大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)必做實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)要求

1、3#206水銀溫度計(jì)的校正與熱電偶定標(biāo)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)水銀溫度計(jì)00和1000點(diǎn)的校正法及0 溫度計(jì)溫標(biāo)分度修正值的計(jì)算法。2、 學(xué)習(xí)福廷氣壓計(jì)的使用法。3、了解熱電偶測(cè)溫的原理4、學(xué)習(xí)熱電偶定標(biāo)方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器熱電偶（銅一康銅）、毫伏表、保溫杯、加熱器、攪拌器、冰、水銀溫度計(jì)，福廷氣壓計(jì)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）水銀溫度計(jì)的校正(定點(diǎn)法校正水銀溫度計(jì))1、00C點(diǎn)a0的確定。2、沸點(diǎn)a100的確定。3、計(jì)算原溫標(biāo)每一分度值的改正值（1）在福廷氣壓計(jì)上記錄溫度t及氣壓讀數(shù)ht，并進(jìn)行修正（福廷氣壓計(jì)使用法，參閱第三章第一節(jié)）： （2）查附錄表,確定大氣壓為H0時(shí)所對(duì)應(yīng)的水沸點(diǎn)a100（3）利用公

2、式得到改正值：4、列溫度校正表t (0C)01020100tx (0C)（二）熱電偶定標(biāo)1、按定標(biāo)裝置圖接好實(shí)驗(yàn)電路。2、參考端置冰水混合物。3、測(cè)量端加熱至沸點(diǎn)，在溫度電壓表格中記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)與數(shù)字毫伏表對(duì)應(yīng)參數(shù)值。4、切斷加熱器電源，在測(cè)量端降溫過程中，等間隔記錄溫度電壓格組參數(shù)值至室溫。5、制熱電偶定標(biāo)曲線（溫度電壓曲線）。四、數(shù)據(jù)處理1、通過兩點(diǎn)法得到溫度計(jì)的溫度校正表，并指出所使用溫度計(jì)的最大誤差。2、繪制熱電偶定標(biāo)曲線，分析所使用熱電偶的溫度特性，畫圖法得到熱電偶靈敏度K，并給出該熱電偶電勢(shì)差隨溫度變化的關(guān)系式。3#206金屬線脹系數(shù)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握千分尺測(cè)量長(zhǎng)度的微小

3、變化量的方法。2、 了解PID控溫調(diào)節(jié)的原理，掌握控制實(shí)驗(yàn)溫度的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器控溫式固體線脹系數(shù)測(cè)定儀、待測(cè)金屬管、千分尺。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 用PID控溫儀控制實(shí)驗(yàn)溫度；2、 用千分尺測(cè)量長(zhǎng)度的微小變化量銅管的線膨脹系數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)提示1、標(biāo)準(zhǔn)值參閱總附錄表18。2、設(shè)置高溫點(diǎn)，到達(dá)該溫度后，加熱器電源切斷，短時(shí)間內(nèi)但溫度仍然會(huì)上升，注意及時(shí)記錄對(duì)應(yīng)于的。3、實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先對(duì)千分尺調(diào)零或記錄初試讀數(shù)。五、數(shù)據(jù)處理計(jì)算待測(cè)金屬管的線脹系數(shù)并與標(biāo)準(zhǔn)值比較，計(jì)算百分誤差。3#207長(zhǎng)度的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)、讀數(shù)顯微鏡等常用長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器測(cè)量原理和使用方法。2.學(xué)習(xí)應(yīng)用有效數(shù)字記

4、錄測(cè)量數(shù)據(jù)和不確定度計(jì)算。二、實(shí)驗(yàn)儀器游標(biāo)卡尺（分度值0.02mm，量程15cm）、螺旋測(cè)微計(jì)（分度值0.01mm，量程2.5cm）、讀數(shù)顯微鏡（分度值0.02mm，量程20cm）、待測(cè)樣品：口型遮光片、金屬圓柱筒、金屬片等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量金屬片的厚度10次。測(cè)量時(shí)應(yīng)注意零點(diǎn)讀數(shù)和使用棘輪旋柄。2分別用游標(biāo)卡尺測(cè)量圓柱筒內(nèi)、外徑和高各10次，求出圓柱筒的體積。3用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量口型遮光片的縫寬10次。（先調(diào)目鏡，后調(diào)物鏡）四、數(shù)據(jù)處理 1金屬片的厚度結(jié)果表示為 （mm）（P0.68）其中：，儀0.004mm，UB=儀/，總不確定度U=。2讀數(shù)顯微鏡測(cè)量口型遮光片寬度。數(shù)據(jù)處理方

