磁性物理实验指导书讲解
磁性物理实验
讲义
磁性物理课程组编写
电子科技大学微电子与固体电子学院
二O一二年九月
目 录
一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析
(一)
、实验目的：
了解磁性材料的起始磁导率的测量原理，学会测量材料的起始磁导率，并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。
(二）、实验原理及方法：
一个被磁化的环型试样，当径向宽度比较大时，磁通将集中在内半径附近的区域分布较密，而在外半径附近处，磁通密度较小，因此，实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况，引入有效尺寸参数。有效尺寸参数为：有效平均半径r e ，有效磁路长度l e ，有效横截面积A e ，有效体积V e 。矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。
?
??? ??-=
211
2
11ln r r r r r e （1）
?
??? ??-=
211
211ln
2r r r r l e π （2）
?
??? ??-=
21
1
22
11ln r r r r h A e （3）
e e e l A V = （4）
其中：r 1为环型磁芯的内半径，r 2为环型磁芯的外半径，h 为磁芯高度。
利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性，尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时，应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。材料的起始磁导率（
i μ）可通过对环型磁
心施加线圈后测量其电感量（L ）而计算得到。计算公式如式（5）所示。
2
0i e e
A N L l μμ=
（5）
其中：μ0为真空磁导率，4π×10-7
H ·m -1
；N 为线圈匝数。
磁性材料起始磁导率（μi ）的定义式如式（6）所示。可知，起始磁导率的温度特性依赖于材料磁感应强度（B ）的温度特性，而磁感应强度和磁化强度（M ）之间满足式（7），因此可知，材料起始磁导率的温度特性可反映材料磁化强度的温度特性。根据郎之万顺磁性理论可知，磁性材料的磁化强度大小严重依赖于温度变化。随着温度升高，磁性材料可铁磁性或亚铁磁性状态转变为顺磁性状态，此时对应的临界温度为磁性材料的居里温度（T c ）。对于铁氧体材料来说，次晶格上的离子种类和占位情况会影响次晶格间的超交换作用，从而对材料温度特性产生影响。
001lim
i H B H μμ?→?=? （6） B =μ0(H +M ) （7） 测量实验装置如下图所示。
(三)、实验内容：发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响，进而表征磁特性参数的温度特征。
(四)、实验步骤：
1、将LCRZ 测量仪开机预热10分钟，并进行开路和短路较准。
2、准确测量待测环型样品的内径r 1、外径r 2和高h 。
3、对待测样品绕10匝线圈后将其置于高低温试验箱中。首先测量室温下待测样品的电感量，
然后分别调节温度至-30℃、-10℃、50℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃和120℃，测量不同温度下待测样品的电感量。
4、根据电感量计算材料起始磁导率，并计算材料居里温度。根据上述测量结果分析强磁性物
质离子占位分布对自发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响。
(五)、实验注意事项
1. 当高低温箱工作室温度（PV 值）≥60℃时禁止起动高低温箱“制冷”功能！
2. 高低温箱照明灯不宜长亮！
3. 请勿拨动超温设置拨盘开关！
二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析
（一）、实验目的
了解四探针法测量材料电阻率的原理和倍乘电压表法测量测量材料磁损耗的原理，并学会结合磁损耗产生机制对磁损耗进行分离，探讨电阻率对材料损耗的影响。
（二）、实验原理
软磁铁氧体磁芯的总损耗P cv 主要由磁滞损耗P h 、涡流损耗P e 和剩余损耗P r 三部分组成，如式（1）所示。在铁氧体磁芯工作时，P h 、P e 和P r 通常都是叠加在一起难以分离。但是可采用约旦（Jordan ）法对各损耗进行分离。
2r r P P cv h e P P P af bf =++=++ (1)
在比较低的频率下，材料的涡流损耗与样品的厚度d 2
和频率f 2
成正比，而与电阻率ρ成反比，即：P e ＝K e B 2
f 2
d 2
/ρ，其中K e 为常数。由此可见，降低涡流损耗的关键是减小样品的厚度d （或半径R ）和提高材料的电阻率ρ。对于多晶MnZn 铁氧体，电阻率包括晶粒内部与晶粒边界两个部分。因此，提高电阻率也应从两个方面入手。
电阻率的测量采用四探针法，其原理如下。四探针法测量样品电阻率是以针距约为1mm 的四根金属探针同时排成一直线，并以一定的压力压在平整的样品表面，如图1所示。在1、4两根探针间通过电流I ，则在2、3探针间产生电位差V 。 材料电阻率 ρ=C
I
V
(Ω-cm) (2) 式中C 为探针修正系数，由探针的间距决定。
当样品电阻率分布均匀时，试样尺寸满足半无穷大条件时， 121223
21111C S S S S S S π=
+--
++(cm) (3)
式中：S 1、S 2、S 3分别为探针1与2，2与3，3与4之间的间距。每个探头都有自己的系数。C ≈±(cm)。
若取电流值I=C 时，则ρ=V ，即可由数字电压表直接读出。
由于块状或棒状样品外形尺寸远大于探针间距，符合半无穷大边界条件，电阻率可直接由（2)式求出。
磁损耗的测量采用倍乘电压表法，其原理如图所示。无抗取样电阻R 与被测磁芯Lx 串联，R 两端电压和Lx 两端电压分别接到倍乘（乘积）电压表得两个通道，该电压表指示出两个电压瞬时值乘积的平均值，这个平均值正比于磁芯的总功耗P=(ui )=αK 。该式中，(ui )为组合线圈两端的电压和通过它的电流乘积得时间平均值；α为电压表读数；K 为电表常数，由两个通道的灵敏度、测量电流的电阻器R 的数值和表头刻度的满度偏转来决定。
图2 倍乘电压表法测功耗原理
图2中，G ：大功率信号源，要求能供给规定的电压和电流，波形要在规定的容限以内，若规定用正弦波，谐振总含量应小于1%。平均值检波电压表UAV ：用于被测磁芯线圈两端的平均值电压的检测，测量误差小于1%。
（三）、实验内容
测量材料的电阻率和不同频率、温度及磁感应强度下材料损耗，结合磁损耗产生机制进行损耗分离，并探讨降低途径，从导电机制分析铁氧体电阻率对材料涡流损耗的影响。
（四）、实验步骤
1. 材料电阻率的测量 （1）测试准备
将220V电源插头插入电源插座，电源开关置于断开位置，工作选择开关置于“短路”位置，电流开关处于弹出切断位置。
将测试架的插头和主机的输入插座相连，松开测试架立柱处的高度调节手轮，将探头调节到适当的位置和高度，测试样品应进行清洁处理，放于样品架上，使探针能与表面良好接触，并保持一定的压力，调节室内温度使之达到要求的测试条件。
（2）测量电流的调节
将电源开关置于开启位置，数字显示亮，仪器通电预热1小时。
工作选择开关置于“1调节”位置，电流量程开关与电压量程开关必须放于相对应的任一组的量程上。按下电流开关，调节电流电位器，可以使电流输出在0~范围内，调节到数字显示出测量所需要的电流值（块状或棒状样品为；薄片样品为）。
