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大学物理实验指导书汇总

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实验一 物体密度的测定

【预习题】

1.简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项。

答:(1)游标卡尺的测量原理及使用时的注意事项:

游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器,它由主尺和游标组成。设主尺上的刻度间距为y ,游标上的刻度间距为x ,x 比y 略小一点。一般游标上的n 个刻度间距等于主尺上(n -1)个刻度间距,即y n nx )1(-=。由此可知,游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差n

1,这就是游标的精度。

教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为mm 501,即主尺上49mm 与游标上50格同长,如教材图1-3所示。这样,游标上50格比主尺上50格(50mm )少一格(1mm ),即游标上每格长度比主尺每格少1÷50 = 0.02(mm), 所以该游标卡尺的精度为0.02mm 。

使用游标卡尺时应注意:①一手拿待测物体,一手持主尺,将物体轻轻卡住,才可读数。②注意保护量爪不被磨损,决不允许被量物体在量爪中挪动。③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径,内量爪用来测量内径,深度尺用来测量槽或筒的深度,紧固螺丝用来固定读数。

(2)螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项:

螺旋测微器又称千分尺,它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长度的长度测量仪器。螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。如教材P24图1-4所示,固定套管D 上套有一个活动套筒C(微分筒),两者由高精度螺纹紧密咬合,活动套筒与测量轴A 相联,转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进,活动套筒转动一周( 360),测量轴伸出或缩进1个螺距。因此,可根据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。对于螺距是0.5mm 螺旋测微器,活动套筒C 的周界被等分为50格,故活动套筒转动1 格,测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读,其测量精度可达到0.001 mm 。

使用螺旋测微器时应注意:①测量轴向砧台靠近快夹住待测物时,必须使用棘轮而不能直接转动活动套筒,听到“咯、咯”即表示已经夹住待测物体,棘轮在空转,这时应停止转动棘轮,进行读数,不要将被测物拉出,以免磨损砧台和测量轴。②应作零点校正。

2.为什么胶片长度可只测量一次?

答:单次测量时大体有三种情况:(1)仪器精度较低,偶然误差很小,多次测量读数相同,不必多次测量。

(2)对测量的准确程度要求不高,只测一次就够了。(3)因测量条件的限制,不可能多次重复测量。本实验由对胶片长度的测量属于情况(1),所以只测量1次。

【思考题】

1.量角器的最小刻度是'30。为了提高此量角器的精度,在量角器上附加一个角游标,使游标30分度正好与量角器的29分度等弧长。求该角游标的精度(即可读出的最小角度),并读出下图所示的角度。

答:因为量角器的最小刻度是30’,游标30分度与量角器29分度等弧长,所以游标的精度为130

03'=' ,图示角度为 149'45 。

2.用螺旋测微器进行测量时要考虑螺距误差吗?

答:不要。因为用螺旋测微器进行测量时,活动套筒(即微分筒)只向一个方向转动,所以不考虑螺距误差。

3.设计一种修正齿孔面积的方案。

答:齿孔形状如图1所示。齿孔面积S 等于长方形

面积XY 减去修正面积△S 。由图1、图2可知修正面积

等于正方形和内切圆面积之差,所以只要测出内切圆

的半径,就可求出△S 。

用读数显微镜测出图1中的X

1、X

2、Z 1、Z 2,得

内切圆的半径:

2

)()(1212z z x x R ---= 则修正面积为:

222)4()2(R R R S ππ-=-=?

实验三 电阻的测量和伏安特性的研究

【预习题】

1.测量二极管伏安特性曲线时,为什么正向曲线的测量要用外接法,而反向曲线的测量要用内接法?

答:因为二极管正向电阻较小,反向电阻较大,所以正向曲线的测量宜采用电流表外接法,反向曲线的测量宜采用电流表内接法。

2.电源、电表、滑线变阻器接到电路中要注意什么?

答:在使用电源时,应注意:(1)注意人身安全,一般安全电压为36V 。高于36V 操作时尽量用一只手操作。

(2)不能使总电路中的总电流超过额定电流值,更不能使电源短路(即不能使外电阻接近于零)。(3)直流电表的正、负极应与直流电源的正、负极对应联接(即正接正,负接负),否则会使电表损坏。而交流电没有正负极之分。(4)在电路中必须连电源开关,接线时和不进行测量时,要使电源开关断开且将输出旋钮逆时针调至零,线路接好经查无误后打开电源。做完实验,一定要先切断电源,然后再拆去其他部分。

使用电表时应注意以下几点:(1)选择电表:根据待测电流(或电压)的大小,选择合适量程的电流表(或电压表)。如果选择的量程小于电路中的电流(或电压),会使电表损坏;如果选择的量程太大,指针偏转角度太小,读数就不准确。使用时应事先估计待测量的大小,选择稍大的量程试测一下,再根据试测值选用合适的量程,一般要尽可能使电表的指针偏转在量程的2/3以上位置。(2)电流方向:直流电表指针的偏转方向与所通过的电流方向有关,所以接线时必须注意电表上接线柱的“+”、“-”标记。电流应从标有“+”号的接线柱流入,从标有“-”号的接线柱流出。切不可把极性接错,以免损坏指针。(3)视差问题:读数时,必须使视线垂直于刻度表面。精密电表的表面刻度尺下附有平面镜,当指针在镜中的像与指针重合时,所对准的刻度,才是电表的准确读数。(4)要正确放置电表,表盘上一般都标有放置方式,如用“—”或“┌┐”表示平放;用“↑”或“⊥”表示立放;“∠”表示斜放,不按要求放置将影响测量精度。(5)使用前电表的指针应指零,若不指零,需要调零。

使用滑线变阻器时要注意:通过滑线变阻器的电流不能超过其额定电流。

3.被测低电阻为何要有4个端钮?

答:消除接触电阻。

【思考题】

1.滑线变阻器主要有哪几种用途?如何使用?结合本次实验分别给予说明。

答:(1)滑线变阻器主要有两种用途:限流和分压。(2)对限流电路(如教材图3-10):在接通电源前,一般应使C 滑到B 端,使AC R 最大,电流最小,确保安全。以后逐步调节限流器电阻,使电流增大至所需值。对分压

电路(如教材图3-11):在接通电源前,一般应使C 滑到B 端,使R 两端电压最小,确保安全。以后逐步调节分压器电阻,使R 两端电压增大至所需值。(3)本次实验中测二极管特性曲线时,滑线变阻器用于分压;利用四端接线法测量一段电阻丝电阻时,滑线变阻器用于限流。

2.在实验中,若电源电压为6V ,被测电阻约为50Ω,电流表(毫安表)的量程为150/300mA ,150mA 档的内阻约0.4Ω,电压表的量程为1.5/3.0/7.5V,每伏特电压的内阻约200Ω。如何选用电表量程,电表采用何种接法比较好?

答:(1)因为电源电压为6V ,所以电压表量程应选择7.5V ;又因为通过电阻的电流mA A R V I 12012.050

6====

,所以电流表量程应选择150mA 。

(2)由题意知Ω=50X R 、Ω=4.0A R 、Ω=?=15005.7200V R ,则

1254.050==A x R R A x R R 125= ① 3050

1500==x V R R x V R R 30= ② 因为当A X R R >>时,应采用电流表内接法测量;当V X R R <<时,应采用电流表外接法测量。所以比较①②两式后可知电流表宜采用内接法。

3.如果低电阻的电势端钮与电流端钮搞错会产生什么现象?为什么?

