大物實驗報告范文大整合

1、30本報告僅供參考格式，數(shù)據(jù)、內(nèi)容請勿抄襲!用模擬法測繪靜電場實驗示范報告【實驗?zāi)康摹縤理解模擬實驗法的適用條件。2對于給定的電極，能用模擬法求出其電場分布。3.加深對電場強(qiáng)度和電勢概念的理解【實驗儀器】JDY型雙層靜電場測試儀、JDY型靜電場描繪電源、模擬裝置（同軸電纜和電子槍聚焦電極）?！緦嶒炘怼?靜電場的描述電場強(qiáng)度E是一個矢量。因此，在電場的計算或測試中往往是先研究電位的分布情況， 因為電位是標(biāo)量。我們可以先測得等位面，再根據(jù)電力線與等位面處處正交的特點(diǎn)，作出電力線，整個電場的分布就可以用幾何圖形清楚地表示出來了。有了電位U值的分布，由便可求出E的大小和方向，整個電場就算確定了。2、

2、模擬法實驗上想利用磁電式電壓表直接測定靜電場的電位，是不可能的，因為任何磁電式電表都需要有電流通過才能偏轉(zhuǎn)，而靜電場是無電流的。 再則任何磁電式電表的內(nèi)阻都遠(yuǎn)小于空氣或真空的電阻，若在靜電場中引入電表，勢必使電場發(fā)生嚴(yán)重畸變；同時，電表或其它探測器置于電場中，要引起靜電感應(yīng)，使原場源電荷的分布發(fā)生變化。人們在實踐中發(fā)現(xiàn)，有些測量在實際情況下難于進(jìn)行時，可以通過一定的方法，模擬實際情況而進(jìn)行測量，這種方法稱為模擬法”。由于靜電場和穩(wěn)恒電流場服從的規(guī)律的數(shù)學(xué)形式相同，如又滿足相同的邊界條件 貝U電場、電位分布完全相類似，所以可用電流場模擬靜電場。這種模擬屬于數(shù)學(xué)模擬。靜電場（無電荷區(qū)）穩(wěn)恒電流場（

3、無電流區(qū)）D Ej eD dS 0j dS 0E dl 0E dl 0bbU ab E dlUab E dl3、討論同軸圓柱面的電場、電勢分布（1）靜電場r處的電場強(qiáng)度大小為根據(jù)理論計算，A B兩電極間半徑為A B兩電極間任一半徑為 r的柱面的電勢為Va（2）穩(wěn)恒電流場在電極A、B間用均勻的不良導(dǎo)體(如導(dǎo)電紙、稀硫酸銅溶液或自來水等)連接或填充 時，接上電源(設(shè)輸出電壓為 Va)后，不良導(dǎo)體中就產(chǎn)生了從電極 A均勻輻射狀地流向電 極B的電流。電流密度為式中E 為不良導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度，p為不良導(dǎo)體的電阻率。半徑為r的圓柱面的電勢為Valnbrlnba圖1、同軸圓柱面的電場分布 結(jié)論：圖2、不良導(dǎo)

4、體圓柱面電勢分布穩(wěn)恒電流場與靜電場的電勢分布是相同的。由于穩(wěn)恒電流場和靜電場具有這種等效性, 因此要測繪靜電場的分布，只要測繪相應(yīng)的穩(wěn)恒電流場的分布就行了。實驗內(nèi)容與步驟1、測量無限長同軸圓柱間的電勢分布。(1) 在測試儀上層板上放定一張坐標(biāo)記錄紙，下層板上放置水槽式無限長同軸圓柱面 電場模擬電極。加自來水填充在電極間。(2) 接好電路。調(diào)節(jié)探針，使下探針浸入自來水中，觸及水槽底部，上探針與坐標(biāo)紙 有1-2m m的距離。(3) 接通電源，K2扳向“電壓輸出”位置。調(diào)節(jié)交流輸出電壓，使AB兩電極間的電 壓大約為12.00V左右，確定后保持不變。(4) 移動探針，在A電極附近找出電勢為 10.00

5、V的點(diǎn)，用上探針在坐標(biāo)紙上扎孔為記。 同理再在A周圍找出電勢為10.00V的等勢點(diǎn)8個，扎孔為記。(5) 移動探針，在 A電極周圍找出電勢分別為8.00V , 6.00V , 4.00V , 2.00V的各8個等勢點(diǎn)(操作中也可以是1.20V,3.02V等且圓越大，應(yīng)多找?guī)c(diǎn))，方法如步驟(4)。(6) 以10V的8個等勢點(diǎn)連成等勢線 (應(yīng)是圓)，并確定圓心的位置。然后根據(jù)坐標(biāo)紙的數(shù)據(jù)坐標(biāo)線，量出各條等勢線的直徑，并分別求出等勢線的半徑。(坐標(biāo)記錄紙精度是 1mm 不確定度是0.5mm)。(7) 用游標(biāo)卡尺分別測出電極 A和B的直徑2a和2b。(8) 計算各相應(yīng)坐標(biāo)r處的電勢的理論值 V理，并

