大學(xué)物理實驗指導(dǎo)書

1、實驗一 物體密度的測定【預(yù)習(xí)題】1簡述游標卡尺、螺旋測微器的測量原理及使用時的注意事項。答：（1）游標卡尺的測量原理及使用時的注意事項：游標卡尺是一種利用游標提高精度的長度測量儀器，它由主尺和游標組成。設(shè)主尺上的刻度間距為，游標上的刻度間距為，比略小一點。一般游標上的個刻度間距等于主尺上(-1)個刻度間距，即。由此可知，游標上的刻度間距與主尺上刻度間距相差,這就是游標的精度。教材P33圖1-2所示的游標卡尺精度為,即主尺上49mm與游標上50格同長，如教材圖1-3所示。這樣，游標上50格比主尺上50格（50mm）少一格（1mm），即游標上每格長度比主尺每格少1÷50 = 0.02(m

2、m)， 所以該游標卡尺的精度為0.02mm。使用游標卡尺時應(yīng)注意：一手拿待測物體，一手持主尺，將物體輕輕卡住，才可讀數(shù)。注意保護量爪不被磨損，決不允許被量物體在量爪中挪動。游標卡尺的外量爪用來測量厚度或外徑，內(nèi)量爪用來測量內(nèi)徑，深度尺用來測量槽或筒的深度，緊固螺絲用來固定讀數(shù)。（2）螺旋測微器的測量原理及使用時的注意事項：螺旋測微器又稱千分尺，它是把測微螺桿的角位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€位移來測量微小長度的長度測量儀器。螺旋測微器主要由固定套筒、測量軸、活動套筒(即微分筒)組成。如教材P24圖1-4所示，固定套管D上套有一個活動套筒C(微分筒)，兩者由高精度螺紋緊密咬合，活動套筒與測量軸A相聯(lián)，轉(zhuǎn)動活動套

3、筒可帶動測量軸伸出與縮進，活動套筒轉(zhuǎn)動一周()，測量軸伸出或縮進1個螺距。因此，可根據(jù)活動套筒轉(zhuǎn)動的角度求得測量軸移動的距離。對于螺距是0.5mm螺旋測微器，活動套筒C的周界被等分為50格，故活動套筒轉(zhuǎn)動1 格，測量軸相應(yīng)地移動0.5/50=0.01mm,再加上估讀，其測量精度可達到0.001 mm。使用螺旋測微器時應(yīng)注意：測量軸向砧臺靠近快夾住待測物時，必須使用棘輪而不能直接轉(zhuǎn)動活動套筒，聽到“咯、咯”即表示已經(jīng)夾住待測物體，棘輪在空轉(zhuǎn)，這時應(yīng)停止轉(zhuǎn)動棘輪，進行讀數(shù)，不要將被測物拉出，以免磨損砧臺和測量軸。應(yīng)作零點校正。2為什么膠片長度可只測量一次？答：單次測量時大體有三種情況：（1）儀器精

4、度較低，偶然誤差很小，多次測量讀數(shù)相同，不必多次測量。（2）對測量的準確程度要求不高，只測一次就夠了。（3）因測量條件的限制，不可能多次重復(fù)測量。本實驗由對膠片長度的測量屬于情況（1），所以只測量1次?！舅伎碱}】1量角器的最小刻度是。為了提高此量角器的精度，在量角器上附加一個角游標，使游標30分度正好與量角器的29分度等弧長。求該角游標的精度(即可讀出的最小角度)，并讀出下圖所示的角度。答：因為量角器的最小刻度是30，游標30分度與量角器29分度等弧長，所以游標的精度為 ，圖示角度為 。2用螺旋測微器進行測量時要考慮螺距誤差嗎？答：不要。因為用螺旋測微器進行測量時，活動套筒（即微分筒)只向一個

