試驗(yàn)1基本測(cè)量

1、實(shí)驗(yàn) 1基本測(cè)量1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1掌握游標(biāo)和螺旋測(cè)微裝置的原理，學(xué)會(huì)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微計(jì)的正確使用；1.2掌握用比重瓶法測(cè)定物體密度的原理，學(xué)會(huì)使用物理天平和比重瓶；1.3學(xué)習(xí)儀器的讀數(shù)方法，并能根據(jù)有效數(shù)字的概念正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；1.4掌握不確定度估算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確表示方法。2 實(shí)驗(yàn)儀器 米尺，游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微計(jì)，物理天平，比重瓶（100ml ），金屬長(zhǎng)方體，金屬圓筒，小鋼球，蒸餾水（簡(jiǎn)稱水），溫度計(jì)，細(xì)金屬條，吸水紙，電吹風(fēng)（公用）。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3.1用米尺測(cè)量金屬長(zhǎng)方體的體積；3.2用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬圓筒的體積；3.3用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鋼球的體積；3.4測(cè)金屬薄板的密度；3.5用比

2、重瓶法測(cè)小鋼球的密度。4 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 4.1用米尺測(cè)量長(zhǎng)方體的體積測(cè)定金屬長(zhǎng)方體長(zhǎng)度（寬度、厚度）時(shí)，應(yīng)選擇不同部位測(cè)量5 次，數(shù)據(jù)填入表 4-1-1。4.2用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬圓筒的體積（ 1）檢查零點(diǎn)，使游標(biāo)卡尺兩鉗密合，觀察游標(biāo) “0線”是否與主尺 “0線”對(duì)齊，若不對(duì)齊則記下零點(diǎn)讀數(shù)。（ 2）用卡尺測(cè)圓筒的外徑（ D 1）、內(nèi)徑（ D 2）和筒長(zhǎng)（ H ），對(duì)每一個(gè)物理量要求在測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇不同部位測(cè)量5 次，數(shù)據(jù)填入表 4-1-2 。4.3用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鋼球的體積測(cè)定螺旋測(cè)微計(jì)的零點(diǎn)誤差 ,記錄量程、最小分度及單位，再將鋼球直徑測(cè)量6 次，數(shù)據(jù)填入表 4-1-3 。4.4測(cè)金屬薄板的密度

3、（10-3 kg）（ 1）用物理天平測(cè)出金屬薄板在空氣中的相應(yīng)質(zhì)量m， m=（） ±0.05（ 2）記錄天平感量（） kg，天平最大稱量（） kg，環(huán)境溫度（）。4.5用比重瓶法測(cè)待測(cè)小鋼球的密度） ±0.05 （ 10-3kg）；（ 1）用物理天平稱50 粒小鋼球的質(zhì)量 m， m= （ 2）將比重瓶裝滿水，用吸水紙擦去瓶外及瓶口溢出的水，測(cè)出加滿水的比重瓶質(zhì)量 Ma ；（ 3）將小鋼球放入比重瓶中，蓋上瓶蓋，擦去多余的水，測(cè)出小鋼球和加滿水的比重瓶的質(zhì)量 Mb ；（ 4）按式（ 4-1-10 ）計(jì)算小鋼球的密度及，正確表示其結(jié)果。4.6 注意事項(xiàng)（ 1）米尺的刻度可能不夠

4、均勻， 在測(cè)量要求高時(shí)可以選取不同的起點(diǎn)，進(jìn)行多次測(cè)量。（ 2）游標(biāo)卡尺的主尺用 cm 刻度，游標(biāo)用mm 刻度，注意單位統(tǒng)一。（ 3）游標(biāo)卡尺用后放入儀器盒時(shí)，固定螺釘S 要松開(kāi)。（ 4）螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量結(jié)束，鉗口A 、B 應(yīng)留一空隙，再放入儀器盒內(nèi)。（ 5）用細(xì)金屬條動(dòng)作輕緩把比重瓶中小鋼球的表面氣泡趕掉，不能把比重瓶的薄壁碰破。（ 6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束用電吹風(fēng)把小鋼球吹干。5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 5.1 米尺測(cè)量長(zhǎng)方體體積的數(shù)據(jù)處理表 4-1-1 米尺測(cè)量長(zhǎng)方體的體積測(cè)量?jī)x器 _分度值 _儀_單位cm測(cè)量項(xiàng)目長(zhǎng) a寬 b高 c12345平均值計(jì)算出金屬長(zhǎng)方體的長(zhǎng)a、寬 b、高 c 的平均值、 算術(shù)平均值的

5、標(biāo)準(zhǔn)偏差Sa 、 Sb 、 Sc 及不確定度 a 、b 、c ，再求出體積，表達(dá)出結(jié)果。（計(jì)算步驟詳細(xì)）na) 2nb) 2nc)2(ai(bi(ciSi1， Si 1， Si1an(n1)bn(n1)cn(n1)儀儀3aS2儀 2，bS 2儀 2，cS 2儀 2abc長(zhǎng) aaacm寬 bbbcm高 ccccm體積Vabccm3V222VVVabcabc222bc體積VVaVacbabccm35.2游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬圓筒體積的數(shù)據(jù)處理表 4-1-2游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬圓筒體積測(cè)量?jī)x器 _分度值 _零點(diǎn)_單位mm測(cè)量項(xiàng)目外徑 DD 實(shí)內(nèi)徑 dd 實(shí)筒長(zhǎng) HH 實(shí)12345平均值計(jì)算外徑 D 、內(nèi)徑 d