6、與實驗值比較，計算百分差。(9) 根據(jù)等勢線與電力線相互正交的特點(diǎn)，在等勢線圖上添置電力線，成為一張完整 的兩無限長帶等量異號電荷同軸圓柱面的靜電場分布圖。(10) 以lnr為橫坐標(biāo)，V實為縱坐標(biāo)，做 V實-Inr曲線，并與V理-lnr曲線比較2、測量聚焦電極的電勢分布（選做）分別測 10.00V、9.00V、8.00V、7.00V、6.00V、5.00V、4.00V、3.00V、2 .00V 等（可以 對稱地選擇其中5個），一般先測6 .00V的等位點(diǎn)，因為這是電極的對稱軸。步驟同上數(shù)據(jù)記錄模擬電場分布測試數(shù)據(jù)Va= 12.00 0.01V 2a=（1.608 0.002 ）x 10-2m

7、2b= （8.640 0.002 ）x 10-2m-2-2a= (0.804 土 0.001 )x 10 m b= (4.320 土 0.001 )x 10 mV 實(V)10.00 + 0.018.00+ 0.016.00 + 0.014.00 + 0.012.00+ 0.01r( 10 2m)1.000 + 0.0251.380 + 0.0251.810 + 0.0252.410+ 0.0253.220 + 0.025Lnr0.000.320.590.881.17V 理(V)10.448.136.194.152.10V實 V理(%)V理-4.3%-1.6%-3.1%-3.7%-4.8%處理

8、:1、用圓規(guī)和曲線板繪出圓柱形同軸電纜電場等位線（注意電極的位置）.2、根據(jù)電力線垂直等位面，繪出電力線.貼圖1:同軸圓柱體電勢從外往里依次為2.00 V 4.00V6.00V8.00V10.00V/實線為電場虛線為等勢貼圖2:聚焦電極3、在圓柱形電纜電場分布圖上量出各等位線的半徑 差.，計算V并與理論值比較，求出其相對誤ln(9(1) *1.00 cm ；則 M VA11aIn(-) b12.00In1.0004.320 10In0.804 1010.44(V)；4.320 10Ev100%10.00 10.4410.44100%-4.3%同理可得（2）、（ 3）、（4）、（5）結(jié)果，但要具

9、體寫出結(jié)果。注：本實驗百分差小于10%2o86 4 2XV 值壓電r理論值實際值線性（理論值） 一線性（實際值）0.20.40.60.8Inr11.21.4結(jié)果的定性和定量分析（1）由圖中可以看出實際測量值都在理論值的下方，說明實驗的誤差主要來自系統(tǒng)誤差。隨半徑的增大，V減少，這是因為 減小,對結(jié)果的影響減少了 ，另一方面，外面電 r流密度較小，探針的移動已很難被感知，測量值都很接近了。（2）等勢面由人工擬合，因此半徑的計算較粗糙，估計至少r 0.2cm，分析對第一組數(shù)據(jù)的影響。由：ln（）V1 Vabb 知，ln（-） b1 09EV 四 100%8說明在確定數(shù)據(jù)點(diǎn)時，一：值的波動性。12%

10、Va _! 吩)r8.02.1450.21.09V1.1另外數(shù)據(jù)盡量多，以減少實驗分光計的調(diào)整與三棱鏡頂角的測量示范報告【實驗?zāi)康摹?、了解分光計的結(jié)構(gòu)和各個組成部分的作用；2、學(xué)習(xí)分光計調(diào)節(jié)的要求和調(diào)節(jié)方法；3、測量三棱鏡頂角【實驗儀器】1、分光計：（型號：JJY-n型），最小刻度1；2、鈉燈： （型號： GY-5 ）；3、三棱鏡棱角：60o土5（材料：重火石玻璃， nD = 1.6475）;4、雙面反射鏡，變壓器 （6.3V/220V）【實驗原理】（ 1 ）分光計調(diào)整 總要求：望遠(yuǎn)鏡和平行光管的光軸共線并與分光計中心軸垂直。分要求：有三個如下：1 望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)（接收平行光） 、其光軸

