大學(xué)物理實驗自主學(xué)習(xí)指南羅家忠課后參考答案

第一章實驗數(shù)據(jù)的處理簡答題一、簡述測量值的有效數(shù)字的含義。對于標(biāo)刻度的量具和儀器，如果被測量量很明確，照明好，儀器的刻度清晰，要估讀到最小刻度的幾分之一(如1/10、1/5、1/2)，即為測量值的估計誤差，記作A。測量值中能讀準的位數(shù)加上估讀的這一位稱為有效數(shù)字。如用米尺測量書本上兩條平行細線之間的距離，應(yīng)能估讀到最小刻度(1mm)的十分之一。人們常把能讀準的數(shù)字叫可靠數(shù)字，估讀的一位數(shù)字叫可疑數(shù)字，測量值的誤差往往在這最后一位。用數(shù)字式儀表測量，凡是能穩(wěn)定顯示的數(shù)值都應(yīng)記錄下來，其數(shù)值的位數(shù)就是該測量值的有效數(shù)字。如用某數(shù)字萬用表測電壓，顯示值為217V，位數(shù)為3，它的有效數(shù)字位數(shù)就是3位。如果測量值的末位或末兩位數(shù)字變化不定，應(yīng)當(dāng)記錄穩(wěn)定的數(shù)值加下一位正在顯示的值，或者根據(jù)其變化規(guī)律，四舍五入到讀數(shù)穩(wěn)定的那一位。如果兩位以上的數(shù)字都變化不定，應(yīng)考慮選擇更合適的量程或更合適的儀器。如用米尺測量一個邊緣磨損的桌子的長度，因被測量自身的不確定性，就只能讀到毫米了，表示估計誤差在毫米這一位。二、簡述有效數(shù)字的運算規(guī)則。正確運用有效數(shù)字的運算規(guī)則，既可以解決在數(shù)值計算中因各量取值位數(shù)的多少不同而影響實驗結(jié)果原有的精確度，又可避免進行本來不必要的取位過多運算。用誤差決定有效數(shù)字的位數(shù)是處理有效數(shù)字運算的基本依據(jù)，這里所講的誤差是指扣除了可定系統(tǒng)誤差以后的合成誤差。因此，不管是什么運算，如果給出了各個量的誤差，就一律先根據(jù)誤差傳遞公式計算最終的合成誤差，然后用誤差來決定有效數(shù)字的位數(shù)。由于誤差是在一定置信概率下得出的，所以在一般情況下，誤差的有效數(shù)字只取一位，在特殊情況下，不超過兩位，再多就沒有意義了。在本書中，我們一律取誤差的有效數(shù)字為一位。將有效數(shù)字的定義與誤差只取一位結(jié)合起來，即任何測量結(jié)果，其數(shù)值的最后一位要與誤差所在的這一位取齊。例如，單擺測量重力加速度實驗中-981.20.8cm/s，誤差只取一位，測量結(jié)果的有效數(shù)字的末位是和誤差在同一位的數(shù)字2。一次直接測量結(jié)果的有效數(shù)字由估計的最大允差決定；多次直接測量結(jié)果的有效數(shù)字由其合成展伸誤差的末位確定；間接測量結(jié)果的有效數(shù)字也是先根據(jù)誤差傳遞公式求出結(jié)果的合成展伸誤差，再根據(jù)末位取齊原則確定有效數(shù)字。單次測量后不計算誤差時，測量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)只能按以下的規(guī)律初步確定。三、簡述列表法的注意事項。1.忠于實驗結(jié)果，記錄原始數(shù)據(jù)；2.表中應(yīng)標(biāo)明物理量及其單位；3.如果多次等精度測量，應(yīng)標(biāo)出測量序號，表后留出平均值、標(biāo)準差和A類標(biāo)準誤差的空位，以便進一步做數(shù)據(jù)處理；4.如果記錄兩組相關(guān)物理量，一般把作為自變量的數(shù)據(jù)列在上方，把作為因變量的數(shù)據(jù)對應(yīng)列在下方，便于反映出物理量之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)；5.可把每次測量的估讀誤差一并寫在數(shù)據(jù)后(也可另加注明)；6.如果在一個實驗中有兩個以上的數(shù)據(jù)表，最好在每個表上方標(biāo)記名稱。