6、 和筒長(zhǎng) H 的平均值、算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差及不確定度,再求出體積，表達(dá)出結(jié)果。 （計(jì)算步驟詳細(xì)）外徑DDmm內(nèi)徑ddmm筒長(zhǎng)HHmm223體積V( Dd )Hmm4VDH，VdH ， VD 2d 2D2d 2H4V22V222V2VD體積VVVDddHHmm35.3螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鋼球的體積的數(shù)據(jù)處理表 4-1-3螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鋼球的體積測(cè)量?jī)x器 _分度值 _零點(diǎn)_ 單位mm測(cè)量項(xiàng)目123456平均值讀數(shù) Di實(shí)際值（ Di）Di計(jì)算出金屬球直徑D 的平均值、算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差及不確定度，再求出體積，表達(dá)出結(jié)果。（計(jì)算步驟詳細(xì)）直徑DDmmV3mm3體積D6VVVVV22DDDD23mm5.

7、4測(cè)金屬薄板的密度參照前面游標(biāo)卡尺和體積計(jì)算方法，根據(jù)（4-1-7 ）式，利用6.2 測(cè)量及求出的體積，求出及，正確表示其結(jié)果。5.5比重瓶法測(cè)小鋼球的密度小鋼球的密度mMMmo0上式兩邊取對(duì)數(shù)：nnmn (M 0Mm) no上式兩邊求偏導(dǎo)數(shù)：ddmdM 0dMdmm M 0M m M 0M m M 0M m2222相對(duì)不確定度：mM 0MmmM 0M mM 0M mM 0M m物理天平單次測(cè)量：mM 0M儀 0.05(10 3 kg )密度間接測(cè)量結(jié)果的不確定度:22212m3M 01mMm儀3M 0MmM 0m測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式:( kg / m3 )6 預(yù)習(xí)思考題 6.1游標(biāo)尺的 50

8、格對(duì)應(yīng)分度值為 lmm 的主尺 49 格，此游標(biāo)卡尺的分度值是。6.2檢查千分尺零點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)微分套筒上第49 根刻線與主尺上的讀數(shù)標(biāo)志線重合，此時(shí)零點(diǎn)值是。6.3測(cè)長(zhǎng)度約為 2cm物體。用分度值為 0.02mm 的卡尺測(cè)有效數(shù)字有位，用千分尺測(cè)有效數(shù)字位，用米尺測(cè)有效數(shù)字有位。6.4螺旋測(cè)微計(jì)螺距0.5mm，微分筒上刻有100 個(gè)分格，它的分度值是多少？6.5如何調(diào)整天平水平？如何調(diào)整天平零點(diǎn)？7 課后習(xí)題 7.1列表總結(jié)實(shí)驗(yàn)中所用米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的量程、分度值和應(yīng)讀到的位數(shù)。7.2有人把天平的使用，總結(jié)為四句話：“稱量、分度值先看清，柱直、梁平、游碼零，物左、砝右止動(dòng)勤，儀器用畢收

9、拾凈”，請(qǐng)給出解釋。7.3比重瓶蓋中的毛細(xì)管的作用是什么？實(shí)驗(yàn) 2剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定第一部分IM-2 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1了解多功能計(jì)數(shù)，計(jì)時(shí)毫秒儀實(shí)時(shí)測(cè)量（時(shí)間）的基本方法。1.2用剛體轉(zhuǎn)動(dòng)法測(cè)定物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。1.3驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)定律及平行軸定理1.4分析實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因和實(shí)驗(yàn)中為降低誤差應(yīng)采取的實(shí)驗(yàn)手段。2 實(shí)驗(yàn)儀器 IM-2剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀，應(yīng)用霍爾開(kāi)關(guān)傳感器結(jié)合計(jì)數(shù)計(jì)多功能時(shí)毫秒儀自動(dòng)記錄剛體在一定轉(zhuǎn)矩作用下， 轉(zhuǎn)過(guò) 角位移的時(shí)刻， 測(cè)定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角加速度和剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3.1（必做部分） 以鋁盤(pán)中心孔安裝鋁盤(pán)，組成轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)， 測(cè)量在砝碼力矩作用下角加

10、速度2 和砝碼掛線脫離后角加速度1 。 以鋁盤(pán)作為載物臺(tái)，加載環(huán)形銅質(zhì)實(shí)驗(yàn)樣品，測(cè)量在砝碼力矩作用下角加速度2 和砝碼掛線脫離后角加速度1 。3.2（選做部分）以鋁盤(pán)偏心孔d3.0， 4.0， 5.0cm 為轉(zhuǎn)軸，測(cè)量在砝碼力矩作用下角加速度2 和砝碼掛線脫離后角加速度1 。4 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求， 將有關(guān)數(shù)據(jù)填入對(duì)應(yīng)表格 （見(jiàn)本實(shí)驗(yàn)附錄）中，按所學(xué)的理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。5 預(yù)習(xí)思考題 利用該剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x，能否想出其它測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法。6 課后習(xí)題 使用該剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x的注意事項(xiàng)有哪些？第二部分 IM-1 三線懸盤(pán)擺實(shí)驗(yàn)儀1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1學(xué)會(huì)用三線擺來(lái)研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，測(cè)定剛體的轉(zhuǎn)

