大連海事大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)答疑2016

1、考試題型考試題型l選擇題選擇題l填空題填空題l簡(jiǎn)答題（有效數(shù)字的運(yùn)算、光路圖、電路圖）簡(jiǎn)答題（有效數(shù)字的運(yùn)算、光路圖、電路圖）l大題（不確定度計(jì)算、誤差分析、作圖、設(shè)計(jì)）大題（不確定度計(jì)算、誤差分析、作圖、設(shè)計(jì)）考試時(shí)間：考試時(shí)間：1小時(shí)小時(shí)卷面分：卷面分：100分分2直接測(cè)量直接測(cè)量等精度測(cè)量等精度測(cè)量間接測(cè)量間接測(cè)量非等精度測(cè)量非等精度測(cè)量誤差的分類(lèi)誤差的分類(lèi)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差粗大誤差（可避免）粗大誤差（可避免）誤差誤差1.1.系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 對(duì)同一物理量進(jìn)行的多次等精度測(cè)量的對(duì)同一物理量進(jìn)行的多次等精度測(cè)量的過(guò)程中，保持過(guò)程中，保持恒定或以可預(yù)知方式變化恒定或以可預(yù)知方式

2、變化的測(cè)的測(cè)量誤差分量。量誤差分量。理論（方法）因素：理論（方法）因素：實(shí)驗(yàn)方法或理論的不完善；實(shí)驗(yàn)方法或理論的不完善；儀器因素：儀器因素：測(cè)量?jī)x器本身固有缺陷或使用不當(dāng)；測(cè)量?jī)x器本身固有缺陷或使用不當(dāng)；環(huán)境因素：環(huán)境因素：周?chē)h(huán)境變化（如溫度、濕度、壓強(qiáng)周?chē)h(huán)境變化（如溫度、濕度、壓強(qiáng) 的變化）；的變化）；人員因素：人員因素：測(cè)量者的主觀(guān)因素和操作技術(shù)測(cè)量者的主觀(guān)因素和操作技術(shù)。1.1.系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差已定系統(tǒng)誤差：已定系統(tǒng)誤差：在測(cè)量過(guò)程中能在測(cè)量過(guò)程中能確定其大小確定其大小和符號(hào)和符號(hào)，在處理時(shí)可以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行，在處理時(shí)可以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正修正。未定系統(tǒng)誤差：未定系統(tǒng)誤差：在測(cè)量過(guò)程

3、中不能確定其大在測(cè)量過(guò)程中不能確定其大小和符號(hào)，在處理時(shí)，常用估計(jì)儀器誤差限的小和符號(hào)，在處理時(shí)，常用估計(jì)儀器誤差限的方法得出，并將其歸入方法得出，并將其歸入不確定度中的不確定度中的B B類(lèi)分量類(lèi)分量處理處理。2.2.隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 無(wú)限多次測(cè)量時(shí)，隨機(jī)誤差服無(wú)限多次測(cè)量時(shí)，隨機(jī)誤差服從從標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差的統(tǒng)計(jì)意義的統(tǒng)計(jì)意義 - ，+ 的概率為的概率為0.683，記為，記為P=68.3% 。-2 ，+2 的概率為的概率為0.954，記為，記為P=95.4% 。-3 ，+3 的概率為的概率為0.997，記為，記為P=99.7% 。- ，+ 的概率為的概率為1，歸一化條件。，歸一化條件。P:置信

4、概率置信概率68.3%注：注：-k ，+k :置信區(qū)間置信區(qū)間3 ：極限誤差：極限誤差算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差nnnxxuniiA112 -uA , +uA 的概率為的概率為68.3% 。 -2uA , +2uA 的概率為的概率為95.4% 。 -3uA , +3uA 的概率為的概率為99.7% 。uA的統(tǒng)計(jì)意義：的統(tǒng)計(jì)意義： 真值落在真值落在 準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度表示測(cè)量結(jié)果系統(tǒng)誤差的大小，結(jié)表示測(cè)量結(jié)果系統(tǒng)誤差的大小，結(jié)果比較接近客觀(guān)實(shí)際的測(cè)量果比較接近客觀(guān)實(shí)際的測(cè)量準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高；1 1、準(zhǔn)確度、準(zhǔn)確度 評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果常用評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果常用準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度、精精密度密度和和精確度精確度