第二章力學(xué)與熱學(xué)實驗思考題2.11.不同溫度下水的密度為何不同？因為水的形態(tài)隨著溫度的變化而變化，體積是不一定的，而質(zhì)量不變，所以密度會改變。冰的密度比水小，其實冰也是水的一種形態(tài)。2.如何測量可溶性物質(zhì)的密度？方法1：像蔗糖、食鹽、水果糖等一類物質(zhì)溶解于水，對此類物質(zhì)可取它們的飽和水溶液來代替水，測定它們的密度。測量方法與測不溶解于水的物質(zhì)的密度方法相同。方法2：像水果糖等一類物質(zhì)溶解于水，對此類物質(zhì)可用保鮮膜緊密包好，然后，測量方法與測不溶解于水的物質(zhì)的密度方法相同。3.如何減小各種因素對實驗的影響？小儀器誤差。此外，還可以通過多次重復(fù)測量來確定一個平均值以減小儀器誤差。環(huán)境誤差：環(huán)境因素如溫度、濕度、氣壓等可以對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。盡量在恒定的溫度、濕度和氣壓下進行實驗可以減小環(huán)境誤差。人為誤差：實驗操作人員的技能、操作方法和不確定因素都可能影響實驗結(jié)果。通過規(guī)范化的操作程序和多次重復(fù)實驗可以減小人為誤差。隨機誤差：隨機誤差是由于實驗中隨機發(fā)生的不確定性因素引起的，例如電路中的噪聲。通過多次重復(fù)實驗可以減小隨機誤差。系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差是由于實驗中存在的固有偏差，例如測量儀器的漂移。通過校準儀器和調(diào)整實驗條件可以減小系統(tǒng)誤差。2.21.在利用砝碼施加外力驗證牛頓第二定律時，為何將減去的砝碼放在滑塊上？（1）砝碼放在滑塊上是為了得到不同質(zhì)量的被測物，好驗證牛二定律。（2）導(dǎo)軌必須調(diào)平，這樣可以最大限度地減少被測物在導(dǎo)軌上的阻力，使得實驗結(jié)果誤差減少。2.利用氣軌設(shè)計一種測量重力加速度的方法，寫出實驗的步驟及計算公式(提示：將氣軌的一端墊高h)。略。3.為了驗證動量守恒，在本實驗操作上如何來保證實驗條件、減小測量誤差？①操作臺的水平影響很大！用一個光滑的小球，置于水平試驗臺上，不滾動即可。②物體沿斜面下滑的起始高度！用一個限位柱，更好的控制下落誤差。③采用坐標(biāo)紙。④多次試驗，求平均值。⑤碰撞的正與斜，碰撞一定要運動速度與兩球體的球心的連線在一條直線上。⑥兩球體要保證有足夠的硬度，確認完全彈性碰撞。2.31.塔輪轉(zhuǎn)動的快慢及砝碼的大小對轉(zhuǎn)動慣量的測量有何影響？定滑輪的高度對剛體所受恒力矩的影響。塔輪轉(zhuǎn)動的快慢對定滑輪的高度對剛體所受恒力矩的影響，具有確定轉(zhuǎn)軸的剛體。慣量是物質(zhì)物體運動的慣性量值，其慣性大小的物理量。2.分析哪些因素對轉(zhuǎn)動慣量的測量有影響，如何改進？一、幾何形狀物體的幾何形狀是影響其轉(zhuǎn)動慣量的最重要因素之一。具體來說，物體的形狀可以直接影響它的質(zhì)心位置、質(zhì)量分布情況和轉(zhuǎn)動半徑等參數(shù)。例如，對于同質(zhì)量的圓環(huán)和實心圓盤，前者的轉(zhuǎn)動慣量比后者大，因為圓環(huán)的質(zhì)量分布更集中于其周圍，而實心圓盤的質(zhì)量則分布更加均勻。二、質(zhì)量分布三、物體的質(zhì)量物體的質(zhì)量是影響其轉(zhuǎn)動慣量的另一重要因素。質(zhì)量越大，轉(zhuǎn)動慣量也越大，因為它需要更大的力才能改變其旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。例如，同樣大小的鐵球和木球，鐵球的質(zhì)量更大，因此其轉(zhuǎn)動慣量也更大。四、旋轉(zhuǎn)軸的位置旋轉(zhuǎn)軸的位置是影響轉(zhuǎn)動慣量的因素之一。