11、動(dòng)慣量。1.2研究轉(zhuǎn)動(dòng)慣量隨剛體的質(zhì)量、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸位置而變化的規(guī)律。1.3驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)定律及平行軸定理1.4分析實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因和實(shí)驗(yàn)中為降低誤差應(yīng)采取的實(shí)驗(yàn)手段。1.5學(xué)習(xí)利用曲線改直及圖解法求待測(cè)量的方法。2 實(shí)驗(yàn)儀器 三線擺實(shí)驗(yàn)儀，水平儀，水準(zhǔn)儀，秒表，米尺，卡尺，物理天平。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3.1儀器調(diào)平將氣泡水準(zhǔn)儀放在懸掛上圓盤(pán)的支架上，調(diào)節(jié)底座的兩個(gè)螺釘，使上圓盤(pán)處于水平狀態(tài)。再將水準(zhǔn)儀放在下圓盤(pán)上，調(diào)節(jié)三根懸線的長(zhǎng)度使下盤(pán)水平（L 約 50cm）。3.2測(cè)出儀器各參數(shù)L ，R， r ， r m， m， m1，m2， a，b， r 2而HL2(R r) 2 ,r3 a,a1 ( a

12、1 a2 a3 )33R3b1b3 )b ,(b1 b233其中， ai ，和 bi，分別是上、下圓盤(pán)上三線的孔距。3.3測(cè)量下盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量使三線擺保持靜止，然后輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)上盤(pán)5°10°。用秒表測(cè)出 50 次完全擺動(dòng)周期的時(shí)間t，測(cè)三次，求平均擺動(dòng)周期T0，代入式（ 4-2-13）計(jì)算出 I0，并與理論值 J01 mrm2 相rm 是下圓盤(pán)的半徑） 。2比較，求出百分差（3.4測(cè)量某一圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將待測(cè)圓環(huán)置于下盤(pán) B 上，使兩者中心軸心重合，按上條過(guò)程測(cè)出T1，由（ 4-2-12）式計(jì)算即可。 求出 J1 與理論值 J1m1 (a b) 比較，求百分差（a、b 是待測(cè)圓環(huán)

13、的內(nèi)外半徑） 。23.5平行軸定理將兩個(gè)完全相同的圓柱體，對(duì)稱地置于下盤(pán)B 上，按上條過(guò)程測(cè)出T2，由式（ 4-2-16 ）計(jì)算出一個(gè)圓柱體繞OO ，軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（記錄d 值），并與理論值（4-2-15 ）式比較，求出百分差。4 實(shí)驗(yàn)方法 (1) 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，扭動(dòng)上盤(pán)以帶動(dòng)下盤(pán)擺動(dòng)， A 盤(pán)角度不能大，以免 B 盤(pán)產(chǎn)生晃動(dòng)。角度大了，也不能滿足推理的條件。(2)記時(shí)秒表在正式讀用前，要正確掌握其功能和方法。記錄50 個(gè)周期的時(shí)間，不能錯(cuò)記一個(gè)周期數(shù)。(3) 用作圖方法處理計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)該很好地閱讀書(shū)中有關(guān)作圖的知識(shí)。5 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，自制表格并將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表中，按所學(xué)的理論對(duì)數(shù)據(jù)

14、進(jìn)行處理。6 預(yù)習(xí)思考題 6.1實(shí)驗(yàn)中為什么要求做到兩盤(pán)水平、三線相等? 啟動(dòng)三線擺時(shí)，怎樣防止下盤(pán)晃動(dòng)?6.2測(cè)出儀器各參數(shù)（ L ，R， r ， m）時(shí)應(yīng)該選擇什么儀器 ?6.3為什么周期 T 要通過(guò)測(cè)量 50 次的時(shí)間，次數(shù)太少或太多有什么不好?7 課后習(xí)題 7.1三線擺在擺動(dòng)過(guò)程中受到空氣阻尼，振幅越來(lái)越小，周期有沒(méi)有變化?7.2加上一待測(cè)物后，三線擺的周期是否一定比空盤(pán)大?實(shí)驗(yàn) 3冷卻法金屬比熱容法的測(cè)定實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1了解冷卻定律，學(xué)會(huì)用冷卻法測(cè)量金屬的比熱容。1.2學(xué)習(xí)一種把曲線變?yōu)橹本€的數(shù)據(jù)處理方法。2 實(shí)驗(yàn)儀器 本實(shí)驗(yàn)采用JSBR-1 型冷卻法金屬比熱容測(cè)量?jī)x3實(shí)驗(yàn)內(nèi)

15、容 3.1用銅康銅熱電偶測(cè)量實(shí)驗(yàn)樣品的溫度，熱電偶信號(hào)輸入數(shù)字電壓表，電壓表顯示的mV 數(shù)可查表，換算成溫度。3.2用物理天平秤出（銅、鐵、鋁）三種實(shí)驗(yàn)樣品的質(zhì)量，根據(jù)M cu M fe M a1 區(qū)分。3.3測(cè)量實(shí)驗(yàn)樣品的直徑。3.4記錄三種實(shí)驗(yàn)樣品由溫度 102下降到 98所需要的時(shí)間t 0 。3.5計(jì)算鐵、鋁在100時(shí)的比熱容。4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 樣品質(zhì)量： M cu4.830gM Fe 40280gM A1 1.5 0 0g熱電偶冷端溫度：0 00C。樣品由 102下降到98所需要的時(shí)間（單位為S）表 4-3-1次數(shù)樣品12345平均值 tFeCuA 1以銅為標(biāo)準(zhǔn)： C1 Ccu=0.0