5、方向轉(zhuǎn)動，所以不考慮螺距誤差。3設(shè)計一種修正齒孔面積的方案。答：齒孔形狀如圖1所示。齒孔面積S等于長方形面積XY減去修正面積S。由圖1、圖2可知修正面積等于正方形和內(nèi)切圓面積之差，所以只要測出內(nèi)切圓的半徑，就可求出S。用讀數(shù)顯微鏡測出圖1中的X1、X2、Z1、Z2，得內(nèi)切圓的半徑：則修正面積為： 圖2圖1實驗三 電阻的測量和伏安特性的研究【預(yù)習(xí)題】1測量二極管伏安特性曲線時，為什么正向曲線的測量要用外接法，而反向曲線的測量要用內(nèi)接法?答：因為二極管正向電阻較小，反向電阻較大，所以正向曲線的測量宜采用電流表外接法，反向曲線的測量宜采用電流表內(nèi)接法。2電源、電表、滑線變阻器接到電路中要注意什么？答

6、：在使用電源時，應(yīng)注意：(1)注意人身安全，一般安全電壓為36V。高于36V操作時盡量用一只手操作。(2)不能使總電路中的總電流超過額定電流值，更不能使電源短路（即不能使外電阻接近于零）。(3)直流電表的正、負極應(yīng)與直流電源的正、負極對應(yīng)聯(lián)接（即正接正，負接負），否則會使電表損壞。而交流電沒有正負極之分。(4)在電路中必須連電源開關(guān)，接線時和不進行測量時，要使電源開關(guān)斷開且將輸出旋鈕逆時針調(diào)至零，線路接好經(jīng)查無誤后打開電源。做完實驗，一定要先切斷電源，然后再拆去其他部分。使用電表時應(yīng)注意以下幾點：（1）選擇電表：根據(jù)待測電流（或電壓）的大小，選擇合適量程的電流表（或電壓表）。如果選擇的量程小于

7、電路中的電流（或電壓），會使電表損壞；如果選擇的量程太大，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，讀數(shù)就不準確。使用時應(yīng)事先估計待測量的大小，選擇稍大的量程試測一下，再根據(jù)試測值選用合適的量程，一般要盡可能使電表的指針偏轉(zhuǎn)在量程的2/3以上位置。（2）電流方向：直流電表指針的偏轉(zhuǎn)方向與所通過的電流方向有關(guān)，所以接線時必須注意電表上接線柱的“+”、“-”標記。電流應(yīng)從標有“+”號的接線柱流入，從標有“-”號的接線柱流出。切不可把極性接錯，以免損壞指針。（3）視差問題：讀數(shù)時，必須使視線垂直于刻度表面。精密電表的表面刻度尺下附有平面鏡，當指針在鏡中的像與指針重合時，所對準的刻度，才是電表的準確讀數(shù)。（4）要正確放置電表

8、，表盤上一般都標有放置方式，如用“”或“”表示平放；用“”或“”表示立放；“”表示斜放，不按要求放置將影響測量精度。（5）使用前電表的指針應(yīng)指零，若不指零，需要調(diào)零。使用滑線變阻器時要注意：通過滑線變阻器的電流不能超過其額定電流。3被測低電阻為何要有4個端鈕？答：消除接觸電阻?！舅伎碱}】1滑線變阻器主要有哪幾種用途？如何使用？結(jié)合本次實驗分別給予說明。 答：（1）滑線變阻器主要有兩種用途：限流和分壓。（2）對限流電路（如教材圖3-10）：在接通電源前，一般應(yīng)使C滑到B端，使最大，電流最小，確保安全。以后逐步調(diào)節(jié)限流器電阻，使電流增大至所需值。對分壓電路（如教材圖3-11）：在接通電源前，一般應(yīng)