5、法同1，儀0.02mm。3用游標(biāo)卡尺測(cè)圓柱筒的內(nèi)外徑及高。D1、D2、H都為直接測(cè)量量，不確定度的處理方法同1。體積V為間接測(cè)量量，算出圓柱筒的體積為V，利用誤差傳導(dǎo)公式計(jì)算體積的不確定度（自己嘗試推導(dǎo)。詳見第二章第四節(jié)）。結(jié)果表示為： (單位) （P=0.68）3#207密度的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握物理天平稱衡法。2.掌握用流體靜力稱衡法測(cè)量不規(guī)則固體密度。3.掌握用比重瓶法測(cè)小粒固體密度。二、實(shí)驗(yàn)儀器物理天平（感量0.1g，秤量1000g）、法碼、比重瓶（100ml）、燒杯（450ml）、溫度計(jì)（50/0.1）、待測(cè)大塊固體、待測(cè)小粒固體、待測(cè)液體等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.物理天平調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)底座

6、水平，調(diào)節(jié)橫梁平衡。2.用流體靜力稱衡法測(cè)銅塊密度，并求出百分誤差（應(yīng)小于3%）。3.用比重瓶法測(cè)金屬小顆粒密度，并求出百分誤差（應(yīng)小于3%）。四、實(shí)驗(yàn)提示1、懸掛在液體中的固體，若附上汽泡會(huì)影響浮力，注意消除。2、比重瓶?jī)?nèi)壁及小粒固體若附上汽泡影響測(cè)量的體積，注意消除。3、比重法測(cè)量時(shí)應(yīng)換臂測(cè)量以提高準(zhǔn)確度。4、鉛粒密度的相對(duì)真值：大= 11.342103 kg/m3，小= 11.194103 kg/m3。五、數(shù)據(jù)處理把測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值作比較，計(jì)算百分誤差。4#206示波器的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解示波器的原理與基本結(jié)構(gòu)；2掌握用示波器測(cè)量交流信號(hào)的電壓、頻率及位相差的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器 Y

7、B4325二蹤示波器(見P148)、信號(hào)發(fā)生器、移相器(見P147)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.了解示波器的原理與基本結(jié)構(gòu)，掌握示波器主要旋鈕的功能及開機(jī)步驟。掌握信號(hào)源的調(diào)節(jié)方法（正弦波U=5.00V、f =3000Hz）。2.測(cè)量交流信號(hào)的電壓Vpp并計(jì)算其電壓有效值；3.測(cè)量交流信號(hào)的頻率，為減少測(cè)量誤差每次可選擇多個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量4.用利薩如圖形法測(cè)量?jī)上嗤l率信號(hào)的位相差。 數(shù)據(jù)表格1、測(cè)量交流信號(hào)的電壓：項(xiàng)目次數(shù)讀數(shù)法光標(biāo)法V/divdivUP-P /VU有效/VUP-P /VU有效/V（3次）2、測(cè)量交流信號(hào)的頻率：項(xiàng)目次數(shù)讀數(shù)法光標(biāo)法周期nt/divdivf (=1/T)f（3次）3、測(cè)量

8、兩相同頻率信號(hào)的位相差（兩種方法各一次）：項(xiàng)目李薩如圖法2x2b測(cè)量結(jié)果四、 注意事項(xiàng) 1.進(jìn)行測(cè)量前要先熟悉示波器面板各按鈕、旋鈕的功能；2.避免亮點(diǎn)在熒光屏上長(zhǎng)時(shí)間停留；轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕時(shí)不可太用力。五、 數(shù)據(jù)處理：完成表格，比較兩種方法的結(jié)果4#206RC暫態(tài)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過對(duì)RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的研究，加深對(duì)電容特性的認(rèn)識(shí)。掌握時(shí)間常數(shù)的意義及測(cè)量方法。2.進(jìn)一步熟悉電子示波器的使用。二、實(shí)驗(yàn)儀器及電路：YB4325二蹤示波器(見P148)、信號(hào)發(fā)生器、六鈕電阻、電容、導(dǎo)線若干RC暫態(tài)實(shí)驗(yàn)電路見教材P230圖5-10-9（實(shí)驗(yàn)采用示波器替換pasco系統(tǒng)采集信號(hào)）。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： .R