16、940 cal/ （ g） 。鐵：M 1 (t )24.8308.890.113/(0)C2C1M2(t)10.09404.2808.38g CCalt鋁： C3C1M（1t) 20.0940 4.8306.31 0.228Cal /( g 0 C )M 3 (t) 31.5008.385 預(yù)習(xí)思考題 5.1比熱容的定義是什么？單位是什么？5.2本實(shí)驗(yàn)裝置，熱電偶經(jīng)預(yù)先定標(biāo)，冷端置于空氣中，數(shù)字電壓表為多少時(shí)，熱端溫度為 100？，設(shè)室溫為20，熱端溫度變化1，數(shù)字電壓表變化多少？5.3根據(jù)式（ 4-3-6），測(cè)量比熱容的條件是什么？6 課后習(xí)題 6.1引起本實(shí)驗(yàn)誤差的因素有那些？應(yīng)該如何消除

17、？6.2你對(duì)該進(jìn)本實(shí)驗(yàn)有何建議？100 106?“Rx”兩接線柱實(shí)驗(yàn)4用單臂電橋測(cè)中值電阻電橋是一種用比較法進(jìn)行測(cè)量的電學(xué)儀器，通常是在平衡條件下將待測(cè)量與已知量進(jìn)行比較從而確定待測(cè)量數(shù)值。它具有精確度高、使用方便等特點(diǎn)。根據(jù)電源的不同，電橋可分為直流電橋和交流電橋兩大類。直流電橋有單臂電橋和雙臂電橋兩種，主要用來(lái)測(cè)電阻。交流電橋除了測(cè)量電阻外，還可測(cè)電容、電感、頻率等。直流單臂電橋亦稱惠斯通電橋，是電橋中最基本的一種，主要用于精確測(cè)定范圍內(nèi)的中值電阻。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1了解惠斯通電橋的基本原理及特點(diǎn)。1.2掌握用惠斯通電橋測(cè)量電阻的方法。1.3了解電橋靈敏度。2 實(shí)驗(yàn)儀器 檢流計(jì)，直流穩(wěn)壓

18、電源，QJ19 型單雙臂電橋，萬(wàn)用表。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3.1線路連接用萬(wàn)用表初測(cè)待測(cè)電阻的阻值, 按圖 4-4-2 的要求將待測(cè)電阻接于電橋的上。3.2根據(jù)初測(cè)的電阻值, 參照表 4-1 選擇適當(dāng)?shù)谋壤邸⒋郎y(cè)電阻和電源電壓比較臂電阻有四種:它們分別是10000，1000，100，10,每種規(guī)格有兩種電阻 ,可以構(gòu)成 6 種比例數(shù)據(jù)。 R 的計(jì)數(shù)在旋鈕下端 （或上端） 之窗孔出現(xiàn)。 電橋讀數(shù)臂有五個(gè)十進(jìn)盤(pán)，讀數(shù)臂內(nèi)圈電阻 10 只，外圈電阻 10 只，每個(gè)十進(jìn)盤(pán)每只電阻值分別為100，10, 1 , 0.1 ,0.01 。 R 的數(shù)值為五個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上讀數(shù)的總和。待測(cè)電阻接在“Rx”兩接線柱上。若檢流

19、計(jì)不指零，可用 “凋零 ”旋鈕調(diào)節(jié)。表 4-4-1各檔位的比例臂電阻和電池電壓的參考值RX（）比例臂電阻（ ）電池電壓從到R1R2101021001001.510210310010033410001006101010410510000100101051061000010203.3對(duì)同一電阻，用兩種比率測(cè)量，比較測(cè)量結(jié)果4 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，自制表格，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中，按所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。5 預(yù)習(xí)思考題 5.1如何選擇比例臂？可任意選嗎？為什么？5.2檢流計(jì)指針始終偏在零點(diǎn)的一側(cè)，可能是什么問(wèn)題?應(yīng)怎樣處理才能使電橋達(dá)到平衡?5.3當(dāng)電橋達(dá)到平衡后，將檢流計(jì)與電源互換位置，

20、電橋是否仍保持平衡?試證明之。6 課后習(xí)題 6.1用電橋測(cè)量電阻，若工作電源不太穩(wěn)定，稍有波動(dòng)，對(duì)測(cè)量結(jié)果是否有影響？如果電源電壓過(guò)低，對(duì)測(cè)量結(jié)果是否有影響?如果電源電壓過(guò)高，又有什么問(wèn)題？6.2除了用電橋法測(cè)量電阻之外，你知道測(cè)量電阻還有哪些方法?試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。6.3惠斯通電橋比例臂倍率的選取原則是什么?為什么要這樣選擇？實(shí)驗(yàn) 5模擬示波器的使用示波器是一種用途廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。 根據(jù)示波器對(duì)信號(hào)的處理方式， 可將示波器分為模擬示波器和數(shù)字示波器。本實(shí)驗(yàn)主要使用模擬示波器。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1了解示波器的主要組成部分，掌握各旋鈕的作用及調(diào)節(jié)方法。1.2掌握掃描和整步的作用原理，加深對(duì)