答:在本实验中,若将待测低电阻的电势端钮与电流端钮接反,则测得的电压为待测低电阻和电流表的接触电阻上共有的,所测阻值比待测低电阻阻值要大。

实验八 用直流电桥测量电阻

【预习题】

1.怎样消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差?

答:可以交换0R 和x R ,进行换臂测量,这样最终'00R R R x ?=,就与比例臂没有关系了。

【思考题】

1.改变电源极性对测量结果有什么影响?

答:在调节检流计平衡时,改变极性对未知电阻的测量没有影响。测量电桥灵敏度时,改变电源极性会改变指针偏转方向,但对偏转格数没有影响。总之,改变电源极性对测量结果没有影响。

2.影响单臂电桥测量误差的因素有哪些?

答: (1)电桥灵敏度的限制,(2)电阻箱各旋钮读数的准确度等级(3)电阻箱各旋钮的残余电阻(接触电阻)

实验十三 拉伸法测金属丝的扬氏弹性摸量

【预习题】

1.如何根据几何光学的原理来调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系?如何调节望远镜?

答:(1)根据光的反射定律分两步调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系。第一步:调节来自标尺的入射光线和经光杠杆镜面的反射光线所构成的平面大致水平。具体做法如下:①用目测法调节望远镜和光杠杆大致等高。②用目测法调节望远镜下的高低调节螺钉,使望远镜大致水平;调节光杠杆镜面的仰俯使光杠杆镜面大致铅直;调节标尺的位置,使其大致铅直;调节望远镜上方的瞄准系统使望远镜的光轴垂直光杠杆镜面。第二步:调节入射角(来自标尺的入射光线与光杠杆镜面法线间的夹角)和反射角(经光杠杆镜面反射进入望远镜的反射光与光杠杆镜面法线间的夹角)大致相等。具体做法如下:沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面,在镜面中若看到标尺的像和观察者的眼睛,则入射角与反射角大致相等。如果看不到标尺的像和观察者的眼睛,可微调望远镜标尺组的左右位置,使来自标尺的入射光线经光杠杆镜面反射后,其反射光线能射入望远镜内。

(2)望远镜的调节:首先调节目镜看清十字叉丝,然后物镜对标尺的像(光杠杆面镜后面2D 处)调焦,直至在目镜中看到标尺清晰的像。

2.在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值的办法?

答:因为金属丝弹性形变有滞后效应,从而带来系统误差。

【思考题】

1.光杠杆有什么优点?怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度?

答:(1)直观 、简便、精度高。

(2)因为D x b L 2?=?,即b D L x 2=??,所以要提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度L

x ??,应尽可能减小光杠杆长度b (光杠杆后支点到两个前支点连线的垂直距离),或适当增大D (光杠杆小镜子到标尺的距离为D )。

2.如果实验中操作无误,得到的数据前一两个偏大,这可能是什么原因,如何避免?

答:可能是因为金属丝有弯曲。避免的方法是先加一两个发码将金属丝的弯曲拉直。

3.如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围?

答:开始实验时,应调节标尺的高低,使标尺的下端大致与望远镜光轴等高,这样未加砝码时从望远镜当中看到的标尺读数接近标尺的下端,逐渐加砝码的过程中看到标尺读数向上端变化。这样就避免了测量过程中标尺读数超出望远镜范围。

实验十六 示波器的使用

【预习题】

1.示波器为什么能把看不见的变化电压显示成看得见的图象?简述其原理。

答:(1)示波管内高速电子束使荧光屏上产生光亮点,而电子束的偏转角度(光点在荧光屏上的位移)是 受X 轴和Y 轴偏转板上所加电压的控制。

(2)若只在X 轴偏转板上加一个锯齿波电压(该电压随时间从-U 按一定比例增大到+U ),则光点就会从荧光屏左端水平地移动到右端(称为扫描),由于荧光屏上的发光物质的特性使光迹有一定保留时间,因而在屏幕水平方向形成一条亮迹(称为扫描线)。

(3)若只在Y 轴偏转板上加信号电压,则随着信号幅度的变化光点就会在荧光屏竖直方向作上下移动形

成一条竖直亮迹。

(4)如在Y 轴偏转板加上电压信号,同时又在X 轴偏转板加上锯齿波扫描电压,则电子束受到水平和竖

直电场的共同作用,光点的轨迹呈现二维图形(光点在X 方向均匀地从左向右水平移动的同时又在Y 方向随信号幅度的变化在竖直方向作上下移动),即将Y 轴偏转板上电压信号幅度随时间变化的规律在屏幕上展开成为函数曲线(即信号波形)。

(5)要得到清晰稳定的信号波形,扫描电压的周期x T 与信号电压的周期y T 必须满足y x nT T =,以保证x T 的

起点始终与电压信号固定的一点相对应(称同步),屏幕上的波形才能稳定。

(6)为了得到可观察的图形,锯齿波扫描电压必须重复扫描.

2.观察波形的几个重要步骤是什么?

答:(1)开启示波器电源开关后,将耦合开关置“⊥”,,调整辉度、聚焦以及垂直、水平位移旋钮使屏幕中部出现亮度适中细小的亮点。

(2)观察、测量时将耦合开关置“AC ”或“DC ”, 触发选择开关置“INT ”,将信号用同轴电缆线连接

到Y 轴输入端。

(3)调节Y 轴灵敏度选择开关和X 轴扫描选择开关以及触发电平旋钮,使信号幅度在屏幕范围内(屏幕竖直标尺的2/3左右),且有2—5个完整稳定的波形。

(4)定量测量时还应注意将扫描微调旋钮和Y 轴微调旋钮置于校准位置(顺时针旋转至最大)。

3.怎样用李萨如图形来测待测信号的频率?

答:1.将示波器功能置于外接状态(触发选择开关置“EXT ”,触发信号极性开关置“X ”)。将信号发生器的正弦波信号用同轴电缆线连接到X 轴输入端,待测频率的信号用同轴电缆线连接到Y 轴输入端,分别调节信号发生器幅度旋钮和Y 轴灵敏度选择开关,使亮迹形成的图形在屏幕范围内。

2.调节信号发生器输出信号的频率,使合成的李萨如图形为稳定的“○”形,从信号发生器上读出输

出信号的的频率值Fx 1,根据合成李萨如图形的两个信号频率比与图形切点数的关系Fx :Fy =N Y :N X ,求出Fy 1 。

3.再改变信号发生器输出信号的频率,使合成的图形为“∞” 、“ 8”、“000”等,N Y :N X 分别为“1:

2”、“2:1”、“1:3”等,相应地读出信号发生器输出信号的频率为F X2 、 F X3 、 F X4 等 ,求出F Y2 、 F Y3 、 F Y4 等,算出的F Y

的平均值即为待测信号的频率。 【思考题】

1.在示波器的荧光屏上得到一李萨如图形,Y 轴、X 轴与图形相交时交点数之比

3

4=y x N N ,已知Hz f x 100=,求y f 。 答:Hz f N N f x y x y 13310034=?=?= 。 2.为什么在共振状态下测声速? 如何判断系统是否处于共振状态?

