大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材課后思考題答案解析

?學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材課后思考題答案解析?學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材課后思考題答案?、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：答：如果考慮空?粘滯阻尼?矩的存在，?墊擺擺動(dòng)時(shí)頻率減?，振幅會(huì)變?。（或者說對(duì)頻率有影響，對(duì)振幅有影響）在擺輪擺動(dòng)中，阻尼?矩會(huì)越變越?。2．為什么圓環(huán)的內(nèi)、外徑只需單次測量？實(shí)驗(yàn)中對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測量精度影響最?的是哪些因素？（對(duì)測量結(jié)果影響??）3．試總結(jié)??墊擺測量物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的?法有什么基本特點(diǎn)？1.有程序（各種語?皆可）K分K分只有K值范圍+1分有圖和K值范圍+2分（2）．混沌具有分形的性質(zhì)（3）．混沌具有標(biāo)度不變性（4）．混沌現(xiàn)象還具有對(duì)初始條件的敏感依賴性：對(duì)具有內(nèi)在隨機(jī)性的混沌系統(tǒng)??，從兩個(gè)?常失之毫厘，謬。分，否則不給分，只舉例的不給分。PN結(jié)11-A電流，有哪些優(yōu)點(diǎn)?61010-~答：具有輸?阻抗低、電流靈敏度?、溫漂?、線性好、設(shè)計(jì)制作簡單、結(jié)構(gòu)牢靠等優(yōu)點(diǎn)。PN結(jié)溫度時(shí)，應(yīng)該注意哪些問題？答：在記錄數(shù)據(jù)開始和結(jié)束時(shí)，同時(shí)都要記錄下?井中溫度θ，取溫度平均值θ。在?基本函數(shù)進(jìn)?曲線擬合求經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)，如何檢驗(yàn)?zāi)?種函數(shù)式擬合得最好，或者擬合的經(jīng)驗(yàn)公式最符合實(shí)驗(yàn)規(guī)律？R21的函數(shù)，擬合得最好。五、地磁場磁阻傳感器和霍?傳感器在?作原理有什么區(qū)別？答：前者是磁場變化引起材料阻值變化，最終使得電橋外接電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的輸出電壓；后者是磁場變化引起流經(jīng)材料內(nèi)部的載流?發(fā)?偏轉(zhuǎn)?產(chǎn)?電壓。為何坡莫合?磁阻傳感器遇到較強(qiáng)磁場時(shí)，其靈敏度會(huì)降低？?什么?法來恢復(fù)其原來的靈敏度？當(dāng)外加磁場較弱時(shí)，磁阻相對(duì)變化值與磁感應(yīng)強(qiáng)度成平?關(guān)系)，使磁阻傳感器輸出顯?線性關(guān)系。（或者按復(fù)位鍵）六、?頓環(huán)??答：222δ+=kkl2222nmnmllrr-=-所以，沒有影響，圓環(huán)直徑的平?差等于對(duì)應(yīng)的弦的平?差。k級(jí)暗環(huán)的半徑條紋間距所以隨著環(huán)數(shù)增加，條紋越密七、麥克爾遜?涉儀測He-NeλkRrkRkr-+=?)1()1(kkRkR++=11λ↓?↑rkM與'2M必須完全平?時(shí)，才能見到?組同?的圓形?涉條紋？如果M1與'2M不平?，將出現(xiàn)什么樣的?涉條紋？M和MM和Mdi1、2的光idcosdi的光束所形成的是光程差相同的同E為圓?的?組明暗相間的同?圓環(huán)。當(dāng)M1、M2′不再平??是有微?夾??、且M1和M2′之間形成的楔形空?層較薄時(shí)，會(huì)形成等厚?涉條紋。如果?射?θ很?，光束近于垂直?射時(shí)，cosθ=1-θ2/2，故Δ=22(12)dθ-=22ddθ-,在M1、M2′相交處，d=0，光程差為0，出現(xiàn)中央直條紋；?在兩鏡?交線附近，dθ2遠(yuǎn)?λ要?，故可忽略，則Δ的變化主要取決于厚度d的變化。所以，在楔形空?層上厚度相同的地?，光程差也相同，將出現(xiàn)?組平?于兩鏡?交線的直線，這就是等厚?涉條紋；當(dāng)厚度d變?時(shí)，dθ2可以與λ?較，ft時(shí)Δ既決定于d?與θ有關(guān)，這時(shí)得到的?涉條紋將隨?θ的增?逐漸發(fā)?