9、使C滑到B端，使兩端電壓最小，確保安全。以后逐步調(diào)節(jié)分壓器電阻，使兩端電壓增大至所需值。（3）本次實驗中測二極管特性曲線時，滑線變阻器用于分壓；利用四端接線法測量一段電阻絲電阻時，滑線變阻器用于限流。2在實驗中，若電源電壓為6V，被測電阻約為50，電流表（毫安表）的量程為150/300mA，150mA檔的內(nèi)阻約0.4，電壓表的量程為1.5/3.0/7.5，每伏特電壓的內(nèi)阻約200。如何選用電表量程，電表采用何種接法比較好？答：（1）因為電源電壓為6V，所以電壓表量程應(yīng)選擇7.5V；又因為通過電阻的電流，所以電流表量程應(yīng)選擇150mA。（2）由題意知、，則 因為當時，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測量；當時

10、，應(yīng)采用電流表外接法測量。所以比較兩式后可知電流表宜采用內(nèi)接法。3如果低電阻的電勢端鈕與電流端鈕搞錯會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？為什么？答：在本實驗中，若將待測低電阻的電勢端鈕與電流端鈕接反，則測得的電壓為待測低電阻和電流表的接觸電阻上共有的，所測阻值比待測低電阻阻值要大。實驗八 用直流電橋測量電阻【預(yù)習(xí)題】1怎樣消除比例臂兩只電阻不準確相等所造成的系統(tǒng)誤差？答：可以交換和，進行換臂測量，這樣最終，就與比例臂沒有關(guān)系了?！舅伎碱}】1改變電源極性對測量結(jié)果有什么影響？答：在調(diào)節(jié)檢流計平衡時，改變極性對未知電阻的測量沒有影響。測量電橋靈敏度時，改變電源極性會改變指針偏轉(zhuǎn)方向，但對偏轉(zhuǎn)格數(shù)沒有影響?？傊?，改變電

11、源極性對測量結(jié)果沒有影響。2影響單臂電橋測量誤差的因素有哪些？答： （1）電橋靈敏度的限制，（2）電阻箱各旋鈕讀數(shù)的準確度等級（3）電阻箱各旋鈕的殘余電阻（接觸電阻）實驗十三 拉伸法測金屬絲的揚氏彈性摸量【預(yù)習(xí)題】1如何根據(jù)幾何光學(xué)的原理來調(diào)節(jié)望遠鏡、光杠桿和標尺之間的位置關(guān)系？如何調(diào)節(jié)望遠鏡？答：（1）根據(jù)光的反射定律分兩步調(diào)節(jié)望遠鏡、光杠桿和標尺之間的位置關(guān)系。第一步：調(diào)節(jié)來自標尺的入射光線和經(jīng)光杠桿鏡面的反射光線所構(gòu)成的平面大致水平。具體做法如下：用目測法調(diào)節(jié)望遠鏡和光杠桿大致等高。用目測法調(diào)節(jié)望遠鏡下的高低調(diào)節(jié)螺釘，使望遠鏡大致水平；調(diào)節(jié)光杠桿鏡面的仰俯使光杠桿鏡面大致鉛直；調(diào)節(jié)標尺的

12、位置，使其大致鉛直；調(diào)節(jié)望遠鏡上方的瞄準系統(tǒng)使望遠鏡的光軸垂直光杠桿鏡面。第二步：調(diào)節(jié)入射角（來自標尺的入射光線與光杠桿鏡面法線間的夾角）和反射角（經(jīng)光杠桿鏡面反射進入望遠鏡的反射光與光杠桿鏡面法線間的夾角）大致相等。具體做法如下：沿望遠鏡筒方向觀察光杠桿鏡面，在鏡面中若看到標尺的像和觀察者的眼睛，則入射角與反射角大致相等。如果看不到標尺的像和觀察者的眼睛，可微調(diào)望遠鏡標尺組的左右位置，使來自標尺的入射光線經(jīng)光杠桿鏡面反射后，其反射光線能射入望遠鏡內(nèi)。（2）望遠鏡的調(diào)節(jié)：首先調(diào)節(jié)目鏡看清十字叉絲，然后物鏡對標尺的像（光杠桿面鏡后面2D處）調(diào)焦，直至在目鏡中看到標尺清晰的像。2在砝碼盤上加載時為