答:本实验中将电信号转换为超声波信号的器件是压电陶瓷换能器,该换能器有一最佳响应的频率,当电信号频率等于该响应的频率时,压电陶瓷片产生共振,输出信号最大,便于测量。示波器屏幕上的信号幅度为最大值时,系统处于共振状态。

实验十七 分光计的使用 用光栅测波长

【预习题】

1.分光计主要由几部分组成?各自作用是什么?

答:(1)分光计主要由底座、平行光管、载物台、望远镜和刻度盘五个部分组成。(2)底座上承载着其它四个部分,其中载物台、望远镜和刻度盘都可绕底座上的主轴转动;平行光管用来产生平行光;载物台用来放置被测样品;望远镜用来接收平行光;刻度盘与游标盘配合用来读取数据。

2.分光计调节要求是什么?

答:分光计的调节要达到三个要求:(1)望远镜能接收平行光。(2)平行光管能发出平行光。(3)望远镜的光轴和平行光管的光轴与仪器的主轴垂直。载物台与仪器的主轴垂直。

3.用光栅测波长时,光栅应如何放置?为什么?

答:用光栅测波长时按图17-7放置光栅。因为这样放置可方便调节。当调节

平行光垂直照射光栅表面时(即光栅平面与平行光管轴线垂直),只须调节螺钉Ⅰ

和Ⅱ;调节平行光管的狭缝与光栅刻痕平行时,只须调节螺钉Ⅲ。

【思考题】

1.为什么要用各半调节法调节望远镜的主轴垂直于仪器的主轴?

答:综合考虑调节载物台调平螺钉Ⅰ或Ⅱ与调节望远镜水平度调节螺钉对正

反两面亮十字反射像与分划板上方的水平刻线间高度差的相互影响,从而加快调节

度。

2.当狭缝过宽或过窄时,将会出现什么现象?为什么?

答:当狭缝过宽时,衍射条纹将变粗,相互靠近的条纹无法分开,在测量时难以确定条纹的中心位置。 当狭缝过窄时,将看不见衍射条纹,因而无法测量。

3.用公式λθk =sin d 测光波波长应保证什么条件?实验中如何检查条件是否满足?

答:用公式λθk =sin d 测光波波长应保证:平行光垂直照射在光栅上。实验中通过检查0级谱线和光栅面反射的绿十字像的位置检查条件是否满足。0级谱线应与竖叉丝重合,且被测量用(中叉丝)的水平叉丝平分。光栅面反射的绿十字像应与调整叉丝(上叉丝)重合。

实验二十二 霍尔效应及磁场的测定

【预习题】

1.当磁感应强度B 的方向与霍耳元件的平面不完全垂直时,测

得的磁感应强度实验值比实际值大还是小?为什么?请作图说

明。

答:小一些。因为当磁感应强度B 的方向与霍耳元件的平面

不完全垂直时,实验所测得的磁感应强度为实际磁强应强度B 在

与霍尔元件平面垂直方向上的一个分量。如图所示,设磁感应强

度B 与霍耳元件平面法线间的夹角为θ,则实验值为θcos B B ='。

因为1cos θ,所以实验值B '比实际值B 小。

【思考题】

1.在“用霍尔元件测螺线管磁场”实验中,若某一同学将工作电流回路接入“霍尔电压”接线柱上,而将电位差计(或数字电压表)接在“工作电流”接线柱上。他能测得磁场吗?为什么?

答:能。由霍尔元件的工作原理可得,半导体中的电荷受到洛伦兹力产生偏转,将工作电流回路接入“霍尔电压”接线柱上,电荷同样受到洛伦兹力发生偏转,将在“工作电流”接线柱上产生霍尔电压。

2.根据实验结果比较螺线管中部与端口处的磁感应强度,求:=中部

端口B B ,分析其结果。 答: 端口的磁感应强度端口B 应为中部磁感应强度中部B 的一半,由于存在漏磁现象,实际测量出的中部端口B B 2

1

<。

实验二十四 导热系数的测定

【预习题】

1.实验中为什么要在样品上、下表面的温度几乎保持不变时,才能测1ε和2ε?

答:本实验中采用稳态法测不良导体导热系数,所谓稳态法,是要求利用热源在待测样品内部形成一个稳定的温度分布,然后进行测量。在加热过程中,当样品上、下表面的温度几乎保持不变时,传热达到动态平衡,样品内部形成一个稳定的温度分布内,这时才能测量温度示值1ε和2ε。

【思考题】

1.什么是稳态法?在实验中如何实现它?

答:所谓稳态法,是要求利用热源在待测样品内部形成一个稳定的温度分布,然后测量该状态的热量传递t Q

??,代入式h

T T S K t Q 21-??=??中可解出导热系数K 。 在实验中加热过程中,观察样品盘上、下表面的温度,若在10min 内保持不变(1ε和2ε不变)可认为已达到稳态。利用公式2

T T t T cm t Q =??-=??将传热速率转换成在稳态附近样品下表面温度变化速率,即温度示值的变化速率(t t T ??=??εα1),测出稳态附近样品下表面温度示值ε随时间t 的变化,作ε—t 曲线,并从曲线上求出2

εεε=??t ,代入公式2

)(4212εεε

εεπ=??--=t D mch K 中即可。

2.观察实验过程中环境温度的变化,分析散热速率与时间的关系,讨论环境温度的变化对实验结果的影响。

答:环境温度较高,则样品盘侧面散热较少,系统误差小。(若不考虑侧面散热,夏天和冬天测出的导热系

数同,因稳态温度梯度和稳态散热速率均与环境温度有关。夏天t ??ε

小,而1ε-2ε也小。)

在过程中,开始时候,环境温度相对较低,随着实验的进行,环境温度逐渐升高,导致测量数据变小。

3.分析用稳态传热法测定不良导体热系数中误差的主要来源。

答:(1)样品侧面不严格绝热;

(2)以散热盘的冷却速率代替样品盘的散热速率,而样品与散热盘之间接触不甚严密;

(3)冷却速率测量引起的误差在整个误差中所占比例大。

实验二十七 动力学共振法测定材料的杨氏弹性模量

【预习题】

1.外延测量法有什么特点?使用时应注意什么问题?

答:所谓外延测量法,就是所需要的数据在测量数据范围之外,一般很难测量,为了求得这个数,采用作图外推求值的方法。具体地说就是先使用已测数据绘制出曲线,再将曲线按原规律延长到待求值范围,在延长线部分求出所要的值。

使用外延测量法时应注意:外延法只适用于在所研究范围内没有突变的情况,否则不能使用

2.悬丝的粗细对共振频率有何影响? 答:在一定范围内,悬丝的直径越大时,共振频率反而越小。因为共振频率与阻尼的关系为2202βωω-=,悬丝直径大时,阻尼相应较大,即β大,则共振频率应该较小。当然,悬丝直径也不可过粗,太粗的悬丝对于棒振动时振幅的影响很大,即22222

04)(p p m

A ωβωω+-=变小,而不利于信号的拾取。

【思考题】

1.在实际测量过程中如何辨别共振峰真假?