（3）测量
极性开关拨至上方，工作状态选择开关置于“测量”，拨动电流量程开关和电压量程开关，置于样品测量所适合的电流、电压量程范围，调节电压表的粗调和细调调零，使数字显示为“000”，按下电流开关输出恒定电流，即可由数字显示板和单位显示灯直接读出测量值。如果数字出现闪烁，则表明测量值已超过此电压量程，应将电压量程开关拨到更高档；读数后切断电流开关，数字显示将恢复到零位。在仪表处于高灵敏电压档时要经常检查零位。
再将极性开关拨至下方（负极性），按下电流开关，从数字显示板和单位显示灯可以读出负极性的测量值。
将两次测量获得的电阻率值取平均，即为样品在该处的电阻率值。
2. 材料磁损耗的测量
（1）测试电压选择
根据测试条件及被测磁芯，按照下式计算测试电压：
V=×f×B×A e×N×10-4
式中： f为测试频率（KHz）；B为测试磁感应强度(mT)；N为测试线圈匝数；Ae为磁芯有效截面积 (cm2)。
（2）连接
（3）测试
①首先开启2335功率表电源。然后将信号源输出置于“断”状态，并将衰减器置于大于
60dB的位置，细调电位器左旋至底，选择好输出电压端接线，开启信号源电源。
②对待测磁芯进行尺寸测量后绕线，计算不同测试频率对应的测试电压。将待测磁芯接入
测量端口。
③将2335功率表置于auto和rms、P或P×10状态，然后将信号源置于“通”状态，逐
渐升高电压到所计算的值，在升压过程中，注意电流应无突升现象。
④由2335功率表读出磁芯的总功耗，计算比功耗。并根据约旦损耗分离对f=1000kHz下
的总损耗进行损耗分离。
测量条件如下表所示
⑤关机时，按照条反顺序进行。
（五）、注意事项
1. 仪器要先预热。
2. 样品表面需进行清洁处理，并保持干燥。
3. 四探针测量仪再中断测试时应将工作选择开关置于“短路”位置，电流开关置于弹出断开位置。根据国家标准和仪器性能关系可知，为保证测试精度，推荐以下电流、电压量程组合。
5. 禁止输出短路！！！
三、磁致伸缩系数测量与分析
一、实验目的
1. 掌握通过应变电阻阻值变化测试材料磁致伸缩系数的原理和方法。
2. 理解磁致伸缩系数λ与磁化场H 之间的关系。
3. 通过磁场对材料磁致伸缩系数的影响，探讨磁致伸缩的起源。
二、实验原理
磁体在外磁场中磁化时，其形状与体积发生变化，这种现象叫磁致伸缩。表征磁致伸缩的磁性参数为磁致伸缩系数，当磁场H 达到饱和磁化场时，纵向磁致伸缩为一确定值λs，——饱和磁致伸缩系数。
图1 应变电阻片法测量材料磁致伸缩系数原理图
如图1，将应变电阻粘结于待测材料上，并对待测材料所绕线圈通直流电流，在线圈产生的磁场作用下，磁体的尺寸将发生变化，并给应变电阻施加应力，从而改变了应变电阻的电阻值，通过测定应变电阻阻值的变化，可以分析出当前磁场强度下磁体尺寸的变化量（即磁致伸缩系数λ）。λ和应变电阻片阻值之间的关系如式（1）所示。
1L R L K R
λΛ?=
= (1)
其中：K 为应变电阻片的灵敏系数。
应变式传感器是目前应用最广泛的传感器之一。应变电阻片法是将磁致伸缩形变应变量转换成电阻变化，通过测量电阻的变化而测定λ的方法。应变片它主要由电阻敏感栅、基底和面胶(或覆盖层)、粘结剂、引出线五部分组成。应变片结构图见图2。
图2 应变电阻片结构
1―覆盖层；2―基底；3―引出线；4―粘合剂；5―敏感栅
为了精确测量磁性材料的磁致伸缩系数，可采用非平衡电桥法进行测量，如图3所示。
图3 测量磁致伸缩系数的电桥
R 1=R 2=R 3=R 4=R,ΔR=ΔR 1，单臂工作时，只有一臂工作，即R 1+ΔR 1，假设流过放大器的电流为I g ，则磁致伸缩系数可通过式（2）计算。
4()
1g g R R L I L K U
λ+Λ=
= （2） 其中：R g 为放大器的内阻。
三、实验内容
1. 熟悉TH2512B型智能低电阻测试仪。
2. 利用智能低电阻测试仪和应变电阻测试磁体的饱和磁致伸缩系数λs。
四、实验步骤
1. 开机预热
TH2512B型智能低电阻测试仪开机，测试前必须预热10分钟以上，以等待仪器内部线路电参数稳定。
2. 将应变电阻片粘结于磁体上，测量应变电阻的阻值。应变电阻片型号为BF350-3AA(11)，
电阻值为±Ω，灵敏系数为±1％。
3. 调节电磁铁磁极间的间距，把粘有应变电阻片的待测样竖直地置于电磁铁的磁极中央位置。
4. 开启电磁铁的充电装置，并置于“充磁”状态。
5. 按下On点动键，对待测样进行充磁。逐渐增加电流至10 A，电磁铁中产生的直流场也会
相应地增加。变化的磁场使待测样品的长度逐渐发生变化，最后趋于饱和状态。应变电阻的阻值也会相应地发生变化，并趋于稳定。
5. 逐渐减小电流至零，撤消施加于样品上的磁场。然后按下“退磁”键，并按“OFF”点动键。
6. 根据应变电阻的阻值变化，可计算得到磁体的饱和磁致伸缩系数λs。
五、注意事项
1. 对待测样品清洗干净后，将应变电阻片与待测样品保持良好粘合。
2. 勿对电磁铁进行长时间通入5A以上的大电流！！
3. 低电阻测量仪的注意事项如下：
（1）零点和清零
当使用20mΩ和200mΩ量程时，应首先清零，而在其他量程时一般不用清零。测试时，使用者可先选定量程，再把测试夹互夹，使S+端和S-端直接接触，D+端和D-直接接触，并保持良好的接触。具体地说：使两个测试夹有引出测试线的两金属片直接接触，无引出测试线的两金属片直接接触。若仪器显示不为零时，按前面板清零键，则清零ON指示灯亮，仪器清零。
（2）在20mΩ和200mΩ量程时不要长时间开路。
在此两个量程时，输出测试端电压被钳制在，若长时间开路，则当量程切换到高阻抗量程时，测试端开路时显示无法显示UUUU，而会呈现数字乱跳的现象。
（3）仪器所处的量程的识别
本仪器有从20mΩ和20kΩ七个量程，要正确选择量程，必须先会识别当前仪器所处的量程。方法如下：对于每一量程，仪器有固定的单位和小数点指示。可以用20000填满仪器的五个数码管，再依照小数点和单位的指示就可读出当前的量程。例如：当前单位指示mΩ,小数点在第二位，则仪器处在Ω量程档，即此档最大能测试Ω，最小适宜测试Ω的电阻。
四、磁化强度测量与分析
(二)、实验目的：
利用磁天平测试表征材料的自发磁化强度，通过测量材料的饱和磁化强度Ms，加深对自发磁化的理解，探讨分析铁磁性物质的自发磁化机制。
(三)、实验原理及方法：
根据磁性物质在非均匀磁场中的受力原理实现M s测量，其方法为磁天平法，如图所示。
磁天平工作原理示意图
设一小球样品处在非均匀磁场中，样品质量为m、体积V，则样品在此非均匀磁场中沿任意轴向α(α=x,y,z)所受的力为：
α
μα??=H
V
M F s 0…………………………………………………………………………① 或
α
σμα??=H
m
F s 0……………………………………………………………………………② 式中σs 为单位质量的饱和磁化强度，称为比饱和磁化强度。 显然，
s s
s m
M d V
σσ==…………………………………………………………………………③ 其中d 为试样密度
如果磁场的不均匀只表现在Z 方向。 则，
0=??=??y H x H ，0≠??z
H
∴z
H
V
M F s z ??=0μ………………………………………………………………………④ 或
z H
m
F s z ??=σμ0……………………………………………………………………………⑤ 实际测量中，z H
??即磁场梯度难以精确测量，因而，一般采用相对法测量，如图所示，无磁
场时，天平平衡时砝码重量(W 1),加磁场后，由于F z 的作用，需要增加砝码来达到新的平衡，当天平重新平衡时(W 2)有：
W g W W g z
H
m
F s z ?=-=??=.).(120σμ………………………………………………⑥ 式中g －重力加速度 △W－加磁场前后砝码之差 ∴z
H m
W
