設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提要

實(shí)驗(yàn)1《135照相膠片密度的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《135照相膠片密度的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是，給定一張135照相膠片(如條狀約150.0×35.00×0.125、質(zhì)量約左右)樣品，測(cè)量出該膠片的密度。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出《135照相膠片密度的測(cè)定》的整體方案，內(nèi)容涉及：(寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式；選擇測(cè)量?jī)x器；寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)。)然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，推導(dǎo)出密度與各測(cè)量物理量的計(jì)算公式。⑵選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)x器要符合精度規(guī)定，測(cè)量值相對(duì)誤差在1%之內(nèi)，并說明選擇儀器的理由，擬定相應(yīng)物理量的測(cè)量?jī)x器。⑶設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)要具有可操作性。⑷測(cè)量時(shí)那些物理量可以測(cè)量一次，那些物理量必須得多次測(cè)量，說明原理。⑸測(cè)量膠片長度和寬度時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)及實(shí)際測(cè)量的方法。⑹測(cè)量135膠片圓角矩形齒孔時(shí)，假如計(jì)算的是矩形面積，要注意圓角的修正。⑺收實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。測(cè)量?jī)x器和被測(cè)物體及提醒⑴鋼尺：20cm/0.1cm或30cm/0.05cm任選，但必須大于膠片的長度和滿足測(cè)量值相對(duì)誤差的規(guī)定。⑵游標(biāo)卡尺：125mm/0.02mm。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查游標(biāo)卡尺的零點(diǎn)，允許誤差在0.1mm以內(nèi)。⑶千分尺：25mm/0.01mm。⑷讀數(shù)顯微鏡：50mm/0.01mm。⑸光源：鈉燈、汞燈或一般的白熾燈任選。⑹物理天平：600g/0.05g或分析天平：200g/0.001g任選；(因膠片質(zhì)量約1g，因此量程無需太大。)⑺照相膠片：一般的曝光廢膠卷即可。(將膠卷裁切成5～10張長度相同的膠片，長度在15～20cm之間，以保證讀數(shù)的有效數(shù)字為4位。可選單張或多張進(jìn)行測(cè)量，由學(xué)生自己選擇。裁切時(shí)注意不要破壞齒孔的完整。使用前先將膠片壓平整，注意不要有折痕)。實(shí)驗(yàn)所用公式及物理量符號(hào)提醒⑴密度，為單張膠片的質(zhì)量，為單張膠片的體積。⑵體積，為膠片的長度，為膠片的寬度，為單張膠片上齒孔的數(shù)目，為齒孔的面積，為單張膠片的厚度。⑶，為齒孔的長度，為齒孔的寬度，修正量為：。有關(guān)測(cè)量提醒⑴在進(jìn)行長度測(cè)量時(shí)：使用鋼尺，為了測(cè)量準(zhǔn)確，通常不用鋼尺的端邊作為起點(diǎn)；使用千分尺，讀數(shù)必須要扣除零讀數(shù)。⑵用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量長度：先調(diào)節(jié)目鏡和十字準(zhǔn)線的間距，使十字準(zhǔn)線像最清楚；然后再調(diào)節(jié)目鏡鏡筒與待測(cè)物體的距離，使十字準(zhǔn)線像和待測(cè)物體的像都清楚。⑶使用分析天平時(shí)：要調(diào)底盤水平和橫梁平衡，注意游碼的使用方法，不要用手直接拿砝碼，注意防風(fēng)。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。注：該實(shí)驗(yàn)不需高深理論和煩瑣的運(yùn)算，也不需要特殊的方式方法和自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)是基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論、基本測(cè)量?jī)x器的綜合性應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)2《碰撞打靶》實(shí)驗(yàn)提綱物體間的碰撞是自然界中普遍存在的現(xiàn)象，從宏觀物體的天體碰撞到微觀物體的粒子碰撞都是物理學(xué)中極其重要的研究課題。本實(shí)驗(yàn)通過兩個(gè)球體的碰撞、碰撞前的單擺運(yùn)動(dòng)以及碰撞后的平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用已學(xué)到的力學(xué)定律去解決打靶的實(shí)際問題，從而更進(jìn)一步地了解力學(xué)原理，并提高分析問題、解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)沿革本實(shí)驗(yàn)的思緒是根據(jù)美國哈佛大學(xué)的“單擺打靶”實(shí)驗(yàn)改善而成的。