13、什么采用正反向測量取平均值的辦法？答：因為金屬絲彈性形變有滯后效應(yīng)，從而帶來系統(tǒng)誤差?！舅伎碱}】1光杠桿有什么優(yōu)點？怎樣提高光杠桿測量微小長度變化的靈敏度？答：（1）直觀 、簡便、精度高。（2）因為，即，所以要提高光杠桿測量微小長度變化的靈敏度，應(yīng)盡可能減小光杠桿長度（光杠桿后支點到兩個前支點連線的垂直距離），或適當增大D（光杠桿小鏡子到標尺的距離為D）。2如果實驗中操作無誤，得到的數(shù)據(jù)前一兩個偏大，這可能是什么原因，如何避免？答：可能是因為金屬絲有彎曲。避免的方法是先加一兩個發(fā)碼將金屬絲的彎曲拉直。3如何避免測量過程中標尺讀數(shù)超出望遠鏡范圍？答：開始實驗時，應(yīng)調(diào)節(jié)標尺的高低，使標尺的下端大致

14、與望遠鏡光軸等高，這樣未加砝碼時從望遠鏡當中看到的標尺讀數(shù)接近標尺的下端，逐漸加砝碼的過程中看到標尺讀數(shù)向上端變化。這樣就避免了測量過程中標尺讀數(shù)超出望遠鏡范圍。實驗十六 示波器的使用【預(yù)習(xí)題】1示波器為什么能把看不見的變化電壓顯示成看得見的圖象？簡述其原理。答：（1）示波管內(nèi)高速電子束使熒光屏上產(chǎn)生光亮點，而電子束的偏轉(zhuǎn)角度（光點在熒光屏上的位移）是受X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)板上所加電壓的控制。 （2）若只在X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個鋸齒波電壓（該電壓隨時間從-U按一定比例增大到+U），則光點就會從熒光屏左端水平地移動到右端（稱為掃描），由于熒光屏上的發(fā)光物質(zhì)的特性使光跡有一定保留時間，因而在屏幕水平方向形成

15、一條亮跡（稱為掃描線）。 （3）若只在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加信號電壓，則隨著信號幅度的變化光點就會在熒光屏豎直方向作上下移動形成一條豎直亮跡。 （4）如在Y軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓信號，同時又在X軸偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒波掃描電壓，則電子束受到水平和豎直電場的共同作用，光點的軌跡呈現(xiàn)二維圖形（光點在X方向均勻地從左向右水平移動的同時又在Y方向隨信號幅度的變化在豎直方向作上下移動），即將Y軸偏轉(zhuǎn)板上電壓信號幅度隨時間變化的規(guī)律在屏幕上展開成為函數(shù)曲線（即信號波形）。 （5）要得到清晰穩(wěn)定的信號波形，掃描電壓的周期與信號電壓的周期必須滿足，以保證的起點始終與電壓信號固定的一點相對應(yīng)（稱同步），屏幕上的波形才能穩(wěn)定。 （6

16、）為了得到可觀察的圖形，鋸齒波掃描電壓必須重復(fù)掃描2觀察波形的幾個重要步驟是什么? 答：（1）開啟示波器電源開關(guān)后，將耦合開關(guān)置“”，調(diào)整輝度、聚焦以及垂直、水平位移旋鈕使屏幕中部出現(xiàn)亮度適中細小的亮點。 （2）觀察、測量時將耦合開關(guān)置“AC”或“DC”， 觸發(fā)選擇開關(guān)置“INT”，將信號用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端。 （3）調(diào)節(jié)Y軸靈敏度選擇開關(guān)和X軸掃描選擇開關(guān)以及觸發(fā)電平旋鈕，使信號幅度在屏幕范圍內(nèi)（屏幕豎直標尺的2/3左右），且有25個完整穩(wěn)定的波形。 （4）定量測量時還應(yīng)注意將掃描微調(diào)旋鈕和Y軸微調(diào)旋鈕置于校準位置（順時針旋轉(zhuǎn)至最大）。3怎樣用李薩如圖形來測待測信號的頻率? 答：1將