對于同一物體，其繞不同軸旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)動慣量大小不同。例如，對于一個圓輪，它繞水平軸旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量要大于繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量。五、旋轉(zhuǎn)軸方向總之，影響轉(zhuǎn)動慣量的因素包括了物體的幾何形狀、質(zhì)量分布、質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)軸的位置和方向，這些因素的變化都會對物體的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)產(chǎn)生不同的影響。因此，對于掌握物體旋轉(zhuǎn)的特性，學(xué)習(xí)這些因素是不可缺少的。2.41.拉伸法測楊氏模量實驗中，金屬絲的長度I和直徑d為什么采用不同的儀器測量而且測量的次數(shù)也不相同？選用這些化儀器的原則是什么？略。2.拉伸法測楊氏模量實驗中求時Ax為什么要用相隔三個陸碼的讀數(shù)差？為了使測量更準確些，采用測量多個的方法以減少測量的隨機誤差。3.彎曲法測楊氏模量實驗，主要測量誤差有哪些？請估算各因素的誤差?！皬澢y楊氏模量實驗，主要測量誤差有儀器誤差，個人主觀誤差，如目鏡的校準，螺旋測微器的讀數(shù)?！?.用霍爾位置傳感器法測量位移有什么優(yōu)點？霍爾器件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高（可達μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。按照霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。2.51.用光杠桿法測量線膨脹量時，改變哪些量可以增大光桿的放大倍數(shù)？如何計算它的放大倍數(shù)？增大標(biāo)尺距離D；減小光杠桿前后腳的垂直距離b；都可以增加光杠桿的放大倍數(shù)；光杠桿的放大倍數(shù)為2D/b。2.試分析哪一個量是影響本實驗結(jié)果精度的主要因素？略。3.兩根材料相同但粗細不同的金屬棒，在同樣的溫度變化范圍內(nèi)，它們的線脹系數(shù)是否相同？膨脹量是否相同？線膨脹系數(shù)是材料的屬性，只要是同一材料就一樣。2.61.絕熱膨脹法中為何采用溫度傳感器？水銀溫度計是否可以？在密封的容器中，充以氣體、液體或低沸點液體及其飽和蒸汽，使其作為傳感器件，水銀溫度計可以。2.絕熱膨脹法中溫度測量值在計算公式中并沒有出現(xiàn)，你認為設(shè)置溫度測量的意義何在？溫度會影響最終的結(jié)果。溫度和濕度都會影響比熱容實驗的最終結(jié)果，在實驗中一定要注意在不同的溫度下對實驗產(chǎn)生的影響，一定要注意溫度的高度。3.簡諧振動法中注入氣體流量的多少對小球的運動情況有沒有影響？有一定的影響，當(dāng)充入的氣體量少時，它與界面的接觸面積較大，自然阻力也大，推動它就要較大的作用力；而充入的氣體量大到一定量時，它的阻力最小，達到運動的最佳狀態(tài)。4.在實際問題中，物體振動過程并不是十分理想的絕熱過程，簡諧振動法中測得的值比實際值大還是小，為什么？偏小。第三章電磁學(xué)實驗思考題3.11.測量電流計內(nèi)阻應(yīng)注意什么？是否還有別的辦法來測定電流計內(nèi)阻？能否用歐姆定律來進行測定？能否用電橋來進行測定？可以用歐姆定律，但要注意不要電流過大，不要超過電流計量程就行，可以只用已知電源、開關(guān)、電阻箱、被測電流計組成串聯(lián)電路來測，電流I從表中得出，電阻箱電阻R直接讀取，然后得出電阻箱承受的電壓U=IR，再得出電表的電壓u=U總-U，最后得電表電阻R表=u/I。2.設(shè)計R=10kΩ的歐姆表現(xiàn)有兩塊量程100A的電流表其內(nèi)阻分別為2500Ω和1000Ω，你認為選哪塊較好？