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建筑物理实验指导书内容-图文

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前言

实验教学是教学的重要组成部分。通过实验,可以加深学生对所学课程的理解,又可以提高学生的动手能力。

由于各高校“建筑学”“城市规划”专业的教学具体内容及实验条件均有所差异,目前国家尚无统一的《建筑物理实验指导书》。本实验指导书是为配合《建筑物理》课程的教学和基于以下观点而编写的,作为补充教材。主要内容分建筑热环境、建筑光环境、建筑声环境三部分,共十二个实验,十五个测试内容。

(一)结合国家建筑节能政策,适应建筑业发展的需要,重点强调了建筑节能测试的基本原理及方法,使学生对建筑物理实验有更全面地了解。

(二)根据建筑学专业指导委员会的要求,结合国家现行的有关建筑物理测试规范及标准,根据教学大纲安排的实验内容及项目,使学生更加规范的掌握和了解有关实验的原理、方法和要求。

(三)结合教学及实践特点,增加了“自然气候测试” 、“挥发性有机气体测试” 及“石材放射性测试”等实验内容,使建筑学学生对建筑室内微气候有更深的体会。

(四)为培养学生创造能力和实践能力,在建筑物理实验中安排了综合型实验和设计型实验。

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本书在编写过程中,得到了新疆大学王万江教授的热情鼓励和大力支持,并对本书进行了校审,在此向他表示诚挚的谢意。同时也要感谢帮助支持过我们的所有人。

由于编者学识有限,缺点和错误在所难免,恳请读者批评指正,以便今后修改时参考。

编者 20xx年2月2

实验报告填写要求

实验×× ××××××(实验名称)

一、实验时间、人员、地点二、实验目的要求三、实验原理

四、实验装置及仪器五、实验步骤

六、测得数据及条件记录七、数据处理及图表

八、结论分析、心得体会及改进意见

以上条款可以灵活变动,既可增加内容或减少内容。几点说明:

1、实验原理应用自己的语言简练地表述实验的指导性理论,不要完全照抄讲义。

2、测得数据及条件记录,包括天气条件、气温、同组人员,实验地点的环境条件(尤其是声学实验、光学实验,环境条件可能会对测量结果有影响)。记录数据应特别注意有效数字问题,数据的有效位数反映了仪器的精度。

3、报告中的一切表格都必须用直尺绘制,严禁徒手画。实验中的记录数据和数据处理结果尽量用表格及图表表示。

4、实验分析应注意对实验过程、记录数据的特殊点、数据结论进行分析,并时刻注意结合建筑物理环境进行分析。

5、正确处理测试数据,每个物理量要求至少测5组数据,最后求出算术平均值和误差。

例:设测试物理量为L,测得n组数据为:L1, L2, L3,

L1, ?Li?Ln; 则:

算术平均值为:L?

___??Li?n

3

___1n??Li?L标准误差为:?????n?1i?1??___2

最后结果表达为:L?L??

(单位)

要求用一个表格反映所有数据。

以上介绍的是做实验及实验报告写法的一些基本要求。若想进一步掌握实验技术和数据处理方法,可以参考有关专著,这里不再赘述。

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目录

第一部分建筑热环境部分

实验一室内外环境测试及评价(综合性)---------------------------6 Ⅰ、室内外环境测试 ------------------------------------------------6

Ⅱ、围护结构热像图测试----------------------------24 Ⅲ、太阳辐射照度测试------------------------------26 Ⅳ、自然气候测试----------------------------------28 实验二材料导热系数测试(验证性)------------------------32 实验三建筑围护结构传热测试(设计性)------------------37 实验四建筑日照测试(验证性)---------------------------------------41

第二部分建筑光环境部分

实验五采光测试仪器使用(综合性)---------------------------------43 实验六采光测量(验证性)--------------------------------45 实验七材料反射比测试(设计性)------------------------46 实验八照明测试(验证性)--------------------------------47

第三部分建筑声环境部分

实验九声级计的使用及噪声测试(综合性)------------------------52 实验十混响时间测试(验证性)----------------------------56 实验十一隔声测试(验证性)--------------------------------58 实验十二驻波管法测试材料的吸声系数(验证性)--------------61 附录