17、示波器功能置于外接狀態(tài)（觸發(fā)選擇開關(guān)置“EXT”，觸發(fā)信號極性開關(guān)置“X”）。將信號發(fā)生器的正弦波信號用同軸電纜線連接到X軸輸入端，待測頻率的信號用同軸電纜線連接到Y(jié)軸輸入端，分別調(diào)節(jié)信號發(fā)生器幅度旋鈕和Y軸靈敏度選擇開關(guān)，使亮跡形成的圖形在屏幕范圍內(nèi)。 2調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出信號的頻率，使合成的李薩如圖形為穩(wěn)定的“”形，從信號發(fā)生器上讀出輸出信號的的頻率值Fx1，根據(jù)合成李薩如圖形的兩個信號頻率比與圖形切點數(shù)的關(guān)系Fx：Fy =NY：NX ，求出Fy1 。 3再改變信號發(fā)生器輸出信號的頻率，使合成的圖形為“” 、“ 8”、“000”等，NY：NX分別為“1：2”、“2：1”、“1：3”等，相應(yīng)

18、地讀出信號發(fā)生器輸出信號的頻率為FX2 、 FX3 、 FX4 等 ，求出FY2 、 FY3 、 FY4 等，算出的FY的平均值即為待測信號的頻率?！舅伎碱}】1在示波器的熒光屏上得到一李薩如圖形，Y軸、X軸與圖形相交時交點數(shù)之比，已知，求。答： 。2為什么在共振狀態(tài)下測聲速? 如何判斷系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)? 答：本實驗中將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波信號的器件是壓電陶瓷換能器，該換能器有一最佳響應(yīng)的頻率，當電信號頻率等于該響應(yīng)的頻率時，壓電陶瓷片產(chǎn)生共振，輸出信號最大，便于測量。示波器屏幕上的信號幅度為最大值時，系統(tǒng)處于共振狀態(tài)。實驗十七 分光計的使用 用光柵測波長【預(yù)習(xí)題】1分光計主要由幾部分組成？各

19、自作用是什么？答：（1）分光計主要由底座、平行光管、載物臺、望遠鏡和刻度盤五個部分組成。（2）底座上承載著其它四個部分，其中載物臺、望遠鏡和刻度盤都可繞底座上的主軸轉(zhuǎn)動；平行光管用來產(chǎn)生平行光；載物臺用來放置被測樣品；望遠鏡用來接收平行光；刻度盤與游標盤配合用來讀取數(shù)據(jù)。2分光計調(diào)節(jié)要求是什么？答：分光計的調(diào)節(jié)要達到三個要求：（1）望遠鏡能接收平行光。（2）平行光管能發(fā)出平行光。（3）望遠鏡的光軸和平行光管的光軸與儀器的主軸垂直。載物臺與儀器的主軸垂直。3用光柵測波長時，光柵應(yīng)如何放置？為什么？答：用光柵測波長時按圖17-7放置光柵。因為這樣放置可方便調(diào)節(jié)。當調(diào)節(jié)平行光垂直照射光柵表面時（即光

20、柵平面與平行光管軸線垂直），只須調(diào)節(jié)螺釘和；調(diào)節(jié)平行光管的狹縫與光柵刻痕平行時，只須調(diào)節(jié)螺釘?！舅伎碱}】1為什么要用各半調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)望遠鏡的主軸垂直于儀器的主軸？答：綜合考慮調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺釘或與調(diào)節(jié)望遠鏡水平度調(diào)節(jié)螺釘對正反兩面亮十字反射像與分劃板上方的水平刻線間高度差的相互影響，從而加快調(diào)節(jié)速度。2當狹縫過寬或過窄時，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？答：當狹縫過寬時，衍射條紋將變粗，相互靠近的條紋無法分開，在測量時難以確定條紋的中心位置。當狹縫過窄時，將看不見衍射條紋，因而無法測量。3用公式 測光波波長應(yīng)保證什么條件？實驗中如何檢查條件是否滿足？答：用公式 測光波波長應(yīng)保證：平行光垂直照射在光柵上

