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文檔簡介

1、利用旋轉液體測定重力加速度及焦距實驗目的研究旋轉液體表面形狀，并由此求出重力加速度；將旋轉液體看作光學成像系統(tǒng)，探求焦距與轉速的關系。實驗儀器甘油，旋轉液體物理特性測量儀，氣泡式水平儀，直尺。實驗原理當一個盛有液體的圓柱形容器繞其圓柱面的對稱軸以角速度勻速轉動時（max,max為液面的最低處與容器底部接觸時的角速度），液體的表面將成為拋物面拋物面方程為：yy。廠其頂點在v（0,y。），焦點在F（0，y。C）。入射光平行于4C該曲面對稱軸（光軸）時，反射光將全部匯聚于F點，如圖2所示。圖1.實驗裝置圖圖2.容器繞對稱軸勻速轉動示意圖對液面上的一個質元,如圖3所示。圖3質元受力示意圖當其處于平衡時

2、有NsinNcosmg故液面的形狀可表示為tandydx因而y0式中yo是在x=o時的高度.設拋物面上一點(xo,ho)hoy022Xo由于液體的體積不變,R2ho由方程(1),(2)可得2Xo2g(hoyo)2Roy2xdx2yo=ho2r24gX。yo22X.xdx2g由(3)式可知液面在Xo處的高度是恒定的。將激光垂直照射x=xo處液面，在屏上讀出反射光點與入射光點的距離反射角為。，入射光線與反射光線的夾角為20,xtan(2)Hho實驗內容利用氣泡式水平儀將屏幕、轉盤調至水平位置。1.2.測出ho,H,D(2R)3.x=xo處液面，在屏逐漸改變轉動角速度，待液體處于平衡態(tài)時，將激光垂直

3、照射上讀出反射光點與入射光點的距離4. 2作出tan2圖，利用最小二乘法求出g（g一）。5. tan調節(jié)激光筆使光束垂直入射至容器的中心，光束與屏幕交于點P,P點與容器的中心連線即為光軸。6. 調節(jié)角速度，使焦點位于屏幕上，測量角速度和屏幕與轉臺間的距離H。7. 對不同的H值重復上述步驟。8. 測出h0,旋轉液體系統(tǒng)的焦距可近似認為ffHho,設fAm,將lgHho與1g作最小二乘法直線擬合，求出m的值。注意事項1. 不要直視激光束，也不要直視經準鏡面反射后的激光束實驗過程中，將在屏幕上觀察到幾個光斑，它們分別對應于空氣、液體、屏幕和杯子之間的折射和反射而形成的不同光路，注意確保測量對象是實驗

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