彎曲，凸向兩鏡交線，ft時(shí)已不再是等厚?涉條紋。對(duì)定域?涉和?定域?涉觀察?法有何不同？（?窮遠(yuǎn)或透鏡焦平?處）觀察到?涉條紋。22的長度改d就不準(zhǔn)確，不能?來計(jì)算晶?厚度。從光的單?性和相?性（相?長度）NaHe—NeP2M1，δ≈0時(shí)，才能看到彩??涉條紋，在δ稍?時(shí)，不同波長的?涉條紋會(huì)互相重疊，使光強(qiáng)趨于均勻，彩??涉條紋會(huì)消失。不能調(diào)出來。1n，請?zhí)岢鲈O(shè)計(jì)?案，?邁克爾孫?涉儀測量空?折射率。答：實(shí)驗(yàn)原理：SG121從GM鏡，反射回來G2MMG12在空間相遇，發(fā)??涉。由圖1可知，邁克爾遜?涉儀中，當(dāng)光束垂直?射?M1、M2鏡時(shí)，兩束光的光程差δ為)(22211LnLn-=δ（1）式中，1n和2n分別是路程1L、2L上介質(zhì)的折射率。設(shè)單?光在真空中的波長為λ，當(dāng),3,2,1,0,==KKλδ（2）知，兩束相?光的光程差不但與?何路程有關(guān)，還與路程上介質(zhì)的折射率有關(guān)。當(dāng)1L?路上介質(zhì)折射率改變1n?時(shí)，因光程的相應(yīng)改變?引起的?涉條紋的變化數(shù)為N。由（1）式和（2）式可知112LNnλ=nm和mmL10=N，則可以測得0003.0=?n?？梢姡瑴y出接收屏上某?處?涉條紋的變化數(shù)N，就能測出光路中折射率的微?變化。正常狀態(tài)（PaPCt51001325.1,15?==）下，空?對(duì)在真空中波長為nm0.633的2M'1MM2MO1L1n2L2n圖1邁克爾遜?涉儀光路?意圖激光SG1光的折射率00027652.1=n，它與真空折射率之差為410765.2)1(-?=-n。??般?法不易測出這個(gè)折射率差，???涉法能很?便地測量，且準(zhǔn)確度?。實(shí)驗(yàn)裝置2He-Ne激光作光源nmHT。擴(kuò)束鏡TH是為調(diào)節(jié)光束使之垂直?射在M1、M2鏡上時(shí)?的。另外，為了測量空?折射率，在??光路中加??個(gè)玻璃?室，其長度為L。?壓表?來測量?室內(nèi)?壓。在O處??玻璃作接收屏，在它上?可看到?涉條紋。測量?法0p1n。若屏上某?點(diǎn)（通常觀察屏的中?）N，則由式（3）可知LNn21λ+=（4）但實(shí)際測量時(shí)，?室內(nèi)壓強(qiáng)難以抽到真空，因ft利?（4）式對(duì)數(shù)據(jù)作近似處理所得結(jié)果的誤差較?。應(yīng)采?下?的?法才?較合理。np成正?：=??=-pnpn1所以ppnn??+=1（5）將（3）式代?該式，可得1MMO圖2測量空?折射率實(shí)驗(yàn)裝置?意圖激光器G?壓表HTL?室打?球ppLNn?+=21λ（6）式（6）給出了?壓為p時(shí)的空?折射率n。1p2pN，即可由式pn，?室內(nèi)壓強(qiáng)不0開始。p=760mmHgpN，?（6）n的1、按實(shí)驗(yàn)裝置?意圖把儀器放好。打開激光光源。2、調(diào)節(jié)光路光路調(diào)節(jié)的要求是：M1、M2兩鏡相互垂直；經(jīng)過擴(kuò)束和準(zhǔn)直后的光束應(yīng)垂直?射到M1、M2的中?部分。粗調(diào)H、TM、MM、M的中?，可稍微改變光束?向或光源位置。注意操作要??，動(dòng)作要輕慢，防?損壞儀器。細(xì)調(diào)HHH。若移動(dòng)后光束不再通過?孔?位于?孔M、M反射回來的兩列?光斑。②??紙?擋住M2鏡，H屏上留下由M1鏡反射回來的?列光斑，稍稍調(diào)節(jié)光束的?位，使該列光斑中最亮的?個(gè)正好進(jìn)?H（其余較暗的光斑與調(diào)節(jié)?關(guān)，可不管它）。ftM鏡上了。調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)注意盡量使光束垂直?射在M鏡的中?部分。MMMH。ftM鏡的中?部分了。記住ftM鏡上的位置。④放?擴(kuò)束鏡，并調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡的?位，使經(jīng)過擴(kuò)束后的光斑中?仍處于原來它在M2鏡上的位置。條紋出現(xiàn)后，進(jìn)?步調(diào)節(jié)垂直和?平拉簧螺絲，使條紋變粗、變疏，以便于測量。1p或即前?所說條紋變化）或”N2p6N=6012pp的6p。4、計(jì)算空?的折射率?壓為p時(shí)的空?的折射率為ppLNn?+=21λ我們要求測量p為1個(gè)??