哈佛的實(shí)驗(yàn)是這樣的：在單擺的擺球與擺線間用一小段膠帶紙粘合，當(dāng)擺到最低點(diǎn)時(shí)，讓電熱絲燒斷膠帶紙，使擺球作平拋運(yùn)動(dòng)；教師臨時(shí)放置一張靶紙，規(guī)定學(xué)生據(jù)此算出單擺的高度，使擺球擊中靶心，然后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之，比賽誰的得分最高(靶心為10分)。他們認(rèn)為這是一個(gè)學(xué)生最感愛好的實(shí)驗(yàn)。我們認(rèn)為這實(shí)驗(yàn)構(gòu)思很好，但對(duì)于中國學(xué)生，內(nèi)容還嫌太簡(jiǎn)樸。復(fù)旦大學(xué)因此把它做了改善：不是讓單擺的擺球在最低點(diǎn)時(shí)自己作平拋運(yùn)動(dòng)去打靶，而是讓擺球在最低點(diǎn)去碰撞另一個(gè)小球，由被撞球作平拋運(yùn)動(dòng)去打靶。這被撞球的質(zhì)量、大小可與擺球相同，也可以不同，變化很多，內(nèi)容也豐富多了。根據(jù)這一構(gòu)思，設(shè)計(jì)了如圖2-1所示實(shí)驗(yàn)裝置，“碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀”。我們根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思和復(fù)旦大學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置，運(yùn)用我們現(xiàn)有的單擺實(shí)驗(yàn)箱，自行組裝來完畢這一實(shí)驗(yàn)，從某種角度來說我們是站在美國哈佛大學(xué)和上海復(fù)旦大學(xué)的肩膀上來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的，然而難度又增長了幾分。實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《碰撞打靶》實(shí)驗(yàn)是通過兩個(gè)球的碰撞以及碰撞后的平拋運(yùn)動(dòng)，研究物體間能量的轉(zhuǎn)換以及運(yùn)動(dòng)的變化，了解能量與動(dòng)量的守恒等力學(xué)規(guī)律。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)和以上的提醒，設(shè)計(jì)出《碰撞打靶》的整體方案，內(nèi)容涉及：(寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式；選擇和制作實(shí)驗(yàn)儀器配件，自組實(shí)驗(yàn)儀器；研究實(shí)驗(yàn)方法；寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié))，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。按書寫科學(xué)論文的規(guī)定寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定及提醒⑴用單擺實(shí)驗(yàn)箱，搭建如上圖相似的實(shí)驗(yàn)裝置(可以改善使之更加合理)，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，找出規(guī)律，根據(jù)能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律及平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過理論公式，導(dǎo)出碰撞后小球運(yùn)動(dòng)的水平距離x與單擺球的起始高度h和、下落高度y、兩球的質(zhì)量m1、m2的理論關(guān)系(導(dǎo)出計(jì)算公式)，再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，看是否相符，假如有差別，找出因素加以修正，最佳能總結(jié)出該實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)公式(選作)。寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。(注：這一步是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，得先到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)研究，分析論證，找出規(guī)律，才干寫出實(shí)驗(yàn)原理。)⑵該實(shí)驗(yàn)有多種方法，可以根據(jù)上面的提醒來設(shè)計(jì)，也可以根據(jù)自己的設(shè)想和方法來設(shè)計(jì)。⑶選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)x器，鋼尺(300mm/0.5mm、200mm/0.5mm、1m/0.001m)、天平(600g/0.05g)、游標(biāo)卡尺(150mm/0.02mm)。⑷實(shí)驗(yàn)組件：碰撞小球、支架、線繩、靶紙和復(fù)寫紙(自備)、支撐柱等。⑸設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑹如何由給定y值求出x和h的關(guān)系？