g s
???=
0.μσ……………………………………………………………………………⑦ 将标准样品置于同样的非均匀磁场中，则有：
z
H
m W g F s z ??=?=0
0000.σμ……………………………………………………………⑧ 联立⑦，⑧ ∴0
00W m W
m s s ??=
σσ…………………………………………………………………………⑨
-3
，纯度≥％的Ni 球，其饱和磁化强度M s0＝ 。
(三)、实验内容：
测量铁磁性小球的磁化强度，并分析其自发磁化的起源机制。
(四)、实验步骤：
1、接通FM－A磁天平电源，预热10分钟。
2、检查电流和磁场指示，用调零旋纽将电流和磁场置于零点。
3、放入标准样品，调节分析天平，测出磁场H＝0时的重量并记录
4、调节电流线圈电流，增加磁场H(30mT、60mT、90mT等)，调节分析天平，测出磁场H为某
一确定数值时的重量并记录，算出公式⑨△W。
5、将磁场恢复到零，放入待测小球样品，重复步骤3、4，算出△W。
6、代入标准样品参数，算出代测小球样品的σs(或M s)。
(五)实验注意事项
1、调节电流及磁场旋纽应轻缓。
2、不可在分析天平处于测量状态时增减砝码。
3、微量的铁磁性杂质对测量结果影响很大，所以应特别注意防止样品管内外杂质的沾染
4、磁天平处于水平状态，所以不得挪动仪器。
5、测试样品时，应关闭玻璃门窗，对整机不得振动。
五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量
（一）、实验目的
学会测量不同磁场下磁滞回线，并计算材料饱和磁感应强度，探讨磁场对磁感应强度的影响。
（二）、原理及测量装置
同实验二的CH2335功耗测试仪。
（三）、实验内容
测量不同磁场下磁滞回线，计算材料饱和磁感应强度，探讨磁场对磁感应强度的影响。（四）、实验步骤
1. 将GHY-6仪器后板上的X(H)和Y(B)接口与示波器对应的X、Y接口相连接。然后打开GHY-6
乘积法功耗测试仪，预热10分钟。
2．将W1（功率）向左旋至最小，接通电源，B、E之间接被测电感Lx；A、E之间接谐振电容Cx，预热5分钟后，调节W2（调零）使D（功耗）指示为0。
3．将S1（频率）置于测试频率，S4（电压）置于适当的档位（按工作的磁感应强度计算Lx 上的电压），S5（档位）置于档，S3（电流）置于适当的档位，使M1（电流表）的指示值尽量大而又不超出满刻度值。
4．调节W1和Cx使被测电感Lx在谐振情况下加上规定的电压（这样判断谐振，单独调节Cx使M1和M2（电压表）都指示最大）记下D的读数。
5．S3、S4、S5开关下面标有各量程对应的倍率值，将D的读数乘以S3、S4及S5的倍率就得到Lx的功耗，单位是瓦（W）。与此同时，可以通过示波器观察到B-H回线随频率及外加电压的变化。
（五）、注意事项
1. 开关S5的档是在测试损耗特别大的样品或纯电阻时用的。
2. 如果得到限幅报警的叫声，应将S2提到高一档的位置。
3. 在功率输出较大时，Lx短路的时间不应超过1分钟。因此，在不进行测试时，应将功率
输出调至最小。
六、磁畴结构分析表征
一、实验目的
通过对(YluBi)3(FeGa)5O 12石榴石薄膜的磁泡静态、动态磁化过程的观测，掌握测试原理和方法，加深理解磁畴理论。探讨在磁场作用下磁畴的运动与变化规律。
二、实验原理
1、磁泡静态理论
磁泡畴结构如图1，假设，膜厚h 均匀，磁泡半径r ，磁化方向垂直膜面向下，外加H b 垂直膜面向上。再假设畴壁能面密度?w 为常数，畴壁厚度为零。
图1磁泡薄膜和磁泡示意图
系统总能量E T 可表示为:
M H W T E E E E ++=
(1)
由能量最小原理，令
????????E r E r E r E r T W H M
=++=0 (2)
其中
W W
h r E σπ??2= (3) H rhM r
E S H
π??4= (4) )/2()4)(2(22h r F M h r
E s M
ππ??-= (5) 式(5) 中的F(2r/h)称为力函数。
[]
?
??
???-+=
?ππ
??20
2
/122
22
22
1sin )()(
)/2(d h r F r h h
r (6)
求解方程可得出磁泡缩灭场H 0和缩灭直径d 0：
其中l 为特征长度。 2、条状畴静态理论
图2
P 0为条畴周期，
(7)
对于图2所示的无限大磁性薄板中垂直磁化的平行条状畴，磁性膜单位面积的能量为
∑
--?+=奇）
（(03
03020)]/2exp(1[)/1)
/2(/2n W T P h n n P M P h E πμπσ， (8)
式中第一项式畴壁能，第二项为退磁能 P 0为条畴周期，如图2所示。令u ＝ P 0/h , 并利用特征长度表示式l ＝?w /4?M , 求E T 极小可得出
∑-?+-=)
(3
32)]}/2exp()/21(1)[/1(){
/(/1奇n u n u n n
u h πππ (9)
此为条状迷宫畴的稳定条件。
三、实验内容
磁泡薄膜的磁化过程观测。
四、实验步骤
1． 接通220V ，50Hz 市电源。 2． 开氙灯光源。 3． 开脉冲发生器。 4． 装样品。
5． 用透射偏光显微镜观察磁畴。
6． 改用?4物镜，运用适配器和摄像头，在电脑显示屏上显示出磁泡畴图像。
7． 进行磁泡实验：对磁泡薄膜样品施加外加静态磁场，外场从小到大直至所有畴结构消失， 再逐渐减小外场至零。观察磁畴结构的变化。
8． 实验完毕后依次关闭氙灯光源、脉冲发生器、控制器和电脑。以显微镜目镜置换摄像头，放置好摄像头，放置好磁泡样品和样品架。
五、注意事项
建筑物理实验指导书
实验一、声压级、声级及频谱的认识 一、实验目的：通过测量声压级、声级及频谱，了解声压级、声级及频谱的概念，了 解噪声频谱的测量方法。 二、实验内容：1）白噪声、粉红噪声、窄带噪声及语言声的频率特性及主观识辨。 2）噪声声压级、声级及频谱的测量。 3）倍频程、1/3倍频程等频谱的表示。 三、实验仪器：计算机、MC3022声学分析仪、传声器、扬声器、功率放大器、传输 线等。 四、实验装置图： 计算机产生需要的信号，通过功率放大器放大，推动扬声器发声，传声器接收声信号，送声学分析仪进行信号采集，将信号送计算机，由声学分析软件进行分析，得到需要的声学数据。 五、实验要求： 1．请绘制理想白噪声、粉红噪声、倍频程500Hz窄带噪声、1/3倍频程500Hz 窄带噪声的频率特性。
2．使用声级计测量噪声频谱和声级。请将测量数据添入表格，并绘制噪声频谱。 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 频率（Hz） 六、实验习题： 1．在自由场中（可认为四周无反射）理想情况下，声源声功率提高10dB，那么某测点： A、A声级增加10dB。 B、A声级增加小于10dB。
C、L声级增加10dB。 D、A声级增加量小于L声级增加量。 2．70dB+70dB+70dB=____________________。 3．dB(A)是参考______________曲线确定的。 4．在常温常压下，声波在空气中的传播速度为_______，约在钢铁中的________倍。2KHz声波的波长为________。 5．人耳对一个声音听觉灵敏度因另一个声音的存在而降低的现象叫________效应。6．在房间中，那些因素会引起离声源距离相同但测到的声压级不相同？ A、声源的指向性。 B、哈斯效应。
大学物理学实验指导书_4