壓強(qiáng)時(shí)空?的折射率。?、全息照相?、明暗、位置、形狀和遠(yuǎn)近等。九、光電效應(yīng)1實(shí)驗(yàn)時(shí)為什么不能將濾??罩在光源的出光孔上？答：如果濾??不在?光孔處，會(huì)使得其它頻率的光進(jìn)??光孔，?法實(shí)現(xiàn)單?頻率光照射陰極?屬板。2從截?電壓aU與?射光頻率ν的關(guān)系曲線中，你能確定陰極材料的逸出功么？答：根據(jù)AeUha+=ν，測出不同頻率ν的?射光所對(duì)應(yīng)的截?電壓aU，由ft可做aU-ν圖線，由截距-A/e可求得逸出功A。3如果某種材料的逸出功為2.0eV，?它做陰極時(shí)能探測的波長紅限時(shí)多少？答：hA/0=ν=2.0eV/4.13566743×1015-eV·s=4.836×1014HZ?、聲速測量：調(diào)節(jié)?法是將兩個(gè)換能器平?平?放置好，兩者之間相距1CM左右，連接好線路，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)?器的頻率，實(shí)驗(yàn)中所?換能器頻率?概在33K~38KHZ之間，所以可以從33KHZ的頻率開始上調(diào)頻率，觀察?波器上的信號(hào)幅度??，當(dāng)幅度越來越?，并且達(dá)到最?值時(shí)，該頻率即為諧振頻率。當(dāng)空?溫度變化時(shí)，聲?的頻率不變，但波長有變化。S1S2的表?互相平?，兩者平?時(shí)，測量的誤差最?。如果兩者不平?，兩者間的駐波隨著距離的增?會(huì)減?，引起測量誤差。??、?電位差計(jì)校準(zhǔn)毫安表1如何確定負(fù)載電阻的阻值范圍，為什么？答：?滑線變阻器組成的分壓電路中，負(fù)載電阻為滑線變阻器阻值2倍以上時(shí)，均勻調(diào)節(jié)滑?可以使得輸出電壓均勻線性變化。本實(shí)驗(yàn)要求電流表電流可調(diào)，滑動(dòng)變阻器阻值為RP=550Ω，RS=100Ω,所以RL≥2*RP-RS=1000Ω2分析試驗(yàn)中引起校準(zhǔn)誤差的主要原因有哪些？你采?何種措施使誤差減?？答：系統(tǒng)誤差：電表的不確定性（包括標(biāo)準(zhǔn)電池，電位差計(jì)，電阻箱等），導(dǎo)線電阻引起的電流減?的誤差等。隨機(jī)誤差：電源的波動(dòng)，估讀數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的讀數(shù)誤差，做修正曲線時(shí)描點(diǎn)等誤差。2電流表讀數(shù)時(shí)要使?光正視指針，UJ3600-3V的電壓表，提出你的設(shè)計(jì)線路并擬定實(shí)驗(yàn)?案。（3分）電壓表和電位差計(jì)都是測量電位的儀器，只要兩者并聯(lián)去測量同?個(gè)電壓即可進(jìn)?校準(zhǔn)。只是?般的電位計(jì)的量程較?，不能與量程較?的電壓表同時(shí)去測?較?的電壓，為ft我們可以將?分壓箱與電壓表并聯(lián)，只要?電位差計(jì)測得分壓箱上?定?例的電壓，再乘上所使?的分壓箱的倍率，即可得到電壓表兩端的實(shí)際電壓，同樣，調(diào)節(jié)8～10個(gè)電壓值，即可作出電壓表的校準(zhǔn)曲線。12345678910V的?數(shù)V0.30.60.91.21.51.82.12.42.73.0上?U1下?U2真值U偏差ΔU表中數(shù)據(jù)電壓單位均為V.1U為上?測量時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)，2U為下?測量時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)VEKRR1R2電位差計(jì)校準(zhǔn)電壓表電路真值U為電壓表兩端的實(shí)際電位差測量值的平均，()21212221UUUUU+=?+?=??、落球法測量液體的黏度12、如何保證在?球運(yùn)動(dòng)過程中不產(chǎn)?漩渦？使落球?qū)Ч艿哪┒私?蓖?油，讓?球沿著落球?qū)Ч苈M(jìn)?液體?三、電?束偏轉(zhuǎn)與電??荷測量1、請從理論和實(shí)驗(yàn)?法上?較各實(shí)驗(yàn)的誤差，討論其產(chǎn)?的原因，并提出改進(jìn)意見總體來說，零電場法?電偏轉(zhuǎn)法測量的誤差要?。實(shí)驗(yàn)4.13鐵磁材料磁化特性研究順磁材料分?電流說和有序排列5.11光柵衍射適?條件：平?光垂直?射。判斷：平?光，分光計(jì)調(diào)節(jié)中光縫成清晰的象垂直?射，光柵玻璃?反射的亮?字和望遠(yuǎn)鏡的上叉絲重合。