5、三個(gè)概念。三個(gè)概念。精密度精密度表示測(cè)量結(jié)果表示測(cè)量結(jié)果隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差的大小，結(jié)果彼此相近的測(cè)量的大小，結(jié)果彼此相近的測(cè)量精密精密度高度高；2 2、精密度、精密度精確度綜合反映出測(cè)量的系統(tǒng)誤差精確度綜合反映出測(cè)量的系統(tǒng)誤差與隨機(jī)性誤差的大小，既精密又準(zhǔn)確的測(cè)與隨機(jī)性誤差的大小，既精密又準(zhǔn)確的測(cè)量量精確度高精確度高。3 3、精確度、精確度（a a）準(zhǔn)確度）準(zhǔn)確度高，精密度低高，精密度低（b b）準(zhǔn)確度）準(zhǔn)確度低，精密度高低，精密度高（c c）精確度高）精確度高不確定度表征：真值以某置信概率存在的范圍，不確定度表征：真值以某置信概率存在的范圍，是對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定性的量度。是對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定性的量

6、度。1 1、不確定度的定義、不確定度的定義 直接測(cè)量量的直接測(cè)量量的B B類(lèi)不確定度通常用類(lèi)不確定度通常用儀器的儀器的示值誤差限示值誤差限表示，即表示，即INSB 測(cè)量列的測(cè)量列的B類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度B 通常情況下通常情況下, ,儀器出廠(chǎng)時(shí)最大示值儀器出廠(chǎng)時(shí)最大示值誤差限的置信概率為誤差限的置信概率為. .一般測(cè)量范圍在一般測(cè)量范圍在300mm以下的游標(biāo)卡尺取以下的游標(biāo)卡尺取其其分度值分度值為儀器的示值誤差限。為儀器的示值誤差限。 游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺的分度值通常有：游標(biāo)卡尺的分度值通常有： 0.02mm和和0. 05mm兩種兩種外徑千分尺外徑千分尺按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB1216-75）規(guī)定，

7、量程為25mm的一級(jí)千分尺的示值誤差為0.004mm天平的示值誤差為天平的感量天平的示值誤差為天平的感量:0.05g:0.05g儀器示值誤差或精度等級(jí)未知，可取其最小儀器示值誤差或精度等級(jí)未知，可取其最小分度值的一半為示值誤差限分度值的一半為示值誤差限%kRINS%kINS量程物理天平物理天平電表電表電阻箱電阻箱數(shù)字式儀表數(shù)字式儀表%INSxkNn 字 是顯示讀數(shù)；是顯示讀數(shù)； 代表儀器的固定誤差項(xiàng)，一般代表儀器的固定誤差項(xiàng)，一般取最小量化單位的整數(shù)倍。取最小量化單位的整數(shù)倍。xNn其他其他K: 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.019系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差：A

8、A類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度誤差誤差已定系差：已定系差：先修定先修定未定系差：未定系差：B B類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度粗大誤差：粗大誤差：避免、剔除避免、剔除20A A類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度ntPAB B類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度INSB置信概率均為置信概率均為 P=0.95不確定度不確定度正態(tài)分布：正態(tài)分布：t t分布：分布：AAUn 22BAU合成不確定度合成不確定度21評(píng)定某直接測(cè)量量X 結(jié)果的步驟1. 修正測(cè)量數(shù)據(jù)中的可定系統(tǒng)誤差修正測(cè)量數(shù)據(jù)中的可定系統(tǒng)誤差 2. 計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值 ，作為測(cè)量結(jié)，作為測(cè)量結(jié)果的最佳值果的最佳值 x3. 計(jì)算測(cè)量列任一次測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算測(cè)量

9、列任一次測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差A(yù)作為作為A類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度4. 求儀器的示值誤差限求儀器的示值誤差限INSINSB作為作為B類(lèi)不確定度類(lèi)不確定度22評(píng)定某直接測(cè)量量X 結(jié)果的步驟5. 求合成不確定度求合成不確定度22INSU(單次測(cè)量) INSU6. 最終結(jié)果最終結(jié)果 表示式表示式%100 xUUUxXr（單單位位）23評(píng)定間接測(cè)量量結(jié)果的步驟 3.用公式用公式 或或 求出求出N的的 不確定度不確定度U或相對(duì)不確定度或相對(duì)不確定度Ur1. 求各直接測(cè)量量的測(cè)量結(jié)果求各直接測(cè)量量的測(cè)量結(jié)果),(21nxxxfN2. 求間接測(cè)量量的最佳值求間接測(cè)量量的最佳值 4.最后測(cè)量結(jié)果最后測(cè)量結(jié)果%100NU