21、。實驗中通過檢查0級譜線和光柵面反射的綠十字像的位置檢查條件是否滿足。0級譜線應(yīng)與豎叉絲重合，且被測量用（中叉絲）的水平叉絲平分。光柵面反射的綠十字像應(yīng)與調(diào)整叉絲（上叉絲）重合。實驗二十二 霍爾效應(yīng)及磁場的測定【預(yù)習(xí)題】1當磁感應(yīng)強度B的方向與霍耳元件的平面不完全垂直時，測得的磁感應(yīng)強度實驗值比實際值大還是??？為什么？請作圖說明。答：小一些。因為當磁感應(yīng)強度B的方向與霍耳元件的平面不完全垂直時，實驗所測得的磁感應(yīng)強度為實際磁強應(yīng)強度在與霍爾元件平面垂直方向上的一個分量。如圖所示，設(shè)磁感應(yīng)強度與霍耳元件平面法線間的夾角為，則實驗值為。因為，所以實驗值比實際值小?！舅伎碱}】1在“用霍爾元件測螺線管

22、磁場”實驗中，若某一同學(xué)將工作電流回路接入“霍爾電壓”接線柱上，而將電位差計（或數(shù)字電壓表）接在“工作電流”接線柱上。他能測得磁場嗎？為什么？答：能。由霍爾元件的工作原理可得，半導(dǎo)體中的電荷受到洛倫茲力產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，將工作電流回路接入“霍爾電壓”接線柱上,電荷同樣受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，將在“工作電流”接線柱上產(chǎn)生霍爾電壓。2根據(jù)實驗結(jié)果比較螺線管中部與端口處的磁感應(yīng)強度，求： ，分析其結(jié)果。答： 端口的磁感應(yīng)強度應(yīng)為中部磁感應(yīng)強度的一半，由于存在漏磁現(xiàn)象，實際測量出的。實驗二十四 導(dǎo)熱系數(shù)的測定【預(yù)習(xí)題】1實驗中為什么要在樣品上、下表面的溫度幾乎保持不變時，才能測和？答：本實驗中采用穩(wěn)態(tài)法測不良導(dǎo)

23、體導(dǎo)熱系數(shù)，所謂穩(wěn)態(tài)法，是要求利用熱源在待測樣品內(nèi)部形成一個穩(wěn)定的溫度分布，然后進行測量。在加熱過程中，當樣品上、下表面的溫度幾乎保持不變時，傳熱達到動態(tài)平衡，樣品內(nèi)部形成一個穩(wěn)定的溫度分布內(nèi)，這時才能測量溫度示值和?！舅伎碱}】1什么是穩(wěn)態(tài)法？在實驗中如何實現(xiàn)它？答：所謂穩(wěn)態(tài)法，是要求利用熱源在待測樣品內(nèi)部形成一個穩(wěn)定的溫度分布，然后測量該狀態(tài)的熱量傳遞，代入式中可解出導(dǎo)熱系數(shù)。在實驗中加熱過程中，觀察樣品盤上、下表面的溫度，若在10min內(nèi)保持不變（和不變）可認為已達到穩(wěn)態(tài)。利用公式將傳熱速率轉(zhuǎn)換成在穩(wěn)態(tài)附近樣品下表面溫度變化速率，即溫度示值的變化速率（），測出穩(wěn)態(tài)附近樣品下表面溫度示值隨時