略。3.若要求制作一個線性量程的歐姆表，有什么方法可以實現(xiàn)？用L317穩(wěn)壓IC制作一個可調(diào)恒流源，再配合電壓表頭使用即可，輸出電流接被測電阻，電壓表測量出電阻的電壓與電阻大小成線性比例，具體的量程、換算、元件的取值由你根據(jù)實際情況而決定。3.21.當(dāng)采用安培計外接法，且R>R時，相對誤差值為R/R，試推導(dǎo)這一結(jié)果。設(shè)電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I，則實驗測得的Rx‘=U/I但考慮到電壓表的分流作用，流過Rx的電流為（Rv/(Rv+Rx)）I，則實際Rx=（(Rv+Rx)/Rv）U/I所以誤差δ=|Rx’-Rx|/Rx=Rx/Rv2.比較100Ω電阻與白熾燈的伏安特性曲線，得出什么結(jié)論？1.通過定值電阻的電流跟它兩端的電壓成正比；【U/I的值保持不變】2.燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；【U/I的值不斷變化】3.根據(jù)不同的伏安特性曲線的性質(zhì)，相關(guān)電阻分別稱為什么電阻？電流比電壓超前90度時是容性電阻，電流比電壓滯后90度時是感性電阻，電流比電壓相位相同時是純阻性電阻。4.從伏安特性曲線看歐姆定律，它對哪些元件成立？對哪些元件不成立？純電阻成立。二極管、電感、電容、光敏電阻不成立。3.31.當(dāng)惠斯通電橋達到平衡后，若交換電源和檢流計的位置，電橋是否仍然保持平衡？試證明之。1.是的，因為電橋的平衡公式是對邊電阻的乘積相等，這與電源和檢流計接在哪里無關(guān)。其實，不管怎么交換，您會發(fā)現(xiàn)，檢流計一側(cè)的兩臂的電阻都是低電阻的，而另一側(cè)的兩臂的電阻都是高電阻的，所以檢流計中才會沒有電流流過，即平衡。2.單臂電橋用于測量比較大的電阻，而雙臂電橋用于測量比較小的電阻（一般為10歐以下）。用單臂電橋測較小的電阻，會使得接觸電阻和接線電阻的影響不可以忽略，難以達到準確測量，而用雙臂電橋，較小的電阻采用四個端子，外側(cè)的為電流端子，用來引入電流，靠內(nèi)側(cè)的為電位端子，其間的電阻為被測的電阻，連接線要粗一些，就解決了問題。另外，供電電源的容量要比較大，就是能夠提供比較大的電流，用電流表監(jiān)視電流，用可變電阻調(diào)節(jié)電流，因為被測的電阻小，需要通過比較大的電流才能產(chǎn)生比較明顯的電壓降，以供檢流計來檢測。2.從原理并結(jié)合實踐討論一下雙臂電橋與惠斯通電橋有哪些異同？雙臂電橋用來測量低電阻，因惠斯通電橋已將電表內(nèi)阻對電路影響消除，而在測低阻值電阻時要將導(dǎo)線電阻與接觸電阻對電路影響減小，因而對惠斯通電橋改進成開爾文雙臂電橋。因為雙臂電橋雙臂伸出利用的是電壓接頭接的電阻分得電壓，因而若電流接頭若靠內(nèi)，則測得的是被測電阻與接觸電阻，因而偏大，惠斯通電橋是工作在平衡狀態(tài)，常用來測量穩(wěn)定狀態(tài)下的電阻。而非平衡電橋，顧名思義，就是電橋工作在非平衡狀態(tài)，電橋中的一個或一個以上的橋臂，往往是具有一定功能的變換元件，這些元件的電阻值可以隨某一物理量的變化而變化。這樣就可以通過測量變換元件阻值的變化來測定有關(guān)物理量的變化量，其實際意義并不在于測量電橋平衡態(tài)所對應(yīng)的這一物理量的大小，而是在于測量引起電橋偏離平衡態(tài)的物理量的變化量。3.什么是電橋靈敏度？如何測定靈敏度引入的誤差？電橋靈敏度是電橋測量技術(shù)的一個重要指標(biāo)，電橋的靈敏度可以用電橋測量臂的單位相對變化量引出輸出端電壓或電流的變化來表示，測量電橋的橋臂電阻一般都應(yīng)該按最大靈敏度來選擇。3.41.電位差計的靈敏度與哪些因素有關(guān)？標(biāo)準電阻R阻值細調(diào)不夠帶來的誤差；元件誤差因元件問題而產(chǎn)生的儀器誤差；由于檢流計靈敏度不夠?qū)е碌恼`差由于工作電流不準確、不穩(wěn)定導(dǎo)致的誤差；熱電勢產(chǎn)生的誤差。