10、UUNNr（單單位位）niiifUUx21() niiirUxfNUU12)ln(iixU 一、有效數(shù)字的基本概念一、有效數(shù)字的基本概念 10cm20cm06.5 (cm)測(cè)量值中能讀準(zhǔn)的位數(shù)測(cè)量值中能讀準(zhǔn)的位數(shù) 加上估加上估讀的一位稱(chēng)為讀的一位稱(chēng)為有效數(shù)字有效數(shù)字。5cm15cm0 3.有效位的多少，是測(cè)量實(shí)際的客有效位的多少，是測(cè)量實(shí)際的客觀(guān)反映，觀(guān)反映，不能隨意增減測(cè)得值的不能隨意增減測(cè)得值的有效位數(shù)。有效位數(shù)。 2.測(cè)量同一物理量，測(cè)量值的有效數(shù)測(cè)量同一物理量，測(cè)量值的有效數(shù)字的位數(shù)與選用的測(cè)量?jī)x器有關(guān)字的位數(shù)與選用的測(cè)量?jī)x器有關(guān) 1.一般地，有效數(shù)字只有一般地，有效數(shù)字只有最后一位最

11、后一位是可疑位是可疑位 不確定度值和相對(duì)不確定度值的不確定度值和相對(duì)不確定度值的有效數(shù)字一般取有效數(shù)字一般取一位至兩位一位至兩位首位數(shù)首位數(shù) 3 時(shí)，一般取時(shí)，一般取1位位首位數(shù)首位數(shù) 3 時(shí)，保留時(shí)，保留2位位m10)08.011.5(7mm)013.0136.0(DD表達(dá)測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字，最佳值尾數(shù)表達(dá)測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字，最佳值尾數(shù)與不確定度值尾數(shù)應(yīng)對(duì)齊。與不確定度值尾數(shù)應(yīng)對(duì)齊。27 表達(dá)測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字，最佳值尾數(shù)與不確定度值尾數(shù)應(yīng)對(duì)齊。例如: 1. cmcmLL4 . 0,15.100cmLL)4 . 02 .100(2. 改錯(cuò)：mmLL)105 .610931.1 (79mm91

12、0)06. 093. 1 (1加減：加減：與末位數(shù)字位置最高者對(duì)齊。與末位數(shù)字位置最高者對(duì)齊。 2乘除：乘除：與位數(shù)最少者的位數(shù)相同。與位數(shù)最少者的位數(shù)相同。4常數(shù)：常數(shù)：可看成有任意多位有效數(shù)字?？煽闯捎腥我舛辔挥行?shù)字。3乘方、開(kāi)方、冪運(yùn)算：乘方、開(kāi)方、冪運(yùn)算：不改變有效不改變有效數(shù)字位數(shù)。數(shù)字位數(shù)。hrV231 常數(shù)可看成有任意多位有效數(shù)字，常數(shù)可看成有任意多位有效數(shù)字，不不影響最后的計(jì)算結(jié)果影響最后的計(jì)算結(jié)果。運(yùn)算中其位數(shù)比計(jì)算。運(yùn)算中其位數(shù)比計(jì)算式中其它測(cè)量值中式中其它測(cè)量值中有效位最少的多取一位。有效位最少的多取一位。，求圓錐體積，求圓錐體積，cmhcmr385. 662. 138

13、5. 662. 1142. 331235 .17 cm 小于小于5時(shí)，舍去。時(shí)，舍去。 等于等于5時(shí)，按欲保留的末位為時(shí)，按欲保留的末位為奇數(shù)時(shí)奇數(shù)時(shí)則進(jìn)則進(jìn)1，為偶數(shù)時(shí)舍去，為偶數(shù)時(shí)舍去。有效數(shù)字的修約規(guī)則有效數(shù)字的修約規(guī)則 大于大于5時(shí)（時(shí)（包括包括5后面有非零數(shù)后面有非零數(shù)）進(jìn)）進(jìn)1。 4 4舍舍5 5入，奇湊偶入，奇湊偶3.按有效數(shù)字規(guī)則計(jì)算：按有效數(shù)字規(guī)則計(jì)算：（1）107.50-2.5=0 .105（2） 3 . 1754.98（3）55300 15004.50 104.5 1011.60 10.61.0 （4）338.04218.042130.930.96.0386.0340.0

14、042 1030.92 10 76338.04218.042130.930.96.0386.0340.0042 1030.92 10 338.04218.042130.930.96.0386.0340.0042 1030.92 10 數(shù)據(jù)處理基本方法數(shù)據(jù)處理基本方法010203040506070800.01.02.03.04.05.0 (70.0, 4.17)|n-n1|/ cm t-t1/ 0C 光杠桿測(cè)固體線(xiàn)膨脹系數(shù)曲線(xiàn)Ctt01/0.07.815.824.031.839.948.055.863.872.0cmnn/10.000.420.921.401.902.362.853.323.80

