大學(xué)普通物理實驗講義

1、普通物理實驗講義3目 錄實驗一 惠斯通電橋測電阻1實驗二 電表的改裝2實驗三 用板式電位差計測干電池電動勢和內(nèi)阻5實驗四 用電位差計校正電表7實驗五 交流電橋9實驗六 雙棱鏡測光波波長12實驗七 液體折射率的測定14實驗八 電子束實驗17實驗九 開爾文雙電橋測算低電阻20實驗十 用電流場模擬靜電場23實驗十一 磁場描繪25實驗十二 分光計的調(diào)節(jié)和使用28實驗十三 邁克爾遜干涉儀的調(diào)整與使用34實驗十四 用邁克爾遜干涉儀測波長差362009年9月 38 實驗一 惠斯通電橋測電阻【實驗?zāi)康摹?掌握惠斯通電橋的結(jié)構(gòu)特點和測量原理2了解電橋靈敏度以及提高靈敏度的幾種方法3學(xué)會正確使用惠斯通電橋【實驗儀

2、器】萬用電表、滑線變阻器、電阻箱（三個）、檢流計、 直流電源、待測電阻、箱式惠斯通電橋、開關(guān)、導(dǎo)線等?！緦嶒炘怼?惠斯通電橋的結(jié)構(gòu)和測量原理圖33-1圖33-1所示是惠斯通電橋的電路圖，惠斯通電橋是直流平衡電橋。4個電阻R1、R2、R0和Rx聯(lián)成一個四邊形，每一個邊稱為電橋的一個臂。對角d和b加上電源E，對角a和c之間連接檢流計G，所謂橋就是指ac這條對角線而言，它的作用是將“橋”兩邊的電勢直接進行比較。當a、c兩點的電勢相等時，檢流計中無電流通過，電橋達到了平衡。此時：Uda=Udc Uba=Ubc即：I1R1 = IxRx I2R2 = I0R0因為G中無電流 所以：I1=I2 Ix=I

3、0上列兩式相除得： （33-1） （33-2）（33-1）式即為電橋的平衡條件，實驗中，R1、R2和R0由電阻箱給出。若R1、R2為已知，只要改變R0值，使G中無電流，記下R0，即可算出Rx。2電橋靈敏度（33-2）式是在電橋平衡的條件下推導(dǎo)出來的，而電橋是否平衡，實驗上是看檢流計有無偏轉(zhuǎn)來判斷。檢流計的靈敏度總是有限的，如我們實驗中常用的指針檢流計，指針偏轉(zhuǎn)1格所對應(yīng)的電流大約為10-6A，當通過它的電流比10-7A還要小時，指針的偏轉(zhuǎn)小于0.1格，我們就很難覺察出來，假設(shè)電橋在時調(diào)到了平衡，則有Rx=R0這時若把R0改變一個小量DR0電橋就應(yīng)失去平衡，從而有電流Ig流過檢流計。如果Ig小到

4、使檢流計覺察不出來，那么我們就會認為電橋還是平衡的，因而得出Rx = R0 + DR0，DR0就是由于檢流計靈敏度不夠而帶來的測量誤差DRx，對此我們引入電橋靈敏度S的概念，它定義為：DRx是在電橋平衡在Rx的微小改變量（實驗上Rx是不能變的，改變的是標準電阻R0）,而n是由于電橋偏離平衡而引起的檢流計的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，它越大，說明電橋越靈敏，帶來的誤差也就越小。實驗和理論都已證明，電橋靈敏度與下面諸因素有關(guān)：（1）與電源的電動勢E成正比。（2）與檢流計的電流靈敏度S成正比。（3）與電源內(nèi)阻RE及檢流計內(nèi)阻Rg有關(guān)。因此，提高電源電動勢E；減小電源內(nèi)阻RE；選擇較高靈敏度的檢流計，都可以提高電橋靈敏

5、度?！緦嶒瀮?nèi)容】1用電阻箱、檢流計組成惠斯通電橋測量電阻參照圖（33-1）組成一電橋。測量時，先用萬用電表測一下阻值（粗測）。比例臂R1和R2不宜取得很小，一般取R1 = R2 = 500以上比例。連接待測電阻Rx，取R0等于Rx粗測值，按電鍵K，觀察檢流計指針偏轉(zhuǎn)方向和大小，改變R0再觀察，根據(jù)觀察的情況正確調(diào)整R4，直至檢流計指針無偏轉(zhuǎn)。逐漸減小RG值再調(diào)R4，其次，將R1和R2交換后再測（換臂測量）測量三個待測電阻的阻值，并估計其不確定度。2測量電橋的相對靈敏度3使用箱式電橋測量【思考題】1電橋法測量電阻的原理是什么？如何判斷電橋平衡？2為什么用電橋測量待測電阻前，先要用萬用表進行粗測？

6、3電橋靈敏度是什么意思？如果測量電阻誤差要求小于萬分之五，那么電橋靈敏度應(yīng)多大？實驗二 電表的改裝【實驗?zāi)康摹?掌握表頭改裝成電壓表和電流表的方法。2掌握用標準表校準改裝表。 【實驗儀器】表頭、電阻箱、滑線變阻器、直流穩(wěn)壓電源、電壓表、電流表。【實驗原理】直接用磁電式測量機構(gòu)構(gòu)成的電表叫做磁電式電表。我們又常把其中只允許通過很小電表叫做表頭，它可以被改裝成測量大電流或高電壓的電流表或電壓表。多用電表就是用不同的改裝方式，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使表頭成為一個多功能、多量程的電表的。1、表頭改裝成電流表根據(jù)并聯(lián)電路知識，只要在表頭上并聯(lián)一個電阻Rp（見圖29-1）。表頭與電阻Rp組成的電路就能通過較大的電流

7、。對于表頭支路，VAB = IgRg，其中Ig為表頭滿偏電流，Rg為表頭內(nèi)阻；對于并聯(lián)電阻支路VAB = IPRP，于是： （29-1）mA微安表；1標準電流表圖29-1式中I為電路總電流。把表頭和并聯(lián)電阻RP看成一個整體新電流表，I就是新電流表能夠測量的最大電流值。令np = I/Ig，式（29-1）可寫成： （29-2）式中np為電流放大系數(shù)，它表示改裝后的電流表能測量的電流I是表頭滿偏電流Ig的np位。因為np是一定值，所以表頭可以用被測電流I = ngIg重新刻度。表頭的兩個重要參數(shù)Ig和Rg需事先給出或測出。根據(jù)改裝后的量程，由公式（29-2）就可以算出需并聯(lián)的電阻Rp的電阻值。表頭

