2013年春季大學(xué)物理實驗復(fù)習(xí)思考題

1、大學(xué)物理實驗復(fù)習(xí)思考題第一章 誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理的基本知識1、測量不確定度的概念是什么？如何對測量不確定度進(jìn)行評定？怎樣對測量結(jié)果進(jìn)行報道？uA(x)M (xi - x)2、u 廠(x) = u (x)2 + u (x)2 = (S- )2 + (儀)2(p=68.3%)CABxv32、測量結(jié)果有效數(shù)字位數(shù)是如何確定的？(1)不確定度的位數(shù)一般只取一位(而且只入不舍)，若首位是1 時可取兩位。相對不 確定度為百分之幾，一般也只取一、兩位。( 2 )不確定度決定了測量結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)，即測量結(jié)果的有效數(shù)字最后一位應(yīng)與 不確定度所在位對齊；若不確定度取兩位，則測量結(jié)果有效數(shù)字的末位和不確定

2、度末位取齊。( 3)有效數(shù)字尾數(shù)舍入規(guī)則：尾數(shù)“小于五則舍，大于五則入，等于五湊偶”，這種舍 入法則使尾數(shù)舍與入的概率相同。( 4 )同一個測量值，其精度不應(yīng)隨單位變換而改變。3、作圖法是如何處理數(shù)據(jù)的？(光速測量實驗)(1)作圖規(guī)則作圖一定要用坐標(biāo)紙；畫坐標(biāo)紙大小和確定坐標(biāo)軸分度；畫出坐標(biāo)軸； 數(shù)據(jù)點； 連線； 標(biāo)注圖名.(2)圖解法求直線的斜率和截距求直線斜率和截距的具體做法是，在描出的直線兩端各取一坐標(biāo)點A(xi, yi)和B (x2, y)，則可從下面的式子求出直線的斜率a和截距b0b =x 2丁1 一 xi y 2A、B兩坐標(biāo)點相隔要遠(yuǎn)一些，一般取在直線兩端附近(不要取原來的測量數(shù)據(jù)

3、點)且 自變量最好取為整數(shù)04、逐差法是如何處理數(shù)據(jù)的？(牛頓環(huán)實驗)實驗 2 示波器的原理與應(yīng)用1從CH1通道輸入IV、1KHz正弦波，如何操作顯示該信號波形？ 2當(dāng)波形水平游動時，如何調(diào)節(jié)使波形穩(wěn)定？3如何測量波形的幅度與周期？ 4調(diào)節(jié)什么旋紐使李薩如圖穩(wěn)定？ 5當(dāng)示波器出現(xiàn)下面不良波形時，請選擇合適的操作方法，使波形正常。(1)波形超 出屏幕：; (2)波形太?。海?(3)波形太密：； (4)亮點，不顯示波形：?？蛇x答案：調(diào)大“偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)”；調(diào)小“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”調(diào)大“掃描速率 (TIME/DIV)”；調(diào)小“掃描速率”；水平顯示置“A”(常規(guī))方式；水平顯示置“X-Y” 方

4、式。觀察李薩如圖時，要改變圖形的垂直大小，應(yīng)調(diào)節(jié)通道的“偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)”；要改變圖形的水平大小，應(yīng)調(diào)節(jié)通道的“偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)”；要改變圖形的垂直位置，應(yīng)調(diào)節(jié)通道的“垂直位移(POSITION)”。(可選答案：CH1，CH2)。用示波器測得的CHI (X)信號的波形如下面左圖所示，CHI (X)信號與CH2 (Y)信號合成的李莎茹圖如下面右圖所示，示波器屏幕上已顯示了必要的參數(shù)，圖中每 1 大格為1ms/cm CH1I： 1V/cmI： 1V/cm 2： 5V/cmlcm。請回答下列回題：(1)CH1(X)信號的 周期為丨i ms； (3) CH2 (Y)信號的頻

5、率為.8.示波器如圖3中,Upp為Hz。J.|IJ -V；(2) CH1 (X)信號的改正垂直方向幅度太小、水平方向幅度太大的現(xiàn)象，應(yīng)如何調(diào)節(jié)?調(diào)大“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)大“掃描速率”調(diào)小“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)小“掃描速率”調(diào)小“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)大“掃描速率”調(diào)大“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)小“掃描速率”實驗 6 聲速測量形成駐波的條件是什么？壓電換能器作為超聲波的發(fā)生器和接收器，分別應(yīng)用了什么效應(yīng)？怎樣確定聲速測量儀換能系統(tǒng)的諧振頻率？駐波共振法測聲速和相位比較法測聲速，有什么區(qū)別？實驗中，通過示波器顯示的是接收端面的聲壓變化波形？還是媒質(zhì)質(zhì)點位移變化的 波形？駐波共振法測量聲速時，在示波器熒屏上可明顯地觀察到聲壓振

6、幅隨距離的增長而衰減，這是為什么？為了提高測量的靈敏度，示波器的偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)適當(dāng)調(diào)大還是調(diào)?。浚?）駐波共振法測量聲速l = n二（n=l、2、3、），相鄰兩個駐波振幅極大值之n2間的距離為n（2）相位比較法測量聲速，當(dāng)換能器S2從某一個同相位置調(diào)到下一個同相位置，該 換能器移動的距離為一個波長九實驗11 邁克爾遜干涉儀測光波波長邁克爾遜干涉形成條紋的條件、條紋的特點、條紋出現(xiàn)的位置和測量波長的公式。比較等 傾干涉條紋和牛頓環(huán)（等厚干涉）異同。怎樣準(zhǔn)確讀出可動反射鏡M的位置？邁克爾遜干涉儀中的補(bǔ)償板、分光板各起什么作用？用鈉光或激光做光源時，沒有補(bǔ)償板 P2 能否產(chǎn)生干涉條紋