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。 改变摆长，讨论对实验结果的影响并分析误差产生的原因 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、为什么测量周期不宜直接测量摆球往返一次摆动的周期试从误差分析来说明。 2、在室内天棚上挂一单摆，摆长很长，你设法用简单的工具测出摆长不许直接测量摆长。 实验三牛顿第二定律的验证 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：力学牛顿第二定律摩擦 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握气垫导轨的使用，使学生通过在气垫导轨上验证牛顿第二定律，更深刻的理解牛顿第二定律的物理本质。 二、实验要求 验证当m一定时，a∝F,当F一定时，a∝1／m。 三、实验仪器设备及材料 气垫导轨，数字毫秒计，光电门，气源 四、实验方案 1、调整气垫导轨水平。 在导轨的端部小心安装好滑轮，使其转动自如，细心调整好导轨的水平。
磁性测量实验指导书
磁性材料的磁性测量 一、实验目的 1. 了解固体磁性的来源。 2. 学习使用振动样品磁强计（VSM）测量材料的磁性。 二、实验原理概述 1. 目的意义 磁性是物质普遍存在的性质，任何物质在磁场作用下都有一定的磁化强度。磁性材料在电力、通讯、电子仪器、汽车、计算机和信息存储等领域有着十分广泛的应用。本实验通过对磁性材料磁性能的测量，加深对磁性材料基本特性的理解。 2. 固体的磁性 按磁性进行分类，大体可分为下述五种 （1）顺磁性。这类物质具有相互独立的磁矩，在没有外场作用下相互杂乱取向，故不显示宏观磁性。而在外场作用下，原来相互独立杂乱分布的磁矩将在一定程度上沿磁场方向取向，使这类物质表现出相应的宏观磁性。磁场越强则宏观磁性越强，而当外磁场去除后，其宏观磁性消失。 （2）抗磁（逆磁）性。此类物质无固有磁矩，在外磁场作用下产生感应磁性。磁场消失则宏观磁性随之消失。 （3）反铁磁性。此类物质内具有两种大小相等而反向取向的磁矩，故合成磁矩为零，使物质无宏观磁性。 （4）亚铁磁性。此类物质内存在两种大小不相等但反向耦合在一起的磁矩，故不能相互完全抵消，使该类物质表现出强磁特性。 （5）铁磁性。此类物质内的磁矩均可互相平行耦合在一起，因而表现出强磁特性。 3．磁特性的检测方法 振动样品磁强计可以测出在不同的环境下材料多种磁特性。由于其具有很多优异特性而被磁学研究者们广泛采用，使VSM成为检测物质内禀磁特性的标准通用设备。设被测样品的体积为V，由于样品很小，当被磁化后，在远处可将其
视为磁偶极子：如将样品按一定方式振动，就等同于磁偶极场在振动。于是，放置在样品附近的检测线圈内就有磁通量的变化，产生感生电压。将此电压放大并记录，再通过电压-磁矩的已知关系，即可求出被测样品的磁化强度。 三、实验设备及材料 1. 仪器：振动样品磁强计Lake Shore 7404型VSM 2. 材料：磁性样品 四、实验内容及步骤 1. 实验步骤 （一）校准系统 1．磁矩偏移量校准（Moment Offset） ①将空杆装在振动头上； ②从“calibration”菜单中点击“Moment Offset”； ③按照对话框提示进行Moment Offset的校准。 注意：在进行该项校准时不能选中“atuorange”栏。 2．磁矩增益量校准（Moment Gain） ①在样品杆上装入含有镍标准样品的样品杯，打开振动头； ②从“calibration”菜单中点击“Moment Gain”； ③在Moment Gain Calibration类型中选择“Single point calibration”； ④对话框中在相应的栏输入“6.92”emu 和“5000”G； ⑤调节样品鞍点； ⑥按照对话框提示步骤进行校准。 注意：在进行该项校准时不需要选中“atuorange”栏。 （二）测量样品 1. 根据所测试样品性质和形状选择相应的样品杆和样品杯；并将含有样品的样品杆安装在振动头上； 2. 调节样品鞍点； 3. 为该测量样品选择合适的量程或选中“atuorange”栏； 4. 从“experiments”菜单中选择“News experiment”，对实验进行命名，根据所需测量的数据（曲线）选择实验类型和实验条件；
建筑物理实验指导书(电子版)
河南理工大学 建筑物理实验指导书 闫海燕 职晓晓 编 专业： 班级： 学号： 姓名： 建筑与艺术设计学院建筑物理实验室 声 环 境 光环境
2011年3月
目录 学生试验守则 (2) 第一篇建筑热工学实验 实验一室内外热环境参数的测定 (3) 实验二建筑日照实验 (5) 第二篇建筑光学实验 实验三照明模型试验 (7) 实验四天然采光模型试验 (9) 第三篇建筑声学实验 实验五驻波管法测定吸声材料的吸声系数 (12) 实验六环境噪声测量 (14)
建筑物理实验室学生实验守则 一、要按时进入实验室并签到，迟到15分钟禁止实验。 二、实验前必须认真预习实验指导书，写出预习报告（包括：实验题目、实验目的、实验原理和操作步骤），回答指导教师的提问，否则应重新预习，经指导教师认可后方能进行实验。 三、进入实验室后应保持安静，不得高声喧哗和打闹，不准穿拖鞋、短裤和背心，不准抽烟，不准随地吐痰和乱扔废物，保持实验室和仪器设备的整齐清洁。 四、做实验时要严格遵守实验室的各项规章制度和仪器设备操作规程，服从指导教师和实验技术人员的指导，按要求进行实验操作，如实记录实验中观察到的现象和结果，不得弄虚作假。 五、要爱护仪器设备及实验室内其它设施，节约使用材料。使用前要仔细检查仪器设备，认真填写使用情况登记表，发现问题应及时报告。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品，对不听劝阻造成仪器设备损坏者，按学院有关规定进行处理。 六、实验中要注意安全，避免发生人身事故，防止损坏仪器设备，若出现问题，应立即切断电源，保护现场，并迅速报告指导教师，待查明原因排除故障后方可继续实验。
大学物理实验课后答案
实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案-电磁学
实验十一 学习使用数字万用表 【思考题参考答案】 1．调节电阻箱的电阻为500Ω和5Ω时，电阻的误差是多大？ 答：以0.1级为例，以每个接点的接触电阻按0.002Ω为例。 对于500Ω电阻从0和9999Ω接线柱输出，误差为 Ω=?+?=?512.0002.06%1.0500R 对于5Ω电阻从0和9.9Ω接线柱输出，误差为 Ω=?+?=?009.0002.02%1.05R 2．电源电压为110V 。是否可以只用一个电阻箱控制，得到0.5A 的电流？ 答：若只用一个电阻箱控制，所需电阻为Ω2205.0110==R 。这需要电阻箱的100?R 档，此档允许电流为0.05A ，实际电流大于额定电流，不能使用。 3．对于一块四位半的数字万用电表的直流电压200mV 量程，可能出现的最大数字是多少？最小分辨率是多少？ 答：最大数字为199.99mV 。最小分辨率为0.01mV 。 4．使用数字万用电表的直流电压2V 量程测量直流电压，测量值为1.5V ，测量误差为多少？如果测量值为0.15V ，测量误差为多少？如果换用200mV 量程测量直流电压0.15V ，误差为多少？ 答：我们以0.5级的三位半表为例，()一个字+±=?x U U %5.0。 2V 量程测量直流电压1.5V 时 ()mV mV V U 5.815.1%5.0±=+?±=? 2V 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV V U 8.1115.0%5.0±≈+?±=? 200mV 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV mV U 9.01.0150%5.0±≈+?±=? 可见，测量小电压尽量选用低量程档。 5．为什么不宜用数字万用电表的电阻档测量表头内阻？ 答：数字万用电表电阻档内置9V 电池，而微安表头内阻在2000Ω左右。这样测通过表头的电流估计为mA A 5.40045.020009==，这个电流远大于微安表头的满量程电流。 6．为什么不能用数字万用电表的电阻档测量电源内阻？ 答：电阻档的使用条件是被测电阻中无电流通过，或者被测电阻两端无电压。对电源内阻来说，一旦用电阻档测量，电源就为内阻提供了电流，这样容易烧毁电表。 实验十二 制流和分压电路 【思考题参考答案】