8、改裝完畢要進行校準。將改裝電表與標準電流表串聯(lián)，按圖29-1b連接線路，用滑線變阻器改變電路電流，分別讀出改裝表和標準電流表讀數(shù)，以求出絕對誤差。用各刻度上絕對誤差的最大值除以最大的被測電流值（改裝后的量程），便得出所改裝電流表的引用誤差（或電表的準確度等級a）： （29-3）2表頭改裝為電壓表用表頭即能測量電流，也可以測量電壓。表頭能夠測量的滿偏電壓為，它一般很小，約為零點幾伏，但只要在表頭上串聯(lián)大電阻Rs，就能測量較高電壓。圖29-2a是表頭改裝為電壓表的電路。表頭兩端電壓為Vg=IgRg，電阻Rs兩端電壓為Vs=IgRs，總電壓V=Vg+Vs，所以： （29-4）令，則式（29-4）可寫

9、成： （29-5）式中ns稱為電壓放大系數(shù)，它表示改裝后的電壓表量程是表頭滿偏電壓的ns倍。ns為一定值，所以表頭可用V=nsVg重新刻度。校準改裝電壓表的電路如圖29-2b。引用誤差表示為mA微安表；1標準電壓表；E直流電源圖29-2 （29-6）式中為在各刻度上標準電壓表讀數(shù)與改裝電壓表讀數(shù)之差的最大值，為改裝電壓表的準確度等級。3半偏法測表頭內(nèi)阻1 電勢差計；2待測電表圖29-3半偏法測量電路如圖29-3a所示。先斷開K2，調(diào)節(jié)電阻箱R0，命名表頭指針滿偏。表頭電流為：式中為直流電源兩端的端電壓。然后合上K2，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使表頭電流為Ig/2，則聯(lián)立上兩式求得表頭內(nèi)阻Rg：4表頭滿偏

10、電流的測量用電勢差計測滿偏電流Ig是較精確的方法。具體的測量方法參見實驗“電勢差計校正電表”。【實驗內(nèi)容】1將滿偏電流為100微安的表頭改裝成100毫安的電流表，（1）按給定表頭內(nèi)阻Rg計算并聯(lián)Rp ，將其與表頭并聯(lián)。（2）按照校準電路連線，微調(diào)并聯(lián)電阻Rp之后進行測量，將數(shù)據(jù)填表。（3）在坐標紙上做出 DI-I改 圖，并求出準確度等級a，確定改裝表的等級。2將同一只表頭改裝成5伏電壓表，（1）按給定表頭內(nèi)阻計算串聯(lián)電阻Rs，將其與表頭串聯(lián)。（2）按照校準電路連線，微調(diào)串聯(lián)電阻Rs之后進測量，將數(shù)據(jù)填表。（3）在坐標紙上做出 DV-V改 圖，并求出準確度等級b，確定改裝表的等級?！舅伎碱}】設(shè)表

11、頭Ig=50mA， Rg=2985W，R1= 3.0W，R2=12.0W，連接如圖29-4所示的電路。當開關(guān)K打向1和2位置時，作電流表使用，其量程分別是多大？圖29-4實驗三 用板式電位差計測干電池電動勢和內(nèi)阻【實驗?zāi)康摹?掌握板式電位差計的工作原理。2學(xué)會用補償法測電池電動勢和內(nèi)阻?！緦嶒瀮x器】板式電位差計、直流穩(wěn)壓電源、靈敏電流汁、標準電池、待測電池、滑線變阻器、開關(guān)。【實驗原理】電勢差計是根據(jù)補償原理用于精確測量電勢差的儀器。所謂補償，就是兩個量通過比較而使它們的作用相互抵消，其相應(yīng)的測量方法稱為補償法。比如，在測電源的電動勢時，由于標準電池（已知量）被補償，被測量源（未知量）中沒有電

12、流流過，所以，不會因電源內(nèi)阻的存在而在其內(nèi)部產(chǎn)生壓降，這時電源的端電壓就等于其電動勢。正是由于這一特點，電勢差計被廣泛應(yīng)用于測量電動勢、電勢差，以及電阻、電流等電學(xué)量，并且經(jīng)過轉(zhuǎn)換還可以測量某些非電學(xué)量，如溫度、壓強等。板式電勢差計（見圖27-1）具有結(jié)構(gòu)簡單、直觀明了、便于分析等優(yōu)點，并且測量精度也較高。它的主要結(jié)構(gòu)是一根長11m、截面均勻的電阻絲ab，將其往復(fù)繞在10個插孔上，相鄰兩個插孔之間的長度為1m。插頭c可插在任一插孔上，其調(diào)節(jié)范圍為010m，每次移動至少1m。滑塊開關(guān)d可在1m范圍內(nèi)連續(xù)移動。這樣，插頭c和滑塊d配合調(diào)節(jié)，可使cd間的電組絲長度在011m之間連續(xù)變化。圖27-2圖

13、27-1 圖27-2所示為用板式電勢差計測電源的電動勢和內(nèi)阻的原理圖。它主要由三部分組成。 （1）工作回路：包括工作電源E、開關(guān)KE、變阻器RE和電阻絲R。此回路的作用是為電勢差計提供工作電流，并由RE調(diào)節(jié)該電流值的大小。（2）校準回路：包括標準電池ES、開關(guān)K1、靈敏電流計G和保護電阻R1。其作用是用來校準工作回路中的電流，此校準過程稱為電流的標準化。（3）待測回路：包括待測電源EX、開關(guān)K1和K2、電阻箱R2、靈敏電流計G和保護電阻R1。對于其它電勢差計，不管其型號各異，結(jié)構(gòu)繁簡、功能強弱，都離不開上述三個部分，缺一則不能完成測量。前面已提及，電勢差計是利用補償原理對其進行校準和用于測量的