11、與分光計中心軸垂直 調(diào)整方法： 對望遠(yuǎn)鏡的目鏡進(jìn)行調(diào)焦，從望遠(yuǎn)鏡中能清晰看到分劃板十字準(zhǔn)線 對望遠(yuǎn)鏡的物鏡進(jìn)行調(diào)焦， 用 “自準(zhǔn)直法 ”進(jìn)行， 從望遠(yuǎn)鏡中能清晰看到綠 “ +”字像、 且無視差。 分別從望遠(yuǎn)鏡看到從小鏡兩反射面反射回來的兩綠“+”字反射像，均與分光板的調(diào)整用線（分劃板上方的十字叉線）重合。 在望遠(yuǎn)鏡能接收平行光的基礎(chǔ)上，根據(jù)反射定律，應(yīng)用各半調(diào)節(jié)法”進(jìn)行調(diào)整。2載物臺垂直儀器主軸 調(diào)整方法：將雙面鏡旋轉(zhuǎn)90同時旋轉(zhuǎn)載物臺90調(diào)節(jié)一個螺絲，分別從望遠(yuǎn)鏡看到從雙面鏡兩反射面反射回來的兩綠“ +字反射像，均與分光板的調(diào)整用線（分劃板上方的十字叉線）重合。3平行光管出射平行光；調(diào)整方法

12、：從望遠(yuǎn)鏡里看到平行光管狹縫清晰像呈現(xiàn)在分劃板上且無視差。望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)平行光管（注意：這一步及后面操作絕對不能動望遠(yuǎn)鏡的仰角調(diào)節(jié)螺絲以及 物鏡和目鏡的焦距），從望遠(yuǎn)鏡觀察平行光管狹縫的像，調(diào)節(jié)平行光管透鏡的焦距，使 從望遠(yuǎn)鏡清晰看到狹縫的像（一條明亮的細(xì)線）呈現(xiàn)在分劃板上為止。這時望遠(yuǎn)鏡接收 到的是平行光，也就是說，平行光管出射的是平行光。4平行光管光軸與望遠(yuǎn)鏡光軸共線并與分光計中心軸垂直調(diào)整方法：望遠(yuǎn)鏡看狹縫像與分光板豎直準(zhǔn)線重合，狹縫像轉(zhuǎn)90o后又能與中心水平準(zhǔn)線重合。在上一步的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)平行光管（或望遠(yuǎn)鏡）的水平擺向調(diào)節(jié)螺絲，使狹縫細(xì)線像與 十字豎線重合，然后轉(zhuǎn)動狹縫 900,調(diào)節(jié)平行光

13、管的仰角螺絲，使狹縫細(xì)線像與中心水 平線重合。這時平行光管光軸與望遠(yuǎn)鏡光軸共線，也就與分光計中心軸垂直（2）三棱鏡的頂角的測量1方法：反射法測量。2原理：如下圖所示：（一）三棱鏡的放法電靈討法涮定棱鏡的頂角一束平行光由頂角方向射入，在兩光學(xué)面上分成兩束反射光。測出兩束反射光線之間的夾角0,則可得到頂角 A為A=23方法：實驗時，將待測棱鏡放在分光計載物小平臺上，使棱鏡的折射棱正對平行光管，并接近載物臺的中心位置， 如圖4-26-2所示。調(diào)節(jié)載物臺面平面與分光計主軸垂 直，旋緊7、25,鎖緊載物臺和游標(biāo)盤，緩慢轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡尋找經(jīng)過棱鏡兩反 射面反射回來的狹縫像， 使狹縫像與分劃板中心豎線

14、重合。記錄下望遠(yuǎn)鏡所處位置分別 為I和時的兩刻度盤讀數(shù) 左、 左和右、 右，則望遠(yuǎn)鏡分別處于I和位 置時光軸的夾角為：左左右 右4重復(fù)測量五次，按（4-26-1）式求出頂角A，計算其測量不確定度。4讀數(shù)時超過0點(diǎn)處理：轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡時，如果越過了刻度0點(diǎn)，則應(yīng)按下式計算望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)過的角度,=3600 |I2、實驗步驟：（寫出實驗操作過程中的有效步驟）1將雙面鏡放在載物臺上；三個螺釘高度分別為“h”2望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)（接收平行光）3望遠(yuǎn)鏡光軸與分光計中心軸垂直（自準(zhǔn)法）4望遠(yuǎn)鏡和平行光管的光軸共線并與分光計中心軸垂直3、注意事項：（主要）。1不要用手摸三棱鏡棱角、雙面反射鏡鏡面2讀數(shù)時每半小格在游標(biāo)

15、盤上分成30等份；超過0時要加3603計算時借位為604鈉燈開啟后直至結(jié)束（中途不要關(guān)閉）再關(guān)閉 四、數(shù)據(jù)記錄與處理（計算結(jié)果有誤，數(shù)據(jù)僅供格式參考）數(shù)據(jù)表格測量序號12345窗口示數(shù)左右左右左右左右左右望 遠(yuǎn) 鏡 位 置K=153122331255 322350848 282283048 202281657 0523706K=-129301113022953011502288171082128801108 03297 10117121201112010120 0312006120 11120191201912013119 5511954偏心誤差修正12011120 05120 1512016

