大學(xué)物理實驗報告處理

大學(xué)物理試驗報告處理試驗十七多用電表的設(shè)計與制作【分析爭論題】校準(zhǔn)電表時，假設(shè)覺察改裝表的讀數(shù)相對于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)都偏高或偏低，〔合理偏向應(yīng)實行什么措施？分流電阻或分壓電阻的阻值不符合實際狀況，導(dǎo)致讀數(shù)都偏高或偏低。欲使有正有負(fù)〔合理偏向〕應(yīng)選擇適宜的分流電阻或分壓電阻。證明歐姆表的中值電阻與歐姆表的內(nèi)阻相等。滿偏時〔因Rx=0〕半偏時可得中值電阻 綜合內(nèi)阻試驗七傳感器專題試驗電渦流傳感器【預(yù)習(xí)思考題】電渦流傳感器與其它傳感器比較有什么優(yōu)缺點？圍內(nèi)呈線性關(guān)系。本試驗承受的變換電路是什么電路。本試驗中電渦流傳感器的測量電路承受定頻調(diào)幅式測量電路。【分析爭論題】1．假設(shè)此傳感器僅用來測量振動頻率，工作點問題是否仍格外重要？不會轉(zhuǎn)變其頻率值。所以，僅測量頻率時工作點問題不是格外重要。2．如何能提高電渦流傳感器的線性范圍？一般狀況下，被測體導(dǎo)電率越高，靈敏度越高，在一樣的量程下大，但靈敏度低；線圈外徑小時，線性范圍小，但靈敏度增大?？梢罁?jù)不同要求，選取不同的線圈內(nèi)徑、外徑及厚度參數(shù)。試驗九霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用【預(yù)習(xí)思考題】列出計算霍爾系數(shù)、載流子濃度n、電導(dǎo)率σ及遷移率μ的計算公式，并注明單位。如霍爾樣品的工作電流及磁感應(yīng)強度B的方向，如何推斷樣品的導(dǎo)電類型？以依據(jù)右手螺旋定則，從工作電流旋到磁感應(yīng)強度B確定的方向為正向，假設(shè)測得的霍爾電壓為正，則樣品為P型，反之則為N型。3個換向開關(guān)？為了在測量時消退一些霍爾效應(yīng)的副效應(yīng)的影響，需要在測量時轉(zhuǎn)變工作電流及磁感應(yīng)強B2AC間的電位差，13個換向開關(guān)?！痉治鰻幷擃}】假設(shè)磁感應(yīng)強度B和霍爾器件平面不完全正交，按式〔5.2-5〕測出的霍爾系數(shù)比實際值假設(shè)磁感應(yīng)強度B和霍爾器件平面不完全正交，則測出的霍爾系數(shù)比實際值偏小。要想準(zhǔn)確測定，就需要保證磁感應(yīng)強度B和霍爾器件平面完全正交，或者設(shè)法測量出磁感應(yīng)強度B和霍爾器件平面的夾角。假設(shè)霍爾器件的性能參數(shù)，承受霍爾效應(yīng)法測量一個未知磁場時，測量誤差有哪些來源？誤差來源有：測量工作電流的電流表的測量誤差，測量霍爾器件厚度d的長度測量儀器的測量誤差，測量霍爾電壓的電壓表的測量誤差，磁場方向與霍爾器件平面的夾角影響等。試驗十一邁克耳孫干預(yù)儀的調(diào)整與使用【預(yù)習(xí)思考題】邁克爾孫干預(yù)儀是利用什么方法產(chǎn)生兩束相干光的？答：邁克爾孫干預(yù)儀是利用分振幅法產(chǎn)生兩束相干光的。邁克爾孫干預(yù)儀的等傾和等厚干預(yù)分別在什么條件下產(chǎn)生的？條紋外形如何？隨M1、M2’的間距d如何變化？〔〕MM’應(yīng)嚴(yán)格平行；等厚干預(yù)條紋的形成則需要M1、M2’不再平行，而是有微小夾角，且二者之間所加的空氣膜較薄?！?〕等傾干預(yù)為圓條紋，等厚干預(yù)為直條紋?！?〕d越大，條紋越細(xì)越密；d越小，條紋就越粗越疏。