15、4.281.選定直角坐標(biāo)紙選定直角坐標(biāo)紙2.選擇合適的坐標(biāo)分度值，選擇合適的坐標(biāo)分度值，確定坐標(biāo)紙的大小確定坐標(biāo)紙的大小 分度值的選取應(yīng)能反映測(cè)量分度值的選取應(yīng)能反映測(cè)量值的精確度，并便于讀數(shù)。值的精確度，并便于讀數(shù)。3.標(biāo)明坐標(biāo)軸：標(biāo)明坐標(biāo)軸： 用粗實(shí)線(xiàn)畫(huà)坐標(biāo)軸，用粗實(shí)線(xiàn)畫(huà)坐標(biāo)軸，用箭頭標(biāo)軸方向，標(biāo)坐標(biāo)用箭頭標(biāo)軸方向，標(biāo)坐標(biāo)軸的名稱(chēng)或符號(hào)、單位軸的名稱(chēng)或符號(hào)、單位,再再按順序標(biāo)出坐標(biāo)軸整分格按順序標(biāo)出坐標(biāo)軸整分格上的量值。上的量值。4.標(biāo)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)：標(biāo)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)點(diǎn)可用實(shí)驗(yàn)點(diǎn)可用 、+ 、 、等符號(hào)標(biāo)出，不同曲線(xiàn)用等符號(hào)標(biāo)出，不同曲線(xiàn)用不同的符號(hào)不同的符號(hào)。 5.連線(xiàn)連線(xiàn)6.寫(xiě)出圖名、圖注寫(xiě)出

16、圖名、圖注。放大法 通過(guò)某種方法將被測(cè)量放大后，再進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)某種方法將被測(cè)量放大后，再進(jìn)行測(cè)量。累積放大法累積放大法機(jī)械放大法機(jī)械放大法電學(xué)放大法電學(xué)放大法光學(xué)放大法光學(xué)放大法1.儀器初態(tài)和安全位置調(diào)整儀器初態(tài)和安全位置調(diào)整2.零位（零點(diǎn)）調(diào)整零位（零點(diǎn)）調(diào)整3.水平、鉛直調(diào)整水平、鉛直調(diào)整4.消除視差的調(diào)整消除視差的調(diào)整5.調(diào)焦調(diào)焦6.等高共軸調(diào)整等高共軸調(diào)整7.消除空程差消除空程差8.逐次逼近調(diào)整逐次逼近調(diào)整9.先定性后定量原則先定性后定量原則10.回路接線(xiàn)法回路接線(xiàn)法11.躍接法（檢流計(jì)）躍接法（檢流計(jì)）怎樣做好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)怎樣做好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則：科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則：實(shí)驗(yàn)

17、方案的選擇實(shí)驗(yàn)方案的選擇最優(yōu)化原則最優(yōu)化原則測(cè)量方法的選擇測(cè)量方法的選擇誤差最小原則誤差最小原則測(cè)量?jī)x器的選擇測(cè)量?jī)x器的選擇不確定度均分原則不確定度均分原則測(cè)量條件的選擇測(cè)量條件的選擇最有利原則最有利原則比較其結(jié)比較其結(jié)果可見(jiàn)：果可見(jiàn)：mA5 . 1300%5 . 01 %5 . 2605 . 111 IEmA75. 075%0 . 12 %25. 16075. 022 IE例如：若待測(cè)電流為例如：若待測(cè)電流為60mA0.5級(jí)，量程為級(jí)，量程為300mA的電流表的電流表1.0級(jí)，量程為級(jí)，量程為75mA的電流表的電流表儀器示值儀器示值誤差限誤差限 誤差限值誤差限值的相對(duì)值的相對(duì)值 由于待測(cè)量的

18、量值與儀器的量程不匹配，由于待測(cè)量的量值與儀器的量程不匹配，用用0.5級(jí)的表測(cè)得的結(jié)果反而不如級(jí)的表測(cè)得的結(jié)果反而不如1.0級(jí)的表好。級(jí)的表好。 實(shí)驗(yàn)一、電阻元件伏安特性的研究實(shí)驗(yàn)一、電阻元件伏安特性的研究外接法：適合測(cè)量小電阻，外接法：適合測(cè)量小電阻， 測(cè)量的阻值偏小測(cè)量的阻值偏小內(nèi)接法：適合測(cè)量大電阻，內(nèi)接法：適合測(cè)量大電阻， 測(cè)量的阻值偏大測(cè)量的阻值偏大kRV2100.0 .160AR用用替代法替代法測(cè)指針式測(cè)指針式毫安表的內(nèi)阻毫安表的內(nèi)阻AR R0R0EE液體表面張力系數(shù)的測(cè)定液體表面張力系數(shù)的測(cè)定液體表面張力介紹液體表面張力介紹由于液體分子間的相互吸引力，使得液體具有盡量縮小其由于液