16、119 55最佳值A(chǔ)類不確定度B類不確定度總不確定度結(jié)果120 08090209120 08 09最佳值不確定度結(jié)果相對不確定度百分差60 040560 04 050.14%0.11%使用公式反射光夾角角度測量公式：左 左 左或右 右 右1二 左 右偏心誤差的修正：2頂角計算：2處理過程： 1計算反射光的夾角 儀器精度：儀01i左i 左i 左360 +53 12 293 01 120 111右1 右233 12 113 02120 102 21左彳左-2 201 01 021佑 2 120 11120 10 120 11021)120 11 02同樣的方法計算得到 2L 52120 16312

17、0 154120 165119 55(要寫出來的)ni 1 i 120 11 120 05 120 15 120 16 119 55口120 08n5Sx(12011 120 08)2(120 05 120 08)2 (12015 120 08)25 1(12016 120 08)2(119 55 120 08)；09B 02 ( B總 A B 092 02209-120 08 092計算頂角120 0860 04竺05結(jié)果表示：60 04 05Er相對不確定度：100%0560 04100% 0.14%本次實驗三棱鏡頂角參考值0 60 00（注意每組可能不一樣的）Ep百分差：100%060

18、04 60 0060 00100%0.11%顯然:Er Ep,說明實驗結(jié)果在本方法測量的誤差范圍內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)值相符合的。注：本實驗百分誤差5%五、誤差分析：主要分光計屬于精密儀器，其操作調(diào)節(jié)的要求在測量中產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差不是很大,有：（1）載物臺傾角對應(yīng)的頂角系統(tǒng)誤差（2）望遠(yuǎn)鏡垂直主軸時的叉絲像位置的系統(tǒng)誤差（3）望遠(yuǎn)鏡和主軸的垂直度的系統(tǒng)誤差（4）平行光管狹縫較寬引起的誤差（5）人眼視覺引起的誤差等厚干涉一一牛頓環(huán)實驗示范報告【實驗?zāi)康摹?1) 用牛頓環(huán)觀察和分析等厚干涉現(xiàn)象；(2) 學(xué)習(xí)利用干涉現(xiàn)象測量透鏡的曲率半徑;(3) 學(xué)會使用讀數(shù)顯微鏡測距?！緦嶒炘怼吭谝粔K平面玻璃上安放上一焦距很大

19、的平凸透鏡，使其凸面與平面相接觸，在接觸點(diǎn)附近就形成一層空氣膜。當(dāng)用一平行的準(zhǔn)單色光垂直照射時，在空氣膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接觸點(diǎn)為圓心的明暗相間的環(huán)狀干涉圖樣，fils稱為牛頓環(huán)，其光路示意圖如圖。如果已知入射光波長，并測得第k級暗環(huán)的半徑rk，則可求得透鏡困難。用直徑Dm、Dn，有的曲率半徑 R。但實際測量時，由于透鏡和平面玻璃接觸時，接觸點(diǎn)有 壓力產(chǎn)生形變或有微塵產(chǎn)生附加光程差，使得干涉條紋的圓心和環(huán)級確定2 2Dm Dn此為計算R用的公式，它與附加厚光程差、圓心位置、絕對級次無4(m n)關(guān)，克服了由這些因素帶來的系統(tǒng)誤差，并且Dm、Dn可以是弦

20、長?！緦嶒瀮x器】JCD 型讀數(shù)顯微鏡，牛頓環(huán)，鈉光燈，凸透鏡(包括三爪式透鏡夾和固定滑座)?！緦嶒瀮?nèi)容】1 、調(diào)整測量裝置按光學(xué)實驗常用儀器的讀數(shù)顯微鏡使用說明進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時注意：(1) 調(diào)節(jié)45玻片，使顯微鏡視場中亮度最大，這時，基本上滿足入射光垂直于透鏡的要求(下部反光鏡不要讓反射光到上面去 )。(2) 因反射光干涉條紋產(chǎn)生在空氣薄膜的上表面，顯微鏡應(yīng)對上表面調(diào)焦才能找到 清晰的干涉圖像。(3) 調(diào)焦時，顯微鏡筒應(yīng)自下而上緩慢地上升，直到看清楚干涉條紋時為止，往下 移動顯微鏡筒時，眼睛一定要離開目鏡側(cè)視，防止鏡筒壓壞牛頓環(huán)。(4) 牛頓環(huán)三個壓緊螺絲不能壓得很緊，兩個表面要用擦鏡紙擦拭干