光柵：由于不同波長的光在其衍射?不同產(chǎn)?的衍射光譜。譜線是分級(jí)的。赫茲實(shí)驗(yàn)1．IP-Ua呈現(xiàn)出有規(guī)律的起伏變化，IP的?峰不為零，?且沿U軸升?。由波爾理論可知，當(dāng)電?與原?碰撞時(shí)，如果電?能量?于臨界能量，則發(fā)?彈性碰撞；如果電?能量?于臨界能量，則發(fā)??彈性碰撞。Ua從零增?，板極電流也隨之增?，表?電?動(dòng)能增加，到達(dá)板極的電?數(shù)?必隨之增多，這說明電?在UaUo時(shí)，這時(shí)電?與?板IUa，板極電流?逐漸回升，說明電?與?體原?碰撞后的剩余能量能Ua2Uo時(shí)，I?轉(zhuǎn)為下降，說明電?與?體原?發(fā)?了第?次?彈性碰撞?失去能量，并且受到減速電場的阻擋不能到達(dá)極板，電流再度下降，如ft往復(fù)。2UR在peURP形成板極電流Ip,當(dāng)UR增?時(shí)，到達(dá)板極p的電?數(shù)減?，相應(yīng)的板極電流Ip減?。?頻信號(hào)的光纖通信的光電特性。在信號(hào)傳輸中，為了避免和減少?線性LED如果直流偏置過?，出現(xiàn)飽和失真，直流偏置過?出現(xiàn)截?失真。對(duì)于?線LEDLED獲得?截?畸變幅度最?的調(diào)制，有利于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。光發(fā)送器部分，光纖部分，光接收器部分都有可能引起光信號(hào)的衰減。光源器件主要有半導(dǎo)體發(fā)光?極管和半導(dǎo)體激光器。光探測器?叫光檢測器，光接收機(jī)的主要部件是光檢測器，也就是?靈PNSPD的管殼上有?個(gè)能讓光射?其光敏區(qū)的窗?。ft外，與普通?極管不同，它經(jīng)常?作在反向偏置電壓狀態(tài)或?偏壓狀態(tài)，因ft，SPD的光電特性線性度好。常見的光電?極管有倆種：PIN光電?極管和雪崩光電?極管(APD)光檢測器?般要滿?以下要求：（1）在系統(tǒng)?作要求的波長區(qū)域范圍內(nèi)，有?的量?效率；（2）響應(yīng)速度快；（3）具有好的線性輸?-輸出性質(zhì)；（4）能在通常條件下可靠的?作。電橋1、試證明單臂電橋平衡時(shí)，四個(gè)橋臂的阻值滿?4231RRRR=.答：當(dāng)電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)中電流為零，即DBUU=,所以43124411,IRIRIRIR==,所以，4321RRRR=,即4231RRRR=。2、若單臂電橋中有?個(gè)橋臂斷開（或短路），電橋是否能調(diào)到平衡狀態(tài)？若實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)該故障，則調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：不能調(diào)到平衡，檢流計(jì)的指針始終朝?個(gè)?向偏轉(zhuǎn)。3、在實(shí)際操作電橋測電阻時(shí)，總是要先預(yù)置儀器上的數(shù)值?致等于被測電阻的阻值，為什么要這樣做？答：這樣使電阻箱的阻值與待測電阻的阻值較接近，B、D之間的壓降不會(huì)太?，檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)不會(huì)過于劇烈，從?保護(hù)檢流計(jì)；同時(shí)先預(yù)置阻值可以使調(diào)節(jié)過程更加?便快捷。電位差計(jì)1、電位差計(jì)具有很?的準(zhǔn)確度和靈敏度，與電路中的哪些元件關(guān)系密切？標(biāo)準(zhǔn)電池、檢流計(jì)11?電阻絲2、如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)總往?邊偏，?法調(diào)到平衡，試分析可能有哪些原因？電源電壓過?或過?；補(bǔ)償電路正負(fù)極接反；回路中發(fā)?斷路現(xiàn)象；標(biāo)準(zhǔn)電池?fù)p壞；待測電池帶電量過?3、根據(jù)式推導(dǎo)內(nèi)阻測量不確定度的計(jì)算公式。SxxxRlllr)(''-='-'-+='-'-=xxxSxxxSlllRlllRrln)ln(lnln)(lnln'-=??xxxlllr1lnln)(11lnlnxxxxxxxxllllllllr-''='-'--='??222222))(()1()lnln()lnln(''-''+'-='??+??=XXXXLxxxxLxxLxLxrUllllUllrUlrUlrrU密?根油滴向油霧室噴油時(shí)為什