19、體分子間的相互吸引力，使得液體具有盡量縮小其表面的趨勢(shì)，就好像液體表面是一張拉緊了的橡皮膜。表面的趨勢(shì)，就好像液體表面是一張拉緊了的橡皮膜。這這種沿著液體表面的、收縮液面的力稱(chēng)為種沿著液體表面的、收縮液面的力稱(chēng)為表面張力表面張力。表面張力的存在解釋了物質(zhì)的液體狀態(tài)所呈現(xiàn)的許多現(xiàn)象，表面張力的存在解釋了物質(zhì)的液體狀態(tài)所呈現(xiàn)的許多現(xiàn)象，如泡沫的形成、浸潤(rùn)和毛細(xì)現(xiàn)象等。如泡沫的形成、浸潤(rùn)和毛細(xì)現(xiàn)象等。液體表面張力系數(shù)液體表面張力系數(shù)是表征液體性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)是表征液體性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)。測(cè)定方法測(cè)定方法 測(cè)定表面張力系數(shù)常用的方法有：測(cè)定表面張力系數(shù)常用的方法有：拉脫法拉脫法毛細(xì)管升高法毛細(xì)管升高

20、法液滴測(cè)重法液滴測(cè)重法 本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用拉脫法拉脫法測(cè)量水的表面張力系數(shù)測(cè)量水的表面張力系數(shù)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理拉脫法拉脫法: 測(cè)量一個(gè)已知周長(zhǎng)的金屬圓環(huán)從待測(cè)測(cè)量一個(gè)已知周長(zhǎng)的金屬圓環(huán)從待測(cè)液體表面脫離前后所需的液體表面脫離前后所需的拉力拉力，從而求得該，從而求得該液體表面張力系數(shù)的方法液體表面張力系數(shù)的方法。實(shí)驗(yàn)原理 表面張力表面張力F的方向沿液體表面，大小與分界線(xiàn)的方向沿液體表面，大小與分界線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比：的長(zhǎng)度成正比： LF液面分界線(xiàn)長(zhǎng)度：金屬環(huán)的內(nèi)外徑所包圍的長(zhǎng)度。液面分界線(xiàn)長(zhǎng)度：金屬環(huán)的內(nèi)外徑所包圍的長(zhǎng)度。)(21DDF表面張力系數(shù)表面張力系數(shù) ： 12(/)FNmDD 21實(shí)驗(yàn)原

21、理環(huán)GFT1環(huán)GT 221TTF 拉脫前拉脫前TF拉脫后拉脫后T2T1實(shí)驗(yàn)原理硅壓阻力敏傳感器硅壓阻力敏傳感器受拉力受拉力T時(shí)，數(shù)字式電壓表將有電壓時(shí)，數(shù)字式電壓表將有電壓U輸出輸出：BTU B稱(chēng)為力敏傳感器的靈敏度，單位為稱(chēng)為力敏傳感器的靈敏度，單位為V/N。吊環(huán)拉斷液面前，環(huán)受到的最大拉力為吊環(huán)拉斷液面前，環(huán)受到的最大拉力為T(mén)1，對(duì)應(yīng)電壓值為，對(duì)應(yīng)電壓值為U1吊環(huán)拉斷脫離液面后，環(huán)受到的拉力為吊環(huán)拉斷脫離液面后，環(huán)受到的拉力為T(mén)2，對(duì)應(yīng)電壓值為，對(duì)應(yīng)電壓值為U21212UUFTTB UTB 實(shí)驗(yàn)原理121212()()()UUFDDBDD )(21DDF1212UUFTTB 表面張力表面張

22、力F：吊環(huán)受力情況：吊環(huán)受力情況：表面張力系數(shù)測(cè)量過(guò)程測(cè)量過(guò)程吊環(huán)浸沒(méi)在水中吊環(huán)浸沒(méi)在水中（下沿剛好完全浸沒(méi)）（下沿剛好完全浸沒(méi)）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺母順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺母電壓表讀數(shù)增加電壓表讀數(shù)增加繼續(xù)旋轉(zhuǎn)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)讀數(shù)增加到最大值讀數(shù)增加到最大值記為記為U1再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)讀數(shù)開(kāi)始減小讀數(shù)開(kāi)始減小減小到某一個(gè)值減小到某一個(gè)值液面斷裂液面斷裂記為記為U2硅壓阻硅壓阻力敏傳感器靈敏度定標(biāo)力敏傳感器靈敏度定標(biāo)表表1 1、硅壓阻力敏傳感器定標(biāo)、硅壓阻力敏傳感器定標(biāo)M/g0.501.001.502.002.503.003.50U/mV14.8104.8g=9.8011m/s2)/(NVgkB MgBU 金屬環(huán)內(nèi)