時，M1、M2’兩鏡子的位置成什么關(guān)系？答：白光由于是復(fù)色光，相干長度較小，所以只有M1、M2’距離格外接近時，才會有彩色的干預(yù)條紋，且消滅在兩鏡交線四周。當(dāng)白光等厚干預(yù)條紋的中心被調(diào)到視場中心時，說明M1、M2’已相交?！痉治鰻幷擃}】用邁克爾孫干預(yù)儀觀看到的等傾干預(yù)條紋與牛頓環(huán)的干預(yù)條紋有何不同？答：二者雖然都是圓條紋，但牛頓環(huán)屬于等厚干預(yù)的結(jié)果，并且等傾干預(yù)條紋中心級次高，〔或減小〕空氣層厚度時，等傾干預(yù)條紋會向外涌出〔或向中心縮進，而牛頓環(huán)則會向中心縮進〔或向外涌出。想想如何在邁克爾孫干預(yù)儀上利用白光的等厚干預(yù)條紋測定透亮物體的折射率？答：首先將儀器調(diào)整到M1、M2’相交，即視場中心能看到白光的零級干預(yù)條紋，然后依據(jù)剛剛鏡子的移動方向選擇將透亮物體放在哪條光路中〔主要是為了避開空程差，連續(xù)向原方向移動M1M1移動的距離所對應(yīng)的圓環(huán)變化數(shù)N，依據(jù)，即可求出n。牛頓環(huán)【預(yù)習(xí)思考題】1．白光是復(fù)色光，不同波長的光經(jīng)牛頓環(huán)裝置各自發(fā)生干預(yù)時，同級次的干預(yù)條紋的半徑的。說明平板玻璃或平凸透鏡的外表在該處不均勻，使等厚干預(yù)條紋發(fā)生了形變。因顯微鏡筒固定在托架上可隨托架一起移動，托架相對于工作臺移動的距離也即顯微鏡移動的距離可以從螺旋測微計裝置上讀出長度。41〕調(diào)整目鏡觀看到清楚的叉絲〔〕使用調(diào)焦手輪時，要使目鏡從靠近被測物處自下〔3〕5．因牛頓環(huán)裝置的接觸處的形變及塵埃等因素的影響，使牛頓環(huán)的中心不易確定，測量其半徑必定增大測量的誤差。所以在試驗中通常測量其直徑以減小誤差，提高精度。6．有附加光程差d0,空氣膜上下外表的光程差=2dk+d0+,產(chǎn)生k級暗環(huán)時,=(2k+1)/2，k=0,1,2…,暗環(huán)半徑rk=；則Dm2=(m—d0)R，Dn2=(n—d0)R，R=?！痉治鰻幷擃}】象，則待測外表為球面；輕壓待測外表時，環(huán)向中心移動，則為凸面；假設(shè)環(huán)向中心外移動，則為凹面。牛頓環(huán)法測透鏡曲率半徑的特點是：試驗條件簡潔，操作簡便，直觀且精度高。參考答案假設(shè)試驗中第35個暗環(huán)的半徑為a,其對應(yīng)的實際級數(shù)為k,a2=kR k==2d35++d0=(2k+1) (k=0,1,2…)d=試驗二聲速的測量【預(yù)習(xí)思考題】如何調(diào)整和推斷測量系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)？為什么要在系統(tǒng)處于共振的條件下進展聲速測定？大〔或晶體管電壓表的示值到達最大，此時系統(tǒng)處于共振狀態(tài)，顯示共振發(fā)生的信號指示置，當(dāng)放射換能器S1處于共振狀態(tài)時，放射的超聲波能量最大。假設(shè)在這樣一個最正確狀態(tài)移動S1至每一個波節(jié)處，媒質(zhì)壓縮形變最大，則產(chǎn)生的聲壓最大，接收換能器S2接收到的和準(zhǔn)確地測定波節(jié)的位置，提高測量的準(zhǔn)確度。壓電陶瓷超聲換能器是怎樣實現(xiàn)機械信號和電信號之間的相互轉(zhuǎn)換的？稱為逆壓電效應(yīng)。