21、振動(dòng)合成的理解。1.3掌握用示波器觀測(cè)信號(hào)波形的方法。1.4掌握用李薩如圖形測(cè)量正弦振動(dòng)頻率的方法，用比較法測(cè)量電壓的方法。2 實(shí)驗(yàn)儀器 YB4325 型雙蹤示波器，函數(shù)發(fā)生器YBl639 型，其它信號(hào)源，實(shí)驗(yàn)板等。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3.1基本練習(xí)熟悉示波器各個(gè)旋鈕名稱及其功能，并調(diào)出清晰的亮點(diǎn)和水平線。3.2觀察波形用示波器觀察函數(shù)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)的波形。3.3用李薩如圖形測(cè)頻率用一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦波頻率作為標(biāo)準(zhǔn)頻率， 另一臺(tái)信號(hào)源產(chǎn)生未知頻率。 在示波器上測(cè)量未知信號(hào)的正弦波頻率。4 數(shù)據(jù)處理 表 4-5-2 李薩如圖形測(cè)量未知信號(hào)頻率的數(shù)據(jù)記錄表fx:fy1:12:11:3李薩如圖

22、形NxNyfx（ H Z）fy（ H Z）5 預(yù)習(xí)思考題 5.1示波器是好的，當(dāng) Y 軸輸入一交變電壓，發(fā)現(xiàn)屏幕上只出現(xiàn)一條垂直亮線，這時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋鈕 ?如果只出現(xiàn)一條水平亮線，這時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋鈕?5.2示波器上觀察到的信號(hào)波形不斷向左移動(dòng)，分析這時(shí)的掃描電壓頻率偏高還是偏低?5.3用示波器觀察周期為0.2ms 的信號(hào)電壓，要在屏幕上調(diào)節(jié)出3 個(gè)穩(wěn)定的波形，掃描電壓的周期應(yīng)是多少毫秒?5.4示波器上觀察到的正弦波形實(shí)際它是哪兩個(gè)波形的合成?5.5示波器上觀察到的李薩如圖形實(shí)際上是哪兩個(gè)波形的合成?5.6用示波器觀察待測(cè)信號(hào)的波形和用示波器觀察李薩如圖形時(shí)，示波器的工作方式有什么不同 ?5.7

23、用示波器觀察李薩如圖形時(shí)，圖形不穩(wěn)定，應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)?6 課后習(xí)題 6.1總結(jié)正確使用示波器的方法。6.2用示波器可以定量測(cè)量交流信號(hào)的電壓峰 峰值和電壓有效值， 提供你一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，你如何具體去完成測(cè)量 ?實(shí)驗(yàn) 6弦振動(dòng)的研究弦線上波的傳播規(guī)律的研究是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。 本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)觀測(cè)在弦線上形成的駐波， 并確定弦振動(dòng)時(shí)，駐波波長(zhǎng)與張力的關(guān)系，駐波波長(zhǎng)與振動(dòng)頻率的關(guān)系，以及駐波波長(zhǎng)與弦線密度的關(guān)系。 掌握駐波原理測(cè)量橫波波長(zhǎng)的方法。 這種方法不僅在力學(xué)中有重要應(yīng)用，在聲學(xué)、無(wú)線電學(xué)和光學(xué)等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)中都有許多應(yīng)用。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1觀察在弦上形成的駐波；1.2在振動(dòng)頻率不變時(shí)，用實(shí)

24、驗(yàn)確定弦線振動(dòng)時(shí)駐波波長(zhǎng)與弦線張力的關(guān)系；1.3在弦線張力不變時(shí)，用實(shí)驗(yàn)確定弦線振動(dòng)時(shí)駐波波長(zhǎng)與振動(dòng)頻率的關(guān)系；1.4學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)作圖。2 實(shí)驗(yàn)儀器 SWV-1弦線波振動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.1驗(yàn)證橫波的波長(zhǎng)與弦線中的張力的關(guān)系固定一個(gè)波源振動(dòng)的頻率，在砝碼盤(pán)上添加不同質(zhì)量的砝碼，以改變同一弦上的張力。每改變一次張力（即增加一次砝碼），均要左右移動(dòng)可動(dòng)滑輪的位置，使弦線出現(xiàn)振幅較大而穩(wěn)定的駐波。 用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的標(biāo)尺測(cè)量L 值，即可根據(jù)式 （4-6-3）算出波長(zhǎng)。作 lnln T圖，求其斜率。3.2驗(yàn)證橫波的波長(zhǎng)與波源振動(dòng)頻率的關(guān)系在砝碼盤(pán)上放上一定質(zhì)量的砝碼，以固定弦線上所受的張力，改變波源振動(dòng)的頻

