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大一物理实验

时间:2018-11-09 10:49 来源:免费论文网

篇一:综合物理实验心得

综合物理实验心得

经过两学期的实验课,从中学到的东西更广了。大一下的时候也许还不算熟悉实验程序和实验仪器,但大二上就差不多所有的实验仪器都已经是至少操作过一次了的,所以在仪器操作上问题不像上学期那般明显了。当然,也有因粗心和遗忘导致的可避免性错误。上学期总结了一些不足之处,那这学期就说一下从中学到的吧。

首先是知识的应用,没有物理实验,很多学过的内容都被无法得到实践,很难掌握成为自己的知识。就说介质常数,物理经常使用到的一个物理量,但是平时只知道这是一个物理量以及什么时候该使用它,但具体到深层次的思考却没有。但在经过界定常熟测量实验后,对他的概念更加清晰。明白到介质在外加电场是会产生感应电荷,今儿雪落电厂,原外加电场与介质中电场的比值即为相对介电常数。可见介电常数描述的是物质保持电荷的能力,也是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的一种度量。

其次是治学态度,因为来了一年了,在学业上有些怠慢的趋势。加上社团以及各种活动等私事,翘课率比大一高了不少,对于学业的认真度远不如大一。但实验是一门要求十分严谨的学科,虽然已经是习惯性地迟到,但是即使是因为活动错过的实验,也会尽量利用时间补过来,甚至是一个实验的时间完成两个实验(我这学期已经这样两次了)。当然,这并不是什么值得骄傲的事,相反是不应该的事。但因为物理实验需要严谨,所以即使一次实验时间做两个实验也是十分认真,甚至更加认真。希望得到的不仅仅是一次实验结果,更希望的是成为一个干实事的人。

最后是和同学以及老师在一起形成的友谊。因为是小组进行实验,而且分专业后大家对和自己同专业同志向的同学更是亲切和友好。经过这么久一起共同探索,共同失误,共同成功,我们在一教那几间实验室留下了共同的欢笑。和老师一起呆过一年两学期四门课(好巧,刚

好是个数列呢),经历过老师对我们的悉心讲解,受到过老师该有的严厉态度,收到过老师对我们的不断鼓励,也得到过老师一次又一次的宽容和谅解。真的,老师很棒! 我会再选下学期的实验课的!

不是一个会说话的人,也不是一个会总结的人,也许应该更学术性一点,但是这就是我最内心的想法了。老师棒棒哒,同伴们棒棒哒,自己棒棒哒!

篇二:大学物理实验报告答案(最全)

大学物理实验报告答案(最全)

(包括实验数据及思考题答案全)

1.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) 实验方法原理

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。1

U

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,

I

54.7

max

1

52.9

53.2

1

1

2

2

R/ ?

2

(1) 由

(2) 由

V ?U = U× 1.5% ,得到 ?U= 0.15V , U

?= 0.075 ; ?I = I0.075mA, ?I= 0.75mA ;

2

max

1

2

U

= (3) 再由 uR

R

2

I

2

( 3V +

) (

1

1 , u = u = ×

R2 1? ; 3I ) ,求得 R1 9 10 ?

3

(4) 结果表示 R

= (2.92 ± 0.09) , R

×10 ?=

2

(44 1)

± ?

2.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: (a + b) sin ψ

k

=dsin ψ=±kλ

k

如果人射光不是单色,则由上式可以看出,光的波长不同,其衍射角也各不相同,于是复色光将被分解,而在中央 k =0、 ψ =0 处,各色光仍重叠在一起,形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着 k=1,2,3,…级光谱 ,各级光谱 线都按波长大小的顺序依次 排列成一组彩色谱线,这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数,用分光计测出 k 级光谱中某一明条纹的衍射角ψ,即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。 实验步骤

(1) 调整分光计的工作状态,使其满足测量 条件。

(2) 利用光栅衍射 测量汞灯在可见光范 围内几条谱线的波长。

① 由于衍射光谱在中央明条纹两侧对 称地分布,为了提高测量的准确度,测量第k级光谱时 ,应测出 +k级和-k 级光谱线的位置,两位置的差值之 半即为实验时 k取1 。

② 为了减少分光计刻度盘的偏心误差,测量每条光谱线时 ,刻度盘上的两个游标都要读数 ,然后取其平均值 (角 游标的读数方法与游 标卡尺的读数方法基本一致)。

③ 为了使十字丝对准光谱线,可以使用望远镜微调螺钉12来对准。

④ 测量时,可将望远 镜置最右端,从 -l 级到 +1 级依次测量,以免漏测数据。

数据处理

左1级 1级

φ 游标 /nm λ/nm E

(k=-1)

l(明)

20.258°579.0 0.33%

2(明) 20.158°577.9 0.45%

(明) 左

19.025°546.1 0.51%

(1) 与公认值比较 (明) 左

15.092°435.8 0.44%

λ为公认值。

(2) 计算 出紫色谱线波长 的不确定度

?

