大學物理實驗課后答案

1、（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D 測量凸透鏡焦距有什么優(yōu)點？ 答 這種方法可以避免透鏡光心位置的不確定而帶來的測量物距和像距的誤差。（2）為什么在本實驗中利用1/u+1/v=1/f 測焦距時，測量u和v都用毫米刻度的米尺就可以滿足要求？設透鏡由于色差和非近軸光線引起的誤差是1。 答 設物距為20cm，毫米刻度尺帶來的最大誤差為0.5mm，其相對誤差為0.25，故沒必要用更高精度的儀器。（3）如果測得多組u，v值，然后以u+v為縱軸，以uv為橫軸，作出實驗的曲線屬于什么類型，如何利用曲線求出透鏡的焦距f。 答 直線；1/f為直線的斜率。（4）試證：在位移法中，為什么物屏與像屏的間距D要略

2、大于4f？ 由f=(D+d)(D-d)/4D D2-4Df=d2 D(D-4f)=d2 因為d>0 and D>0 故D>4f1.避免測量u、的值時，難于找準透鏡光心位置所造成的誤差。2.因為實驗中，側的值u、f都相對較大，為十幾厘米到幾十厘米左右，而誤差為1%，即一毫米到幾毫米之間，所以可以滿足要求。3.曲線為曲線型曲線。透鏡的焦距為基斜率的倒數(shù)。當縫寬增加一倍時,衍射光樣的光強和條紋寬度將會怎樣變化?如縫寬減半,又怎樣改變?答:a增大一倍時, 光強度；由a=L/b ，b減小一半a減小一半時, 光強度；由a=L/b ，b增大一倍。激光輸出的光強如有變動,對單縫衍射圖象和光強

3、分布曲線有無影響?有何影響?答:由b=L/a.無論光強如何變化,只要縫寬不變,L不變,則衍射圖象的光強分布曲線不變 (條紋間距b不變)；整體光強度 或者 。用實驗中所應用的方法是否可測量細絲直徑？其原理和方法如何？答：可以，原理和方法與測單狹縫同。本實驗中，=632。8nm,縫寬約為5*10-3,屏距L為50。試驗證：是否滿足夫朗和費衍射條件？答：依題意： L=（50*10-2）*（632.8*10-9）=3.164*10-7 a2/8=(5*10-5)2/8=3.1*10-10 所以L<<a2/8 即滿足夫朗和費衍射條件。1、導熱系數(shù)的物理意義是什么？導熱系數(shù)是反映材料導熱性能的

4、重要參數(shù)之一，其值等于相距單位長度的兩平面的溫度相差為一個單位時，在單位時間內通過單位面積所傳遞的熱量，單位是瓦米-1開-1（Wm-1K-1）。2、實驗中采用什么方法來測量不良導體的導熱系數(shù)？穩(wěn)態(tài)法（具體描述略）3、測要滿足哪些條件？在實驗中又如何保證？1）測 ，系統(tǒng)要處于穩(wěn)定態(tài)，即這兩個溫度在十分鐘內保持不變，并且>，（人為控制在）；2）測量散熱板在附近的冷卻速率。4、試述穩(wěn)態(tài)法測不良導體導熱系數(shù)的基本原理。通過當達到穩(wěn)態(tài)時待測樣品的傳熱速率和散熱盤向側面和下面的散熱速率相同的原理推導得出。5、討論本實驗誤差因素，并說明測量導熱系數(shù)可能偏小的原因。A、樣品表面老化，影響傳熱；B、加熱板

5、，樣品，散熱板之間有縫隙，影響傳熱。C、熱電偶熱端與發(fā)熱盤和散熱盤接觸不良，應粘些硅油插入小孔底部，等等6、測冷卻速率時，為什么要在穩(wěn)態(tài)溫度附近選值。？A、當散熱板處在不同溫度時，它的散熱速率不同，與本體溫度，環(huán)境溫度都有關。B、在實驗中，當系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時通過待測樣品的傳熱與散熱盤向側面和下面的散熱率相同，所以測冷卻速率要在穩(wěn)態(tài)溫度附近。7、本實驗的熱電偶測溫度為什么不用定標就能代入公式計算？能否不用數(shù)字電壓表而用其它電表儀器來測熱電偶電壓值，代入公式求導熱系數(shù)而不影響結果？舉例說明。在所測溫度范圍內，直流數(shù)字電壓表測得的溫差電動勢與待測溫度成線性關系，即那么，所以不用定標就可以代入公式?？梢?/p>

6、采用與電阻串聯(lián)的電流表（靈敏電流計）因為（1）、測量時，若實際測量的是弦長，而不是牛頓環(huán)的直徑，則對測量結果會有何影響？為什么？答：如圖， 直線 AB為實際測量的方向，與實際的圓心O距離為OA 則AC2AB2=（OC2OA2）（OB2OA2）= OC2OB2 所以（2AC）2（2AB）2= （2OC）2（2OB）2 即弦長的平方差等于直徑的平方差。 所以對測量結果沒有影響。（2）、為什么相鄰兩暗環(huán)（或亮環(huán)）之間的距離，靠近中心的要比邊緣的大？答一：所以靠近中心（k越小，越大）的環(huán)間距要比邊緣的大。答二：為條紋間距，為上球面與下平面的夾角因相鄰兩暗環(huán)間光程差之差為，所以 ，離中心越遠，越大，所以

7、條紋間距越小。（3）、若已知光學波長與球面曲率半徑R，請設計出具體的實驗方案，測量某種透明液體光學介質的折射率。答：設其折射率為n，在液體中光波長為 在牛頓環(huán)兩玻璃面之間充滿該液體，則暗紋條件為，利用公式和用本實驗的方法求出，則n/.（4）、試分析牛頓環(huán)實驗誤差的主要來源。答：因為環(huán)有一定的寬度，對其準確定位有一定的困難，以此帶來的誤差是主要的誤差來源。（5）、怎樣利用牛頓環(huán)的原理來檢查平面玻璃表面質量？答：牛頓環(huán)的原理是等厚干涉，可將牛頓環(huán)裝置上的平凸透鏡放在待檢查的玻璃上，看干涉條紋是否為勻稱的同心圓，若條紋出現(xiàn)外凸或內凹，則說明玻璃不平整；或將一塊標準的平板玻璃與待檢查的玻璃成一小斜角放置，形成空氣劈，看干涉條紋是否均勻的直線，若直線出現(xiàn)彎曲部分，也說明玻璃不平整。（6）、實驗中所看到的牛頓環(huán)干涉條紋，是同一光束由空氣薄膜上、下兩表面反射