建筑物理实验
建筑物理实验 实验指导书 马欣 张宏然 李海英 北方工业大学建筑工程学院建筑系、建筑物理实验室 2008年6月
第一部分光学实验部分 实验一教室天然光环境评价 一、实验目的 1、掌握室内光环境的基本评测方法。 2、了解采光设计要点。 3、检验实际采光效果是否达到预期的设计目标。 二、实验设备 照度计，亮度计，对讲机，米尺，直尺，线，胶带纸等。 三、预习要求 《建筑物理》第七章第二节，第八章第一节、第二节和第三节。 四、实验原理与方法 1、概述 在建筑现场进行光度测量是评价光环境的重要手段。其目的是：检验实际照明效果是否达到预期的设计目标；了解不同光环境的实况，分析比较设计经验；确定是否需要对照明进行改装或维修。 室内光环境测量的主要内容是：工作面上各点的照度和采光系数；室内各表面，包括灯具和家具设备的亮度；室内主要表面的反射比，窗玻璃的透射比；灯光和室内表面的颜色。 为得到正确的测量数据，在着手测量前，必须检查仪器是否经过校准，确定它的误差范围。 选择标准的测量条件也很重要。天然采光的采光系数测量，应当尽可能在全阴天进行。 2、照度测量 在进行工作的房间内，应该在每个工作地点（例如书桌、工作台）测量照度，然后加以平均。对于没有确定工作地点的空房间或非工作房间，通常选0.8m高的水平面测量照度。测量时可将测量区域划分成大小相等的方格（或接近方形），测量每格中心的照度。 测量数据可用表格记录，同时将测点位置正确标注在平面图上，最好是在平面图的测点位置直接记下数据。在测点数目足够度的情况下，根据测得数据画出一张等照度曲线分布图更为理想。图
1是一个示例。 3、亮度测量 光环境的亮度测量应在实际工作条件下进行。先选定一个工作地点作为测量位置，从这个位置 图1：照度测量数据在平面图上的表示方法 图2：光环境亮度测量数据的表示方法
大学物理实验4-指导书
1.1 静电场 实验内容 图示静电场的基本性质: 同心球壳电场及电势分布图。 实验设置 有两个均匀带电的金属同心球壳配置如图。内球壳（厚度不计）半径为R 1=5.0 cm ，带电荷 q 1 = 0.6?10-8 C ；外球壳半径R 2 = 7.5 cm ，外半径R 3 = 9.0 cm ，所带总电荷q 2 = - 2.0?10-8 C 。 实验任务 画出该同心球壳的电场及电势分布。 实验步骤及方法 基本原理：根据高斯定理推导出电场及电势的 分布公式；利用数据分析软件，如Microsoft Excel 绘制电场及电势的分布图。 在如图所示的带电体中，因内球壳带电q 1，由于静电感应，外球壳的内表面上将均匀地分布电荷-q 1；根据电荷平衡原理，外球壳的外表面上所带电荷除了原来的q2外，还因为内表面感应了-q 1而生成+q 1,所以外球壳的外表面上将均匀分布电荷q 1+q 2。 在推导电场和电势分布公式时，须根据r 的变化范围分别讨论r < R 1、R 1 < r < R 2、R 2 < r < R 3、r > R 3几种情况。 场强分布： 当r < R 1时， 001=?=???E dS E S 当R 1 < r < R 2时， ?= ???0 1 εq dS E S 2 1 0241 r q E επ= 当R 2 < r < R 3时， 00 3=?=???E dS E S 当r > R 3时， 1
2 210 40 2 141r q q E q q dS E S += ? += ??? επε 电势分布： 根据电势的定义，可以求得电势的分布。 当r < R 1时， 3 2 10210110143211414141 3 3 2 21 1R q q R q R q U dr E dr E dr E dr E dr E U R R R R R R r r ++ -=?+?+?+?=?=?????∞ ∞ επεπεπ 当R 1 < r < R 2时， 3 2 102101014321414141 3 3 2 2R q q R q r q U dr E dr E dr E dr E U R R R R r r ++ -=?+?+?=?=????∞ ∞ επεπεπ 当R 2 < r < R 3时， 3 2 10143141 3 3 R q q U dr E dr E dr E U R R r r += ?+?=?=???∞ ∞ επ 当r > R 3时， r q q U dr E dr E U r r 2 1014141 += ?=?=??∞ ∞επ 至此，可以用MS Excel 来绘制电场及电势分布图。方法如下： 打开Excel 后会有一个默认的表格出现（如下图） 在A1、A2、A3单元格内分别输入“R1=”、“R2=”、“R3=”；在B1、B2、B3单元格内分别输入R1、R2、R3的数值。
磁性物理实验指导书讲解
磁性物理实验 讲义 磁性物理课程组编写 电子科技大学微电子与固体电子学院 二O一二年九月
目 录 一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (一) 、实验目的： 了解磁性材料的起始磁导率的测量原理，学会测量材料的起始磁导率，并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。 (二）、实验原理及方法： 一个被磁化的环型试样，当径向宽度比较大时，磁通将集中在内半径附近的区域分布较密，而在外半径附近处，磁通密度较小，因此，实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况，引入有效尺寸参数。有效尺寸参数为：有效平均半径r e ，有效磁路长度l e ，有效横截面积A e ，有效体积V e 。矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。 ? ??? ??-= 211 2 11ln r r r r r e （1） ? ??? ??-= 211 211ln 2r r r r l e π （2） ? ??? ??-= 21 1 22 11ln r r r r h A e （3） e e e l A V = （4） 其中：r 1为环型磁芯的内半径，r 2为环型磁芯的外半径，h 为磁芯高度。