24、間t的變化，作t曲線，并從曲線上求出，代入公式中即可。2觀察實驗過程中環(huán)境溫度的變化，分析散熱速率與時間的關(guān)系，討論環(huán)境溫度的變化對實驗結(jié)果的影響。答：環(huán)境溫度較高，則樣品盤側(cè)面散熱較少，系統(tǒng)誤差小。（若不考慮側(cè)面散熱，夏天和冬天測出的導(dǎo)熱系數(shù)同，因穩(wěn)態(tài)溫度梯度和穩(wěn)態(tài)散熱速率均與環(huán)境溫度有關(guān)。夏天小，而也小。）在過程中，開始時候，環(huán)境溫度相對較低，隨著實驗的進行，環(huán)境溫度逐漸升高，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)變小。3分析用穩(wěn)態(tài)傳熱法測定不良導(dǎo)體熱系數(shù)中誤差的主要來源。答：（1）樣品側(cè)面不嚴格絕熱；（2）以散熱盤的冷卻速率代替樣品盤的散熱速率，而樣品與散熱盤之間接觸不甚嚴密；（3）冷卻速率測量引起的誤差在整個誤

25、差中所占比例大。實驗二十七 動力學(xué)共振法測定材料的楊氏彈性模量【預(yù)習(xí)題】1外延測量法有什么特點？使用時應(yīng)注意什么問題？答：所謂外延測量法，就是所需要的數(shù)據(jù)在測量數(shù)據(jù)范圍之外，一般很難測量，為了求得這個數(shù)，采用作圖外推求值的方法。具體地說就是先使用已測數(shù)據(jù)繪制出曲線，再將曲線按原規(guī)律延長到待求值范圍，在延長線部分求出所要的值。使用外延測量法時應(yīng)注意：外延法只適用于在所研究范圍內(nèi)沒有突變的情況，否則不能使用2懸絲的粗細對共振頻率有何影響？答：在一定范圍內(nèi)，懸絲的直徑越大時，共振頻率反而越小。因為共振頻率與阻尼的關(guān)系為，懸絲直徑大時，阻尼相應(yīng)較大，即大，則共振頻率應(yīng)該較小。當然，懸絲直徑也不可過粗，

26、太粗的懸絲對于棒振動時振幅的影響很大，即變小，而不利于信號的拾取。【思考題】1在實際測量過程中如何辨別共振峰真假？答：理論上認為，“改變信號發(fā)生器輸出信號的頻率，當其數(shù)值與試樣棒的某一振動模式的頻率一致時發(fā)生共振，這時試樣振動振幅最大，拾振器輸出電信號也達到最大”。實驗中，并非示波器檢測到信號峰值處頻率都為樣品棒的共振頻率，由樣品支架和裝置其它部分的振動也會導(dǎo)致示波器檢測到極值信號。因此正確真假判別共振信號對于測量相當重要。 真假共振峰的判別方法有好幾種，如預(yù)估法和撤耦法，預(yù)估法指利用已知的金屬楊氏模量，利用公式估算出共振頻率，撤耦法指用手托起試樣棒，此時拾振信號應(yīng)消失，反之為假信號。預(yù)估法和

27、撤耦法結(jié)合起來用比較好：預(yù)估法可判斷出共振頻率的大致范圍，而撤耦法則可做進一步精確判斷。另外，還可以在不放銅棒的情況下先做一個粗略檢測，即將可能的干擾信號頻率做一個排除。 2如何測量節(jié)點的共振頻率。答：從實驗裝置圖中可以看出，試樣振動時，由于懸絲的作用，棒的振動并非原理中要求的自由振動，而是存在阻尼下的受迫振動，所檢測共振頻率隨懸掛點到節(jié)點的距離增大而增大。若要測量（27-1）式中所需的試樣棒基頻共振頻率，只有將懸絲掛在節(jié)點處，處于基頻振動模式時，試樣棒上存在兩個節(jié)點，它們的位置距離分別為0.224L和0.776L處。在節(jié)點處的振動幅度幾乎為零，很難檢測，所以要想測得試樣棒的基頻共振頻率需要采