2.實驗中若電位差計的檢流計始終往一側(cè)偏，則可能有哪些原因？如果發(fā)現(xiàn)檢流計指針總往一邊偏的原因：電路無法補償，比如正負極串聯(lián)，或是一方電壓過小。校準和測量兩過程中通過輔助回路的電流為零。3.怎樣確定熱電偶電動勢的正負極？熱電偶的正負極有明顯的顏色區(qū)分。綠色的為正極，灰色的是負極。K型熱電偶具有線性度好、熱電動勢較大、靈敏度較高、穩(wěn)定性和均勻性好、抗氧化性能強、價格便宜等優(yōu)點，能用于氧化性、惰性氣氛中。K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫、還原性或還原、氧化交替的氣氛中和真空中。4.熱電偶測溫時，電位差計作為第三種導(dǎo)體接入熱電偶兩導(dǎo)體之間，對測量結(jié)果是否有影響？為什么？是的，對測量結(jié)果的確沒有影響。因為電位差計接在熱電偶的兩種導(dǎo)體之間，只是用來測量的電位差，并沒有在導(dǎo)體之間形成回路，沒有形成電流，電位差計處于開路狀態(tài)，它只是感應(yīng)了熱電偶兩種導(dǎo)體之間的電位差。所以對測量結(jié)果沒有影響。5.試設(shè)計出用電位差計校準電流表的線路圖。略。3.51.實驗中如果輸出電壓由10V調(diào)整為12V，同一等勢面(如8V)半有什么變化？略。2.電極內(nèi)部是否有靜電場分布？對于一個電源內(nèi)部的兩極，如果存在電勢差（電壓）的話，那么在兩極之間會存在靜電場。在電源內(nèi)部，如果有一個切割磁感線的電磁發(fā)電機，那么在電磁發(fā)電機的兩端會產(chǎn)生一個電勢差（電壓）。這個電勢差引起了電場的存在，從而形成了靜電場。靜電場是由電荷分布所引起的電場，它的特點是在靜止的情況下產(chǎn)生，并且沒有時間變化。在電磁發(fā)電機的兩端，由于電勢差的存在，會形成一個靜電場，從正極指向負極。這個靜電場的作用是驅(qū)動電荷在電路中流動，從而實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換。3.實驗中是否可用交流電源替換直流電源？不可以。用了交流電，電場方向會變。3.61.在霍爾效應(yīng)法測量磁場過程中保持工作電流不變的原因是什么？要保持電流不變當(dāng)將一個通入電流的霍爾元件放入磁場中時，元件的兩端就會有電壓，這就是霍爾效應(yīng)，通過測量這個電壓的大小，再換算一下就可以得知磁場的大小了。不過這個電壓不僅和磁場的強弱有關(guān)，還和電流的大小有關(guān)，所以測量中必須保持電流不變。2.在霍爾效應(yīng)法測量磁場過程中如何用實驗的方法判斷磁感強度與霍爾元件平面垂直？電流一定時，調(diào)整元件的方向直到感應(yīng)電壓最大為止就垂直了。當(dāng)電流垂直于外磁場通過半導(dǎo)體時，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差。在半導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場，會使得半導(dǎo)體中的電子與空穴受到不同方向的洛倫茲力而在不同方向上聚集，在聚集起來的電子與空穴之間會產(chǎn)生電場。3.用探測線圈法測量磁場時，為何產(chǎn)生磁場的線圈中必須通過低頻交流電流，而不能通過高頻交流電流？高頻會產(chǎn)生更多的熱，在高中物理中有現(xiàn)代的煉鐵也有用這種的，高頻交變電流高溫?zé)掕F。第四章波動學(xué)與光學(xué)實驗思考題4.11.為什么調(diào)整琴弦的松緊就改變了音調(diào)？調(diào)節(jié)琴弦的松緊，就會改變琴弦的振動快慢，所以旋動琴弦軸調(diào)節(jié)琴弦的松緊，這主要是為了改變聲音的音調(diào)。