利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性，尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时，应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。材料的起始磁导率（ i μ）可通过对环型磁 心施加线圈后测量其电感量（L ）而计算得到。计算公式如式（5）所示。 2 0i e e A N L l μμ= （5） 其中：μ0为真空磁导率，4π×10-7 H ·m -1 ；N 为线圈匝数。 磁性材料起始磁导率（μi ）的定义式如式（6）所示。可知，起始磁导率的温度特性依赖于材料磁感应强度（B ）的温度特性，而磁感应强度和磁化强度（M ）之间满足式（7），因此可知，材料起始磁导率的温度特性可反映材料磁化强度的温度特性。根据郎之万顺磁性理论可知，磁性材料的磁化强度大小严重依赖于温度变化。随着温度升高，磁性材料可铁磁性或亚铁磁性状态转变为顺磁性状态，此时对应的临界温度为磁性材料的居里温度（T c ）。对于铁氧体材料来说，次晶格上的离子种类和占位情况会影响次晶格间的超交换作用，从而对材料温度特性产生影响。 001lim i H B H μμ?→?=? （6） B =μ0(H +M ) （7） 测量实验装置如下图所示。 (三)、实验内容：发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响，进而表征磁特性参数的温度特征。 (四)、实验步骤： 1、将LCRZ 测量仪开机预热10分钟，并进行开路和短路较准。 2、准确测量待测环型样品的内径r 1、外径r 2和高h 。 3、对待测样品绕10匝线圈后将其置于高低温试验箱中。首先测量室温下待测样品的电感量， 然后分别调节温度至-30℃、-10℃、50℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃和120℃，测量不同温度下待测样品的电感量。 4、根据电感量计算材料起始磁导率，并计算材料居里温度。根据上述测量结果分析强磁性物 质离子占位分布对自发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响。 (五)、实验注意事项 1. 当高低温箱工作室温度（PV 值）≥60℃时禁止起动高低温箱“制冷”功能！ 2. 高低温箱照明灯不宜长亮！ 3. 请勿拨动超温设置拨盘开关！ 二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 （一）、实验目的
建筑物理光学实验报告
建筑物理实验报告 建筑光学实验： 1.采光系数测量 2.教室亮度测量 3.测定材料光反射系数 4.测定材料光透射系数 小组成员：王林 2011301569 范俊文 2011303156 肖求波 2011301549 沈杰 2011301544 指导教师：刘京华 西北工业大学力学与土木建筑学院 2013年11月3日
一 实验目的 室内光环境对于室内生产，生活，工作有着直接的影响。良好的光环境能够提高工作学习效率，保障人身安全和视力。天然采光效果的好坏及合理与否，可以通过天然采光实测作出评价。采光系数是评价室内自然光环境，室内开口合理与否的一个重要指标。通过实验了解室内自然光环境测量方法及数据的整理与分析，并对该实测房间的光环境作出评价。 二 实验原理及仪器 1.原理： 室内采光测量最主要的工作是同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度和室外水平面的照度值。室外照度是经常变化的，必然引起室内照度的相应变化，不会是固定值。因此对采光系数量的指标，采用相对值，这一相对值称为采光系数（C ）,即室内某一点的天然光照度(E n ),和同一时间的室外全云天的天然光照度（E w ）的比值。 w n E E C 2.仪器：照度计2台/组 卷尺 两台照度计为同型号，分别用于室内和室外的照度测量。 三 实验时间及，地点及天气状况
时间：2013年11月4日星期一 地点：教学东楼D座 四实验要求 1测量数据记录(不少于5个测点) 2.附加测量项目： （1）．采光系数最低值C min 采光系数最低值取典型剖面和假定工作面交线上各测点中采光系数值中最低的一个，作为该房间的评价值。 （2）. 采光系数平均值C av 采光系数平均值取典型剖面与假定工作面交线上各测点的采光系数算术平均值。 当室内有两条或以上典型剖面时，各条典型剖面上的采光系数应分别计算。取其中最低的一个平均值作为房间的采光系数平均值。（3）．采光均匀度U c 采光系数最低值与平均值之比，即U c=C min/C av 国家规范规定，对于侧窗和顶部采光要求为I-IV级的房间，其工作面上的采光均匀度不应低于0.7。采光均匀度应按各个不同剖面计算，取其中均匀度最低的一个值作为该房间的评价值。 五实验方法 1.测点布置 室内采光测点的布置反映各工作面上照度值的变化和光的分布情况，因此采光实测时要在待测建筑物内选取若干个有代表性的能反映室内采光质量的典型剖面,然后在剖面与工作面交线布置一组测点。侧面采光的房间有两个代表性的横剖面，一个通过侧窗中心线，一个通过侧墙中心线；剖面图上布置测点的间距2m；测点距墙或柱的距离为0.5~1m，中间测点等距布置。 2.测量条件 我国采光设计标准采用国际照明委员会推荐的CIE标准天空，即全云天作为天空亮度分布规律的标准。因此采光系数测量的天空应该选取全云天(云量8~10级)，天空中看不到太阳的位置。不应在晴天和多云天测量，也不宜在雨雪天测量。
《采光实测》实验指导书5页word文档
《采光实测》实验指导书 实验名称：采光实测 实验项目性质：综合性 所涉及课程：建筑物理 计划学时：2 一、实验目的 对建筑采光进行测量是建筑物理实验中的重要内容。虽然可以作一系列采光设计计算，但由于影响因素十分复杂，所以只有对建筑采光进行实测才能对室内光环境质量做出正确评价，进而了解建筑物采光设计的实际效果和存在的问题，以便采取有针对性的解决措施。 一个良好的光视觉环境应包括适当的照度水平，舒适的亮度对比，宜人的光色和避免出现眩光的干扰。随着采光设施使用时间的增长，采光效果也会变化，要继续保持良好的采光效果必须采取适时的维护保养，而采取定期的采光实测对于建立采光实施的合理维护保养制度也是不可缺少的。 本实验目的是使学生学会用照度计进行采光实测，并通过实测加深对照度、采光系数及材料反光系数、透光系数的理解，培养学生的综合试验能力。 二、实验内容 采光实测的内容包括： 2.1 室内典型剖面（工作面）上各点的照度和室外无遮挡水平面上的扩散 光照度的测量。 2.2 室内墙面、顶棚、地面等饰面材料的光反射系数的测量。 2.3 采光口采光材料的光透射系数的测量。 三、实验原理 3.1 采光系数的概念 室内采光的最终目的是在工作面上获得适当的天然照度，采光测量最主要的工作也是测定由天空光所产生的室内工作面上的照度值。由于天空光所产生的室内工作面上的照度值是随室外照度值不断变化的，为此采用室内照度与同一时刻室外照度的比值这一相对照度值作为评价天然采光的定量指标，就是采光系数的概念。 根据采光系数的定义，我们在测定室内工作面上天然采光的照明水平时就不能只测定室内工作面上的照度值，还要同时测定室外无遮挡的空旷
大学物理 学习指南
学习指南 1、物理实验课的教学目的 大学物理实验教学目的与中学阶段的物理实验教学有着本质的不同。“大学物理实验”是一门独立的基础课程，它不是“大学物理学”的分支或组成部分。虽然物理实验必须以物理学的理论为基础，运用物理学的原理进行实验或研究，但是“大学物理实验”又独立于“大学物理学”，它不是以验证物理定律、加强理解物理规律为主要目的的，分散的力、热、电、磁、光实验的堆切，而是以物理实验的基本技术或基本物理量的测量方法为主线，再贯穿以现代误差理论，现代物理实验仪器设备、器件的原理、使用方法，构建成一个完整的，但又不断发展的课程体系框架。其教学目的如下： （１）掌握基本物理量的各种测量方法，学会分析测量的误差，学会基本的实验数据处理方法，能正确的表达测量结果，并对测量结果进行正确的评价（测量不确定度）。 （２）掌握物理实验的基本知识、基本技能，常用实验仪器设备、器件的原理及使用方法，并能正确运用物理学理论指导实验。 （３）培养、提高基本实验能力，并进一步培养创新能力。基本实验能力是指能顺利完成某种实验活动（科研实验或教学实验）的各种相关能力的总和，主要包括： 观察思维能力──在实验中通过观察分析实验现象，并得出正确规