14、，其工作原理是：先將K1接通ES一方，即用標準電池校準工作回路中的電流。由于ES為一定值，可以通過調(diào)節(jié)RE使得電阻絲R上某一段cd間的壓降US與ES的值相等，這時靈敏電流計中沒有電流流過，且cd間電阻絲的阻值為RS。至此，電流的標準化調(diào)節(jié)結(jié)束，RE將不可再變。再將K1接通EX一方，調(diào)節(jié)cd間的長度再使靈敏電流計的示值為零。如果該長度電阻絲的阻值為RX，那么應(yīng)有： （27-1）由于電阻絲是截面均勻的，所以可用電阻絲某一段的長度L來代替該長度的電阻值，這樣，式（27-1）又可寫成 （27-2）或 （27-3）由以上測量原理可知，因為ES是定值，不可能將ES直接與EX相比較，所以要通過工作回路經(jīng)過二

15、次補償間接測量EX的值。在測量電源的內(nèi)阻時，將圖27-2中的開關(guān)K2合上，利用已校準過的工作回路，再次調(diào)節(jié)cd間的長度使G的示值為零。若此時該長度為LX，則被測電源EX的端電壓為 （27-4）在EX、R2和K2組成的回路中，由全電路歐姆定律可求出被測電源的內(nèi)阻為 （27-5）若用電阻絲長度表示，即為 （27-6）【實驗內(nèi)容】1按電路圖連接電路，并注意E，ES，EX的正負極相對應(yīng)。2根據(jù)溫度修正ES值，取 A = ，選定c、d之間的長度LS。并在板式電位差計上調(diào)出LS值。E選定為3V。3K1接通“1”，調(diào)節(jié) RE 使Ig = 0即ES 得以補償。4K1接通“2”，調(diào)節(jié)c、d之間的長度，使 Ig

16、= 0，記下c、d的長度L，測出電池電動勢，重復(fù)十次，用算術(shù)平均值和不確定度表示測量結(jié)果。5選取R2 = 100歐姆，合上K2，調(diào)節(jié)c、d之間的長度，使Ig = 0，記錄下c、d的長度Lx，由rx = R2()，求出電池的內(nèi)阻?！舅伎碱}】1測量中，靈敏電流計的指針總是偏向一邊，調(diào)節(jié)c、d的長度，無論如何也不能調(diào)節(jié)平衡。試分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的各種可能的原因。2如何正確使用保護電阻R1？實驗四 用電位差計校正電表【實驗?zāi)康摹?了解箱式電勢差計的工作原理。2比較熟練地正確掌握箱式電勢差計的使用。3運用箱式電勢差計校正電表?！緦嶒瀮x器】箱式電勢差計、標準電池、直流電源、檢流計、滑線變阻器、待校電表、開關(guān)

17、和導(dǎo)線?！緦嶒炘怼看烹娛诫姳碓陔妼W(xué)測量中得到廣泛應(yīng)用，使用和攜帶都很方便，但電表在經(jīng)常使用或長期保存后，它的各個元件參數(shù)及性能都會發(fā)生變化。如電阻老化、磁性減弱、轉(zhuǎn)動部件的磨損等。這樣，電表的準確度等級就可能降低。因此電表是需要定期進行檢定或校準。如果栓定結(jié)果說明它的誤差已經(jīng)超過原來預(yù)定的數(shù)值，則該電表只能降低級別，或用校準所得的校準曲線加以修正。圖26-1電表校準的基本方法就是用一個標準表來校準被校表，也就是在同一電路和條件下比較標準表和被校表的指示值的差異。在校準中要求標準表的準確度等級應(yīng)該比被校表至少高二個級別。如被校表為2.5級或1.5級表，標準表可以用0.5級表。但如果要校準的是一

18、個0.5級電表，那么標準表就應(yīng)該是0.1級以上， 0.05級的電勢差計（如UJI型、UJ31型等），幾乎所有的實驗室都可能具備。因此我們可以采用電勢差計來校準電表。1、電勢差計校準電壓表圖26-2電勢差計能精確地測量電勢差，因此就可以用它來校準電壓表。但是電壓表本身并不能產(chǎn)生電勢差，必須通過一個輔助電源及一套調(diào)節(jié)裝置，才能使電壓表有示值并發(fā)生變化。在電壓表不同示值情況下，用電勢差計進行精確測量，比較二者結(jié)果，進行校準。校準電壓電路如圖26-1所示。圖中V為被校電壓表，E為電壓表供電的輔助電源。被校電壓表兩端接至電勢差計的待測端，用電勢差計直接測出電壓表兩端的準確電壓。設(shè)被校電壓表示值為U，實際

19、電壓降為U0，電勢差計讀數(shù)為US，則U0 = US。這樣電壓表的指示值U與實際值U0之間的絕對誤差為DU = U - U0 （26-1）用電勢差計對被校電壓表在不同示值下進行校準，可得一組DU。用DU作、縱軸，U作橫軸作圖線DU-U（注意用折線聯(lián)結(jié)相鄰兩點），這一圖線稱為校準曲線或修正曲線。利用修正曲線可以對該被校表的測量值進行修正。如果用被校表測量某一電壓所得示值為Ux，可在修正曲線上找出對應(yīng)于 Ux的誤差DU x，則經(jīng)修正而得測量結(jié)果為U0x = Ux - DU x （26-2）另外根據(jù)修正曲線可以確定被校表的最大引用誤差。找出各校準點中誤差的絕對值最大的數(shù)值DUm，根據(jù)被校表的量程Um，

20、則被校表的最大引用誤差為最大引用誤差 （26-3）根據(jù)電表的最大引用誤差可以確定電表的等級。由于電勢差計的測量范圍一般都不大，低電勢的電勢差計的量程只有幾十或幾百毫伏（如UJ31型電勢差計最大測量范圍0171mV），高電勢的電勢差計也只能測到2伏左右（如UJ24型電勢差計測量范圍為01.6111mV），而電壓表的量程范圍很寬，因此能直接用電勢差計校準的電壓表是不多的。為了擴大電勢差計校準電壓表的范圍，必須采用“分壓箱”這個附加裝置，實際線路如圖26-2所示。圖中虛線框內(nèi)電路為標準分壓箱原理線路，A、B為其輸入端，C、D為輸出端。在圖中情況下，電勢差計所 測電勢差Us與電壓表實際值U0應(yīng)有如下關(guān)

21、系： （26-4）通常（R1+ R2+ R3）/ R3值可由標準分壓值直接讀出。2電勢差計校準電流表圖26-3電勢差計的直接測量量為電勢差，但是利用一個串接在待測回路中的標準電阻，通過測量標準電阻上電勢差就可間接測量出待測回路的電流。因此用電勢差計亦可校準電流表。電勢差計校準電流表的電路如圖26-3所示。圖中A為被校電流表，Rs為標準電阻。因被校電流表與標準電阻兩電壓端（即PP端）間的電壓Us，則電流的實際值為： （26-5）比較電流表指示值I與電路電流實際值I0可得兩者間的絕對誤差DI為 （26-6）通過對電流表不同示值的校準，同樣可以作出校準曲線，并確定最大引用誤差和等級（方法與電壓表完全