25、率，駐波法測(cè)量各相應(yīng)的波長(zhǎng)，作ln ln f 圖，求其斜率。最后得出弦線上波傳播的規(guī)律結(jié)用論。4 注意事項(xiàng) (1)要準(zhǔn)確求得駐波的波長(zhǎng)，必須在弦線上調(diào)出振幅較大且穩(wěn)定的駐波。在固定頻率和張力的條件下，可沿弦線方向左、右移動(dòng)可動(dòng)滑輪的位置，找出“近似駐波狀態(tài) ”，在調(diào)節(jié)移動(dòng)可動(dòng)滑輪附近平臺(tái)上鋪一張白紙作為背景 （以利觀察波節(jié)或波蜂） 然后細(xì)細(xì)移動(dòng)可動(dòng)滑輪位置，逐步逼近，最終使弦線出現(xiàn)振幅較大且穩(wěn)定的駐波。(2) 實(shí)驗(yàn)調(diào)試測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)時(shí)， 務(wù)必確認(rèn)弦線的振動(dòng)在水平面， 且僅在水平面方向前后振動(dòng)，無(wú)上下振動(dòng)，即一維振動(dòng)。 這時(shí)與弦線相同高度水平方向觀察振動(dòng)著的弦線時(shí)，弦線呈一直線。若非一維振動(dòng)，沿

26、須仔細(xì)調(diào)節(jié)。(3) 調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率， 當(dāng)振簧片達(dá)到某一頻率（或其整數(shù)倍頻率）時(shí)，會(huì)引起整個(gè)振動(dòng)源（包括弦線）的機(jī)械共振，從而引起振動(dòng)不穩(wěn)定。 此時(shí)，可逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)面板上的輸出信號(hào)幅度旋鈕，減小振幅，或避開(kāi)共振頻率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5 數(shù)據(jù)記錄及處理 5.1控制 f 不變， f=100Hz，改變張力T，TMg 。1） M=90g=2 L nn123L cm cm求平均值：。2） M=112.5g=2 L nn123L cm cm求平均值：。3） M=135g=2 L nn123L cm cm求平均值：。4） M=157.5g=2 L nn123L cm cm求平均值：。5） M=180g=2 L nn123

27、L cm cm求平均值：。6） M=202.5g=2 L nn123L cm cm求平均值：?？偨Y(jié)：M gcmln Mln作 ln 一 ln M 圖 , 得出斜率 k，說(shuō)明與 T的關(guān)系5.2 控制張力 T 不變（ M 180g），改變 f ，求 f 與的關(guān)系。1） f=100Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。2） f=110Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。3） f= 120Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。4） f= 130Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。5） f= 140Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。6）

28、 f= 150Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。總結(jié)：f Hz100110120130140150 cmln fln作 ln一 ln f圖，得出斜率k，說(shuō)明與 f 的關(guān)系5.3根據(jù)與 T 的關(guān)系及與 f 的關(guān)系，得出弦線上波傳播的規(guī)律結(jié)論。6 課后習(xí)題 6.1測(cè)量駐波的半波長(zhǎng)2 時(shí)，選單個(gè)測(cè)量好還是多個(gè)測(cè)量好。6.2為使作圖時(shí)點(diǎn)子分布均勻，各張力如何選擇?實(shí)驗(yàn) 7電子束磁偏轉(zhuǎn)及其荷質(zhì)比的測(cè)量1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1驗(yàn)證磁偏量 S 與磁轉(zhuǎn)線圈電流Ia 的正比關(guān)系，描出在橫向磁場(chǎng)中S 與 I a 的關(guān)系圖線。1.2確定磁偏靈敏度磁與加速電壓 U2 之間的定量關(guān)系。1.3測(cè)定電子的荷質(zhì)比

29、e/m。2 實(shí)驗(yàn)儀器 ZKY DZS I 型電子束實(shí)驗(yàn)儀，直流穩(wěn)壓電源，模擬萬(wàn)用表，數(shù)字萬(wàn)用表。3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3.1電子在橫向磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)（磁偏轉(zhuǎn)）。3.2電子在縱向磁場(chǎng)作用下的螺旋運(yùn)動(dòng)（磁聚焦），測(cè)定電子的荷質(zhì)比。4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 4.1電子在橫向磁場(chǎng)作用下的磁偏轉(zhuǎn)表 4-7-1 電子在橫向磁場(chǎng)作用下的磁偏轉(zhuǎn)U2S（小格）246810磁項(xiàng)目I aI a-I a-I a根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在X-Y 坐標(biāo)系中描出不同U2 下的 S-Ia 關(guān)系圖線（ S 為 X 軸），由圖解法求出直線的斜率，分析斜率與加速電壓U2 之間的關(guān)系，最后斜率的倒數(shù)即為表格中的磁 。4.2 電子在縱向磁場(chǎng)作用下的磁聚焦

30、表 4-7-2電子在縱向磁場(chǎng)作用下的螺旋運(yùn)動(dòng)加速電壓次數(shù)一次聚焦電流二次聚焦電流三次聚焦電流U2VI1AI2AI3A1120023平均值L 229mm ， D 92.5mm， L 190mm ， N 1230 匝將一次、二次、三次聚焦電流的平均值代入公式（4-7-10 ），可得出第一次聚焦的平均值I 1 ，代入公式（ 4-7-7 ）可求出縱向磁場(chǎng)參數(shù)B，再將加速電壓U2 以及 I 1 代入公式（ 4-7-11 ）計(jì) 算 電 子 荷 質(zhì)比 e ； 計(jì) 算時(shí) 要 注 意單 位 的 轉(zhuǎn) 換。 將 電 子 荷質(zhì) 比 的 測(cè) 量值與標(biāo) 準(zhǔn) 值me/m=1.758 ×1011（ C/kg ）相比