律的能力。 使用仪器能力──能借助教材或仪器使用说明书掌握仪器的调整和使用方法的能力。 故障分析能力──对实验中出现的异常现象能正确找出原因并排除故障的能力。 数据处理能力──能正确记录、处理实验数据，正确分析实验误差的能力。 报告写作能力──能撰写规范、合格的实验报告的能力。 初步实验设计能力──能根据课题要求，确定实验方案和条件，合理选择实验仪器的能力。 （４）培养从事科学实验的素质。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；吃苦耐劳、勇于创新的精神；遵守操作规程，爱护公共财物的优良品德；以及团结协作、共同探索的精神。 2、大学物理实验课的基本程序 实验课与理论课不同，它的特点是同学们在教师的指导下自己动手，独立完成实验任务，通常每个实验的学习都要经历三个阶段。 （１）实验的准备 实验前必须认真阅读讲义，做好必要的预习，才能按质按量按时完成实验。同时，预习也是培养阅读能力的学习环节。预习时要写预习报告，预习报告包括以下内容：
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案电磁学
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案电磁学
实验十一 学习使用数字万用表 【思考题参考答案】 1．调节电阻箱的电阻为500和5时，电阻的误差是多大？ 答：以0.1级为例，以每个接点的接触电阻按0.002为例。 对于500 电阻从0和9999接线柱输出，误差为 Ω=?+?=?512.0002.06%1.0500R 对于5电阻从0和9.9接线柱输出，误差为 Ω=?+?=?009.0002.02%1.05R 2．电源电压为110V 。是否能够只用一个电阻箱控制，得到0.5A 的电流？ 答：若只用一个电阻箱控制，所需电阻为Ω2205.0110==R 。这需要电阻箱的100?R 档，此档允许电流为0.05A ，实际电流大于额定电流，不能使用。 3．对于一块四位半的数字万用电表的直流电压200mV 量程，可能出现的最大数字是多少？最小分辨率是多少？ 答：最大数字为199.99mV 。最小分辨率为0.01mV 。 4．使用数字万用电表的直流电压2V 量程测量直流电压，测量值为 1.5V ，测量误差为多少？如果测量值为0.15V ，测量误差为多少？如果换用200mV 量程测量直流电压0.15V ，误差为多少？ 答：我们以0.5级的三位半表为例，()一个字+±=?x U U %5.0。 2V 量程测量直流电压1.5V 时 ()mV mV V U 5.815.1%5.0±=+?±=? 2V 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV V U 8.1115.0%5.0±≈+?±=? 200mV 量程测量直流电压0.15V 时
()mV mV mV U 9.01.0150%5.0±≈+?±=? 可见，测量小电压尽量选用低量程档。 5．为什么不宜用数字万用电表的电阻档测量表头内阻？ 答：数字万用电表电阻档内置9V 电池，而微安表头内阻在 左右。这样测经过表头的电流估计为mA A 5.40045.020009==，这个电流远大于微安表头的满量程电流。 6．为什么不能用数字万用电表的电阻档测量电源内阻？ 答：电阻档的使用条件是被测电阻中无电流经过，或者被测电阻两端无电压。对电源内阻来说，一旦用电阻档测量，电源就为内阻提供了电流，这样容易烧毁电表。 实验十二 制流和分压电路 【思考题参考答案】 1．在连接分压电路时，有人将电源的 正、负极经过开关分别连到变阻器的一个 固定端和滑动端。这种连接方法对么？会 有什么问题？ 答：电路如图，这种连接方法不对。这种电路负载电阻被短路不会分压。 2．有一分压电路如图（实验的那个电路），负载电阻Ω=k R L 1.5，电压表内阻为Ω=k R V 10，变阻器电阻为0R 。 （1）若希望分压均匀，应选择哪种规格的变阻器？ （a ）A 1,5Ω；（b ）A 5.0,100Ω（c ）A 2.0,1000Ω E K A B C R
建筑物理实验报告
建筑物理实验报告 班级：建筑112 姓名：刘伟 学号： 01111218 指导教师：周洪涛 建筑物理实验室 2014年10月15日 小组成员：张思俣；郭祉良；李照南；刘伟；王可为；
第三篇建筑热工实验 一、实验一建筑热工参数测定实验 二、实验目的 1、了解热工参数测试仪器的工作原理； 2、掌握温度、湿度、风速的测试方法，达到独立操作水平； 3、利用仪器测量建筑墙体内外表面温度场分布，检验保温设计效果； 4、测定建筑室内外地面温度场分布； 5、可通过对室外环境的观测，针对住宅小区或校园内地形、地貌、生物生活对气候 的影响，进而研究在这个区域内的建筑如何应用有力的气候因素和避免不利的气 候影响。 三、实验仪器概述 I．WNY —150 数字温度仪 ●用途：用于对各种气体、液体和固体的温度测量。 ●特点：采用先进的半导体材料为感温元件，体积小，灵敏度高，稳定性好。温度值 数字显示，清晰易读，测温范围：-50℃～150℃，分辨力：0.1℃。 ●测试方法及注意事项： 1.取下电池盖将6F22，9V叠层电池装入电池仓。 2.按ON键接通电源，显示屏应有数字显示。 3.插上传感器，显示屏应显示被测温度的数值。 4.显示屏左上方显示LOBAT时，应更换电池。 5.仪器长期不用时，应将电池取出，以免损坏仪表。 II．EY3-2A型电子微风仪 ●用途：本产品是集成电子化的精密仪器，适用于工厂企业通风空调，环境污染监测， 空气动力学试验，土木建筑，农林气象观测及其它科研等部门的风速测量，用途十分广泛。 ●特点： 1.测量范围宽，微风速灵敏度高，最小分度值为0.01m/s。 2.高精度，高稳定度，使用时可连续测量，不须频繁校准 3.仪器热敏感部件，最高工作温度低于200℃，使用安全可靠，在环境温度为 -10℃～40℃内可自动温度补偿。 4.电源电压适用范围宽：4.5V～10V功耗低。 ●主要技术参数： 1.测量范围：0.05～１ｍ/s 1～30m/s(A型) 2.准确度：≤±2﹪F.S。 3.工作环境条件：温度－10℃～＋40℃相对湿度≤85%RH。 4.电源：R14型（2#）电池4节 ●工作原理：本仪器根据加热物体在气流中被冷却，其工作温度为风速函数这一原理设 计。仪器由风速探头及测量指示仪表两部分组成。 ●测试方法及注意事项：
物理实验习题与指导03
大学物理实验复习题 一、基础知识部分（误差与不确定度、数据处理、基本测量与方法） （一）问答题 1、什么叫测量、直接测量、间接测量？（看教材） 2、什么叫随机误差？随机误差的特点是什么？（看教材） 3、什么叫系统误差？系统误差的特点是什么？（看教材） 4、下列情况哪些是属于随机误差，哪些是属于系统误差？(从定义角度 考虑) （1）经校准的秒表的读数误差。 （2）在20℃下标定的标准电阻，在30℃下使用引起的误差。 （3）分光计实验中的偏心误差。 （4）千分尺的“零点读数不为零”引起的误差。 （5）读仪表时的视差。 （6）因为温度的随机变化所引起的米尺的伸缩，而用该米尺测长所引起的误差。 （7）水银温度计毛细管不均匀。 （8）仪表的零点不准。 5、什么叫误差、绝对误差、相对误差、视差、引用误差、回程误差、 偏差、残差、示值误差、读数误差、估读误差、标准差？（查相关资料一般了解） 6、误差的绝对值与绝对误差是否相同？未定系统误差与系统不确定度 是否相同？（从定义出发） 7、什么叫不确定度、A类不确定度、B类不确定度？（从定义出发） 8、不确定度与不准确度是否相同？（看教材一般了解） 9、什么叫准确度、正确度、精密度？（从打靶角度分析） 10、对某量只测一次，标准误差是多少？（不变） 11、如何根据系统误差和随机误差相互转化的特点来减少实验结果的误 差？（如测金属丝的平均直径和直径的平均值） 12、测量同一玻璃厚度，用不同的测量工具测出的结果如下，分析各值 是使用哪些量具测量的？其最小分度值是多少？（自做答案） （1）2.4mm (2)2.42mm (3)2.425mm 13、有一角游标尺主尺分度值为1°，主尺上11个分度与游标上12个 分度等弧长，则这个游标尺的分度值是多少？（参考游标卡尺原理）