22、類似）。【實驗內(nèi)容】1觀察箱式電勢差計面板，了解各旋鈕的作用。2按實驗電路連線。3查出室溫下標準電池的電動勢、旋轉(zhuǎn)溫度補償盤使之符合此值。4選擇開關(guān)置“標準”，調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)盤，使檢流計電流為零，即工作電流為標準工作電流。5選擇開關(guān)置“未知”，在毫伏表全量程中，從小到大分別取測量點1015個，記錄相應(yīng)的電壓表讀數(shù)U和電勢差計讀數(shù)U0。將數(shù)據(jù)填表。6測量電勢差計的靈敏度。7以U為橫坐表，U-U0為縱坐表作誤差圖線（折線），并確定電壓表等級?！舅伎碱}】1為什么要使工作電流標準化?2怎樣測量電勢差計的靈敏度?實驗五 交流電橋【實驗?zāi)康摹?了解用交流電橋測量電容、電感的原理。2了解交流電橋的特點，掌握調(diào)

23、節(jié)平衡的方法?！緦嶒瀮x器】電阻箱、電容箱、交流毫伏表、音頻信號發(fā)生器、待測電容、待測電感線圈?！緦嶒炘怼炕菟雇姌虻乃膫€橋背如果用復(fù)阻抗，、和代替，電源用交流信號源，平衡指示器用交流電表，就成了交流電橋（見圖34-1a）。其平衡時（即流過電表D的電流為零）滿足的平衡條件一惠斯通電橋平衡具有相同的形式。C3C2C1Z3Z4Z1Z2（a） （b） （c）（a）：交流電橋（b）：謝林電橋（c）麥克斯韋電橋D：交流毫伏表；：交流信號源：Rx：待測電容或待測電感的等效電阻圖34-1 （34-1）因為組成復(fù)阻抗的元件可以是電容、電感和電阻，所以滿足式（34-1）的組合方式有很多種，對應(yīng)的交流電橋形式也就

24、有很多種。常見的交流電橋和麥克斯電橋，它們主要用來測量電容及其損耗因素、電感及其品質(zhì)因素。1謝林電橋任何一個實際電容都可以看作一個理想電容Cx和一個損耗電容Rx串聯(lián)而成的。比較圖35-1a和35-2b（忽略標準電容箱C2的損耗電阻）得：式中Xcx為待測電容的容抗，Xc2為電容箱的容抗。將上列四式代入式（34-1）得到： （34-2）式中 w 是交流信號源角頻率，tgd 稱為電容的耗散因數(shù)，d 稱為電容的損耗角。質(zhì)量好的電容，其耗散電阻Rx是很小的，即tgd 很小。式（34-2）表明，必須，兩個等式同時滿足，電橋能平衡，這就增加了調(diào)節(jié)的難度。電橋有四個可調(diào)參量C1、C2、C3、C4，為了便于調(diào)節(jié)

25、，先固定同時出現(xiàn)在兩個等式中的參量C2和R4；然后調(diào)節(jié)出現(xiàn)在不同等式中的R3和C3，再改變C2和R4，使電橋進一步平衡后再調(diào)節(jié)R3和C3。反復(fù)調(diào)節(jié)直至電橋達到最佳平衡狀態(tài)。2麥克斯韋電橋謝林電橋的待測臂如果換成待測電感，把C2換成電阻箱R2，就成了麥克斯韋電橋（或稱麥克斯韋-維恩電橋）。任何一個實際電感都可以看成是一個理想電感LX和一個電感線圈的電阻Rx串聯(lián)而成的。從圖34-1c知：式中是電感線圈的感抗。從式（34-1），可以得出麥克斯韋電橋平衡的條件為： （34-3）式中Q稱為電感線圈的品質(zhì)因數(shù)。Rx越小，品質(zhì)因數(shù)就越高。與謝林電橋類似，調(diào)節(jié)麥克斯韋電橋時，先固定同時出現(xiàn)在兩個等式中的參量R

26、2和R4，然后調(diào)節(jié)出現(xiàn)在不同等式中的C3和R3。這樣反復(fù)調(diào)節(jié)直至電橋達到最佳平衡狀態(tài)。3交流電橋的靈敏度和收斂性交流電橋的靈敏度定義為：它表示交流電橋平衡時，其中某一橋臂阻抗相對變化時將引起平衡指示器兩端的不平衡電壓。越大，電橋越靈敏。交流電橋的收斂性是指電橋趨于平衡的快慢程度。收斂性好則電橋達到平衡所需反復(fù)調(diào)節(jié)的次數(shù)就少，電橋容易平衡。反之，就不易調(diào)平衡。比較謝林電橋和麥克斯韋電橋，可以看出：相對橋臂和都是一個元件，并且都同時出現(xiàn)在兩個等式中（式34-2中C2和R4，式34-3 中的R2和R4），它們的取值確定了R3和C3的取值。實際上，合理地調(diào)節(jié)和臂可提高電橋的靈敏度，和固定后，調(diào)節(jié)R3和

27、C3可獲得較好的收斂性。但必須指出，電橋靈敏度和收斂性是有矛盾的：調(diào)節(jié)R3、C3收斂性好，但靈敏度低；而只調(diào)和臂電橋卻不能收斂。另外，在某種狀態(tài)下，不管怎樣改變某一元件值，平衡指示器（交流毫伏表）都不反應(yīng)，我們稱這種狀態(tài)是電橋進入了“死區(qū)”。這是由于平衡指示器的分辨能力和電橋的收斂性造成的。在調(diào)節(jié)電橋平衡的過程中，要根據(jù)平衡條件、電橋靈敏度和收斂性的特點，細心地調(diào)節(jié)，使電橋最終達到最佳平衡狀態(tài)?！緦嶒瀮?nèi)容】1按圖34-1b連接電路。接線盡可能短，盡量把各儀器外殼、屏蔽殼連接一起或接地，以減少外界感應(yīng)的影響。2開始時電阻箱R3、R4置數(shù)百歐姆（測量過程中，R3和R4不能同時為零，否則會有燒壞信號