7、？用白光做光源呢？在邁克爾遜干涉儀的一臂中，垂直插入折射率為1.45的透明薄膜，此時視場中觀察到 15個條紋移動，若所用照明光波長為500nm，求該薄膜的厚度。實驗 12 光的等厚干涉牛頓環(huán)形成的條件、條紋的特點、條紋出現(xiàn)的位置和測量波長的公式。比較等傾干涉條紋和牛頓環(huán)（等厚干涉）異同。比較牛頓環(huán)和劈尖的干涉條紋的異同點.何謂等厚干涉？ 如何應(yīng)用光的等厚干涉測量平凸透鏡的曲率半徑？（掌握求曲率半徑的 數(shù)據(jù)處理方法）用讀數(shù)顯微鏡測量出來的牛頓環(huán)直徑是真實大小的牛頓環(huán)直徑嗎？如何調(diào)節(jié)使視場變清晰？從牛頓環(huán)裝置的下方透射上來的光，能否形成干涉條紋？如果能的話，它和反射光形成的干涉條紋有何不同？假如在

8、測量過程中，叉絲中心未與牛頓環(huán)中心重合，測得的是弦而不是直徑，則對R的結(jié)果有無影響？為什么？D 2 一 D 2為什么采用測量干涉圓環(huán)直徑來求得牛頓環(huán)裝置的曲率半徑R十，而不直接4m - n 爪測量干涉環(huán)的半徑，由r2 = kR九條件得到曲率半徑R.，請說明具體的原因。k如果待測透鏡是平凹透鏡，觀察到的干涉條紋將是怎樣的？觀察牛頓環(huán)時將會發(fā)現(xiàn)，牛頓環(huán)中心不是一點，而是一個不甚清晰的暗或亮的圓斑，為什么？對透鏡曲率半徑R的測量有無影響？為什么？牛頓環(huán)的干涉條紋各環(huán)間的間距是否相等? 為什么?實驗 16 用霍爾效應(yīng)傳感器測楊氏模量1實驗中有什么方法可以間接測出微小的長度變化？ 2什么是楊氏模量？如何

9、用彎曲法測金屬的楊氏模量？ 3什么現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)？寫出霍爾電壓測量微小長度變化量的表達(dá)式。 4霍爾位置傳感器定標(biāo)的目的是什么？5如果有一幾何尺寸與待測橫梁完全相同，但用另一種材料做成的金屬橫梁，且已知其楊 氏模量的精確值，你能否借助此橫梁的楊氏模量，測出待測橫梁的楊氏模量，方法如何？ 6本實驗對霍爾位置傳感器定標(biāo)時，要求首先要將毫伏表讀數(shù)調(diào)為零，請問讀數(shù)顯微鏡的 初始讀數(shù)是否也一定要調(diào)為零呢？為什么？實驗 18 磁化曲線和磁滯回線測量什么是硬、軟磁材料？為什么測磁化曲線先要退磁？為什么測量磁化曲線要進(jìn)行磁鍛煉？為什么動態(tài)法測量時不需要人為進(jìn)行磁鍛煉？什么是靜、動態(tài)法？為什么動態(tài)磁滯回線的面積

10、比靜態(tài)磁滯回線大，損耗大？什么是磁化曲線？什么是磁滯回線？HS、BS、B、H各特征參數(shù)是什么含義？ SSrc4.在測量磁滯回線下降段曲線時,勵磁電流先從0.55A變到了 0.25A測量，如果想補(bǔ)測0.40A這點，能否將電流直接從 0.25A 調(diào)回 0.40A 測量，然后再從 0.40A 調(diào)到 0.10A 繼續(xù)測量，為 什么？B(X105 T)A圖 1 實驗測量曲線在電流步進(jìn)法測圖 1 所示的磁滯回線時,若在勵磁 電流為正向飽和電流IS時突然斷開測試儀電源，此時 鐵磁材料的剩磁為多少？本實驗中應(yīng)用到的物理原理有哪些？分別用于測 量那些參數(shù)？實驗 20 太陽能電池特性的測量1掌握太陽能電池的基本原理。2無光源的條件下，太陽能電池施加正向偏壓時的伏安特性？怎樣求常數(shù) 和 I 的值？0恒定光照下，太陽能電池在不加偏壓時伏安特性？如何求短路電流I ；開路電壓U ；SCOC最大輸出功率；填充因子 FF？如何對太陽能電池基本特性進(jìn)行測量？電路圖？溫度會對太陽能電池帶來什么影響？實驗 22 光調(diào)制法測量光速能否對光的頻率進(jìn)行絕對測量，為什么？儀器中光源的波長為 0.65 微米，為什么還要測量波長？什么是位相法測定調(diào)制波的波長？在本實驗中是如何實現(xiàn)的？紅光的波長為，在空氣中只走0.325微米就會產(chǎn)生相位差療。而我們在實驗中卻