9、C電路暫態(tài)過程的觀察。選擇方波信號(hào)頻率為1KHZ，測(cè)量、記錄輸入信號(hào)信息；取不同的時(shí)間常數(shù)（固定C值，變化R值）觀察3個(gè)UC（i）和UR（i）的波形（包含未飽和、飽和和過飽和狀態(tài)），用坐標(biāo)紙畫下對(duì)應(yīng)的波形，并分析波形變化規(guī)律。2.測(cè)量時(shí)間常數(shù)。選擇剛好充電飽和（波形峰值為E）的波形，從uy（格數(shù)）-t曲線上測(cè)810點(diǎn)，用作圖法算出時(shí)間常數(shù)，并與理論值比較。四、數(shù)據(jù)處理：1、畫出三種狀態(tài)的UC（i）和UR（i）示意圖并標(biāo)注相關(guān)參數(shù)；分析暫態(tài)過程UC（i）和UR（i）的變化情況。2、通過畫圖法得到并與RC作比較。4#207非線性元件伏安特性的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握伏安法研究二極管正向伏安特性及減

10、少伏安法引入測(cè)量誤差的方法；2、掌握伏安法測(cè)量鎢絲燈的伏安特性；3、掌握用最小二乘法（回歸法）求取經(jīng)驗(yàn)公式的數(shù)據(jù)處理方法二、實(shí)驗(yàn)儀器 DH6102型伏安特性實(shí)驗(yàn)儀一套。三、實(shí)驗(yàn)電路二極管正向伏安特性測(cè)量電路 鎢絲燈伏安特性測(cè)量電路四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、用外接法測(cè)量二極管的正向伏安特性，并進(jìn)行電流修正。U(v)0.10.60.650.71.0Ig(mA)ID(mA)作二極管正向伏安特性圖，即VI曲線圖，從圖中求出閾值電壓值，并描述該曲線的特征及相關(guān)意義，得出結(jié)論。2、測(cè)量鎢絲燈伏安特性曲線，在坐標(biāo)紙上作其伏安特性曲線，得出結(jié)論。U(V)1.02.011.0I(mA)作鎢絲燈正向伏安特性圖，即VI

11、曲線圖，并描述該曲線的特征及相關(guān)意義，得出結(jié)論。五、注意事項(xiàng)二極管正向電壓不能大于1伏；鎢絲燈電壓不大于12伏。五、數(shù)據(jù)處理1得到兩種材料的伏安特性曲線，并進(jìn)行分析。2. 利用最小二乘法求出二極管正向伏安特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式（粗差剔除&相關(guān)系數(shù)、詳見備注）4#207用惠斯登電橋測(cè)電阻（自組）一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 掌握惠斯登電橋測(cè)電阻的原理和方法；2、 了解影響電橋靈敏度的幾個(gè)因素，掌握測(cè)量電橋靈敏度的方法。二 實(shí)驗(yàn)儀器及電路：直流穩(wěn)壓電源 AC5/2型直流指針式檢流計(jì) ZX21型電阻箱3 滑線變阻器待測(cè)電阻 電位器換向開關(guān) 導(dǎo)線若干 三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求：利用惠斯登電橋測(cè)未知電阻RX（RX2K）和電橋

12、靈敏度S，要求按教材中的表格要求測(cè)量。1、 填表求出RX并計(jì)算測(cè)量不確定度，URx=UR4（詳見備注）。測(cè)中值電阻的數(shù)據(jù)表6-1： R單位：ER2R3R41(+E)R42(-E)6VR3R2R41(+E)R42(-E)2、 測(cè)量電橋靈敏度測(cè)電橋靈敏度數(shù)據(jù)表6-2： R單位：E()R2R3R4R4(N=2div)R4(N=2div)6V四 注意事項(xiàng)：1、 注意保護(hù)撿流計(jì)，不能使指針超過滿偏；2、 比例臂阻值選取必須考慮測(cè)量精度和電阻箱的額定功率。五 數(shù)據(jù)處理：1、 通過改變電流方向以及換臂法得到待測(cè)電阻阻值，并計(jì)算不確定度。2、測(cè)量所連接電橋的靈敏度4#309等厚干涉測(cè)透鏡曲率半徑一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