21、凈。2、觀察牛頓環(huán)的干涉圖樣(1) 調(diào)整牛頓環(huán)儀的三個調(diào)節(jié)螺絲，在自然光照射下能觀察到牛頓環(huán)的干涉圖樣，并將干涉條紋的中心移到牛頓環(huán)儀的中心附近。調(diào)節(jié)螺絲不能太緊， 以免中心暗斑太大， 甚至損壞牛頓環(huán)儀。(2) 把牛頓環(huán)儀置于顯微鏡的正下方，使單色光源與讀數(shù)顯微鏡上45角的反射透明玻璃片等高，旋轉(zhuǎn)反射透明玻璃，直至從目鏡中能看到明亮均勻的光照。(3) 調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰；自下而上調(diào)節(jié)物鏡直至觀察到清晰的 干涉圖樣。移動牛頓環(huán)儀，使中心暗斑(或亮斑)位于視域中心，調(diào)節(jié)目鏡系統(tǒng)，使叉絲橫絲與讀數(shù)顯微鏡的標(biāo)尺平行，消除視差。平移讀數(shù)顯微鏡，觀察待測的各環(huán)左右是否都在讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)

22、范圍之內(nèi)。3、測量牛頓環(huán)的直徑 (1)選取要測量的 m和n(各5環(huán))，如取m為55, 50，45, 40, 35，n為30，25, 20,15， 10。(2)轉(zhuǎn)動鼓輪。先使鏡筒向左移動，順序數(shù)到55環(huán)，再向右轉(zhuǎn)到50環(huán)，使叉絲盡量對準(zhǔn)干涉條紋的中心，記錄讀數(shù)。然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動測微鼓輪，使叉絲依次與45, 40, 35, 30 ,25, 20, 15, 10,環(huán)對準(zhǔn)，順次記下讀數(shù)；再繼續(xù)轉(zhuǎn)動測微鼓輪，使叉絲依次與圓心右10 ,15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55環(huán)對準(zhǔn)，也順次記下各環(huán)的讀數(shù)。注意在一次測量 過程中，測微鼓輪應(yīng)沿一個方向旋轉(zhuǎn)，中途不得反轉(zhuǎn)，以免引起回程差

23、。4、算出各級牛頓環(huán)直徑的平方值后，用逐差法處理所得數(shù)據(jù)，求出 直徑平方差的平均值 代入公式求出透鏡的曲率半徑，并算出誤差。注意:(1) 近中心的圓環(huán)的寬度變化很大，不易測準(zhǔn)，故從K=IO左右開始比較好；(2) m-n應(yīng)取大一些，如取 m-n=25左右，每間隔 5條讀一個數(shù)。(3) 應(yīng)從O數(shù)到最大一圈，再多數(shù)5圈后退回5圈，開始讀第一個數(shù)據(jù)。(4) 因為暗紋容易對準(zhǔn)，所以對準(zhǔn)暗紋較合適。(5) 圈紋中心對準(zhǔn)叉絲或刻度尺的中心，并且當(dāng)測距顯微鏡移動時，叉絲或刻度尺的 某根線與圈紋相切(都切圈紋的右邊或左邊)。【數(shù)據(jù)記錄與處理】凸透鏡曲率半徑測量數(shù)據(jù)76數(shù)據(jù)表取 m n 255.893 10 m

24、,儀器誤差 5 10 mR= 0.8800m(R示值以實驗時用的牛頓環(huán)的曲率半徑值為準(zhǔn))(1)透鏡曲率半徑測量數(shù)據(jù)環(huán) 數(shù)XlX RDm10 3m環(huán)數(shù)XlX RDn103mDm d210 6m2r2f2DmDn6 210 mR( 10 1m)m10 3m10 3mn10 3m310 m5532.39421.53810.8563031.03622.9188.11851.95152.128.8440.0565032.11221.78610.3262530.70223.3387.364.52.3984531.90222.0629.8402030.31823.6026.71651.721相對不確定度百分

25、差4031.63822.3149.3241529.91824.0265.89252.2210.64%0.5%3531.33822.6008.7381029.41024.5064.90452.303(2) 確定平凸透鏡凸面曲率半徑的最佳值D55XL55XR55(32.39421.538)10 3m10.856 10 3mD50XL50XR50(32.11221.786)103m10.326 103mD45XL45X R45(31.90222.062)103m9.834 10 3mD40XL40XR40(31.63822.314)103m9.306 10 3mD35X L35XR35(31.338

26、22.600)10 3m8.738 10 3mD30X L30Xr30(31.03622.918)10 3m8.118 10 3mD25X L25XR25(30.70223.338)10 3m37.364 10 mD20X L20XR20(30.31823.602)10 3m6.716 10 3mD15XL15X R15(29.91824.506)10 3m34.904 10 mD10XL10XR10(26.82221.856)10 3m5.017 10 3mD552D302(10.85$ 8.118)2 106m251.951 10 6 m2D502D252(10.32$ 7.364)2 1