28、取內(nèi)插測量法。所謂內(nèi)插測量法，就是所需要的數(shù)據(jù)在測量數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，而不方便進行測量，為了求得這個數(shù)，采用作圖內(nèi)插求值的方法。具體地說就是先使用已測數(shù)據(jù)繪制出曲線，再求出所要的值。內(nèi)插法只適用于在所研究范圍內(nèi)沒有突變的情況，否則不能使用。在本實驗中就是以懸掛點位置為橫坐標，以共振頻率為縱坐標作出關(guān)系曲線圖，求得曲線最低點（節(jié)點）對應(yīng)的頻率即為試樣棒的基頻共振頻率。 實驗二十八 邁克耳孫干涉儀的調(diào)節(jié)和使用【預(yù)習(xí)題】1邁克耳孫干涉儀主要由哪些光學(xué)元件組成，各自的作用是什么？答：邁克耳孫干涉儀主要由分光板、補償板、可移動平面反射鏡和固定平面反射鏡4種光學(xué)元件組成。的作用是將一束光分成強度大致相同的兩束

29、光反射光（1）和透射光（2）；的材料和厚度與相同，作用是補償光束（2）的光程，使光束（2）與光束（1）在玻璃中走過的光程大致相同；的作用是反射（1）光；的作用是反射（2）光。2怎樣調(diào)節(jié)可以得到等傾干涉條紋？怎樣調(diào)節(jié)可以得到等厚干涉條紋？ 答：當M1、M2嚴格垂直時，調(diào)出的圓條紋為等傾干涉條紋。當M1、M2不垂直時，調(diào)出的干涉條紋為等厚干涉條紋。3如何用He一Ne激光調(diào)出非定域的等傾干涉條紋？在調(diào)節(jié)和測其波長時要注意什么？答： 用He一Ne激光調(diào)出非定域的等傾干涉條紋的方法如下：（1）調(diào)節(jié)He一Ne激光束大致與平面鏡垂直。（2）遮住平面鏡，用自準直法調(diào)節(jié)背后的三個微調(diào)螺絲，使由反射回來的一組光點

30、象中的最亮點返回激光器中，此時入射光大致垂直平面鏡。（3）遮住平面鏡，調(diào)節(jié)平面鏡背后的三個微調(diào)螺絲，使由反射回來的一組光點象中的最亮點返回激光器中，使平面鏡和大致垂直。（4）觀察由平面鏡、反射在觀察屏上的兩組光點象，再仔細微調(diào)、背后的三個調(diào)節(jié)螺絲，使兩組光點象中最亮的兩點完全重合。（5）在光源和分光板之間放一擴束鏡，則在觀察屏上就會出現(xiàn)干涉條紋。緩慢、細心地調(diào)節(jié)平面鏡下端的兩個相互垂直的拉簧微調(diào)螺絲，使同心干涉條紋位于觀察屏中心。 在測量He-Ne激光波長時要注意：眼睛不要正對著激光束觀察，以免損傷視力?！舅伎碱}】1邁克耳孫干涉儀觀察到的圓條紋和牛頓環(huán)的圓條紋有何本質(zhì)不同？ 答：邁克爾遜干涉儀觀察到的圓條紋是等傾干涉條紋，且條紋級次中心高邊緣低；而牛頓環(huán)的圓條紋為等厚干涉條紋，條紋級次是中心低邊緣高。實驗四十一 光電效應(yīng)法測普朗克常數(shù)【預(yù)習(xí)題】1什么叫光電效應(yīng)？答：光電效應(yīng)是指一定頻率的光照射在金屬表面時，會有電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。2飽和光電流的大小與哪些因素有關(guān)？答：入射光的頻率只有超過某個臨界頻率時，才會有光電流產(chǎn)生。當入射光頻率不變時，飽和光電流與入射光強成正比，此外還與此時的頻率有關(guān)，頻率越