13、 了解移測(cè)顯微鏡及牛頓環(huán)儀的原理，掌握移測(cè)顯微鏡的調(diào)節(jié)方法。2 掌握用牛頓環(huán)儀測(cè)定透鏡曲率半徑的方法，通過實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)等厚干涉原理的理解。二、實(shí)驗(yàn)儀器牛頓環(huán)儀 鈉燈（） 移測(cè)顯微鏡（帶45半反片）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.合理放置實(shí)驗(yàn)儀器，通過調(diào)節(jié)45半反片以及移測(cè)顯微鏡鏡筒位置觀測(cè)到清晰的牛頓換2.測(cè)牛頓環(huán)儀中平凸透鏡的曲率半徑：測(cè)出510以及1520環(huán)的各環(huán)直徑。四、注意事項(xiàng)1 干涉環(huán)兩側(cè)的序號(hào)不要數(shù)錯(cuò)。2 防止實(shí)驗(yàn)裝置受震引起干涉環(huán)的變化。3 消除移測(cè)顯微鏡的“空程誤差”。五、數(shù)據(jù)處理多次測(cè)量取平均值4#309透鏡焦距的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握光學(xué)平臺(tái)的使用方法，學(xué)會(huì)調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的等高共軸。2掌握薄透

14、鏡焦距的常用測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器光學(xué)平臺(tái)及磁性支架（二維磁性支架兩個(gè)，一維磁性支架一個(gè)）發(fā)散透鏡 會(huì)聚透鏡 像屛 平面反射鏡帶燈十字（即光源、十字物屏）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 各光學(xué)元件調(diào)等高共軸。2 用物距象距法、自準(zhǔn)直法、二次成像法測(cè)定薄凸透鏡的焦距。3 用輔助透鏡成像法測(cè)定薄凹透鏡的焦距。4 采用物象法通過觀測(cè)薄透鏡的清晰成像范圍測(cè)量景深（為了景深盡量?。ㄐ∮?），測(cè)量時(shí)應(yīng)使像為縮小像）。四、數(shù)據(jù)處理1 計(jì)算得到各透鏡的焦距，與真實(shí)值作比較，計(jì)算百分誤差。2 以景深可作為像距的不確定度大小，計(jì)算物象法單次測(cè)量所得透鏡焦距的不確定度（詳見備注）。備注最小二乘法實(shí)例假設(shè)所測(cè)得的U-I數(shù)據(jù)為：UI已

15、知U、I呈非線性，因此定義X=U，Y=lnI，可得：XYX2Y2X*Y0.40000.03000.4000-3.50660.1600 12.2959 -1.4026 0.50000.04000.5000-3.21890.2500 10.3612 -1.6094 0.60001.75000.60000.55960.3600 0.3132 0.3358 0.65004.30000.65001.45860.4225 2.1276 0.9481 0.70007.71000.70002.04250.4900 4.1719 1.4298 0.750011.63000.75002.45360.5625 6.

16、0201 1.8402 0.800015.74000.80002.75620.6400 7.5967 2.2050 0.850019.93000.85002.99220.7225 8.9534 2.5434 0.900024.25000.90003.18840.8100 10.1660 2.8696 0.950028.71000.95003.35720.9025 11.2711 3.1894 1.000033.22001.00003.50321.0000 12.2721 3.5032 可得： 把計(jì)算結(jié)果代入公式可得：，因?yàn)閚=11，查表可知臨界系數(shù)R0=0.735，RR0,可見為線性關(guān)系。肖維

17、涅舍棄判據(jù)來剔除測(cè)量值中帶有粗差的數(shù)據(jù)，列表如下（n=11時(shí),Cu=2.00)a+bx+cuy-0.65630.57461.80552.42093.03633.65184.26724.88265.49806.11356.7289a+bx-cuy-4.7903-3.5594-2.3285-1.7131-1.0977-0.48230.13320.74861.36401.97952.5949a+bx-2.7233-1.4924-0.26150.35390.96931.58482.20022.81563.43104.04654.6619有表可見，a+bx在a+bx-cuy, a+bx+cuy范圍內(nèi)，因此，該數(shù)據(jù)沒有粗差，不用剔除，因此回歸方程為：y=-7.6467+12.3086*x即：電橋測(cè)中值電阻不確定度計(jì)算示例電阻的極限誤差為： （1）其中：R為電阻箱所取的電阻值;為電阻箱的準(zhǔn)確度等級(jí);m為電阻箱所使用的旋鈕數(shù);b為每個(gè)旋鈕的殘余誤差,一