27、0 6 m1252.398 10 6m2D452D202(9.840F 6.716)2 10 6 m251.721 10 6m2D402D152(9.3242 5.896)2 10 6m252.221 10 6m2D352D102(8.7382 4.904)2 10 6m252.308 10 6m2令 Dm2Dn2M52.398 51.72152.22152.303106 2 6 2m 52.119 10 m曲率半徑的最佳值(3)R=4(m-n)不確定度計算652.119 107 mm4 25 5.893 100.8844m類不確定度:SMI22222(51.951 52.119)(52.23

28、8 52.119)(51.721 52.119)(52.221 52.119)(52.303 52.119)100.25 106 m2B類不確定度:儀器誤差：儀5 10 6 mDmDn儀右+ 儀左=2 儀2 5 10 6m 7 10 6mBMD2D2m n,(2Dm Dm)(2Dn,(2 10.856 0.007)2 (2 8.118 0.007)2 10 6m2 =0.21 10 6m2注：Dmo.Dn取值最大值，2BM33Dm = D55= 10.856 10 m , D n= D30 = 8.118 10 mM故 R 4(mn)0.33 10634 25 5.893 107 m 5.6

29、10 m,(0.25)2 (0.21)2 10 6 m2 0.33 10 6 m2(4 )寫出實驗結(jié)果： 1R R Ar (8.8440.056) 10 m相對不確定度：3R 5.6 10 3Err100%0.64%R R0.8844百分差：ErR R標(biāo)(884.4-880.0) 10 3標(biāo) 100%=3100%= 0.5 %R標(biāo)880.0 10 3注意：百分差要在5.0%以內(nèi)?！菊`差分析】1、觀察牛頓環(huán)時將會發(fā)現(xiàn)，牛頓環(huán)中心不是一點(diǎn)，而是一個不甚清晰的暗或 亮的圓斑。其原因是透鏡和平玻璃板接觸時，由于接觸壓力引起形變，使接觸處 為一圓面；又鏡面上可能有微小灰塵等存在， 從而引起附加的程差，這

30、都會給測 量帶來較大的系統(tǒng)誤差。另外要用肉眼去觀察暗條紋，誤差會較大。2、平凸透鏡的不穩(wěn)定性也會影響實驗結(jié)果。3、儀器不準(zhǔn)或精度不夠，制作粗糙(干涉環(huán))所造成的系統(tǒng)誤差。4、顯微鏡叉絲與顯微鏡移動方向不平行產(chǎn)生的誤差。5、十字叉線縱軸沒有垂直環(huán)，測量直徑時沒有將十字叉線縱軸與環(huán)相切。6、自己數(shù)錯環(huán)的偶然誤差，在操作時回轉(zhuǎn)儀器時造成操作錯誤等。用拉伸法測金屬絲的楊氏模量示范報告一、實驗?zāi)康?. 學(xué)會用拉伸法測量楊氏模量；2. 掌握光杠桿法測量微小伸長量的原理；3. 學(xué)會用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)；4. 學(xué)會不確定度的計算方法，結(jié)果的正確表達(dá)；5. 學(xué)會實驗報告的正確書寫。二、實驗儀器YWC-1楊氏彈性

31、模量測量儀(包括望遠(yuǎn)鏡、測量架、光杠桿、標(biāo)尺、砝碼)、鋼卷尺(0-200cm ,0.1cm)、游標(biāo)卡尺(0-150mm,0.02mm)、螺旋測微器(0-25mm,0.01mm)三、驗原理在外力作用下，固體所發(fā)生的形狀變化稱為形變。它可分為彈性形變和塑性形變兩種。本實驗中，只研究金屬絲彈性形變，為此，應(yīng)當(dāng)控制外力的大小，以保證外力去掉后，物體 能恢復(fù)原狀。最簡單的形變是金屬絲受到外力后的伸長和縮短。金屬絲長L ,截面積為S，沿長度方向施力F后，物體的伸長L ,則在金屬絲的彈性限度內(nèi)，有：FL我們把Y稱為楊氏彈性模量。如上圖:L tg xAiAoxL 2D（Ai Ao）FSLLx2D(AiA。)8