，其中m1為撞擊球的質(zhì)量，m2為被撞球的質(zhì)量。當(dāng)m1=m2時(shí)，有。⑺實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(分析實(shí)驗(yàn)值和理論值的誤差，并找出因素)。實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備⑴根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定組建一個(gè)碰撞打靶實(shí)驗(yàn)儀，(各零件涉及撞擊球、被撞球、細(xì)繩、小磁鐵等自己考慮可以取舍)。⑵檢查天平、鋼尺和游標(biāo)卡尺等是否正常。⑶備好一張靶紙及復(fù)寫紙。⑷備好相應(yīng)的附件：一個(gè)銅球、一個(gè)鋁球、一個(gè)大鐵球、兩個(gè)相同的金屬球。⑸簡(jiǎn)樸的工具：尖頭鉗一把(臨時(shí)儀器維修用)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提醒參考上圖的實(shí)驗(yàn)裝置自組實(shí)驗(yàn)裝置。先做幾次實(shí)驗(yàn)，熟悉儀器使用方法；然后放上靶紙，在靶紙上寫自己的專業(yè)、班級(jí)、姓名，根據(jù)靶紙的位置和小平臺(tái)的高度算出h值；做幾次打靶實(shí)驗(yàn)，根據(jù)球的實(shí)際落點(diǎn)修正計(jì)算值，直到有把握擊中靶心。當(dāng)確認(rèn)能擊中靶心時(shí)，將復(fù)寫紙覆蓋在靶紙上，打靶三次，根據(jù)擊中環(huán)數(shù)的平均值計(jì)算學(xué)生的打靶成績(jī)。取回靶紙。實(shí)驗(yàn)中常見的問題及其解決方法實(shí)驗(yàn)x值通常小于計(jì)算值。這是由于平臺(tái)的摩擦、空氣阻力等因素導(dǎo)致；但若差距太大，要檢查是否計(jì)算有誤或?qū)嶒?yàn)方法有誤。規(guī)定兩球正碰撞，使被撞球的平拋軌跡始終在豎尺和升降臺(tái)組成的平面上。要從正面和側(cè)面觀測(cè)兩球的位置：正面兩球水平，側(cè)面兩球重合。直徑不同的球在計(jì)算高度時(shí)要考慮球的半徑。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。參考文獻(xiàn)《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》沈元華陸申龍主編高等教育出版社實(shí)驗(yàn)3-2《碰撞打靶》。實(shí)驗(yàn)3《物體在液體中的運(yùn)動(dòng)研究》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《物體在液體中的運(yùn)動(dòng)研究》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：研究各種質(zhì)量相同、形狀不同的物體在水中下落時(shí)的速度將多不相同，這是由于粘滯阻力對(duì)這些物體的影響不同所致，用實(shí)驗(yàn)的方法研究它們之間的關(guān)系，并由此總結(jié)出規(guī)律。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《物體在液體中的運(yùn)動(dòng)研究》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶在坐標(biāo)紙上作圖，由圖總結(jié)出物體的形狀與速度、粘滯阻力與速度的關(guān)系。⑷計(jì)算小球的加速度與速度之間的關(guān)系。⑸分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)儀器氣墊導(dǎo)軌及附件、數(shù)字計(jì)時(shí)器、橡皮泥、細(xì)繩、水、大量筒、天平與游標(biāo)尺。實(shí)驗(yàn)提醒將一定質(zhì)量的橡皮泥分別捏成球形、圓錐形、圓盤形、流線型等，質(zhì)量約為10左右，物體線度約為2.5cm。將橡皮泥系在線的一端在水中落下，線的另—端則通過所墊滑輪與滑塊相連。測(cè)出其落入水中后，通過不同位置時(shí)的速度。實(shí)驗(yàn)時(shí)不考慮氣軌與滑塊的阻力。不計(jì)細(xì)線與滑輪的摩擦，不計(jì)細(xì)線的伸長及粘濕的情況。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。實(shí)驗(yàn)4《弦線振動(dòng)法測(cè)定液體密度實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《弦線振動(dòng)法測(cè)定液體密度實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：研究弦線振動(dòng)時(shí)波長的大小與弦線受到的張力有關(guān)，在其它條件不變的情況，改變弦線受到的張力即可改變波長，通過比較同一砝碼在空氣中與在待測(cè)液體中時(shí)分別產(chǎn)生的張力不同，而產(chǎn)生不同的波長，進(jìn)一步求出待測(cè)液體的密度。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《物體在液體中的運(yùn)動(dòng)研究》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，畫出實(shí)驗(yàn)裝置原理圖，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶寫出浸入待測(cè)液體中的物體體積的測(cè)量可行方法；⑷寫出浸入待測(cè)液體的密度公式，并計(jì)算出待測(cè)液體的密度。