28、源的危險）；信號源頻率去1000Hz，輸出電壓取3V左右（開始測量時，電壓可低些，電橋接近平衡時再逐漸升高）。經(jīng)仔細調(diào)節(jié)后，使電橋獲得較好的靈敏度和收斂性，不平衡電壓最終應(yīng)低于幾毫伏。3記下平衡時C2、R3、C3和R4，算出Cx、Rx和 d。4按圖34-1c連接電路。保持電源頻率為1000Hz，R2、R3和R4置數(shù)百歐姆，并與前面測量步驟一樣仔細調(diào)節(jié)電橋。平衡后記下R2、R3 、C3和R4，算出Lx、Rx和Q?！舅伎碱}】1若圖34-1a中 作為待測臂， ， ， 。問該電橋能否平衡？試證明之。2為什么開始測量時，信號源電壓要低，電橋接近平衡時又要逐漸增高電壓？實驗六 雙棱鏡測光波波長【實驗?zāi)康摹?/p>

29、1觀察用分波面法產(chǎn)生干涉的現(xiàn)象。2利用雙棱鏡干涉測光波波長?！緦嶒瀮x器】光具座、可調(diào)單縫、雙棱鏡、凸透鏡、鈉光燈、測微目鏡?！緦嶒炘怼糠颇p棱鏡是由玻璃制成，它有兩個很小的銳角（約1°）和一個大的鈍角。如圖41-1所示。圖41-1如果兩列頻率相同的光波沿著幾乎相同的方向傳播，并且這兩列光波的位相差不隨時間而變化，那么在兩列光波相交的區(qū)域內(nèi)，光強的分布不是均勻的，而是在某些地方表現(xiàn)為加強，在另一些地方表現(xiàn)為減弱（甚至可能為零），這種現(xiàn)象稱為光的干涉。菲涅耳利用圖41-1所示裝置，獲得了光的干涉現(xiàn)象。當由S發(fā)出的光束投射到雙棱鏡AB上時，經(jīng)折射后形成兩束光。透過雙棱鏡觀察這兩束光時，

30、就好象它們是由虛光源S1和S2發(fā)出的。由于這兩束光來自同一光源。滿足相干條件，故在兩束光相互交疊區(qū)域P1P2內(nèi)產(chǎn)生干涉，可在白屏P上觀察到平行于狹縫的等間距干涉條紋。為了提高干涉條紋的清晰度，要求狹縫S的寬度和兩虛光源S1和S2間的距離不能太大，為此，實驗所用的雙棱鏡AB的折射棱角一般小于1°。設(shè)d代表兩虛光源S1和S2間的距離，D為虛光源所在的平面（近擬地在光源狹縫S的平面內(nèi)）至觀察屏的P的距離，且d<<D，干涉條紋寬度為Dx，則實驗所用光波波長可由下式表示：Dx （41-1）上式表明，只要測出d、D和Dx，就可算出光波波長。由于干涉條紋寬度Dx很小，必須使用測微目鏡進

31、行測量，兩虛光源間的距離d，可用一已知焦距為f 的會聚透鏡L置于雙棱鏡與測微目鏡之間（圖41-2），由透鏡兩次成象法求得。只要使測微目鏡到狹縫的距離D4 f ，前后移動透鏡，就可以在兩個不同位置上從測微目鏡中看到兩虛光源S1和S2經(jīng)透鏡所成的實象，其中之一為放大的實象，另一為縮小的實象，如果分別測得放大象的間距d1和縮小象的間距d2，則根據(jù)下式：, 即可求得兩虛光源的間距d。D圖41-2【實驗內(nèi)容】1點亮光源S，將單色光源S、會聚透鏡L、狹縫、光屏 按圖41-1所示次序放置在光具座上，用目視法粗略地調(diào)整他們中心等高。用“二次成像”方法細調(diào)各光學(xué)元件上下左右共軸。2在透鏡后放入雙棱鏡，并使雙棱鏡

32、的底面與光束垂直，在屏上看到兩個狹縫像，左右調(diào)節(jié)狹縫B使兩個像光強相等，使狹縫射出的光束能對稱地照射在雙棱鏡鈍角棱的兩側(cè)。3在光路中去掉光屏，放入測微目鏡，調(diào)節(jié)狹縫寬度和方向，使從目鏡中能觀察到清晰的干涉條紋，最初，可能看不到干涉條紋，或只能看到一個模糊的亮帶，繼續(xù)調(diào)節(jié)可從以下三方面進行：（1）檢查一下從狹縫射出的光束是否進入目鏡，為此可用白屏在雙棱鏡后面接取光線，并將屏逐漸移向測微目鏡，以判斷相干光束的交疊區(qū)是否在測微目鏡的視場內(nèi)。（2）繞水平軸（平行和垂直于光軸的兩個方向）旋轉(zhuǎn)狹縫或雙棱鏡，使雙棱鏡的棱脊與狹縫嚴格平行，這時可看到干涉條紋或清晰的亮帶。（3）調(diào)節(jié)狹縫寬度，使視場中干涉條紋足

33、夠清晰。4看到干涉條紋后，將雙棱鏡或測微目鏡前后移動，使干涉條紋寬度適當，便于測量，如果條紋不夠清晰，可按上述步驟重復(fù)調(diào)節(jié)，使條紋清晰。5用測微目鏡測量干涉條紋的寬度Dx。為了提高測量精度，可測出n條（例如10條）干涉條紋的間距，再除以n，即得Dx。測量時，先使目鏡叉絲對準某亮紋的中心（如條紋較寬，中心不易對準，亦可每次將叉絲對準條紋的同側(cè)），然后旋轉(zhuǎn)測微螺旋，使叉絲移過幾個條紋，讀出兩次讀數(shù)之差，除以條紋數(shù)，即為條紋寬度，重復(fù)測量五次，求其平均值。6用米尺量出狹縫到測微目鏡叉絲平面的距離D，測量三次，取其平均值。7用透鏡兩次成象法測兩虛光源的間距d，保持狹縫與雙棱鏡原來的位置不變（即保持測量