差 E0 x λ 0

其中

? ? +

(a b)sin ?

u ? ? = a + ?

u(λ) = ? ( b) | cos? | u( ) ?? ( )

? ? 1 ? π

= × ×=0.467nm ; U =2×u(λ) =0.9 nm . 600 ×

cos15 60 180 092

最后结果为: λ=(433.9±0.9) nm 1. 当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅上时,试问最多能看到第几级光谱?并 请说明理由。

答:由(a+b)sinφ=kλ 得 k={(a+b)/λ}sinφ∵φ最大为 90o 所以 sinφ=1

又∵a+b=1/500mm=2*10m, λ=589.0nm=589.0*10m

∴k=2*10/589.0*10=3.4 最多只能看到三级光谱。

-6

-9

-6

-9

?

2. 当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?为什么? 答:狭缝太宽,则分辨本领将下降,如两条黄色光谱线分不开。 狭缝太窄,透光太少,光线太弱,视场太暗不利于测量。

3. 为什么采用左右两个游标读数?左右游标在安装位置上有何要求? 答:采用左右游标读数是为了消除偏心差,安装时左右应差 180o\u12290X

3.光电效应

实验目的

(1) 观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线;测定截止电压,并通过现象了解其物 理意义。

(2) 练习电路的连接方法及仪器的使用 ; 学习用图像总结物理律。 实验方法原理

(1) 光子打到阴极上 ,若电子获得 的能量 大于 逸出 功时则会 逸出 ,在电场力的作用下向 阳极 运动而形成正向 电流 。在 没达到饱和前 ,光电流与电压成线性关系 ,接近饱和时呈非线性关系 ,饱和后电流不再增加 。

(2) 电光源发光后 ,其照度随距光源的距离的平方成 (r 2 )反比即光电管得到的光子数与 r2成反比,因此打出的电子

2

数也与 r 成反比,形成的饱和光电流 也与 r2成反比,即 I ∝r-2。

(3) 若给 光电管接反向电压 u 反,在 eU反 < mv/ 2=eU时(v为具有最大速度的电子的速度 ) 仍会有电子移动

到阳极而形成光电流 ,当继续增大 电压 U反,由于电场力做负功使 电子减速 ,当使其到达 阳极前速度刚好为零 时 U反=US, 此时所 观察 到的 光电流为零 ,由此 可测 得此光电管在当前光源下的截止电压 U。 实验步骤

max

S

max

S

(1) 按讲义中的电路原理图连接好实物电路图; (2) 测光电管的伏安特性曲线:

① 先使正向电压加至30伏以上,同时使光电流达最大(不超量程), ② 将电压从0开始按要求依次加大做好记录; (3) 测照度与光电流的关系:

① 先使光电管距光源20cm处,适当选择光源亮度使光电流达最大(不超量程); ② 逐渐远离光源按要求做好记录; 实验步骤

(4) 测光电管的截止电压: ① 将双向开关换向;

② 使光电管距光源20cm处,将电压调至“0”, 适当选择光源亮度使光电流达最大(不超量程),记录此时的光 电流I,然后加反向电压使光电流刚好为“0”,记下电压值U;