23、外徑測(cè)量金屬環(huán)內(nèi)外徑測(cè)量表表2、金屬環(huán)內(nèi)、外直徑、金屬環(huán)內(nèi)、外直徑次數(shù)次數(shù)1 12 23 34 45 56 6平均值平均值D1/mmD2/mm13.24mm測(cè)量液體表面張力系數(shù)表表3、表面張力系數(shù)測(cè)量、表面張力系數(shù)測(cè)量U1/mVU2/mV /mVUUU1：吊環(huán)拉脫液面前最大的電壓值：吊環(huán)拉脫液面前最大的電壓值U2：吊環(huán)拉脫液面后穩(wěn)定的電壓值：吊環(huán)拉脫液面后穩(wěn)定的電壓值 1212()()UUN mBDD mNDDBU/.).(.)(221109661233923407314236845246.96 100.4%2.8 10/rUUNm （ ）mNU/).(210030966 0.4%rU %.)

24、.(.).()()(40123392340300306845160222222122212DDUUUUUDDUr誤差分析實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有對(duì)機(jī)器進(jìn)行預(yù)熱實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有對(duì)機(jī)器進(jìn)行預(yù)熱15分鐘。分鐘。拉脫過(guò)程中吊環(huán)不水平。拉脫過(guò)程中吊環(huán)不水平。拉拖后吊環(huán)上殘留的水珠。拉拖后吊環(huán)上殘留的水珠。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)誤差。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)誤差。測(cè)量測(cè)量金屬環(huán)的內(nèi)外徑時(shí)測(cè)量的是弦長(zhǎng)。金屬環(huán)的內(nèi)外徑時(shí)測(cè)量的是弦長(zhǎng)。硅壓阻力敏傳感器靈敏度定標(biāo)時(shí)，沒(méi)有調(diào)零。硅壓阻力敏傳感器靈敏度定標(biāo)時(shí)，沒(méi)有調(diào)零。測(cè)量水溫時(shí)，溫度計(jì)碰到表面皿。測(cè)量水溫時(shí)，溫度計(jì)碰到表面皿。測(cè)量過(guò)程中水的溫度發(fā)生變化。測(cè)量過(guò)程中水的溫度發(fā)生變化。待測(cè)液體未使用純凈水

25、。待測(cè)液體未使用純凈水。示波器是一種用途廣泛的電子測(cè)量?jī)x器，用它能示波器是一種用途廣泛的電子測(cè)量?jī)x器，用它能直接觀(guān)察電信號(hào)的波形，也能測(cè)定電信號(hào)的直接觀(guān)察電信號(hào)的波形，也能測(cè)定電信號(hào)的幅度、周幅度、周期和頻率期和頻率等參數(shù)。等參數(shù)。 凡是能轉(zhuǎn)化為凡是能轉(zhuǎn)化為電壓電壓信號(hào)的電學(xué)量和非電學(xué)量都可信號(hào)的電學(xué)量和非電學(xué)量都可以用示波器來(lái)觀(guān)測(cè)。用示波器測(cè)量聲速就是一個(gè)應(yīng)用以用示波器來(lái)觀(guān)測(cè)。用示波器測(cè)量聲速就是一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。實(shí)例。實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 背背 景景 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 原原 理理 利用李薩如圖形能方便地比較兩正弦信號(hào)的頻率利用李薩如圖形能方便地比較兩正弦信號(hào)的頻率 。 若已知其中一個(gè)信號(hào)的頻率，數(shù)出圖上的交點(diǎn)

26、若已知其中一個(gè)信號(hào)的頻率，數(shù)出圖上的交點(diǎn)nx和和ny，便可算出另一待，便可算出另一待測(cè)信號(hào)的頻率。測(cè)信號(hào)的頻率。 yxxyfnfn 11yxff 21yxff 12yxff 31yxff 32yxff 43yxff VP-5220D型雙蹤示波器型雙蹤示波器霍爾法測(cè)磁場(chǎng)霍爾法測(cè)磁場(chǎng) 霍爾效應(yīng)是一種霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)磁電效應(yīng)。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)方向通過(guò)導(dǎo)電體時(shí)。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)方向通過(guò)導(dǎo)電體時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)和電流方向的導(dǎo)電體的兩端出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象稱(chēng)為，在垂直于磁場(chǎng)和電流方向的導(dǎo)電體的兩端出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效霍爾效應(yīng)應(yīng)，該電勢(shì)差稱(chēng)為霍爾電勢(shì)差（霍爾電壓）?；魻栃?yīng)是由運(yùn)動(dòng)電荷在磁，該電勢(shì)