32、FLDd2x( A。)四、實驗內(nèi)容 一 儀器調(diào)整1、楊氏彈性模量測定儀底座調(diào)節(jié)水平；2、平面鏡鏡面放置與測定儀平面垂直；3、 將望遠(yuǎn)鏡放置在平面鏡正前方1.500-2.000m左右位置上；4、 粗調(diào)望遠(yuǎn)鏡：將鏡面中心、標(biāo)尺零點(diǎn)、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)等高，望遠(yuǎn)鏡的缺口、準(zhǔn)星對 準(zhǔn)平面鏡中心，并能在望遠(yuǎn)鏡外看到尺子的像；5、調(diào)節(jié)物鏡焦距能看到尺子清晰的像，調(diào)節(jié)目鏡焦距能清晰的看到叉絲;6、調(diào)節(jié)叉絲在標(biāo)尺 0刻度1cm以內(nèi)，并使得視差不超過半格。二 測量1、下掛1kg重物時標(biāo)尺的讀數(shù) A。；2、 依次掛上1kg的砝碼，七次，計下 A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 ；3、 依次取下1 kg的

33、砝碼，七次，計下 A1 , A2 , A3 , A4 , A5 , A6 , A7 ；4、 用米尺測量出金屬絲的長度L (兩卡口之間的金屬絲)、鏡面到尺子的距離 D ；5、 用游標(biāo)卡尺測量出光杠桿X、用螺旋測微器測量出金屬絲直徑d。三 數(shù)據(jù)處理方法逐差法1. 實驗測量時，多次測量的算術(shù)平均值最接近于真值。但是簡單的求一下平均還 是不能達(dá)到最好的效果，我們多采用逐差法來處理這些數(shù)據(jù)。2. 逐差法采用隔項逐差：A (A4 A0) (A5 A)A) (A7 A3)43. 注：上式中的 A為增重4kg的金屬絲的伸長量。五、實驗數(shù)據(jù)記錄處理(1)數(shù)據(jù)的記錄imi(kg)加砝碼2A（ 10m）減砝碼A（1

34、0 2m）平均值A(chǔ)（10 2m）A A 4 A2(10 m)不確定度01230.0001.0002.0003.0000.000.470.941.380.000.490.981.400.000.480.961.391.841.821.801.822A 0.06 10 m45674.0005.0006.0007.0001.832.292.773.211.852.312.753.211.842.302.763.21A A A =(1.82 0.06) 10 2m直徑未加載（10 3m）3加滿載（10 m）平均值 d0.600 10 3md上0.6010.6010.5990.599d中0.6010.6

35、010.6000.600、3不確定度：d0.006 10 md下0.6020.6010.5960.5984d dd (6.00 0.06)10 m苴丿、他數(shù) 據(jù)螺旋測微器零點(diǎn)讀數(shù)：0.00010 3m;游標(biāo)卡尺零點(diǎn)讀數(shù) 0.00 10 3 mD (1.50200.0005) m1L (6.8200.005)10 mX (7.6600.002)10 2m結(jié) 果 表 達(dá)112Y=( 1.990.13)10 N/m相對不確定度：6.3%百分差：3%（2）數(shù)據(jù)處理1、求AA0寧 型嚴(yán)-00 10 2m同理求得其它A填入表中同理求得AA3A4A5A6T儀2、求A瓦A4A01.84 0.001.842 =

36、 10 m同理求得A , A2 , A3填入表中A0J22y2 ；2A4A02冷儀2儀儀同理求得 石鬲昆儀_23、求A金屬絲伸長量A (傀 Ao)(人 A) IA A2) (A A41.84 1.82 1.80 1.82421.82 10 mSA2 2 2 2(1.84 1.82)(1.82 1.82)(1.80 1.82)(1.82 1.82)4 10.017 10 2m SA2儀2. 0.0172 0.0520.0610 2m4、求金屬絲直徑dd1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 d11 d12d120.601 0.601 0.602 0.601 0.601 0.6

37、01 0.599 0.600 0.596 0.599 0.600 0.598120.600 10 3m(0.601 0.600)2 (0.601 0.600)2 (0.602 0.600)2 (0.601 0.600)2Sd11(0.601 0.600)2 (0.6010.600)2(0.599 0.600)2 (0.6000.600)2112 2 2 2(0.596 0.600)(0.5990.600)(0.6000.600)(0.598 0.600)110.0017 10 3md 、Sd2儀2. (0.001710 3)2(0.005一10 3)2 0.006 10 3m5、求YYEy8F

38、LD2 d x A8 4.000 9.80 6.820 10 1 1.5020423.142 (6.00 10 )2 27.660 101.82 1011 21.99 10 N /m2dd0.0056.8202 2 2 20.00052 0.060.0020.061.50206.007.6601.82=6.3%y Y Ey1.99 1011 6.3%0.13 1011N /m2標(biāo)準(zhǔn)值：丫02.051011 N /m2百分差：Ep Y丫0100%111.99 102.05 10113%丫02.051011注：本實驗百分差 10%六、誤差分析1. 誤差主要取決于金屬絲的微小變化量和金屬絲的直徑，由