附录[1] 常用建筑材料的热工指标--------------------------------------69 附录[2] 常用建筑材料的吸声系数-------------------------------------73 附录[3] 常用建筑材料辐射率表 -------------------------------------73 附录[4] 常用物理量的单位----------------------------------------------75 附录[5] 国际制单位的基本单位----------------------------------------76 附录[6] 国际制单位的辅助单位-----------------------------------------76 附录[7] 常用单位换算表------------------------------------------------76 参考书目及资料--------------------------------------------------------------80

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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。

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

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。

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。

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)

《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:

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(

国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案光学

实验二十八 测定玻璃的折射率 【思考题参考答案】 1.视深法和光路法测量时,玻璃砖两个界面的平行度对测量结果有什么影响?为什么? 答:玻璃砖两个界面的平行度对光路法测量结果没有影响。这是因为如果两个界面不平行,可以看成三棱镜,出射线偏向厚度增加方向(相当于底部),只要用光路法找到入射线、出射线和两个界面,都能 确定对应的入射角和折射角,从而按 折射定律计算折射率。 对视深法测量结果是否影响,请 自己根据测量原理思考。 2.视深法和光路法测量时,玻璃砖厚些还是薄些好?为什么? 答:厚些好。在视深法中,玻璃砖越厚h '越大,这样由于像的位置不准引起的相对误差越小。在光路法中,玻璃砖越厚,由于ABCD 位置定的不准,引起入射角和折射角的误差越小,折射率的相对测量误差越小。 3.光路法测量时,为什么入射角不能过大或过小? 答:折射率决定于两个角度的正弦比,入射角太小时,角度误差引起正弦函数的误差变大,入射角和折射角测量误差对测量结果的误差影响变大。入射角太大时,折射角也变大,折射能量太小,同时由于色散严重,出射光束径迹不清晰(或在利用大头针显示光路时,大头针虚像模糊)折射角不易定准。 4.光路法测量时,若所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度,那么,折射率的测量值偏大还是偏小?为什么? 答:折射率的测量值偏小。如果所画直线ab 和 cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度,如图所示。实际折 射线如图中虚线,而作图的折射线为图中实线,测量的折射角大于实际折射角,折射率r i n sin sin =,测 量折射率值偏小。 间距小于玻璃砖的真实厚度的问题,自己回答。 实验二十九 测定薄透镜的焦距 【思考题参考答案】 1.作光学实验为何要调节共轴?共轴调节的基本步骤是什么?对多透镜系统如何处理? 答:光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。由于透镜在傍轴光线(即近轴光线)下成像质量好,基本无像差,可以减小测量误差,必须使各个透镜的主光轴重合(即共

大学物理实验指导书-共十页,每位同学一份

实验1 声速的测定 实验目的 1.学会利用干涉法测定声速。 2.了解利用电声换能器进行电声转换和测量的方法。 3.初步熟悉示波器和音频信号发生器的功能和使用方法。 实验仪器 声速测定仪,低频信号发生器,示波器等。 实验原理 测量声速的方法可分为两类:一是测出声波传播距离L 和所需 的时间t ,由t L v =算出声速v ;二是利用关系式f v λ=,通过测量 频率f 和波长λ来计算声速v 。本实验所采用的共振干涉法和位相比较法,即属于后者。 1.共振干涉法 设有一从发射源发出的一定频率的平面波,经过空气传播,到 达接收器。如果接收面与反射面严格平行,入射波在接收面上垂直反射,入射波与反射相干涉形成驻波。实验装置如图3-1所示,图中S 1、S 2为压电陶瓷喇叭,S 1接低频信号发生器,用为超声波源;S 2为接收器,由于压电效应,它把接收到的声波转换成电信号,且能在接收声波的同时反射部分声波。改变S 1、S 2之间的距离,当其为半波长的整倍数时,媒质中出现稳定的驻波共振现象。此时驻波的幅度达到极大,且接收面所处的声压波腹也相应达到极大值。设此时S 1、S 2之间的距离为L n ,继续调节S 1、S 2之间的距离,设它为L n +1时,再次出现共振现象,则L n +1-L n =λ/2 。因此,若保持f (频率)不变,通过测量相邻两次接收信号达到极大值时接收面与发射源之间的距离就可求出波长 λ,用f v λ=计算声速。 实验内容 1.调整测试系统的谐振频率 (1)按图示接连仪器。把信号发生器“输出调节”旋至最小位置,调节频率输出为40kH z 左右,打开电源开关,预热片刻,转动“输出调节”旋钮,使信号输出为20V 左右或合适大小; (2)将信号发生器的输出信号一路接压电陶瓷超声发生器S 1,(另一路可以接示波器“X 轴输入”),由S 2转换成的电信号接示波器“Y 轴输入”,适当调节示波器至荧光屏上显示出稳定的波形图; (3)将两个换能器分开适当距离,通过移动接收端的换能器,使示波器上的电压信号达到较大值。适当调节信号发生器的输出信号频率与换能器上的固有频率相等(该频率既两压电陶瓷喇叭之间超声波的频率),则示波器上的信号达到最大值。在此频率上进行实验。