31、較求相對(duì)誤差，并對(duì)結(jié)果加以分析討論。5 預(yù)習(xí)思考題 5.1什么是磁偏靈敏度？寫(xiě)出公式，并說(shuō)明公式中各符號(hào)代表的物理量。5.2如何測(cè)定電子的荷質(zhì)比？5.3簡(jiǎn)述示波管的磁聚焦現(xiàn)象。6 課后習(xí)題 6.1磁偏轉(zhuǎn)靈敏度與哪些因素有關(guān)？6.2為什么要用三次聚焦的數(shù)據(jù)求e/m？6.3當(dāng)螺線管電流 I 由小逐漸增大時(shí)，電子流從一次聚焦到二次聚焦又到三次聚焦，熒光屏上的光跡如何變化？并解釋之。6.4如何發(fā)現(xiàn)和消除地磁場(chǎng)對(duì)測(cè)量電子荷質(zhì)比的影響？實(shí)驗(yàn) 9分光計(jì)的調(diào)節(jié)與棱鏡折射率測(cè)定1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1 了解分光計(jì)的構(gòu)造與原理，掌握分光計(jì)的調(diào)節(jié)技術(shù)，學(xué)會(huì)角游標(biāo)的讀數(shù)方法。1.2 掌握用最小偏向角法測(cè)定折射率。2 實(shí)驗(yàn)

32、儀器 分光計(jì) (JJY 型 1)，三棱鏡，汞燈或鈉光燈，雙平面鏡。5 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 5.1 調(diào)節(jié)分光計(jì)。5.2 調(diào)節(jié)三棱鏡兩個(gè)光學(xué)面的法線垂直于分光計(jì)主軸。5.3 測(cè)三棱鏡最小偏向角。7 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 7.1 測(cè)三棱鏡最小偏向角的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表9-1 。表 9-1測(cè)三棱鏡最小偏向角次望遠(yuǎn)鏡位置望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)過(guò)的角度最小偏向角數(shù)1212'12'2min1237.2 計(jì)算最小偏向角和三棱鏡折射率（本實(shí)驗(yàn)所用的三棱鏡頂角A=60 ）計(jì)算出最小偏向角的平均值及其不確定度，計(jì)算出三棱鏡對(duì)鈉光燈的鈉黃光(589.3nm)的折射率及其不確定度。8 預(yù)習(xí)思考題 9-8-1 分光計(jì)由哪幾個(gè)主要部分組成？它

33、們的作用是什么？9-8-2 測(cè)角時(shí)，望遠(yuǎn)鏡由 330°00經(jīng) 0°轉(zhuǎn)到 30° 15，望遠(yuǎn)鏡實(shí)際所轉(zhuǎn)角度是多少？9 課后習(xí)題 9-9-1 用汞燈光源，對(duì)同一種材料而言，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)尋找最小偏向角時(shí)，應(yīng)使譜線向紅光移動(dòng)，還是向紫光移動(dòng)？9-9-2 如何判別最小偏向角？9-9-3 調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡光軸垂直于儀器旋轉(zhuǎn)主軸時(shí)可能看到兩類現(xiàn)象： (a）平面鏡兩個(gè)面反射的綠“十”字像都在上分劃線的上方； （ b）一個(gè)在上，一個(gè)在下。分析說(shuō)明二者主要是由望遠(yuǎn)鏡還是載物臺(tái)的傾斜引起的；怎樣調(diào)節(jié)能迅速使兩個(gè)面反射的像與上水平線重合。實(shí)驗(yàn) 10牛頓環(huán)1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1 觀察和研究等厚干涉

34、現(xiàn)象及其特點(diǎn)。1.2 利用牛頓環(huán)測(cè)量平凸透鏡曲率半徑。1.3 掌握讀數(shù)顯微鏡的用法。1.4 學(xué)習(xí)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。2 實(shí)驗(yàn)儀器 低壓鈉光燈，讀數(shù)顯微鏡（附45°玻璃板），牛頓環(huán)裝置3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 5.1 將讀數(shù)顯微鏡，低壓鈉光燈，牛頓環(huán)裝置調(diào)節(jié)好。5.2 分別測(cè)出 D K+m 、 D K 的數(shù)值由公式（10-4）求出 R。4 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 6.1 鈉光燈 S 發(fā)出的鈉黃光（ =589.3nm），射到與水平成 45°角的玻璃片上，經(jīng)反射垂直入射到牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)器上，這時(shí)從顯微鏡中應(yīng)觀察到一片均勻明亮的黃色光。6.2 調(diào)節(jié)目鏡，使視場(chǎng)中的十字叉絲清晰。6.3 置顯微鏡于導(dǎo)軌中部