34、干涉條紋時的間距d值不變），在雙棱鏡和測微目鏡之間放置一已知焦距為f 的會聚透鏡，移動測微目鏡使它到狹縫的距離大于4 f ，固定好測微目鏡，前后移動透鏡，分別測得兩次清晰成象時實象的間距d1、d2，各測五次，取其平均值，代入（41-2）式求出d.【注意事項】注意調(diào)節(jié)各光學(xué)元件的位置（垂直于光軸橫向移動，或改變元件的光軸取向），保證各光學(xué)元件共軸，從而減少兩虛光源成象差，提高測量d1、d2的精度。（因三個測量量中，d是最不易準確測量的）。使用測微目鏡進行測量時應(yīng)注意以下各點：1讀數(shù)鼓輪每旋轉(zhuǎn)一周，叉絲移動的距離等于螺距，由于測微目鏡的種類繁多，精度不一，因此使用時，首先要確定分格的精度，最常用的

35、測微目鏡分格精度為0.01mm，而讀數(shù)時還應(yīng)估讀一位。2由于存在螺距差，而且每次測量卻常常是要讀取幾個數(shù)據(jù)，因此在測量時應(yīng)沿同一方向旋轉(zhuǎn)讀數(shù)鼓輪，依次讀取所需數(shù)據(jù)，不要中途反向。3旋轉(zhuǎn)讀數(shù)鼓輪時，動作要平穩(wěn)、緩慢，如已到達一端，則不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，否則會損壞螺旋?！舅伎碱}】1若單縫與雙棱鏡的棱不平行，可以看到干涉條紋嗎？為什么？2可調(diào)單縫若調(diào)得較寬，可以看到干涉條紋嗎？為什么？3證明。實驗七 液體折射率的測定折射率是透明材料的重要光學(xué)常數(shù)。測定透明材料折射率的方法很多，最小偏向角法（參看分光計的調(diào)節(jié)和使用2）和全反射法是比較常用的兩種方法。最小偏向角法具有測量精度高、被測折射率的大小不受限制、不需

36、要已知折射率的標準試件而能直接測出被測材料的折射率等優(yōu)點。但是被測材料要制成棱鏡，而且對棱鏡的技術(shù)條件要求高，不便快速測量。全反射法屬于比較測量，雖然測量準確度較低（大約DnD=0.0003），被測折射率的大小受到限制（nD大約為1.31.7），對于固體材料也需要制成試件，但是全反射法具有操作方便迅速的特點。阿貝折射儀是專門用于測量透明或半透明液體和固體折射率的儀器，它還能測量糖溶液的含糖濃度。【實驗?zāi)康摹?加深理解全反射原理及其應(yīng)用。2掌握用掠入法（透射法）測定液體的折射率。3了解阿貝折射儀的工作原理，學(xué)會阿貝折射儀的使用?！緦嶒瀮x器】圖49-1阿貝折射儀、各種待測液體、臺燈?！緦嶒炘怼繄D

37、49-1是2WAJ型阿貝折射儀的光學(xué)系統(tǒng)，它由望遠系統(tǒng)和讀數(shù)系統(tǒng)組成。望遠系統(tǒng)：進光棱鏡（1）與折射棱鏡（2）之間有一微小均勻的間隙，被測液體就放在此空隙內(nèi)。當光線(自然光或白光)射入進光棱鏡（1）時便在其磨砂面上產(chǎn)生漫反射，使被測液層內(nèi)有各種不同角度的入射光，經(jīng)過折射棱鏡（2）產(chǎn)生束折射角大于臨界角的光線，由擺動反射鏡（3）將此束光線射人消色散棱鏡組（4），消色散棱鏡組是由一對等色散阿米西棱鏡組成，其作用是獲得一可變色散來抵消由于折射棱鏡對不同被測物體所產(chǎn)生的色散，再由望遠物鏡（5）將此明暗分界線成象于分劃板（7）上，分劃板上有十字分劃線，通過目鏡（8）能看到如圖49-2上半部所示的象。光線

38、經(jīng)聚光鏡（12）照明刻度板（11），刻度板與擺動反射鏡（3）連成一體，同時繞刻度中心作回轉(zhuǎn)運動。通過反射鏡（10），讀數(shù)物鏡（9），平行棱鏡（6）將刻度板上不同部位折射率示值成象于分劃板（7）上（見圖49-2下半部所示的象）。有關(guān)阿貝折射儀結(jié)構(gòu)的詳細介紹、儀器規(guī)格及使用方法等見實驗室提供的儀器說明書。圖49-2設(shè)待測物體的折射率為n，折射棱鏡的折射率為n1，如圖49-3所示。若n1>n根據(jù)折射定律，沿BA掠射的光線經(jīng)AB面折射后以全反射臨界角(進入折射棱鏡，然后以折射角i 從AC面出射至空氣中。以這條光線為界，所有入射角小于90°的入射光線經(jīng)AB面折射后的折射角都小于臨界角，且

39、均在這條光線的下方。所有“入射角”大于90°的入射光線被棱鏡的金屬外套擋住，不能進人折射棱鏡。因此，用阿貝折射儀的望遠鏡對準出射光線觀察時，就會看到如圖49-4所示的明暗分明的視場。明暗分界線對應(yīng)于以i角出射的光線方向。不同折射率的物體有不同的臨界角，因而出射角也不同。因此一定的i角對就應(yīng)一定的折射率值。圖49-3 圖49-4 由折射定律可知： （49-1） （49-2）由式（49-2）可得：由式（49-1）及角度關(guān)系可得： （49-3）式中f 為折射棱鏡入射面與出射面之間的夾角。若f 和n1已知，則測出射角i就可以由（49-3）式計算n值。阿貝折射儀的刻度盤上直接刻有與角對應(yīng)的n值

40、，因此不必計算，只要用標準塊校準刻度盤的讀數(shù)(見儀器說明書)后，可直接從刻度盤上讀出n值。由于阿米西棱鏡是按照讓D譜線直通(偏向角為零)的條件設(shè)計的，故用阿貝折射儀測得的折射率就是待測物體對D譜線(589.3nm)的折射率nD。應(yīng)當指出，當對應(yīng)與明暗分界線的光線出現(xiàn)在折射棱鏡AC面法線右側(cè)時，（49-3）式中cosf前的減號應(yīng)改為加號。 測定透明固體的折射率時，必須將透明固體制成互成90°角的拋光面的試件，并用折射率液（溴代萘，其折射率大于或等于待測物體的折射率，而小于或等于折射棱鏡的折射率）將此試件粘著在折射棱鏡的AB面上，此時進光鏡不用。測量糖溶液濃度的方法同測量折射率一樣，只是