建筑物理实验指导书(电子版)
河南理工大学 建筑物理实验指导书 闫海燕职晓晓编 光 班级： 学号： 姓名： 建筑与艺术设计学院建筑物理实验室
2011年3月
目录 学生试验守则 (2) 第一篇建筑热工学实验 实验一室内外热环境参数的测定 (3) 实验二建筑日照实验 (5) 第二篇建筑光学实验 实验三照明模型试验 (7) 实验四天然采光模型试验 (9) 第三篇建筑声学实验 实验五驻波管法测定吸声材料的吸声系数 (12) 实验六环境噪声测量 (14)
建筑物理实验室学生实验守则 一、要按时进入实验室并签到，迟到15分钟禁止实验。 二、实验前必须认真预习实验指导书，写出预习报告（包括：实验题目、实验目的、实验原理和操作步骤），回答指导教师的提问，否则应重新预习，经指导教师认可后方能进行实验。 三、进入实验室后应保持安静，不得高声喧哗和打闹，不准穿拖鞋、短裤和背心，不准抽烟，不准随地吐痰和乱扔废物，保持实验室和仪器设备的整齐清洁。 四、做实验时要严格遵守实验室的各项规章制度和仪器设备操作规程，服从指导教师和实验技术人员的指导，按要求进行实验操作，如实记录实验中观察到的现象和结果，不得弄虚作假。 五、要爱护仪器设备及实验室内其它设施，节约使用材料。使用前要仔细检查仪器设备，认真填写使用情况登记表，发现问题应及时报告。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品，对不听劝阻造成仪器设备损坏者，按学院有关规定进行处理。 六、实验中要注意安全，避免发生人身事故，防止损坏仪器设备，若出现问题，应立即切断电源，保护现场，并迅速报告指导教师，待查明原因排除故障后方可继续实验。
七、实验结束后要如实填写“实验仪器设备使用记录”。经实验室工作人员检查仪器设备、工具、材料无误后方可离开，严禁擅自将实验室任何物品带走。 八、值日人员要认真打扫卫生，养成良好的卫生习惯。 九、学生应认真按时完成实验报告，对实验指导教师批发的报告要认真改正。实验报告交实验指导教师留存。 十、课外到实验室做实验，须经实验室主任同意。 十一、学生因病、事假缺实验者，可凭假条找任课教师补做实验。因旷课缺实验者，必须写出检查，经辅导员签字同意后，方可补做实验。 十二、学生未完成实验室安排的全部实验无权参加最后考试。 第一篇建筑热工学实验 实验一：室内外热环境参数的测定 指导老师：同组者姓名：实验日期：年月日一.实验目的： 二．实验设备 温湿度计 热舒适度仪 自动气象及生态环境监测系统
建筑物理实验报告.
建筑物理实验报告[建筑热工、建筑光学和建筑声学实验] XXX XXXX XXXXXXX
建筑物理实验报告 第一部分建筑热工学实验 （一）温度、相对湿度 1、实验原理： 通过实验了解室外热环境参数测定的基本内容；初步掌握常用仪器的性能和使用方法；明确各项测量的目的；进一步感受和了解室外气象参数对建筑热环境的影响。 2、实验设备：TESTO 175H1温湿度计 3、实验方法：` （1）在测定前10min左右，把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。 （2）若为手动通风干湿球温度计，用钥匙上紧上部的发条，并把它悬挂于测点。待3～4min，当温度计数值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时，视平线应与温度计水银面平齐。先读小数，后读整数。 （3）根据干湿球温度计的读数，获得测点空气温度。 （4）根据干、湿球温度计读数值查表，即可得到被测点空气的相对湿度。
4、实验结论和分析 室内温湿度 仪器：TESTO 175H1 位置湿度（%）温度（℃） 暖气上方A 24.5 17.5 桌面上方B 25.6 17.0 南边靠墙柜子C 25.5 16.8 室内门口处D 25.1 16.5 5.对测量结果进行思考和分析 根据测量的数据可以看出，室内各处的温度及湿度较为平均。暖气上方的区域温度较高而导致相对湿度较低。桌子由于靠近暖气，所以温度较高。柜子由于距离暖气较远，温度相对较低，较为接近室内的平均气温。门口处由于通风较好，温度较低，湿度相对较高。
（二）室内风向、风速 1、实验原理：QDF型热球式电风速计的头部有一直径约0.8mm的玻璃球，球内绕有镍镉丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的两端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍镉丝线圈时，玻璃球的温度升高，其升高的程度和气流速度有关。当流速大时，玻璃球温度升高的程度小；反之，则升高的程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势，经校正后用气流速度在电表上表示出来，就可用它直接来测量气流速度。 2、实验设备：TESTO 425 3、实验方法： （1）把仪器杆放直，测点朝上，滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。 （2）把校正开关置于“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针在满刻度的位置。再把校正开关置于“零位”的位置，用“粗调”、“细调”两个旋钮，使电表指针在零点的位置。 （3）轻轻拉动滑套，使侧头露出相当长度，让侧头上的红点对准迎风面，待指针较稳定时，即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定，可读取中间示值。 （4）风向可采用放烟或悬挂丝的方法测定。
DH4518交流电桥的原理和应用(实验指导书) 大学物理实验
当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有 U ac =U ad U cb =U db 即I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3两式相除有3 344221Z I Z I Z I Z I 1 当电桥平衡时，I 0=0，由此可得 I 1=I 2，I 3=I 4 所以Z 1Z 3=Z 2Z 4（1） 上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘积相等。 由图1可知，若第一桥臂由被测阻抗Z x 构成，则 Z x =3 2Z Z Z 4当其他桥臂的参数已知时，就可决定被测阻抗Z x 的值。 二、交流电桥平衡的分析 下面我们对电桥的平衡条件作进一步的分析。 在正弦交流情况下，桥臂阻抗可以写成复数的形式 Z=R+jX=Ze jφ 若将电桥的平衡条件用复数的指数形式表示，则可得 Z 1e jφ1·Z 3e jφ3=Z 2e jφ2·Z 4e jφ4 即Z 1·Z 3e j(φ1+φ3)=Z 2·Z 3e j(φ2+φ4) 根据复数相等的条件，等式两端的幅模和幅角必须分别相等，故有Z 1Z 3=Z 2Z 4 φ1+φ3=φ2+φ4上面就是平衡条件的另一种表现形式，可见交流电桥的平衡必须满足两个条件：一是相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等；二是相对桥臂上阻抗幅角之和相等。 由式（2）可以得出如下两点重要结论。 1、交流电桥必须按照一定的方式配置桥臂阻抗 如果用任意不同性质的四个阻抗组成一个电桥，不一定能够调节到平衡，因此必须把电桥各元件的性质按电桥的两个平衡条件作适当配合。 在很多交流电桥中，为了使电桥结构简单和调节方便，通常将交流电桥中的两个桥臂设计为纯电阻。 ) 2(