聲速測量儀中換能器S1作為聲波的放射器是利用了壓電材料的逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷環(huán)片在交變電壓作用下，發(fā)生縱向機械振動，在空氣中激發(fā)超聲波變成了聲信號。換能器S2作為聲波的接收器是利用了壓電材料的壓電效應(yīng)，空氣的振動使壓電陶瓷環(huán)片發(fā)生氣械形變，從而產(chǎn)生電場，把聲信號轉(zhuǎn)變成了電信號?！痉治鰻幷擃}】為什么接收器位于波節(jié)處，晶體管電壓表顯示的電壓值是最大值？答：兩超聲換能器間的合成波可近似看成是駐波。其駐波方程為A〔x〕為合成后各點的振幅。當(dāng)聲波在媒質(zhì)中傳播時，媒質(zhì)中的壓強也隨著時間和位置發(fā)生變化，所以也常用聲壓P描述駐波。聲波為疏密波，有聲波傳播的媒質(zhì)在壓縮或膨脹時，零，媒質(zhì)體元位移為零處為波節(jié)，此處壓縮形變最大，則聲壓最大。由此可知，聲波在媒質(zhì)中傳播形成駐波時，聲壓和位移的相位差為。令P〔x〕為駐波的聲壓振幅，駐波的聲壓表達式為壓值是最大值。用逐差法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是什么？答：逐差法是物理試驗中處理數(shù)據(jù)的一種常用方法，是對等間隔變化的被測物理量的數(shù)據(jù)，進展逐項或隔項相減，來獲得試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法。逐差法進展數(shù)據(jù)處理有很多優(yōu)點，隨機誤差的作用。本試驗用隔項逐差法處理數(shù)據(jù)，減小了測量的隨機誤差試驗七鐵磁材料磁滯回線的測繪【預(yù)習(xí)思考題】測繪磁滯回線和磁化曲線前為何先要退磁？如何退磁？答：由于鐵磁材料磁化過程的不行逆性即具有剩磁的特點，在測定磁化曲線和磁滯回線時，首先必需對鐵磁材料預(yù)先進展退磁，以保證外加磁場H=0時B=0。退磁的方法，從理論上分析，要消退剩余磁感應(yīng)強度Br，只需要通以反向電流，使外加磁場正好等于鐵磁材料的矯頑〔至少等于〔本試驗中順時U選擇”旋鈕，令U從0依次增至3，鐵磁材料的磁化過程是一簇漸漸擴大的磁滯回線。然后漸漸減小外加磁場〔本試驗中逆時針方向轉(zhuǎn)動旋鈕，將U從最大值依次降為，則會消滅一簇漸漸減小而最終趨向原點的磁滯回線。當(dāng)外加磁場H減小到零時，鐵磁材料的磁感應(yīng)強度B亦同時降為零，即到達完全退磁。如何推斷鐵磁材料屬于軟、硬磁性材料？答：軟磁材料的特點是：磁導(dǎo)率大，矯頑力小，磁滯損耗小，磁滯回線呈長條狀；硬磁材料的特點是：剩磁大，矯頑力也大，磁滯特性顯著，磁滯回線包圍的面積肥大。【分析爭論題】本試驗通過什么方法獲得H和B兩個磁學(xué)量？簡述其根本原理。UH和UB分別加到示波器的xy和磁滯回線上某些點的UHUB值。依據(jù)安培環(huán)路定律，樣品的磁化場強為(L為樣品的平均磁路)依據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律，樣品的磁感應(yīng)強度瞬時值由以上兩個公式可將測定的UH和UB值轉(zhuǎn)換成HB值，并作出H~B曲線?！驹囼瀮x器】鐵磁材料的磁化過程是可逆過程還是不行逆過程？用磁滯回線來解釋。H與鐵磁材料的磁感應(yīng)強度B的大小是非線性關(guān)系。當(dāng)磁場H從零開頭增加時，磁感應(yīng)強度B隨之以曲線上升，當(dāng)H增加到Hm時，B幾乎不再增加，到達飽和值Bm，從O到達飽和狀B-H曲線，稱為起始磁化曲線。當(dāng)外加磁場強度HHm減小時，鐵磁材料的磁感應(yīng)強度B也隨之減小，但不沿原曲線返回，而是沿另一曲線下降。