置,若示波器性能正常,此时荧光器应显示幅值y=5.0div,周期宽度X=10.0div的方波,否则要调整Y轴增益调节和X轴扫描校准。
实验一名称:示波器使用
【实验目的】
1、了解示波器为什么能把看不见的变化电压变换成看得见的图像
2、学会使用示波器观测电压波形
【实验原理】
通电后,电子枪的灯丝炽热,使阴极发热而发射电子,电子在电位差作用下高速撞向荧光屏在屏上显示亮点,Y偏转板是水平位置的两块电极,在Y板上加上电质之后,电子在电场力作用下在铅直方向上位移发生变化,因而荧光屏上显示铅直线,X偏转板为垂直放置的电极,在X板上加电压后,电子在电场力作用下在水平方向上发生位移,因而荧光屏上显示水平线,若在Y板上加上Vy=Uym.SinWt,同时在水平方向加上与时间成正比的锯齿形电压VX=Uxm.t,于是电子束在水平方向上的位移和铅直方向上的位移叠加之后在荧光屏上显示相应周期内的Vy变化情况。
(-B,-I)四种情况下测得的V值取算,求平均值作为VH使测得结果排除VA、V0、VE、VRL、与VN的影响。
对于本实验中的的集成霍尔传感器有:B=(VS—2.500)/KS
【试验仪器】
SS495A型集成霍尔传感器、螺线等,电源和数字电压表组合仪
【实验内容】
1、验证集成霍尔传感器的输出电压US与磁感应强度B的关系式为B=(VS-2,500)/KS并测定传感器的灵敏度KS
2.025*10-7
2
26.91642
7
26.86706
0.04936
3.22*10-8
3
26.90695
8
26.85731
0.04964
1*10-8
4
26.89673
9
26.84726
0.04947
4.9*10-9
5
26.88712
10
26.83687
0.05015
3.481*10-7
△di=0.04954
将LEVEL电平旋钮反时针转动至至方波稳定,然后将方波移至荧光屏中间,将Y轴输入灵敏度“微调”旋钮,和X轴扫描“微调”旋钮顺时针旋足,若方波Y轴坐标为50d.V ,X轴坐标为10.0div,则示波器正常,否则要调节。
2、观察波形
“ACLOC”置于“AC”
先观察正弦波,将待测信号直接输入Y轴输入端
调节V/div使波形在坐标刻度内,调节t/div使出现一个变化缓慢的正弦波形,调节”LEVEL”旋钮,使波形稳定。
Fe=eE=evH/b
当载流子受fB与fE作用而平衡时,有evB=e*VH/b
若载流子浓度为n,I=nev*s=neub*d (d为 Nhomakorabea尔片厚度)
则:V=I/nebd即VH=1/ne *IB/d=RH*IB/d=KHIB
所以KH=VH/IB
其中RH=1/ne为霍尔系数,KH=RH/d=1/ned为霍尔元件灵敏度
改变扫描电压的频率(t/div)观察波形变化。
3、交流电压的测量
在满足测量范围的前提下,V/div值尽可能选小,使波形尽可能大,提高测量精度。
4、时间的测量
荧光屏上一段完整的波形的两个端点的时间间隔t即为正弦电压的周期T,如两点间水平距离为DX.div且t/div开关档级的标准值为0.5的div则:t=0.5ms/div.DXdiv
5、测量半波整流、全波整流、三角波、方波、衰减振荡波的VP-1及fy。
6、观察并测量正弦信号频率