③ 使光电管远离光源(光源亮度不变)重复上述步骤作好记录。 0

S

(1) U /V -0.6 4 0 1.0 2.0 4

4.0 16.8 5 35.0 8 6.0 18.7 8 40.0 6 8.0 19.9 0 50.0 4 1.51

10.0 19.9 60.0 3 0.87

20.0 19.9 4

30.0 19.9 5 70.0 2 0.53

40.0 19.9 7 80.0 15 0.32

(2) L /cm 1/L

2

20.0 5 25.0 6 30.0 1 0

-10

10

20

30

40

50

伏安特性曲线 照度与光电

流曲线

(3) 零电压下的光电流及截止电压与照度的关系

L /cm I/μA

20.0

1.96

30.0 1.06 0.65

35.0 0.85 0.66

40.0 0.64 0.62

50.0 0.61 0.64

60.0 0.58 0.65

70.0 0.55 0.63

答:临界截止

U/V

S0.64

25.0 1.85 0.63

1. 临界截止电压与照度有什么关系?从实验中所得的结论是否同理论一致?如何解 释光的波粒二象性? 电压与照度无关,实验结果与理论相符。

光具有干涉、衍射的特性,说明光具有拨动性。从光电效应现象上分析,光又具有粒子性,由爱因斯坦方程来描 述:hν=(1/2)mvmax+A。

2

2. 可否由 U′ ν曲线求出阴极材料的逸出功?答:可以。由爱因斯坦方程 hυ=e|u|+hυ可求出斜率Δus/Δυ=h/e

s

s

o

和普朗克常数,还可以求出截距(h/e)υ,再由截距求出光电管阴极材料的红限

oυ,从而求出逸出功 A=hυo。

o

4.光的干涉—牛顿环

实验目的

(1) 观察等厚干涉现象及其特点。

(2) 学会用干涉法 测量透镜的曲率半径与微小厚度。 实验方法原理

利用透明薄膜 (空气层 )上下表面对人射光的 依次反射,人射光的振幅将分成振幅不同且有一定光程差的两部分, 这是一种获得相干光的重要途径。由于两束反射光在相遇时的光程差取决于产生反射光的薄膜厚度,同一条干涉条纹所

对应的薄膜厚度相同,这就是等厚干涉。将一块曲率半径 R 较大 的平凸透镜的凸面置 于光学平板玻璃上,在透镜的凸

面和平板玻璃的上表面间就形成一层空气薄膜,其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。当平 行的单色光垂直入射时, 入射光将在此薄膜上下两表面依次反射,产生具有一定光程差的两束相干光。因此形成以接触点为中心的一系列明暗交

替的同心圆环——牛顿环。透镜的曲率半径为: R = Dm Dn ?

?

4(m n)λ 4(m n) 实验步骤

λ

(1) 转动读数显微镜的测微鼓轮 ,熟悉其读数方法 ;调整目镜,使十字叉丝清晰,并使其水平线与主尺平行 (判断的 方法是:转动读数显微镜的测微鼓轮,观察目镜中的十字叉丝竖线与牛顿环相切的切点连线是否始终与移动方向平行)。

(2) 为了避免测微鼓轮的网程(空转)误差,在整个测量过程中,鼓轮只能向一个方向旋转。应尽量使叉丝的竖线对准暗 干涉条纹中央时才读数。

(3) 应尽量使叉丝的竖线对准暗干涉条纹中央时才读数。 (4) 测量时,隔一个暗环记录一次数据。

(5) 由于计算 R 时只需要知道环数差 m-n,因此以哪一个环作为第一环可以任选,但对任 一暗环其直径必须是对 应的两切点坐标之差。 环的级数

1 8 21.862 27.970 22.881 4.084 16 22.041 27.811 23.162 3.561 环的位置 /mm

环的位置 /mm 环的直径/mm

c

2

m

2

n

2

2

=0.6%

R

y

( )

=

R

? u( ) ? u( ) ? ? u( ) ? = ?y ??+m ? n ? + m ? n ?

? ? ? ? ? ?

? ?

?

? + × ?8

? 20.6? 8.910 ? 35

u R

u( R) = R) =5.25mm;U = 2× u(R) = 11 mm

R

R = (R ± U ) =(875±11)mm

c

c

c

1. 透射光牛顿环是如何形成的?如何观察?画出光路示意图。答:光由牛顿环装置下方射入,在 空气层上下两表面对入射光的依次反射,形成干涉条纹,由上向下观察。

2. 在牛顿环实验中,假如平玻璃板上有微小凸起,则凸起处空气薄膜厚度减小,导致等厚干涉条纹 发生畸变。试问这时的牛顿环(暗)将局部内凹还是局部外凸?为什么? 答:将局部外凸,因为同一条纹对应的薄膜厚度相同。

3. 用白光照射时能否看到牛顿环和劈 尖干涉条纹?此时的条纹有何特征?

答:用白光照射能看到干涉条纹,特征是:彩色的条纹,但条纹数有限。

5.双棱镜干涉

实验目的

(1) 观察双棱镜干涉现象,测量钠光的波长。

(2) 学习和巩固光路的同轴调整。 实验方法原理

双棱镜干涉实验与双缝实验、双面镜实验等一样,都为光的波动学说的建立起过决定性作用,同时也是测量光波 波长的一种简单的实验方法。双棱镜干涉是光的分波阵面干涉现象,由 S 发出的单色光经双棱镜折射后分成两列,相当 于从两个虚光源 S和 S射出的两束相干光。这两束光在重叠区域内产生干涉,在该区域内放置的测微目镜中可以观察 dd 到干涉条纹。根据光的干涉理论能够得出相邻两明(暗)条纹间的距离为 ?x λ ,即可λ =?x 其中 d 为两

1

2

=

D 有

D

个虚光源的距离,用共轭法来测,即 d =

;离距的镜目微

实验步骤

(1) 仪器调节 ① 粗调

将缝的位置放好,调至坚直,根据缝的位置来调节其他元件的左右和高低位置,使各元件中心大致等高。 ② 细调

根据透镜成像规律用共轭法进行调节。使得狭缝到测微目镜的距离大于透镜的四倍焦距,这样通过移动透镜能够在 测微目镜处找到两次成像。首先将双棱镜拿掉,此时狭缝为物,将放大像缩小像中心调至等高,然后使测微目镜能够接