国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案-光学

实验二十八 测定玻璃的折射率 【思考题参考答案】 1.视深法和光路法测量时,玻璃砖两个界面的平行度对测量结果有什么影响为什么 答:玻璃砖两个界面的平行度对光路法测量结果没有影响。这是因为如果两个界面不平行,可以看成三棱镜,出射线偏向厚度增加方向(相当于底部),只要用光路法找到入射线、出射线和两个界面,都能 确定对应的入射角和折射角,从而按 折射定律计算折射率。 对视深法测量结果是否影响,请 自己根据测量原理思考。 2.视深法和光路法测量时,玻璃砖厚些还是薄些好为什么 答:厚些好。在视深法中,玻璃砖越厚h 越大,这样由于像的位置不准引起的相对误差越小。在光路法中,玻璃砖越厚,由于ABCD 位置定的不准,引起入射角和折射角的误差越小,折射率的相对测量误差越小。 3.光路法测量时,为什么入射角不能过大或过小 ~ 答:折射率决定于两个角度的正弦比,入射角太小时,角度误差引起正弦函数的误差变大,入射角和折射角测量误差对测量结果的误差影响变大。入射角太大时,折射角也变大,折射能量太小,同时由于色散严重,出射光束径迹不清晰(或在利用大头针显示光路时,大头针虚像模糊)折射角不易定准。 4.光路法测量时,若所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度,那么,折射率的测量值偏大还是偏小为什么 答:折射率的测量值偏小。如果所画直线ab 和 cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度,如图所示。实际折 射线如图中虚线,而作图的折射线为图中实线,测量 的折射角大于实际折射角,折射率r i n sin sin ,测 量折射率值偏小。 间距小于玻璃砖的真实厚度的问题,自己回答。 实验二十九 测定薄透镜的焦距 【思考题参考答案】 … 1.作光学实验为何要调节共轴共轴调节的基本步骤是什么对多透镜系统如何处理 答:光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。由于透镜在傍轴光线(即近轴光线) A B C D a b ~ d i r

建筑物理环境日照实验

建筑物理环境日照实验 建筑1201马晓U201215265 建筑1202郭豪U201215280 建筑1202李树宽U201215279 建筑1202张文韬U201215276 2014年6月11日

一、实验目的: 日照对于建筑造型技术、建筑使用功能、卫生条件等都有密切关系。建筑设计工作者应重视建筑日照的设计。通过测量同一建筑在不同季节的一天里的日影变化情况,从而了解不同情况下光影对此建筑的采光等方面的影响大小,从而为建筑的改造或其他建造工程提供资料支持。 二、测量仪器: 建规学院模型室三参数日照仪 三、实验原理: 1.日照仪: 是根据地球绕太阳运动的规律设计的。由于地轴和黄道面约成66°33′的交角进行运行,使太阳光线直射地球的范围一年中在南北纬23°27′之间作周期变化,可以用太阳光线与地球赤道面的夹角表示,称赤道角d。赤道角从赤道面算起,向北为正,向南为负。所以夏至点赤纬为+23°27′冬至点赤纬为﹣23°27′,春秋分为0°。因此计算日期时,以春分3月21日~22日,秋分9月22日~23日为零度,并可粗略地认出赤纬分度每度为四天来计算日期。 2.平行光源: 试验中以大型探照灯作为光源,射出平行光线,并放在日照仪正方运作太阳。 3.工作原理:

根据地球绕太阳运行的规律,太阳的高度角与方位角取决于地理纬度、赤纬度及时角3个参数。而当太阳的高度角及方位角确定后,棒与影的关系也就可以确定,故在三参数日照仪上的建筑物模型,在模拟的太阳光照射下,就可直接观察。日照仪盘I为赤道平面,根据太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角为赤道角的定义,显然旋转赤道平面盘I与太阳光线所形成的角极为赤纬角。并从赤道面算起向北为正,向南为负。即I向下倾斜23°27′为冬季,向上倾斜23°27′为夏至。日照仪盘Ⅱ中心端有一轴绕地轴旋转。显然,盘Ⅱ为时间度盘,中12时为正南,顺时针为正,反时针为负。盘Ⅲ为地平面,根据从地平面作垂线与赤道面所形成的平角为纬度的定义,所以当盘Ⅲ放平时为90°模拟南、北极,盘Ⅲ放垂直时模拟赤道。若日照仪未装置纬度盘,可按照春秋分日中午12点时,太阳的高度角和纬度的关系式决定。 Ψ=90°—hs Ψ——地理纬度; hs——太阳高度角。 赤纬、地理纬度和事件组成了日照计算的三大因素,具备了这三参数测量条件的日照仪,称为“三参数日照仪”。 四、实验结果: 1.冬至日: 测试时间:08:00am-17:00pm 间隔30分钟

大学物理实验指导书

《普通物理学实验》实验指导书 机械建筑学院 2011年10月

实验一 落球法测定液体粘滞系数 一、实验目的 1、观察液体的内摩擦现象,学会用落球法测量液体的粘滞系数。 2、掌握基本测量仪器(如游标卡尺、螺旋测微计、秒表)的用法。 二、实验内容 1、将玻璃圆筒装入液体,调节圆筒,使其中心轴处于铅直位置。用游标卡尺测量圆筒的内直径D 。用米尺量出圆筒上标号线A 、B 之间的距离S 。 2、用螺旋测微计测小钢球的直径d 、在三个不同的方向上测量,取其平均值。共测试5个小球,记录测量结果,编号待用。 3、用吸棒吸起小钢球,为使其表面完全被所测的油浸润,先将小球在油中浸一下,然后放入玻璃管中。用秒表测出小球匀速下降通过路AB 所需的时间t ,则v=s/t (5个小球分别测量)。 4、小球的密度由实验室给出,液体的密度可测定或给出。记下油的温度。 5、根据每个小球的数据,按照公式④计算η,然后求η平均值及其 误差。 注意:实验中常用的液体为蓖麻油或甘油。为了减少实验误差,采用小直径的钢球(钢球直径1mm )。 三、 实验设备、仪器 1、粘滞系数实验仪、甘油。 2、游标卡尺、螺旋测微计、秒表、钢球。 四、实验原理 小球在液体中运动时,将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用。这种阻力即为粘滞力,是由于粘附在小球表面的液层与邻近液层的摩擦而产生的,它不是小球和液体之间摩擦阻力。则根据斯托克斯定律,小球受到的粘滞力为: f=6πηrv ① 其中,η是液体的粘滞系数,r 是小球的半径,v 是小球的运动速度。 在装有液体的圆筒形玻璃管的导管D 处让小球自由下落。小球落入液体后,受到三个力的作用,即重力ρVg ,浮力ρ0Vg 和粘滞力f 的作用,其中V 是小球的体积,ρ和ρ分别为小球和液体的密度。在小球刚落入液体时,垂直向下的重力大于垂直身上的浮力和粘滞力之和,于是小球作加速运动。随着小球运动速度的增加,粘滞力也增加,当速度增加到一值v 0时,小球所受的合力为零。此后小球就以该速度匀速下落。 前面说过,式①只适用于小球在无限广延的液体内运动的情形。而在本实验中,小球是在半径为R 的装有液体的圆形管内运动。如果只考虑管壁对小球运动的影响,则式①应修改为: f=6πηrv 0(1+kr/R ) ② 式中v 0是小球在圆筒内的收尾速度,即达到匀速运动的那个速度;k 是一个常数,其值由实验室给定。由于小球以v 匀速下降,根据力的平衡方程得: 6πηrv 0(1+kr/R )=ρVg -ρ0Vg ③ 故液体的粘滞系数为: η=2g 2 r (ρ-ρ0)/9v 0(1+kr/R )=g 2 d (ρ-ρ0)/18v 0(1+kr/D )④ 在小球的密度ρ、液体的密度ρ0和重力加速度g 已知的情况下,只要测出小于的直径d ,圆筒的直径D 和小球的速度v 0就可以算出液体的粘滞系数η。式中各量的单位:g 用 N/kg,d 、D 用 kg/3m ,v 0用m/s,则η的单位为N.s/2 m 即Pa.s 。

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