調(diào)節(jié)琴弦的松緊，就會改變琴弦的振動快慢，所以“定弦”這主要是為了改變聲音的音調(diào)；用弓拉動琴弦，琴弦會振動而發(fā)聲；當(dāng)用手指去控制琴弦長度時，琴弦振動的快慢會不一樣，所以變聲音的音調(diào)就會發(fā)生變化。2.在實驗中，線端所懸砝碼擺對實驗有什么影響？擺動會影響弦線的張力，張力與波速有關(guān)，而波速除以頻率即波長，波長變化，駐波波形會不穩(wěn)定。3.弦線的長度及線密度不同，對音叉頻率是否有影響，為什么？略。4.21.聲速測量中共振干涉法、相位法、時差法有何異同？從波源上說，干涉法、相位法用的是連續(xù)波，時差法用的是脈沖波。從測量儀器上說，干涉法、相位法要用示波器、刻尺和頻率計，時差法用的是計時儀器和刻尺。從原理上說，干涉法、相位法原理相同，均是發(fā)射波和返回波形成駐波（在力學(xué)里對應(yīng)的稱共振），測量波腹到波腹之間的距離或駐波相位差為2Pi（兩個波腹到波腹之間的距離）距離來計算波速（波腹到波腹之間的距離為聲波長的1/2，用波長乘以頻率既得聲速），這種方法的優(yōu)點是通過示波器觀測波形直觀，又可以講解駐波和李薩如圖形，涉及知識點較多，一般學(xué)校都會選擇這兩種方法做測量，缺點是波腹和相位差所對應(yīng)的示波器波形判斷人為因素太大，測量出來的數(shù)據(jù)偏差較大；時差法所用為脈沖波，可人為改變接收器到發(fā)射器的距離，測量脈沖發(fā)射到接收的時間差，用距離改變量除以時間改變量即可，優(yōu)點是人為因素少，測量精度高，缺點（對于實驗教學(xué)來說）涉及的內(nèi)容少，操作太簡單。2.為什么要在諧振頻率條件下進行聲速測量？如何調(diào)節(jié)和判斷測量系統(tǒng)是否處于諧振狀態(tài)？諧振時超聲波的發(fā)射和接收效率均達到最高。保持其他條件不變，僅僅改變信號發(fā)生器的輸出頻率，觀察接收到得超聲波信號幅度，出現(xiàn)極大值時對應(yīng)的頻率就是諧振頻率。3.為什么發(fā)射換能器的發(fā)射面與接收換能器的接收面要保持互相平行？換能器發(fā)射接收都有一個角度，如果兩個換能器不是垂直對著，互相平行，那么接收到的信號就會受到很大的影響。4.聲音在不同介質(zhì)中傳播有何區(qū)別？聲速為什么會不同？聲音的傳播需要物質(zhì)，物理學(xué)中把這樣的物質(zhì)叫做介質(zhì)，聲音在不同的介質(zhì)中的傳播速度：真空0m/s（也就是不能傳播）空氣（15℃）340m/s空氣（25℃）346m/s軟木500m/s煤油（25℃）1324m/s蒸餾水（25℃）1497m/s海水（25℃）1531m/s銅（棒）3750m/s大理石3810m/s鋁（棒）5000m/s鐵（棒)5200m/s聲音在不同的物質(zhì)中的傳播速度不同。聲音在固體中傳播最快；在固體中金屬最快。4.31.同軸等高調(diào)節(jié)的目的是要實現(xiàn)哪些要求？不滿足這些要求時，對測量會有什么影響？先利用水平尺將光具座導(dǎo)軌在實驗桌上調(diào)節(jié)成水平，然后進行各光學(xué)元件同軸等到高的粗調(diào)和細調(diào)，直到各光學(xué)元件的光軸共軸，并與光具座導(dǎo)軌平等為止.如不滿足則會帶來像差，造成實驗結(jié)果不準確。2.試說明用位移法測量凸透鏡的焦距時，為什么要選取物和屏的距離L大于4f？因為物與實像的最小距離就是4倍焦距，你自己算一下就會知道，小于這個距離是不可能有實像出現(xiàn)的。3.設(shè)想一個最簡單的方法來區(qū)分凸透鏡和凹透鏡(顯然不許用手摸)。略。4.41.已調(diào)好望遠鏡光軸垂直主軸，若將平面鏡取下后又放到載物臺上(放的位置與拿下前的位置不同)發(fā)現(xiàn)兩鏡面又不垂直望遠鏡光軸了，這是為什么？是否說明望遠鏡光軸還沒調(diào)好？因為載物臺沒調(diào)好，望遠鏡是調(diào)好的.調(diào)望遠鏡時，要轉(zhuǎn)動載物臺，用平面鏡的兩個面來回調(diào)，這樣可以保證望遠鏡調(diào)好，并且載物臺在平面鏡所在直線的垂線上調(diào)好，但在平面鏡所在直線方向可能有傾斜。