收到两次成像,最后放入双棱镜,调双棱镜的左右位置,使得两虚光源成像亮度相同,则细调完成。各元件中心基本达

dd;D 为虚光源到接收屏之间的距离,在该实验中我们测的是狭缝到测 。量测镜目微?测 x由,小很

1

2

到同轴。

(2) 观察调节干涉条纹

调出清晰的干涉条纹。视场不可太亮,缝不可太宽,同时双棱镜棱脊与狭缝应严格平行。取下透镜,为方便调节可

先将测微目镜移至近处,待调出清晰的干涉条纹后再将测微目镜移到满足大于透镜四倍焦距的位置。

(3) 随着 D 的增加观察干涉条纹的变化规律。 (4) 测量

篇三:大学物理实验小结

大学物理实验小结

曹功名090102108 09级车辆一班

时间过得很快,恍惚之间大二的物理实验课程就已经结束了。犹记得大一下学期,刚开设大学物理实验时候的情景。心里充满了对于实验操作强烈的冲动。

可是一旦接触了实验,会发现不是那么的简单。当然有挑战就会有所收获。经过这一学期的学习,让我们学到了很多,真正了解大学物理实验这门课程。它是我们进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端。可谓受益匪浅。

物理实验这门课程,作为大学生,要知道遵守规定,养成良好的习惯;需要你用眼睛去认真观察,思考的同时要多动手;实验课程有它独到之处,需要你的严谨的分析问题。所以,它是培养我的严谨的态度,提高我们处理问题的能力,这个加强了基础能力。实验的同时,需要的还有我们的创新能力,这种要求是比较高的。

我们都很清楚,实验之前需要我们的认真预习,这让我们受益颇多。这却让我们有了预习的好习惯。

“实验就是为了让你动手做,去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。”动手能力的重要新不必多说,大学物

理实验正好为我们提供了这一平台,以提高动手能力。

然而每个实验做起来都不可能一帆风顺,这又培养了我们坚持不懈的品质。大学物理实验让我感受的前辈伟人在开辟科学道路的艰辛。虽说我们的大学物理实验只是对前人的经典实验的重复,但是对于一个知识尚浅、探索能力还不够的人来说,这些探索也非一件易事。大学物理实验都是一些经典的给人类带来了难以想象的便利与财富。对于这些实验,我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。大学物理实验让我慢慢开始“摸着石头过河”。

在这一年多来的做实验当中,让我感受到那种出乎意料的无奈,而又诧异于柳暗花明的明了。总之,实验总会那么的新奇。我们期望与顺利,需要的是细致。

记得“牛顿环”的那个实验,我跟我的同桌做时十分的顺利,但最后的结果却是什么都没看到,后来经过老师的解释,才知道我们在调整镜子角度和距离时出错了,一节课的幸苦白费了,幸好最后做出来了。所以,在做实验时,每一步都要认真小心,考虑清楚后再动手,要不很可能前功尽弃了。

进而我又理解了合作的必要性。每次做实验时,我们都是两人一台仪器,互相帮助,分工合作,大大地提高了实验效率。而又提高了团队合作精神。

在物理实验课中,老师从实验原理到实验操作步骤一丝不苟的给与我们指导,努力使我们建立起一套系统、完善的思维方式。

为我们以后课程的学习打下了扎实的基础。

实验时,往往会遇到许多自己解决不了的问题,或者是仪器故障之类的问题。首先自己不能慌张,能自己解决的要结合书上的内容解决,实在不行的要去请教老师,不能盲目操作,造成仪器的损坏。

我们要学习对观察到的现象和测到数据随时进行判断,以确定正在进行的实验过程是否正常合理。每次测量后应该立即将数据记录在草表内,并要注意数据的有效位数。实验结束时,要把数据给老师签字,确定无误后才行。离开实验室前,要整理好使用过的仪器,做好清洁工作。

书写实验报告是试验完成后的全面总结,用简单的形式将实验结果完整而又真实地表达出来。字迹端正,图表规范,结果正确。并及时上交。

实验课的开设,不仅使我们学到了专业知识,而且也让我们知道,要懂得团队合作。在做实验时,同桌是必不可少的,我们在一起时,可以互补不足,分工合作,大大提高了效率,以至于不会手忙脚乱的,最后不知所云。

一年的物理实验就这样要结束,但是在实验课上培养的品质,精神,会对我们以后的学习,工作当中都不会丢弃的。因为我坚信一点:态度决定一切!


大一物理实验
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