27、差稱(chēng)為霍爾電勢(shì)差（霍爾電壓）?；魻栃?yīng)是由運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到場(chǎng)中受到洛倫茲力洛倫茲力的作用引起的。的作用引起的。HUBK IHIBUKIBendK為：為： 霍爾元件的靈敏度霍爾元件的靈敏度，表示：表示：?jiǎn)挝淮鸥袘?yīng)強(qiáng)度單位磁感應(yīng)強(qiáng)度B下，流過(guò)單位電流下，流過(guò)單位電流 I 時(shí)的霍時(shí)的霍 爾電壓爾電壓UH的大小，的大小，單位：?jiǎn)挝唬汉练练?（毫安（毫安特）。特）。 （轉(zhuǎn)換法）（轉(zhuǎn)換法） 在霍爾效應(yīng)建立的同時(shí)還會(huì)伴有其它附加效應(yīng)的產(chǎn)生，在霍爾元件上測(cè)得在霍爾效應(yīng)建立的同時(shí)還會(huì)伴有其它附加效應(yīng)的產(chǎn)生，在霍爾元件上測(cè)得的電壓是各種附加電壓疊加的結(jié)果：的電壓是各種附加電壓疊加的結(jié)果：附加效應(yīng)：附加效應(yīng)：

28、不等位效應(yīng)、厄廷好森效應(yīng)、能斯特效應(yīng)、里紀(jì)不等位效應(yīng)、厄廷好森效應(yīng)、能斯特效應(yīng)、里紀(jì)-勒杜克效應(yīng)勒杜克效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)當(dāng)中可以采用實(shí)驗(yàn)當(dāng)中可以采用對(duì)稱(chēng)測(cè)量法對(duì)稱(chēng)測(cè)量法，即通過(guò)改變工作電流，即通過(guò)改變工作電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向的方向來(lái)消除附加效應(yīng)。測(cè)出四個(gè)電壓，取其絕對(duì)值的平均值即為霍爾電壓。來(lái)消除附加效應(yīng)。測(cè)出四個(gè)電壓，取其絕對(duì)值的平均值即為霍爾電壓。12341()4HUUUUU霍爾元件的附加效應(yīng)霍爾元件的附加效應(yīng)霍爾法測(cè)磁場(chǎng)1.由于電極位置不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生的電勢(shì)差（由于電極位置不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生的電勢(shì)差（不等位電勢(shì)不等位電勢(shì)）U0: 隨工作電流隨工作電流I的的換向而換向，無(wú)與換向而換向，無(wú)與B的

29、方向無(wú)關(guān)。的方向無(wú)關(guān)。2.厄廷好森效應(yīng)厄廷好森效應(yīng)（溫差電效應(yīng)）（溫差電效應(yīng)）UE ：隨：隨B也隨也隨I的換向而換向。的換向而換向。3.能斯脫效應(yīng)能斯脫效應(yīng)（熱磁效應(yīng)）（熱磁效應(yīng)）UN ：隨：隨B的換向而換向，而與的換向而換向，而與I的方向無(wú)關(guān)。的方向無(wú)關(guān)。4.里紀(jì)里紀(jì)-勒杜克效應(yīng)勒杜克效應(yīng)（熱磁效應(yīng)產(chǎn)生的溫差）（熱磁效應(yīng)產(chǎn)生的溫差）UR ：隨：隨B的換向而換向，而的換向而換向，而與與I的方向無(wú)關(guān)。的方向無(wú)關(guān)。 上述四種附加電壓，除厄廷好森效應(yīng)上述四種附加電壓，除厄廷好森效應(yīng)UE 外其余都可以通過(guò)改變外其余都可以通過(guò)改變I 或或B的方向來(lái)消除。的方向來(lái)消除。霍爾元件的附加效應(yīng)霍爾元件的附加效應(yīng)

30、 采用采用三線(xiàn)擺法三線(xiàn)擺法測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，采用慣量，采用累積放大法累積放大法測(cè)量周測(cè)量周期，測(cè)量的次數(shù)為期，測(cè)量的次數(shù)為30個(gè)個(gè)。 誤差來(lái)源分析誤差來(lái)源分析三線(xiàn)擺法測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量三線(xiàn)擺法測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 上、下盤(pán)不水平上、下盤(pán)不水平下盤(pán)在擺動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)下盤(pán)在擺動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)下盤(pán)擺角過(guò)大下盤(pán)擺角過(guò)大直角規(guī)測(cè)量上、下盤(pán)間的距離時(shí)的讀數(shù)誤差直角規(guī)測(cè)量上、下盤(pán)間的距離時(shí)的讀數(shù)誤差游標(biāo)卡尺的零點(diǎn)不準(zhǔn)游標(biāo)卡尺的零點(diǎn)不準(zhǔn)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)誤差游標(biāo)卡尺的讀數(shù)誤差游標(biāo)卡尺測(cè)量懸孔間距離時(shí)，并非測(cè)的是兩懸孔中心的距離游標(biāo)卡尺測(cè)量懸孔間距離時(shí)，并非測(cè)的是兩懸孔中心的距離游標(biāo)卡尺測(cè)量圓柱或圓