答:理论上认为,“改变信号发生器输出信号的频率,当其数值与试样棒的某一振动模式的频率一致时发生共振,这时试样振动振幅最大,拾振器输出电信号也达到最大”。实验中,并非示波器检测到信号峰值处频率都为样品棒的共振频率,由样品支架和装置其它部分的振动也会导致示波器检测到极值信号。因此正确真假判别共振信号对于测量相当重要。

真假共振峰的判别方法有好几种,如预估法和撤耦法,预估法指利用已知的金属杨氏模量,利用公式估算出共振频率,撤耦法指用手托起试样棒,此时拾振信号应消失,反之为假信号。预估法和撤耦法结合起来用比较好:预估法可判断出共振频率的大致范围,而撤耦法则可做进一步精确判断。另外,还可以在不放铜棒的情况下先做一个粗略检测,即将可能的干扰信号频率做一个排除。

2.如何测量节点的共振频率。

答:从实验装置图中可以看出,试样振动时,由于悬丝的作用,棒的振动并非原理中要求的自由振动,而是存在阻尼下的受迫振动,所检测共振频率随悬挂点到节点的距离增大而增大。若要测量(27-1)式中所需的试样棒基频共振频率,只有将悬丝挂在节点处,处于基频振动模式时,试样棒上存在两个节点,它们的位置距离分别为0.224L 和0.776L 处。在节点处的振动幅度几乎为零,很难检测,所以要想测得试样棒的基频共振频率需要采取内插测量法。所谓内插测量法,就是所需要的数据在测量数据范围之内,而不方便进行测量,为了求得这个数,采用作图内插求值的方法。具体地说就是先使用已测数据绘制出曲线,再求出所要的值。内插法只适用于在所研究范围内没有突变的情况,否则不能使用。在本实验中就是以悬挂点位置为横坐标,以共振频率为纵坐标作出关系曲线图,求得曲线最低点(节点)对应的频率即为试样棒的基频共振频率f 。

实验二十八 迈克耳孙干涉仪的调节和使用

【预习题】

1.迈克耳孙干涉仪主要由哪些光学元件组成,各自的作用是什么?

答:迈克耳孙干涉仪主要由分光板1G 、补偿板2G 、可移动平面反射镜1M 和固定平面反射镜2M 4种光学元件组成。1G 的作用是将一束光分成强度大致相同的两束光——反射光(1)和透射光(2);2G 的材料和厚度与1G 相同,作用是补偿光束(2)的光程,使光束(2)与光束(1)在玻璃中走过的光程大致相同;1M 的作用是反射(1)光;2M 的作用是反射(2)光。

2.怎样调节可以得到等倾干涉条纹?怎样调节可以得到等厚干涉条纹?

答:当M 1、M 2严格垂直时,调出的圆条纹为等倾干涉条纹。当M 1、M 2不垂直时,调出的干涉条纹为等厚干涉条纹。

3.如何用He 一Ne 激光调出非定域的等倾干涉条纹?在调节和测其波长时要注意什么?

答:① 用He 一Ne 激光调出非定域的等倾干涉条纹的方法如下:

(1)调节He 一Ne 激光束大致与平面镜2M 垂直。

(2)遮住平面镜1M ,用自准直法调节2M 背后的三个微调螺丝,使由2M 反射回来的一组光点象中的最亮点返回激光器中,此时入射光大致垂直平面镜2M 。

(3)遮住平面镜2M ,调节平面镜1M 背后的三个微调螺丝,使由1M 反射回来的一组光点象中的最亮点返回激光器中,使平面镜1M 和2M 大致垂直。

(4)观察由平面镜1M 、2M 反射在观察屏上的两组光点象,再仔细微调1M 、2M 背后的三个调节螺丝,使两组光点象中最亮的两点完全重合。

(5)在光源和分光板1G 之间放一扩束镜,则在观察屏上就会出现干涉条纹。缓慢、细心地调节平面镜2M 下端的两个相互垂直的拉簧微调螺丝,使同心干涉条纹位于观察屏中心。

② 在测量He-Ne 激光波长时要注意:眼睛不要正对着激光束观察,以免损伤视力。

【思考题】

1.迈克耳孙干涉仪观察到的圆条纹和牛顿环的圆条纹有何本质不同?

答:迈克尔逊干涉仪观察到的圆条纹是等倾干涉条纹,且条纹级次中心高边缘低;而牛顿环的圆条纹为等厚干涉条纹,条纹级次是中心低边缘高。

实验四十一 光电效应法测普朗克常数

【预习题】

1.什么叫光电效应?

答:光电效应是指一定频率的光照射在金属表面时,会有电子从金属表面逸出的现象。

2.饱和光电流的大小与哪些因素有关?

答:入射光的频率只有超过某个临界频率时,才会有光电流产生。当入射光频率不变时,饱和光电流与入射光强成正比,此外还与此时的频率有关,频率越大,光电流越大。

【思考题】

1.为什么当反向电压加到一定值后,光电流会出现负值?

答:实验中,存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流(即无光照射时的电流),测得的电流实际上是包括上述两种电流和由阴极光电效应所产生的正向电流三个部分,所以当反向电压加到一定值后,光电流会出现负值。

2.当加在光电管两极间的电压为零时,光电流却不为零,这是为什么?

答:当电子吸收了光子能量 h 后,一部分消耗于电子的逸出功A ,另一部分就转变为电子离开金属表面后的初始动能,正是由于有这样的一部分初始动能,光电子才得以到达阳极,形成光电流。

3.正向光电流和反向光电流的区别何在?

答:正向光电流是阴极光电池被光照射后产生。而反向光电流是由阳极光电效应所引起的,因为制作过程中会有少量阴极材料溅射在阳极上。它们方向相反,但正向光电流要比反向电流大得多。

实验四十二 夫兰克-赫兹实验

【预习题】

1.夫兰克-赫兹管的K G A U I 2~曲线为什么是起伏上升的?

答:当G2K 空间电压逐渐增加时,电子在G2K 空间被加速而取得越来越大的能量。但起始阶段,由于电压较低,电子的能量较少,即使在运动过程中它与原子相碰撞也只有微小的能量交换(为弹性碰撞)。穿过第二栅极的电子所形成的板流A I 将随第二栅极电压K G U 2的增加而增大(如oa 段)。当G2K 间的电压达到氩原子的第一激发电位0U 时,电子在第二栅极附近与氩原子相碰撞,将自己从加速电场中获得的全部能量交给后者,并且使后者从基态激发到第一激发态。而电子本身由于把全部能量给了氩原子,即使穿过了第二栅极也不能克服反向拒斥电场而被折回第二栅极(被筛选掉)。所以板极电流将显著减小.随着第二栅极电压的增加,电子的能量也随之增加,在与氩原子相碰撞后还留下足够的能量,可以克服反向拒斥电场而达到板极A ,这时电流又开始上升(bc 段)。直到G2K 间电压是二倍氩原子的第一激发电位时,电子在G2K 间又会因二次碰撞而失去能量,因而又会造成第二次板极电流的下降(cd 段),同理,凡在

02nU U K G =( n =1,2,3 ……)

处板极电流A I 都会相应下跌,形成规则起伏变化的K G A U I 2~ 曲线。

【思考题】

1.考察K G A U I 2~周期变化与能级关系,如果出现差异,估计是什么原因?