⑸分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)儀器弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀一套、水、待測(cè)液體、燒杯等。實(shí)驗(yàn)提醒物體浸沒在液體中受到的浮力大小為：弦線在振動(dòng)時(shí)頻率、波長、張力及弦線的線密度有如下關(guān)系：當(dāng)頻率與線密度一定期，上式左右兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，得到下式后還可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。參考書籍《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》陸廷濟(jì)胡德敬陳銘南主編實(shí)驗(yàn)5《用焦利氏秤測(cè)量彈簧的有效質(zhì)量》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《用焦利氏秤測(cè)量彈簧的有效質(zhì)量》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：自然界存在著多種振動(dòng)現(xiàn)象，其中最簡(jiǎn)樸的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。一切復(fù)雜的振動(dòng)都可以當(dāng)作是由多個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)合成的。本實(shí)驗(yàn)是研究焦利氏秤下面的彈簧的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，測(cè)量彈簧的有效質(zhì)量，驗(yàn)證振動(dòng)周期與質(zhì)量的關(guān)系。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《用焦利氏秤測(cè)量彈簧的有效質(zhì)量》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出測(cè)定簡(jiǎn)諧振動(dòng)周期與彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)，彈簧振子的有效質(zhì)量數(shù)值關(guān)系的方法，寫出實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶擬出實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，列出數(shù)據(jù)表格，建議多次測(cè)量減小誤差。⑷用最小二乘法解決實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。⑸分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)儀器焦利氏秤及附件、天平、秒表或數(shù)字毫秒計(jì)。實(shí)驗(yàn)提醒在一上端固定的彈簧下懸一重量為的物體，彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)為。在彈簧的彈性回復(fù)力的作用下，假如略去阻力，則物體作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。不考慮彈簧自身的質(zhì)量時(shí)，列出振動(dòng)周期與質(zhì)量，倔強(qiáng)系數(shù)的關(guān)系式。由于焦利氏秤的彈簧值很小，彈簧自身的有效質(zhì)量與彈簧下所加的物體系（涉及小鏡子、砝碼托盤和砝碼）的質(zhì)量相比不能略去，在研究彈簧作用簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，需考慮其有效質(zhì)量。若考慮彈簧的有效質(zhì)量時(shí)，、、、等關(guān)系又如何？提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。實(shí)驗(yàn)6《用熱敏電阻改裝溫度計(jì)》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)熱敏電阻是阻值對(duì)溫度變化非常敏感的一種半導(dǎo)體。不同于導(dǎo)體的阻值——溫度特性（溫度升高，阻值增大），半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值——溫度特性是當(dāng)溫度升高，阻值減少。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的因素是由于半導(dǎo)體中的載流子數(shù)目隨著溫度升高而按數(shù)劇烈地增長，載流子的數(shù)目越多，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，電阻率就越小。熱敏電阻溫度計(jì)是運(yùn)用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度急劇變化的特性而制作的，以半導(dǎo)體熱敏電阻為傳感器，通過測(cè)量其電阻值來擬定溫度的儀器。