39、于平臺上的圓柱形卡頭上下伸縮 存在系統(tǒng)誤差，用望遠(yuǎn)鏡 讀取微小變化量時存在隨機(jī)誤差。2. 實驗測數(shù)據(jù)時，由于砝碼的搖晃使得金屬絲沒有絕對靜止，讀數(shù)時存在隨機(jī)誤差。3. 測量金屬絲直徑時，由于存在橢圓形，故測出的直徑存在系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。4. 測量D時米尺沒有拉水平，測量 L時米尺沒有鉛垂導(dǎo)致誤差存在。5. 測量X時，由于作垂線沒有完全的垂直，導(dǎo)致X值的測量存在誤差。、實驗儀器1、雙蹤示波器2、函數(shù)信號發(fā)生器3、連接線示波器和函數(shù)信號發(fā)生器的使用方法請閱讀P118和p127附件示波器的使用示范報告一、實驗?zāi)康?了解示波器顯示信號波形的原理，了解示波器各主要組成部分及它們之 間的聯(lián)系和配合；2熟

40、悉使用示波器的基本方法，學(xué)會用示波器測量信號的電壓和頻率；3. 觀察李薩如圖形。GOS-6021 (6031 )型 1 臺AFG-2225 型1臺示波器專用2根、實驗原理示波器由示波管、掃描同步系統(tǒng)、 丫軸和X軸放大系統(tǒng)和電源四部分組成,1、示波管如下圖所示，左端為一電子槍，電子槍加熱后發(fā)出一束電子，電子經(jīng)電場加 速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發(fā)光形成一亮點(diǎn)。亮點(diǎn)在偏轉(zhuǎn)板電 壓的作用下，位置也隨之改變。在一定范圍內(nèi)，亮點(diǎn)的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓 成正比。示波管結(jié)構(gòu)簡圖示波管內(nèi)的偏轉(zhuǎn)板2、掃描同步的作用如果在X軸偏轉(zhuǎn)板加上波形為鋸齒形的電壓，在熒光屏上看到的是一條水平 線，如圖如果在Y

41、軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，而X軸偏轉(zhuǎn)板不加任何電壓，則電子束的 亮點(diǎn)在縱方向隨時間作正弦式振蕩， 在橫方向不動。我們看到的將是一條垂直的 亮線，如下圖如果在丫軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在X軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒形電壓，則熒光 屏上的亮點(diǎn)將同時進(jìn)行方向互相垂直的兩種位移， 其合成原理如上圖所示，描出 了正弦圖形。如果正弦波與鋸齒波的周期（頻率）相同，這個正弦圖形將穩(wěn)定地 停在熒光屏上。但如果正弦波與鋸齒波的周期稍有不同，則第二次所描出的曲線 將和第一次的曲線位置稍微錯開，在熒光屏上將看到不穩(wěn)定的圖形或不斷地移動 的圖形，甚至很復(fù)雜的圖形。由此可見：a、要想看到丫軸偏轉(zhuǎn)板電壓的圖形，必須加上 X軸偏轉(zhuǎn)板電壓把

42、它展開， 這個過程稱為掃描。如果要顯示的波形不畸變，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波。b、要使顯示的波形穩(wěn)定，丫軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率與X軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率的比 值必須是整數(shù)，即：fyn n=1,2,3,fx示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調(diào)，但要準(zhǔn)確的滿足上式，光靠人工 調(diào)節(jié)還是不夠的，待測電壓的頻率越高，越難滿足上述條件。為此，在示波器內(nèi) 部加裝了自動頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人工調(diào)節(jié)到接近滿足式頻率整 數(shù)倍時的條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確地等于待測 電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的波形。如果丫軸加正弦電壓，X軸也加正弦掃描電壓，得出的圖形將是李薩如圖形， 如表所示

43、。李薩如圖形可以用來測量未知頻率。令 fy、fx分別代表Y軸和X軸電壓的頻率，nx代表X方向的切線和圖形相切的切點(diǎn)數(shù)，ny代表丫方向的切線 和圖形相切的切點(diǎn)數(shù)，則有fy nxfxny如果已知fx，則由李薩如圖形可求出fy1：33；20g)Kt |11 12I3I11. 21 Si241100IM】如ICOIMIDO100no2DC30015066fso李薩如圖形舉例表【實驗內(nèi)容】1 示波器的調(diào)整(1) 不接外信號，進(jìn)入非X-Y方式(2) 調(diào)整掃描信號的位置和清晰度(3) 設(shè)置示波器工作方式2 正弦波形的顯示(1) 熟讀示波器的使用說明，掌握示波器的性能及使用方法。(2) 把信號發(fā)生器輸出接到示