31、盤(pán)的直徑時(shí)，測(cè)量是弦長(zhǎng)游標(biāo)卡尺測(cè)量圓柱或圓盤(pán)的直徑時(shí)，測(cè)量是弦長(zhǎng)圓環(huán)的中線(xiàn)與下盤(pán)的中心不重合圓環(huán)的中線(xiàn)與下盤(pán)的中心不重合下盤(pán)的擋光桿通過(guò)光電門(mén)時(shí)未計(jì)數(shù)下盤(pán)的擋光桿通過(guò)光電門(mén)時(shí)未計(jì)數(shù)每次擺動(dòng)的角度不同每次擺動(dòng)的角度不同下圓盤(pán)加上待測(cè)物后懸線(xiàn)將伸長(zhǎng)，從而引起值增大下圓盤(pán)加上待測(cè)物后懸線(xiàn)將伸長(zhǎng)，從而引起值增大 光的干涉是光的波動(dòng)性的一種表現(xiàn)。光的干涉是光的波動(dòng)性的一種表現(xiàn)。若將同一點(diǎn)光源發(fā)出的光分成兩束，讓它們各經(jīng)不同路徑若將同一點(diǎn)光源發(fā)出的光分成兩束，讓它們各經(jīng)不同路徑后再相會(huì)在一起，當(dāng)光程差小于光源的相干長(zhǎng)度，一般就后再相會(huì)在一起，當(dāng)光程差小于光源的相干長(zhǎng)度，一般就會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

32、。牛頓環(huán)、劈尖是其中十分典型的例子，它們屬于用牛頓環(huán)、劈尖是其中十分典型的例子，它們屬于用分振幅分振幅的方法產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，也是典型的的方法產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，也是典型的等厚干涉等厚干涉條紋。條紋。用等厚干涉條紋測(cè)劈尖厚度用等厚干涉條紋測(cè)劈尖厚度12(1)2khk 22khk 1kkhhh 2 hL2/ 202LLhxl x Dn )(422nmDDRnm Dm 準(zhǔn)確測(cè)出兩個(gè)對(duì)應(yīng)暗環(huán)的直徑，準(zhǔn)確測(cè)出兩個(gè)對(duì)應(yīng)暗環(huán)的直徑，就可以得到透鏡的曲率半徑。就可以得到透鏡的曲率半徑。 dR - d k k目鏡目鏡調(diào)焦旋鈕調(diào)焦旋鈕測(cè)微鼓輪測(cè)微鼓輪讀數(shù)標(biāo)尺讀數(shù)標(biāo)尺讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡鈉光燈鈉光燈 牛頓環(huán)裝置、劈尖牛

33、頓環(huán)裝置、劈尖顯微鏡筒顯微鏡筒22.940mm22.967mm 22.967 22.940=0.027mm目鏡目鏡調(diào)焦旋鈕調(diào)焦旋鈕測(cè)微鼓輪測(cè)微鼓輪讀數(shù)標(biāo)尺讀數(shù)標(biāo)尺顯微鏡筒顯微鏡筒 牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中用牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中用讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡來(lái)來(lái)測(cè)量微小長(zhǎng)度，它主要由測(cè)量微小長(zhǎng)度，它主要由螺旋測(cè)螺旋測(cè)微裝置微裝置和和顯微鏡顯微鏡兩部分組成。兩部分組成。 用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量長(zhǎng)度，在用用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量長(zhǎng)度，在用眼睛從目鏡中觀(guān)察時(shí)，不要將鏡眼睛從目鏡中觀(guān)察時(shí)，不要將鏡筒移向筒移向待測(cè)物體待測(cè)物體。兩次讀數(shù)時(shí)，。兩次讀數(shù)時(shí)，鼓輪必須鼓輪必須向一個(gè)方向移動(dòng)向一個(gè)方向移動(dòng)，以避，以避免免空程空程誤差。誤差。6789101112 13 14 15 1617 1819 20 21左條左條 紋數(shù)紋數(shù)右條右條 紋數(shù)紋數(shù)圓條紋圓條紋直徑直徑D m=14,1521;n=6,713222()mn