答:凡在02nU U K G =( n =1,2,3 ……)的地方板极电流A I 都会相应下跌,形成规则起伏变化的2~GK A U I 曲线。0U 是氩原子的第一激发电位。实验中,若电流太小,可能是灯丝电压值太小;若灯丝电压过高,则K G U 2较大时,可能会出现峰被削平的现象。K G U 2较小时,周期性的起伏不太明显,这是因为穿越第二栅极的电子本身就不多,故电流较小,因而不易分辨。

大学物理实验(二)讲义

大学物理实验(I I)实验讲义 华中科技大学物理学院实验教学中心

目录 实验1:偏振光实验 (1) 实验2:迈克尔逊和法布里-珀罗干涉仪 (5) 实验3:振动力学综合实验 (13) 实验4:RLC电路和滤波器 (22)

实验1:偏振光实验 【实验目的】 1.观察光的偏振现象,加深对其规律认识。 2.了解产生和检验偏振光的光学元件及光电探测器的工作原理。 3.掌握一些光的偏振态(自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光)的鉴别方 法以及相互的转化。 【课前预习】 1.光的波动方程以及麦克斯韦方程组。 2.电磁波的偏振性及波片的性质。 【实验原理】 1、自然光与偏振光 麦克斯韦指出光波是一种电磁波,电磁波是横波。由于光与物质相互作用过程中反应比较明显的是电矢量E,故此,常用E表征光波振动矢量,简称光矢量。一般光源发射的光波,其光矢量在垂直于传播方向上的各向分布几率相等,这种光就称为自然光。光矢量在垂直于传播方向上有规则变化则体现了光波的偏振特性。如果光矢量方向不变,大小随相位变化,这时在垂直于光波传播方向的平面上光矢量端点轨迹是一直线,则称此光为线偏振光(平面偏振光),光矢量与传播方向构成的平面叫振动面如图1(a)。图1(b)是线偏振光的图示法,其中短线表示光矢量平行于纸面,圆点表示光矢量与纸面垂直。如果其光矢量是随时间作有规律的改变,光矢量的末端在垂直于传播方向的平面上的轨迹是圆或者椭圆,这样的光相应的被称为圆偏振光或者椭圆偏振光,如图1(c)。介于偏振光和自然光之间的还有一种叫部分偏振光,其光矢量在某一确定方向上最强,亦即有更多的光矢量趋于该方向,如图1(d)。任一偏振光都可以用两个振动方向互相垂直,相位有关联的线偏振光来表示。 2、双折射现象 当一束光入射到光学各向异性的介质时,折射光往往有两束,这种现象称为双折射。冰洲石(方解石)就是典型的双折射晶体,如通过它观察物体可以看到两个像。当一束激光正入射于冰洲石时,若表面已抛光则将有两束光出射,其中一束光不偏折,即o光,它遵守通常的折射定律,称为寻常光。另一束发生了偏折,即e光,它不遵守通常的折射定律,称为非常光。用偏振片检查可以发现,这两束光都是线偏振光,但其振动方向不同,其两束光的光矢量近于垂直。晶体中可以找到一个特殊方向,在这个方向上无双折射现象,这个方向称为晶体的光轴,也就是说在光轴方向o光和e光的传播速度、折射率是相等的。此处特别强调光轴是一个方向,不是一条直线。只有一个光轴的晶体称为单轴晶体,如冰洲石,石英,红宝石,冰等,其中又分为负晶体(o光折射率大于e光折射率,即n o>n e)和正晶体(n o

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。

大学物理实验课后习题答案

一牛顿环的各环是否等宽?密度是否均匀?解释原因? 因为环是由空气劈上下表面反射的两束光叠加干涉形成的。劈的上表面变化在横向是不均匀的,故光程差也不是均匀变化的。所以各环是不等宽的环的密度也不是均匀的。各环不等宽,半径小的环宽,越到外边越窄,密度是不均匀的,牛顿环的半径公式是:半径r等于根号下(m+1/2)λR,其中m为环的级数。从公式可以看出,半径和环数并不是线性关系,这样环自然不均匀。计算可以知道,越往外环越密。 二牛顿环的干涉圆环是由哪两束相干光干涉产生的? 半凸透镜下表面和下底面上表面的两束反射光 三电桥由哪几部分组成?电桥平衡的条件? 由电源、开关、检流计桥臂电阻组成。 平衡条件是Rx=(R1/R2)R3 四接通电源后,检流计指针始终向一边偏转,试分析出现这种情况的原因? 指针向一侧偏转就说明发生了电子的定向移动了,这个应该没问题。 指针不偏转,有2种情况吧,其1呢是整个电路发生了断路或其他故障,还1种情况则是流过的电流太小,不足于使电表发生偏转或其偏转的角度肉眼根本看不到。 无论如何调节,检流计指针都不动,电路中可能出现故障是调节臂电阻断路或短路。。无论如何调节,检流计指针始终像一边偏而无法平衡,电路中有可能出现故障是有一个臂(非调节臂)的电阻坏了。(断路或短路) 五什么叫铁磁材料的磁滞现象? 铁磁物质经外磁场磁化到饱和以后,把磁场去掉。这些物质仍保留有剩余磁化强度。需要反方向加磁场才能把这剩余磁化强度变为零。这种现象称为铁磁的磁滞现象。也是说,铁磁材料的磁状态,不仅要看它现在所处的磁场条件;而且还要看它过去的状态。 六如何判断铁磁材料属于软.硬材料? 软磁材料的特点是:磁导率大,矫顽力小,磁滞损耗小,磁滞回线呈长条状;硬磁材料的特点是:剩磁大,矫顽力也大 用光栅方程进行测量的条件是什么? 条件是一束平行光垂直射入光栅平面上,光波发生衍射,即可用光栅方程进行计算。如何实现:使用分光计,光线通过平行光管射入,当狭缝位于透镜的焦平面上时,就能使射在狭缝上的光经过透镜后成为平行光 用光栅方程进行测量,当狭缝太窄或者太宽会怎么样?为什么? 缝太窄,入射光的光强太弱,缝太宽,根据光的空间相干性可以知道,条纹的明暗对比度会下降! 区别是,太窄了,亮纹会越来越暗,暗纹不变,直到一片黑暗! 太宽,暗条纹会逐渐加强,明纹不变,直到一片光明!

大学物理实验讲义(密度测定)

大学物理实验讲义(密度测定)

不规则物体密度的测定 【实验目的】 1、学习物理天平的使用方法; 2、掌握用流体静力称衡法测定不规则固体 密度的原理和方法; 3、掌握用助沉法测定不规则固体密度(比 水的密度小)的原理和方法; 4、掌握用密度瓶测定碎小固体密度的原理 和方法 。 【实验仪器和用品】 物理天平(500g 、50mg )、密度瓶(50ml )、烧杯(500ml )、不规则金属块(被测物)、石蜡块(被测物)、碎小石子(被测物)、清水、细线。 密 游码 平衡螺母 边刀托 杯托盘 底座 度盘 指针 中刀托 手轮 调平螺母 挂钩 吊耳 水准泡 托盘 托盘 横梁 物理天

1 m 图3 静力 【实验原理】 某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。对一密度均匀的物体,若其质量为m,体积为V ,则该物体的密度: V m =ρ ( 1 ) 实验中,测出物体的质量m 和体积V ,由上式可求出样品的密度。 1、用流体静力称衡法测定不规则固体的密度(比水的密度大) 设被测物在空气中的质量为m 物