2.分光計刻度盤有兩個游標(biāo)的作用是什么？分光計上設(shè)置兩個游標(biāo)的原因是刻度盤和分光計中心軸之間存在偏心差，這樣做能消除之間的偏心差。由于分光計的刻度盤是一個圓，轉(zhuǎn)動的時候轉(zhuǎn)軸不可能嚴格的正好位于圓心，所以必然會存在偏心，左右各放一個游標(biāo)可以很好的消除偏心帶來的系統(tǒng)誤差。4.51.透射光的牛頓環(huán)與反射光的牛頓環(huán)在明暗上有何關(guān)系？透射光的牛頓環(huán)是在平板玻璃下面產(chǎn)生的。在下方觀察即可。它與反射光的牛頓環(huán)是明暗互補，因為有半波損失與反射光插入。在牛頓環(huán)的示意圖上，下部為平面玻璃（平晶），A為平凸透鏡，其曲率中心為O，在二者中部接觸點的四周則是平面玻璃與凸透鏡所夾的空氣氣隙。當(dāng)平行單色光垂直入射于凸透鏡的平表面時，在空氣氣隙的上下兩表面所引起的反射光線形成相干光。光線在氣隙上下表面反射（一是在光疏媒質(zhì)面上反射，一是在光密媒質(zhì)面上反射）。2.如果改變讀數(shù)顯微鏡筒的放大率，是否會影響牛頓環(huán)測量結(jié)果？這與顯微鏡的設(shè)計有關(guān)，牛頓環(huán)放大多少倍，那個讀數(shù)刻度也同樣放大相同的倍數(shù)，所以讀數(shù)顯微鏡測量的是牛頓環(huán)的直徑，而改變顯微鏡的放大倍率也是不影響測量的結(jié)果。4.61.用邁克爾遜干涉儀觀察到的等傾干涉條紋圖樣與牛頓環(huán)干涉條紋有何異同？邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生的是等傾干涉，干涉級大小，條紋厚度，條紋間距跟入射到鏡子上的傾斜角度有關(guān)系，牛頓環(huán)產(chǎn)生的是等厚干涉，干涉級大小，干涉條紋厚度，條紋間距跟入射光線角度無關(guān)，跟透鏡和下表面距離有關(guān)系。2.擴展光源和點光源產(chǎn)生的干涉分別定位于何處？如何觀察它們產(chǎn)生的干涉條紋？略。3.在觀測等傾于涉條紋時，在M和M平面重合的情況下會有什么現(xiàn)象？為什么？因為沒有嚴格垂直時，會形成?個披肩狀的光學(xué)腔。各處的光程差不相同，其?涉條紋的級數(shù)也會不同。第5章綜合性物理實驗思考題5.11.本實驗是否滿足γ<<1的條件？略。2.為提高測量精度，本實驗在設(shè)計上做了哪些安排？略。5.3在瓶裝飲料的外部敷上濕巾放在冰箱里冷凍效果會更好嗎？為什么？不會令冷凍效果變好。用濕巾把瓶裝飲料包起來放入冰箱內(nèi)冷凍，剛開始的時候隨著濕巾內(nèi)的水分持續(xù)蒸發(fā)，會令瓶裝飲料降溫更快。但隨著濕巾內(nèi)的水分蒸發(fā)完成，濕巾變成干巾，干巾有保溫絕熱的效果，從而最終令瓶裝飲料的冷凍效果變差。5.61.測定鐵磁材料的基本磁化曲線和磁滯回線各有什么實際意義？通過剩余極化強度可以判斷材料是硬磁材料還是軟磁材料，還有磁化能力等，從基本磁化曲線可以看出材料的最大飽和磁性，隨最大外磁場的變化材料的最大飽和磁性的變化規(guī)律。2.什么是磁化過程的不可逆性？要得到正確的磁滯回線，應(yīng)該注意什么？鐵磁材料的磁化過程是不可逆過程。鐵磁材料在外加磁場中被磁化時，外加磁場強度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從零開始增加時，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，達到飽和值Bm，從O到達飽和狀態(tài)這段B-H曲線，稱為起始磁化曲線。當(dāng)外加磁場強度H從Hm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不為零，仍保留一定的剩磁Br，使磁場反向增加到-Hc時，磁感應(yīng)強度B下降為零。繼續(xù)增加反向磁場到-Hm，后逐漸減小反向磁場直至為零，再加上正向磁場直至Hm，則得