35、，將鏡頭對(duì)準(zhǔn)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)器中心小心地自下而上移動(dòng)鏡筒，聚焦到能看到清晰的牛頓圖象為止（謹(jǐn)防物鏡與玻璃片碰撞）。6.4 在導(dǎo)軌上移動(dòng)（粗動(dòng)和微動(dòng)）顯微鏡筒，從鏡中觀象，使十字叉絲對(duì)準(zhǔn)牛頓環(huán)中心暗斑，然后旋轉(zhuǎn)顯微鏡的微調(diào)螺釘，使鏡筒向牛頓環(huán)直徑某方面（如向右移動(dòng)），用十字叉線對(duì)準(zhǔn)各暗環(huán)，并數(shù)出級(jí)數(shù)。為了減少讀數(shù)誤差，應(yīng)將值取得大一些，如取 10，則干涉條紋的相對(duì)誤差就可減小近10 倍。數(shù)到相當(dāng)遠(yuǎn)的某一環(huán)（級(jí)）（比如第32 環(huán)），再將微調(diào)螺釘反轉(zhuǎn)，即鏡筒向左前進(jìn)，至第30 環(huán)開(kāi)始測(cè)量，用十字叉線對(duì)準(zhǔn)第 28、26，等暗環(huán)，記下讀數(shù)后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，并注意讀出環(huán)的順序，直到十字叉線回到牛頓環(huán)中心，核對(duì)該中

36、心是否是k = 0。經(jīng)過(guò)中心后，繼續(xù)向左進(jìn)行測(cè)量，直到左邊第 30 環(huán)為止。（注意：測(cè)量時(shí)測(cè)微調(diào)螺釘只能單方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不能在測(cè)量過(guò)程任意更變方向，影響讀數(shù)的準(zhǔn)確度，而且也千萬(wàn)不要讀錯(cuò)環(huán)數(shù)，造成把第級(jí)的讀數(shù)當(dāng)作第 +1 級(jí)的讀數(shù)） 。6.5 注意事項(xiàng)4.11 鈉光燈點(diǎn)燃后通常要過(guò)十幾分鐘才能正常發(fā)光，鈉光燈壽命很短，特別經(jīng)不起反復(fù)點(diǎn)燃，使用時(shí)一經(jīng)點(diǎn)燃不要輕易滅，也不要在點(diǎn)燃時(shí)移動(dòng)的撞擊，鈉光燈關(guān)閉后，必須稍等片刻才能重新打開(kāi)。牛頓環(huán)儀、透鏡和顯微鏡的光學(xué)表面不清潔，要用專門(mén)的擦鏡紙輕輕揩拭。測(cè)量顯微鏡的測(cè)微鼓輪在每次測(cè)量過(guò)程中只能向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，中途不能反轉(zhuǎn)。當(dāng)用鏡筒對(duì)待測(cè)物聚焦時(shí)， 為防止損壞顯

37、微鏡物鏡， 正確的調(diào)節(jié)方法是使鏡筒移離待測(cè)物（即提升鏡筒） 。5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 7.1 將測(cè)牛頓環(huán)直徑的原始數(shù)據(jù)記錄到下表10-17.2 由測(cè)量所得讀數(shù)算出各對(duì)應(yīng)的牛頓環(huán)的直徑（即第級(jí)右邊讀數(shù)減去左邊讀數(shù)）；用逐差法分組求取條紋的直徑的平方差，即把各環(huán)直徑的平方進(jìn)行組合（D k2mDk2 ) ，共有 5 組；再求出平均值（ D k2mDk2 ) ；把此平均值代入式（10-4），求透鏡曲率半徑R。表 10-1測(cè)牛頓環(huán)直徑第顯微鏡讀數(shù)第顯微鏡讀數(shù)直徑 DKDk2Dk2k+m直徑 D k+mk（mm ）m（mm ）（ mm ）環(huán)右端（ mm）環(huán)右端左端（mm2）左端302028182616241422

38、127.3 計(jì)算 R 的不確定度（把 看成常數(shù)， m 和 n 的不確定度都取0.1），寫(xiě)出測(cè)量結(jié)果。6 預(yù)習(xí)思考題 10-8-1實(shí)驗(yàn)中，牛頓環(huán)中央是亮班而不是暗斑，是何原因？如何消除？10-8-2 為什么說(shuō)讀數(shù)顯微鏡測(cè)量的是牛頓環(huán)的直徑， 而不是顯微鏡內(nèi)放大象的直徑？如果改變顯微鏡筒的放大倍率，是否會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果？7 課后習(xí)題 10-9-1 如何利用一元線性回歸的方法，測(cè)量平凸透鏡的曲率半徑？10-9-2 如何用牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)液體的折射率？寫(xiě)出簡(jiǎn)單的原理和測(cè)量公式。10-9-3 如何用等厚干涉原理檢驗(yàn)光學(xué)平面的表面質(zhì)量？實(shí)驗(yàn) 11超聲波光柵測(cè)聲速1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1了解超聲光柵產(chǎn)生的原理。1.2了解聲波如何對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。1.3通過(guò)對(duì)液體（非電解質(zhì)溶液）中的聲速的測(cè)定，加深對(duì)其概念的理解。2 實(shí)驗(yàn)儀器 WSG- 型超聲光柵儀聲速儀3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3.1分光計(jì)的調(diào)整3.2觀察的衍射光譜按 6.1 測(cè)量前的準(zhǔn)備工作仔細(xì)調(diào)節(jié)，可觀察到左右各3 4 級(jí)以上的衍射光譜3.3測(cè)量條紋間距取下阿貝目鏡， 換上測(cè)微目鏡， 調(diào)焦目鏡，使清晰觀察到的衍射條紋。 利用測(cè)微目鏡逐級(jí)測(cè)量其位置讀數(shù) （例如： 從 3、 ·、0、··