當(dāng)H下降為零時，B不Br，使磁場反向增加到-HcB下降為零。連續(xù)增加反向磁場到-Hm，后漸漸減小反向磁場直至為零，再加上正向磁場直至Hm，則得到一條H從Hm減小到零時的退磁曲線與磁場H從零開頭增加到Hm退磁過程不能重復(fù)起始磁化過程的每一狀態(tài)，所以鐵磁材料的磁化過程是不行逆過程。試驗八鐵磁材料磁滯回線的測繪【預(yù)習(xí)思考題】測繪磁滯回線和磁化曲線前為何先要退磁？如何退磁？答：由于鐵磁材料磁化過程的不行逆性即具有剩磁的特點，在測定磁化曲線和磁滯回線時，首先必需對鐵磁材料預(yù)先進展退磁，以保證外加磁場H=0時B=0。退磁的方法，從理論上分析，要消退剩余磁感應(yīng)強度Br，只需要通以反向電流，使外加磁場正好等于鐵磁材料的〔至少等于〔本試驗中U選擇”旋鈕，令U從0依次增至3，鐵磁材料的磁化過程是一簇漸漸擴大的磁滯回線。然后漸漸減小外加磁場〔本試驗中逆時針方向轉(zhuǎn)動旋鈕，將U從最大值依次降為，則會消滅一簇漸漸減小而最終趨向原點的磁滯回線。當(dāng)外加磁場H減小到零時，鐵磁材料的磁感應(yīng)強度B亦同時降為零，即到達完全退磁。如何推斷鐵磁材料屬于軟、硬磁性材料？答：軟磁材料的特點是：磁導(dǎo)率大，矯頑力小，磁滯損耗小，磁滯回線呈長條狀；硬磁材料的特點是：剩磁大，矯頑力也大，磁滯特性顯著，磁滯回線包圍的面積肥大。【分析爭論題】本試驗通過什么方法獲得H和B兩個磁學(xué)量？簡述其根本原理。UH和UB分別加到示波器的xy和磁滯回線上某些點的UHUB值。依據(jù)安培環(huán)路定律，樣品的磁化場強為(L為樣品的平均磁路)依據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律，樣品的磁感應(yīng)強度瞬時值由以上兩個公式可將測定的UH和UB值轉(zhuǎn)換成HB值，并作出H~B曲線?！驹囼瀮x器】鐵磁材料的磁化過程是可逆過程還是不行逆過程？用磁滯回線來解釋。H與鐵磁材料的磁感應(yīng)強度B的大小是非線性關(guān)系。當(dāng)磁場H從零開頭增加時，磁感應(yīng)強度B隨之以曲線上升，當(dāng)H增加到Hm時，B幾乎不再增加，到達飽和值Bm，從O到達飽和狀B-H曲線，稱為起始磁化曲線。當(dāng)外加磁場強度HHm減小時，鐵磁材料的磁感應(yīng)強度B也隨之減小，但不沿原曲線返回，而是沿另一曲線下降。當(dāng)H下降為零時，B不Br，使磁場反向增加到-HcB下降為零。連續(xù)增加反向磁場到-Hm，后漸漸減小反向磁場直至為零，再加上正向磁場直至Hm，則得到一條H從Hm減小到零時的退磁曲線與磁場H從零開頭增加到Hm退磁過程不能重復(fù)起始磁化過程的每一狀態(tài)，所以鐵磁材料的磁化過程是不行逆過程。試驗十五用動態(tài)法測定金屬棒的楊氏模量【預(yù)習(xí)思考題】試樣固有頻率和共振頻率有何不同，有何關(guān)系?固有頻率只由系統(tǒng)本身的性質(zhì)打算。和共振頻率是兩個不同的概念，它們之間的關(guān)系為：Q為試樣的機械品質(zhì)因數(shù)。一般懸掛法測楊氏模量時，Q50，所以共0.005%，故試驗中都是用f共代替f固，如何盡快找到試樣基頻共振頻率?測試前依據(jù)試樣的材質(zhì)、尺寸、質(zhì)量，通過〔5.7-3〕式估算出共振頻率的數(shù)值，在上述頻率四周查找。【分析爭論題】測量時為何要將懸線吊扎在試樣的節(jié)點四周？動。因此，實際吊扎位置都要偏離節(jié)點。偏離節(jié)點越大，引入的誤差就越大。故要將懸線吊扎在試樣的節(jié)點四周。