可以運(yùn)用這種“非平衡電橋”的電路原理來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量。用半導(dǎo)體熱敏電阻作為傳感器，設(shè)計(jì)制作一臺(tái)測(cè)溫范圍為40℃~80《用熱敏電阻改裝溫度計(jì)》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)把所給的熱敏電阻改裝成熱敏溫度計(jì)。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《用熱敏電阻改裝溫度計(jì)》的整體方案，內(nèi)容涉及：(寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)。)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，了解非平衡電橋的工作原理，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶溫度計(jì)的測(cè)量范圍在40℃～80℃，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況擬定測(cè)量溫度間隔（最大不能超過5⑷定標(biāo)時(shí)規(guī)定測(cè)量升溫和降溫中同一溫度下熱敏溫度計(jì)的指示值（自己擬定測(cè)量間隔，要達(dá)成一定的測(cè)量精度）。定標(biāo)后的刻度規(guī)定為：一大格表達(dá)5℃，一小格表達(dá)1⑸規(guī)定測(cè)量R～t曲線，標(biāo)出改裝后的的溫度計(jì)的刻度，然后再進(jìn)行校正，校正時(shí)的溫度點(diǎn)不要和定標(biāo)時(shí)的溫度點(diǎn)相同。實(shí)驗(yàn)儀器惠斯通電橋，電阻箱，表頭，熱敏電阻，水銀溫度計(jì)，量熱器等提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。思考題如何才干提高改裝熱敏溫度計(jì)的精確度？實(shí)驗(yàn)7《測(cè)量小燈泡伏安特性曲線》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《測(cè)量小燈泡伏安特性曲線》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：電學(xué)知識(shí)告訴我們當(dāng)電壓一定期，電流與電阻成反比，但小燈炮的電阻會(huì)隨溫度的改變而變化，小燈泡(6.3、0.15)在一定電流范圍內(nèi)其電壓與電流的關(guān)系為，和是與燈泡有關(guān)的系數(shù)。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《測(cè)量小燈泡伏安特性曲線》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出測(cè)小燈泡伏安曲線的電路和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶驗(yàn)證公式；⑷求系數(shù)和；⑸求出室溫下燈絲電阻，分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)儀器小燈泡、電流表、電壓表、變阻器、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)提醒小燈泡通電后，燈絲的電阻受燈絲的影響。低溫時(shí)燈絲的電阻的變化與溫度升到較高時(shí)電阻變化是不同樣的。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。實(shí)驗(yàn)8《用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定電容量》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定電容量》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：電容器充放電時(shí)都會(huì)在回路中產(chǎn)生電流，在放電時(shí)間相同的情況下，放電電流的大小與電容儲(chǔ)存的電量成正比，本實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)量電容器的放電時(shí)間與電流來測(cè)量電容量。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定電容量》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶為了便于數(shù)據(jù)解決測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)不少于10組⑷應(yīng)當(dāng)用什么方法解決數(shù)據(jù)，說明因素。⑸實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器電源、電阻箱、滑線變阻器、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電壓表與毫安表，實(shí)驗(yàn)所用公式及物理量符號(hào)提醒這種方法能準(zhǔn)確地測(cè)出到之間的電容量，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸，易于制作，實(shí)驗(yàn)效果較好，實(shí)驗(yàn)參考裝置如圖9-1所示。式中：為電容器的帶電量，為電容器的兩極電壓，放電時(shí)間。