41、應(yīng)讀圖49-2下半部中刻度尺的上一刻度上的數(shù)值?！緦嶒瀮?nèi)容】1測定蒸餾水和酒精的折射率。2測定糖溶液和鹽溶液的濃度。3進行多次測量以減少隨機誤差。對蒸餾水和酒精各測量8次并計算折射率n的不確定度。，把結(jié)果寫成的形式。【注意事項】1認真閱讀儀器說明書，了解阿貝折射儀的結(jié)構(gòu)和使用方法。2每換一種待測液體，必須用酒精棉把折射棱鏡及進光棱鏡表面擦干凈。 3防止氣泡進入待測液體或折射率液中，以免影響測量結(jié)果。4各待測液體絕對不可混雜。 5測量完畢，將有關(guān)元件的光學(xué)面用酒精棉擦干凈，把進光鏡蓋上，并用手輪鎖緊?！舅伎碱}】1用阿貝折射儀測量的折射率范圍為何受到限制?如果待測物體的折射率大于折射棱鏡的折射率，

42、能否用阿貝折射儀測定之?實驗八 電子束實驗【實驗?zāi)康摹?研究帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律。2測量電子束線管偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的靈敏度?！緦嶒瀮x器】EBSI-2型電子束測試儀，示波管，晶體管毫伏表，多用表。EBSI-2型電子束測試儀的示波管結(jié)構(gòu)及供電示意圖如圖30-1所示。圖中f-f為燈絲，K為陰極，G為控制柵極，A1、A2、A3為第一、第二、第三陽極，Y為堅直偏向板，X為水平偏向板。電位器WK用于調(diào)節(jié)陰極的電位，控制熒光屏上光點的輝度；電位器W1和W2用于調(diào)節(jié)陽極的電位，控制熒光屏上光點的聚焦。在電子射線管中，是讓電子束可以在相互垂直的兩個方向上偏轉(zhuǎn)，以使電子束能到達電子接收器上任何一點。為使電子束偏轉(zhuǎn)，

43、通常是用外加電場或磁場來實現(xiàn)。圖30-2圖30-1 1、電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)在電子束通過的空間，平行于射線水平放置兩塊平板（豎直偏轉(zhuǎn)板），在它上面加電壓U，就可以使電子束上下偏轉(zhuǎn)。當偏轉(zhuǎn)板間距D比其長度小很多時，可以認為它所形成的空間電場是均勻的。設(shè)質(zhì)量為m，速度為v的電子沿X方向入射。在t = 0時到達O點。偏轉(zhuǎn)電場E與Y軸平行，如圖30-2所示。電子在偏轉(zhuǎn)板之間有： （30-1）（30-2）若電子在進入偏轉(zhuǎn)電場之前，使電子加速的電壓為Ua，則加速電場對電子所做的功等于電子的動能，得： （30-3）將式（30-3）代入式（30-2），并注意到E=U/D，得： （30-4）電子達到偏轉(zhuǎn)板末端時的豎直位移

44、yl為：yl （30-5）求微商，在處得：電子離開偏轉(zhuǎn)板后，偏轉(zhuǎn)電場為零，電子將沿與X軸交角的方向作勻速直線運動。到達熒光屏?xí)r，電子在豎直方向又位移了：于是，電子到達熒光屏?xí)r的總位移是 （30-6）顯然，位移sy（即電偏轉(zhuǎn)量）與偏轉(zhuǎn)電壓U成正比，與加速電壓Ua成反比，此即電子束在電場中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。當偏轉(zhuǎn)板上加單位電壓時，電子束在熒光屏上的位移稱為電偏轉(zhuǎn)靈敏度d電。由式30-6可知，豎直電偏轉(zhuǎn)靈敏度為： （30-7）圖30-3即靈敏度d電Y與加速電壓Ua成反比。同理，對豎直放置的水平偏轉(zhuǎn)板也有相應(yīng)的結(jié)果。2磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)在電子束通過的空間，加一均勻橫向磁場如圖30-3所示。調(diào)磁感應(yīng)強度為B，電子的速

45、度為v，且vB。電子在洛倫茲力的作用下作圓周運動。洛倫茲力就是作圓周運動的向心力，即：所以： （30-8）因為，式中n為單位長度線圈的匝數(shù)，I為通過線圈的電流（稱為偏轉(zhuǎn)電流或磁場電流），k為比例系數(shù)，與線圈的形狀和有無磁介質(zhì)有關(guān)。于是 （30-9）顯然，位移sy即磁偏轉(zhuǎn)量與偏轉(zhuǎn)電流I成正比，與加速電壓Ua的平方要根成反比，此即電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。把單位磁場電流所引起的電子束在熒光屏上的位移置稱為磁偏轉(zhuǎn)靈敏度。由式（30-9）可知，豎直方向的磁偏轉(zhuǎn)靈敏度為： （30-10）即靈敏度與加速電壓Ua的平方根成反比。磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)相比較，磁偏轉(zhuǎn)不散焦，因此顯象管的偏轉(zhuǎn)角可達110

46、6;，縮短了管長。隨著加還電壓Ua的增加磁偏轉(zhuǎn)靈敏度比電偏轉(zhuǎn)靈敏度下降得慢，因此大的加還電壓場合用磁偏轉(zhuǎn)。但磁偏轉(zhuǎn)線圈的電感和分布電容較大，因此磁偏轉(zhuǎn)不適用于高頻?！緦嶒瀮?nèi)容】1電偏轉(zhuǎn)（1）開啟電源開關(guān)，將“電子束一荷質(zhì)比”選擇開關(guān)打向電子束位 適當調(diào)節(jié)“輝度”與“聚焦”旋紐，并調(diào)節(jié)“X調(diào)節(jié)”、“Y調(diào)節(jié)” 使光點亮度適當， 位置居中。（2）旋轉(zhuǎn)“陽極電壓”旋紐，使陽極電壓為800V，旋轉(zhuǎn)“Y調(diào)節(jié)” 旋紐，使光點上偏2.0、1.5、1.0、0.5、0.0cm，下偏2.0、1.5、1.0、0.5cm。用萬用表直流50V檔測量相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)電壓Uy，用最小二乘法求電偏轉(zhuǎn)靈敏度 d電Y。（3）調(diào)節(jié)陽極電壓