(空气浮力忽略不计),全部 浸没在水中(悬吊,不接触 烧杯壁和底)的表观质量为 m 1(如图3示),体积为V , 水的密度为ρ水 。根据阿基米德定律,有: 1()Vg m m g ρ=-水 1m m V ρ-=水 被测物密度: 1m m V m m ρρ==-水 (2) 2、流体静力称衡法和助沉法相结合测定密度小于水的不规则固体的密度 设被测物在空气中的质量为m ,用细线将被测物与另一助沉物串系起来:被测物在上,助沉物在下。设仅将助沉物没入水中而被测物在水面上时系统的表观质量为1 m ,二者均没入水中(注意悬吊,不接触烧杯壁和底)时的表观质量为2m ,如图4所示: 根据阿基米德定律,被测物受到的浮力为:1m 图4 静力称衡法和助待 测物块m

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

大学物理实验复习资料

大学物理实验复习资料 复习要求 1.第一章实验基本知识; 2.所做的十二个实验原理、所用的仪器(准确的名称、使用方法、分度值、准确度)、实验操作步骤及其目的、思考题。 第一章练习题(答案)1.指出下列情况导致的误差属于偶然误差还是系统误 差? ⑴读数时视线与刻度尺面不垂直。——————————该误差属于偶然误差。 ⑵将待测物体放在米尺的不同位置测得的长度稍有不同。——该误差属于系统误差。 ⑶天平平衡时指针的停点重复几次都不同。——————该误差属于偶然误差。 ⑷水银温度计毛细管不均匀。——————该误差属于系统误差。 ⑸伏安法测电阻实验中,根据欧姆定律R x=U/I,电流表内接或外接法所测得电阻的阻值与实际值不相等。———————————————该误差属于系统误差。 2.指出下列各量为几位有效数字,再将各量改取成三位有效数字,并写成标准式。 测量值的尾数舍入规则:四舍六入、五之后非零则入、五之后为零则凑偶 ⑴63.74 cm ——四位有效数字,6.37 ×10cm 。 ⑵ 1.0850 cm ——五位有效数字,1.08cm , ⑶0.01000 kg ——四位有效数字, 1.00 ×10-2kg , ⑷0.86249m ——五位有效数字,8.62 ×10-1m , ⑸ 1.0000 kg ——五位有效数字,1.00kg , ⑹ 2575.0 g ——五位有效数字,2.58×103g , ⑺ 102.6 s;——四位有效数字,1.03 ×102s , ⑻0.2020 s ——四位有效数字, 2.02 ×10-1s , ⑼ 1.530×10-3 m. ——四位有效数字,1.53 ×10-3m ⑽15.35℃——四位有效数字,1.54×10℃3.实验结果表示 ⑴精密天平称一物体质量,共称五次,测量数据分别为:3.6127g,3.6122g,3.6121g,3.6120g,3.6125g, 试求 ①计算其算术平均值、算术平均误差和相对误差并写 出测量结果。 ②计算其测量列的标准误差、平均值标准误差和相对 误差并写出测量结果。 解:算术平均值 = m3 612 3 5 15 1 . ≈ ∑ =i i m (g) 算术平均误差m ? = - =∑ = 5 1 5 1 i i m m 0.00024 = 00003(g) 相对误差 m m E m ? = =0.0003/3.6123=0.000083≈0.009% 用算术平均误差表示测量结果:m = 3.6123±0.0003(g) 测量列的标准误差 ()()()( 1 5 3 2 6123 3 6121 3 2 6123 3 6122 3 2 6123 3 6127 3 - + - + - + - =. . . . . . =0.0003(g) 经检查,各次测量的偏差约小于3σ,故各测量值均 有效。 平均值的标准误差 5 0003 0. = = n m σ σ ≈0.00014(g) 相对误差 % . % . . 0004 100 6123 3 00014 ≈ ? = = m E m m σ 用标准误差表示的测量结果= m 3.61230±0.00014(g) ⑵有甲、乙、丙、丁四人,用螺旋测微器测量一铜球 的直径,各人所得的结果是: 甲:(1.3452±0.0004)cm;乙:(1.345±0.0004)cm 丙:(1.34±0.0004)cm;丁:(1.3±0.0004)cm 问哪个表示得正确?其他人的结果表达式错在哪里? 参考答案:甲:正确。 测量结果的最后一 其他三个的错误是测量结果的最后一位没有与误差所 在位对齐。 ⑶用级别为0.5、量程为10mA的电流表对某电路的 电流作10次等精度测量,测量数据如下表所示。试计

大学物理实验讲义实验牛顿环.docx

实验09用牛顿环测曲率半径 光的干涉现象证实了光在传播过程中具有波动性。光的干涉现象在工程技术和科学研究方面有着广 泛的应用。获得相干光的方法有两种:分波阵面法(例如杨氏双缝干涉、菲涅尔双棱镜干涉等)和 分振幅法(例如牛顿环等厚干涉、迈克尔逊干涉仪干涉等)。本实验主要研究光的等厚干涉中的两个典型 干涉现象,即牛顿环和劈尖干涉,它们都是用分振幅方法产生的干涉,其特点是同一条干涉条纹 处两反射面间的厚度相等,故牛顿环和劈尖都属于等厚干涉。在实际工作中,通常利用牛顿环来测量 光波波长,检查光学元件表面的光洁度、平整度和加工精度,利用劈尖来测量微小长度、薄膜的厚度 和固体的热膨胀系数等。 【实验目的】 1.观察光的干涉现象及其特点。 2.学习使用读数显微镜。 3.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径R 。入射光 4.利用劈尖干涉测量微小厚度。 【仪器用具】 R 读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置、劈尖 r K d K 【实验原理】O (a) 1.牛顿环 牛顿环干涉现象是 1675 年牛顿在制作天文望远镜时,偶 然地将一个望远镜的物镜放在平面玻璃上而发现的。 如图 8-1 所示,将一个曲率半径为R(R很大)的平凸 透镜的凸面放在一块平面玻璃板上,即组成了一个牛 顿环装置。在透镜的凸面与平面玻璃板上表面间,构成了 一个空气薄层,其厚度从中心触点O (该处厚度为零) 向外逐渐增加,在以中心触点O 为圆心的任一圆周上的各点,薄空气层的厚度都相等。因此,当波长为的单色 光垂直入射时,经空气薄层上、下表面反射的两束相干光 形成的干涉图象应是中心为暗斑的宽窄不等的明暗相间 的同心圆环。此圆环即被称之为牛顿环。由于这种干涉条 纹的特点是在空气薄层同一厚度处形成同一级干涉条纹,因 此牛顿环干涉属于等厚干涉。 D 1 X (左)X(右 ) 11 D 4 X 4(左)X 4(右 ) (b) 图8-1 牛顿环的产生 设距离中心触点O 半径为 r K的圆周上某处,对应的空气薄层厚度为 d K,则由空气薄层上、下表面反射的两束相干光的光程差为 K 2d K 2 ( 8-1)