47、為900V，重復(fù)以上步驟。2磁偏轉(zhuǎn)（1）調(diào)節(jié)陽極電壓為800V，并使光點位置居中，（2）旋轉(zhuǎn)“磁偏調(diào)節(jié)”旋紐，使光點上偏2.0、1.5、1.0、0.5、0.0cm，下偏2.0、1.5、1.0、0.5cm。用萬用表直流500mA檔測量相應(yīng)的 磁偏電流I，用最小二乘法求磁偏轉(zhuǎn)靈敏度磁d磁Y。（3）調(diào)節(jié)陽極電壓為900V，重復(fù)以上步驟。【思考題】1示波管中怎樣用電場來控制電子束的強弱和偏轉(zhuǎn)？2使電子束偏轉(zhuǎn)的方法有幾種？各有何規(guī)律？各有何有缺點？實驗九 開爾文雙電橋測算低電阻【實驗?zāi)康摹?了解低電阻測量中的主要矛盾以及雙路電橋的設(shè)計思想。2學(xué)習(xí)用雙電橋測量低電阻的原理和方法?！緦嶒瀮x器】電阻箱、安培計

48、、毫伏計、標準電阻、檢流計、螺旋測微計、待測電阻、滑線變阻器、開關(guān)及導(dǎo)線?！緦嶒炘怼克^低電阻是指阻值小于1的電阻。用惠斯通電橋（單電橋）是測不準低電阻的。這是由電路中的導(dǎo)線電阻和接觸電阻（以下簡稱線觸電阻，通常為10-3左右）的存在而造成的，開爾文雙電橋就是采用“四端電阻”這一巧妙設(shè)計，避開了線觸電阻的干擾，把“四端電阻”與單電橋相結(jié)合而產(chǎn)生的雙路電橋，準確率很高。1伏安法測低電阻的困難與處理圖28-1伏安法測中等阻值的電阻是很容易的，但在測低電阻RX時將遇到困難，如圖28-1所示，（a）是伏安法的一般電路圖，（b）是將RX兩側(cè)的接觸電阻、導(dǎo)線電阻以等效電阻表示的電路圖。由于電壓表V的內(nèi)阻

49、較大，串接小電阻對其測量影響不大，而串接到被測低電阻RX后，使被測電阻成為其中串接到被測低電阻RX相比是不可不計的，有時甚至超過RX，因此如圖28-1的電路不能用以測量低電阻RX。解決上述測量的困難，在于消除的影響，圖28-2的電路可以達到這個目的。它是將低阻RX兩側(cè)的接點分為兩個電流接點（CC）和兩個電壓接點（PP），這樣電壓表測量的是長l的一段低電阻（其中不包括）兩端的電壓。這樣的四接點測量電路使低電阻測量成為可能。圖28-2（1）電壓的測量設(shè)RX = 0.002，則當電流I = 1.5A時，Ul = 0.003V，即3mV，因此測低電阻時，要用毫伏表測電壓，為了減少毫伏表內(nèi)阻不夠大的影響

50、，可改用數(shù)字電壓表或電勢差計去測量。（2）電流的測量如用安培計測量圖28-2電路中的電流，當選用量限2A，0.5級安培計時，對于1.5A的電流可能使電流I的測量的相對誤差達到0.67%，即低電阻的測量誤差將超過0.67%。如要提高低電阻測量的精密度，就要改用如圖28-3間接測量電流的方法，即精確測量串聯(lián)的標準電阻RS兩端的電壓U。由去求I值，圖28-3由于US可以設(shè)法測得很精確，所以可提高電流I的精確度。2測低電阻的開爾文（Kelvin）雙電橋的原理圖28-4雙電橋測低電阻，就是將未知低電阻RX和已知的標準低電阻RS相比較，在聯(lián)結(jié)電路時均采用四接點接線，比較電壓的電路，如圖28-4所示，表示接

51、觸電阻和導(dǎo)線電阻，比較Rx和RS兩端的電壓時，用通過兩個分壓電路adc和b1bb2去比較b、d二點的電勢，由于取某一值時可使，即 （28-1）由于 （28-2） （28-3）由于<<或<<，上二式中取，代入式（28-1）消去I得 （28-4）圖28-5整理上式改寫成為 （28-5）從上式可以看出，當時，式中右側(cè)括號中的值等于零，因而不好處理的接觸電阻及電阻的影響被消除，結(jié)果 （28-6）即在滿足的條件下，可用上式算出未知低電阻值Rx。【實驗內(nèi)容】1用組裝雙電橋測金屬線的電阻參照左圖的電路，用4只電阻箱，一個標準低電阻RS，待測低電阻RX和檢流計等儀器組成一個開爾文雙電橋

52、，RS、RX均用四接點聯(lián)線。開始測量時RG和RP都取大一些的阻值，這容易調(diào)節(jié)電橋的平衡，R1、R2、R3、R4可取同一值（例如22000），操作時根據(jù)檢流計的偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變之值并保持，逐漸使電橋平衡。每次調(diào)節(jié)時，要先斷開電源開關(guān)KE，調(diào)節(jié)確定開后，再閉合KE（為什么？）當粗調(diào)平衡后，減少RG和RP再細調(diào)平衡。2利用箱式雙電橋測量同一電阻。3測量金屬線直徑d，用電阻率RX求各組（l，RX）的P值，再求及，比較各種測量結(jié)果?！舅伎碱}】1開爾文雙電橋與惠斯通電橋有什么異同？2怎么樣調(diào)節(jié)橋路才能更快更準的使其達到平衡？實驗十 用電流場模擬靜電場【實驗?zāi)康摹?學(xué)習(xí)用模擬法研究靜電場。2加深對靜電場概念的理解

53、?！緦嶒瀮x器】靜電場描繪儀、靜電場描繪儀電源、游標卡尺、記錄紙、導(dǎo)線若干?！緦嶒炘怼繄D8-1在研究靜電場時，除了具有一定對稱性的規(guī)則帶電體所形成的場以外，大都不易用理論的方法計算其分布。即使可以，計算結(jié)果與實際場的分布也難以很好相符。因此，為了較為簡捷、準確地獲知靜電場的分布，在工程上一般采用實驗的方法。但是，在對靜電場進行實際測量時，由于所使用的測量儀器上的探針必然是良導(dǎo)體，這樣，在將其放入場中探測時，探針上會感生出電荷，這些電荷產(chǎn)生的電場最終使得原靜電場的分布改變。這個困難可以用一種間接的測量方法來解決。這種方法的特點是：仿造一個與原靜電場具有相似分布的場，并且，當用探針測量的時，該電場