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。

大学物理实验习题参考答案

习 题(参考答案) 2.指出下列测量值为几位有效数字,哪些数字是可疑数字,并计算相对不确定度。 (1) g =(9.794±0.003)m ·s 2 - 答:四位有效数字,最后一位“4”是可疑数字,%031.0%100794 .9003 .0≈?= gr U ; (2) e =(1.61210±0.00007)?10 19 - C 答:六位有效数字,最后一位“0”是可疑数字,%0043.0%10061210 .100007 .0≈?= er U ; (3) m =(9.10091±0.00004) ?10 31 -kg 答:六位有效数字,最后一位“1”是可疑数字,%00044.0%10010091 .900004 .0≈?= mr U ; (4) C =(2.9979245±0.0000003)8 10?m/s 答:八位有效数字,最后一位“5”是可疑数字 1.仪器误差为0.005mm 的螺旋测微计测量一根直径为D 的钢丝,直径的10次测量值如下表: 试计算直径的平均值、不确定度(用D 表示)和相对不确定度(用Dr 表示),并用标准形式表示测量结果。 解: 平均值 mm D D i i 054.210110 1 ==∑=

标准偏差: mm D D i i D 0029.01 10)(10 1 2 ≈--= ∑=σ 算术平均误差: m m D D i i D 0024.010 10 1 ≈-= ∑=δ 不确定度A 类分量mm U D A 0029.0==σ, 不确定度B 类分量mm U B 005.0=?=仪 ∴ 不确定度mm U U U B A D 006.0005.00029.0222 2≈+=+= 相对不确定度%29.0%100054 .2006 .0%100≈?=?= D U U D Dr 钢丝的直径为:%29.0)006.0054.2(=±=Dr D mm D 或 不确定度A 类分量mm U D A 0024.0==δ , 不确定度B 类分量mm U B 005.0=?=仪 ∴ 不确定度mm U U U B A D 006.0005.00024.0222 2≈+=+= 相对不确定度%29.0%100054 .2006 .0%100≈?=?= D U U D Dr 钢丝的直径为: %29.0)006.0054.2(=±=Dr D mm D ,%00001.0%1009979245 .20000003 .0≈?= Cr U 。 3.正确写出下列表达式 (1)km km L 310)1.01.3()1003073(?±=±= (2)kg kg M 4 10)01.064.5()13056430(?±=±= (3)kg kg M 4 10)03.032.6()0000030.00006320.0(-?±=±= (4)s m s m V /)008.0874.9(/)00834 .0873657.9(±=±= 4.试求下列间接测量值的不确定度和相对不确定度,并把答案写成标准形式。

磁性物理实验指导书

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 (1) 二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 (3) 三、磁致伸缩系数测量与分析 (6) 四、磁化强度测量与分析 (9) 五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 (11) 六、磁畴结构分析表征 (12)

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。 ???? ??-=21 1 211ln r r r r r e (1) ???? ??-=21 12 11ln 2r r r r l e π (2) ???? ??-=2112 211ln 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)

大学物理实验课后答案教学内容

大学物理实验课后答 案

(1)利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点? 答这种方法可以避免透镜光心位置的不确定而带来的测量物距和像距的误差。 (2)为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时,测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求?设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是 1%。 答设物距为20cm,毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm,其相对误差为 0.25%,故没必要用更高精度的仪器。 (3)如果测得多组u,v值,然后以u+v为纵轴,以uv为横轴,作出实验的曲线属于什么类型,如何利用曲线求出透镜的焦距f。 答直线;1/f为直线的斜率。 (4)试证:在位移法中,为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f? 由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故D>4f 1.避免测量u、ν的值时,难于找准透镜光心位置所造成的误差。 2.因为实验中,侧的值u、ν、f都相对较大,为十几厘米到几十厘米左右,而误差为1%,即一毫米到几毫米之间,所以可以满足要求。 3.曲线为曲线型曲线。透镜的焦距为基斜率的倒数。 ①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变?

答: a增大一倍时, 光强度↑;由a=Lλ/b ,b减小一半 a减小一半时, 光强度↓;由a=Lλ/b ,b增大一倍。 ②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响? 答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变);整体光强度↑或者↓。 ③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径?其原理和方法如何? 答:可以,原理和方法与测单狭缝同。 ④本实验中,λ=632。8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。试验证: 是否满足夫朗和费衍射条件? 答:依题意: Lλ=(50*10^-2)*(632.8*10^-9)=3.164*10^-7 a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10 所以Lλ<

大学物理实验讲义实验用霍尔效应法测量磁场

实验16用霍尔效应法测量磁场 在工业生产和科学研究中,经常需要对一些磁性系统或磁性材料进行测量,被测磁场的范 围可从~10 15-3 10T (特斯拉),测量所用的原理涉及到电磁感应、磁光效应、热磁效应等。常用的磁场测量方法有核磁共振法、电磁感应法、霍尔效应法、磁光效应法、超导量子干涉器件法等近十种。 一般地,霍尔效应法用于测量10~104 -T 的磁场。此法结构较简单,灵敏度高,探头体积小、测量方便、在霍尔器件的温度范围内有较好的稳定性。但霍尔电压和内阻存在一定的温度系数,并受输入电流的影响,所以测量精度较低。 用半导体材料制成的霍尔器件,在磁场作用下会出现显着的霍尔效应,可用来测量磁场、霍尔系数、判断半导体材料的导电类型(N 型或P 型)、确定载流子(作定向运动的带电粒子)浓度和迁移率等参数。如今,霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量电测、自动控制和信息处理等方面,如测量强电流、压力、转速等,在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更为广阔的应用前景。了解这一富有实用性的实验,对于日后的工作将有益处。 【实验目的】 1. 了解霍尔效应产生的机理。 2. 掌握用霍尔器件测量磁场的原理和基本方法。 3. 学习消除伴随霍尔效应的几种副效应对测量结果影响的方法。 4. 研究通电长直螺线管内轴向磁场的分布。 【仪器用具】 TH-H/S 型霍尔效应/螺线管磁场测试仪、TH-S 型螺线管磁场实验仪。 【实验原理】 1. 霍尔效应产生的机理 置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场方向垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,载流体的两侧会产生一电位差,这个现象是美国霍普斯金大学二年级研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应,所产生的电位差称为霍尔电压。特别是在半导体样品中,霍尔效应更加明显。 霍尔电压从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子(电子和空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的积累,从而形成附加的横向电场,即霍尔电场。对于图1-1(a )所示的N 型半导体试样,若在X 方向通以电流S I ,在Z 方向加磁场B ,试样中载流子(电子)将受到洛仑兹力大小为: evB F g =(1-1) 则在Y 方向,在试样A 、A '电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场——霍尔电场。电场的指向取决于试样的导电类型,对N 型半导体试样,霍尔电场逆Y 方向,P 型半导体试样,霍尔电场则沿Y 方向,即有: 当S I 沿X 轴正向、B 沿Z 轴正向、H E 逆Y 正方向的试样是N 型半导体。

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:

大学物理实验讲义Word版

大学物理实验讲义 普通物理教研室编 班级: 学号: 姓名:

学生实验守则 1、进实验室前,必须根据每个实验的预习要求,阅读有关资料。 2、按时进入实验室,保持安静和整洁,独立完成实验。 3、实验开始前,应仔细检查仪器、设备是否齐备和完好。若有不全或损坏情况,应及时报告指导教师。 4、爱护公物,正确使用实验仪器和设备,不得随意动用与本实验无关的仪器和设备。 5、接线完毕,先自行检查,再请指导教师检查,确认无误后,方可接通电源。 6、在实验过程中必须服从教师指导,严格遵守操作规程,精力高度集中,操作认真,要有严格的科学态度。 7、实验进行中,严禁用手触摸线路中带电部分,严禁在未切断电源的情况下改接线路;若有分工合作的情况,必须要分工明确,责任分明,操作要有序,以确保人身安全和设备安全。 8、实验中若出现事故或发现异常情况,应立即关断电源,报告指导教师,共同分析事故原因。 9、实验完毕,应报请指导教师检查实验报告,认为达到要求后,方可切断电源。并整理好实验装置,经指导教师检查后才能离开实验室。

目录 序言 (1) 绪论 (2) 测量误差与实验数据处理基础知识 (4) 实验一长度的测量 (15) 实验二牛顿第二定律的验证 (20) 实验三固体和液体密度的测量 (23) 实验四测量比热容 (25) 4-1 混合法测固体比热容 (25) 4-2 冷却法测液体比热容 (26) 实验五测量冰的熔解热 (28) 实验六测量线胀系数 (30) 实验七万用电表的使用 (32) 实验八磁场的描绘 (36) 实验九惠斯登电桥测中值电阻 (40) 实验十伏安法测电阻 (43) 实验十一电位差计测电池的电动势和内阻 (45) 实验十二示波器的使用 (48) 实验十三静电场的描绘 (52) 实验十四测量薄透镜焦距 (55) 实验十五等厚干涉现象的研究 (58) 【参考文献】 (60)

大学物理实验课后答案

(1)利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点? 答这种方法可以避免透镜光心位置的不确定而带来的测量物距和像距的误差。 (2)为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时,测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求?设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1%。 答设物距为20cm,毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm,其相对误差为 0.25%,故没必要用更高精度的仪器。 (3)如果测得多组u,v值,然后以u+v为纵轴,以uv为横轴,作出实验的曲线属于什么类型,如何利用曲线求出透镜的焦距f。 答直线;1/f为直线的斜率。 (4)试证:在位移法中,为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f? 由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故D>4f 1.避免测量u、ν的值时,难于找准透镜光心位置所造成的误差。 2.因为实验中,侧的值u、ν、f都相对较大,为十几厘米到几十厘米左右,而误差为1%,即一毫米到几毫米之间,所以可以满足要求。 3.曲线为曲线型曲线。透镜的焦距为基斜率的倒数。 ①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变? 答: a增大一倍时, 光强度↑;由a=Lλ/b ,b减小一半 a减小一半时, 光强度↓;由a=Lλ/b ,b增大一倍。 ②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响? 答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变);整体光强度↑或者↓。 ③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径?其原理和方法如何? 答:可以,原理和方法与测单狭缝同。 ④本实验中,λ=632。8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。试验证: 是否满足夫朗和费衍射条件? 答:依题意: Lλ=(50*10^-2)*(632.8*10^-9)=3.164*10^-7 a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10 所以Lλ<

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)

大学物理实验讲义(密度测定)

图3 静力称衡法测密度 不规则物体密度的测定 【实验目的】 1、学习物理天平的使用方法; 2、掌握用流体静力称衡法测定不规则固体密度的原理和方法; 3、掌握用助沉法测定不规则固体密度(比水的密度小)的原理和方法; 4、掌握用密度瓶测定碎小固体密度的原理和方法 。 【实验仪器和用品】 物理天平(500g 、50mg )、密度瓶(50ml )、烧杯(500ml )、不规则金属块(被测物)、石蜡块(被测物)、碎小石子(被测物)、清水、细线。 【实验原理】 某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。对一密度均匀的物体,若其质量为m,体积为V ,则该物体的密度: V m = ρ (1) 实验中,测出物体的质量m 和体积V ,由上式可求出样品的密度。 1、用流体静力称衡法测定不规则固体的密度(比水的密度大) 设被测物在空气中的质量为m (空气浮力忽略不计),吊,不接触烧杯壁和底)的表观质量为m 1(如图3示),体积为水的密度为ρ水。根据阿基米德定律,有: 1()Vg m m g ρ=-水 1 m m V ρ-= 水 密度瓶 游码 平衡螺母 边刀托 杯托盘 底座 度盘 指针 中刀托 手轮 调平螺母 挂钩 吊耳 水准泡 托盘 托盘 横梁 物理天平

被测物密度: 1 m m V m m ρρ= = -水 (2) 2、流体静力称衡法和助沉法相结合测定密度小于水的不规则固体的密度 设被测物在空气中的质量为m ,用细线将被测物与另一助沉物串系起来:被测物在上,助沉物在下。设仅将助沉物没入水中而被测物在水面上时系统的表观质量为1m ,二者均没入水中(注意悬吊,不接触烧杯壁和底)时的表观质量为2m ,如图4所示: 根据阿基米德定律,被测物受到的浮力为:12()Vg m m g ρ=-水,则被测物体积为: 12 m m V ρ-= 水 被测物密度为: 12 m m V m m ρρ= = -水 (3) 3、用密度瓶测定碎小固体(小石子)的密度 假设密度瓶的质量为1m ,将瓶内装满待测的小石子后的质量为2m ,则待测小石子的质量:21m m m =-。 然后将装有小石子的密度瓶加满水,再称其总质量3m ,为了得到小石子排开水的体积,还需要将密度瓶里的小石子倒出,再加满水称得其质量为4m 。 这样可得小石子排开水的质量为:43214321(())m m m m m m m m ---=-+- 图5 密度瓶法测小石子的密度 123 4图4 静力称衡法和助沉法测石蜡块的密度 待测物块(石蜡块) 2

大学物理实验第二版课后作业参考答案 清华大学出版社

《误差理论》作业参考答案 1、(1)±0.05cm 或 ±0.5mm (2) ±0.01cm 或 ±0.1mm (3) ±(4) ±0.2℃(5)± 2、(1)2位 (2)7位(3)5位(4)6位(5)5位(6)2位 3、(1) 299300=510?;983±4=()21004.083.9?±;=310-? ±()310001.0521.4-?±;32476510?=910?; (2) g =mg 410?=Kg 210-? (3) m =±Kg =±510?g =±mg 810? (4) =t ±S =±min =±×10-1 min 4、(1)N=±cm (2)首位数码“0”不是有效数字,未位数码“0”是有效数字,正确答案是四位有效数字。 (3)28cm =mm 210? 280mm =cm (4)L=(±)mm 410? (5)?≈(6) 31010.460.1160.121500 400?≈?? 5、(1)X =81+++++++=8 1 ? =4.154cm X ?= {() 1881-? [ 2 2 22 2 22 2 2 1 ≈~0.009cm X =X ±x ?=±0.009cm 或 X =X ±x ?=±0.01cm E = 154 .4009.0?100%=% 或 E =15.401 .0?100% =% 注:使用计算器时计算过程中有效数字的位数可以不考虑,最后结果应按照教材P6的“不确定度 取位规则”和“测量有效数字取位规则”。 (2)、X = 61(+++++)=6 413 .17=2.902167cm X ?= {() 1661 -?2 + 2+ 2+2+ 2+ 2 } 2 1 = 30 000017 .0≈0.0008cm X ±x ?=±0.0008cm E = 9022 .20008 .0?100%=%

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