與打點(diǎn)頻率有關(guān)提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。實(shí)驗(yàn)9《高值電阻的測(cè)量方法》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《高電阻的測(cè)量方法》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：在電阻測(cè)量中，伏安法是最基本的測(cè)量方法。我們只需設(shè)法測(cè)出流過被測(cè)電阻中的電流以及該電阻兩端的電壓。高電阻阻值在之間，測(cè)量出通過高電阻中的電流是測(cè)量電阻值的關(guān)鍵所在。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《高電阻的測(cè)量方法》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶應(yīng)當(dāng)用什么方法解決數(shù)據(jù)，說明因素。⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器電源、滑絲變阻器，電壓表、檢流計(jì)（或電位差計(jì)）、標(biāo)準(zhǔn)電阻，實(shí)驗(yàn)所用公式及物理量符號(hào)提醒流過檢流計(jì)中的電流靈為敏檢流計(jì)的電流常數(shù)，為檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)格數(shù)。、、均為已知。選用檢流計(jì)為測(cè)量電流工具的參考電路如圖10-1所示。選用電位差計(jì)為測(cè)量電流工具的參考電路如圖10-2所示。圖標(biāo)準(zhǔn)電阻，且。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。實(shí)驗(yàn)10《將微安表改裝成多量程電流表并進(jìn)行初?！穼?shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《將表頭改裝成多量程電流表》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：運(yùn)用所給的儀器，結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，把表頭改裝成、雙量程電流表，完畢電表改裝電路所需儀器與校正電路。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《將表頭改裝成多量程電流表》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)儀器量程的微安表一塊，電阻箱(0.1級(jí))三個(gè)，惠斯登電橋、數(shù)字電壓表[精度(0.08%U+0.1)]、3V直流穩(wěn)壓電源、開關(guān)各一個(gè)、滑線變阻器兩個(gè)（高值、低值各一個(gè)）。實(shí)驗(yàn)所用公式及物理量符號(hào)提醒⑴測(cè)微安表內(nèi)阻時(shí)，電橋用外接電源并須降壓使用，以免測(cè)量時(shí)微安表過載。⑵將標(biāo)稱量程為、級(jí)別為級(jí)的微安表，改裝成、雙量程電流表。參考電路如圖11-1所示。⑶先測(cè)量微安表的內(nèi)阻和滿刻度的電流實(shí)際值。用實(shí)際測(cè)出的和算出和的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)中、用電阻箱。課前推導(dǎo)出計(jì)算、的公式，畫好測(cè)、的電路圖。⑷以數(shù)字萬用表的電壓檔作為標(biāo)準(zhǔn)表，兩個(gè)滑線變阻器串聯(lián)起來接入電路中，自己擬定校表電路，初校改裝好的電表。對(duì)改裝表的規(guī)定是：兩個(gè)量程中各點(diǎn)的誤碼率均不超過(每個(gè)量程校10個(gè)點(diǎn))。課前擬好數(shù)據(jù)表據(jù)。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。參考書籍《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》陸廷濟(jì)胡德敬陳銘南主編實(shí)驗(yàn)11《金屬電阻及電阻率的研究》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)學(xué)生根據(jù)給出直流雙臂電橋，金屬銅漆包線制作成的四端電阻，螺旋測(cè)微器，燒杯，熱水，溫度計(jì)等儀器，設(shè)計(jì)出《金屬電阻及電阻率的研究》的整體方案，內(nèi)容涉及：運(yùn)用經(jīng)典金屬電子論解釋金屬電阻及電阻率的微觀本質(zhì)，提出測(cè)量金屬電阻率及電阻率溫度系數(shù)的方法，分析了產(chǎn)生誤差的重要因素，提出減小誤差的方法。（寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)。），然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按書寫科學(xué)論文的規(guī)定寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提醒實(shí)驗(yàn)表白，導(dǎo)體的電阻與其材料、形狀、長短、粗細(xì)及溫度有關(guān)。一段柱形的均勻?qū)w的電阻由下式?jīng)Q定：（1）其中是導(dǎo)體的長度，是導(dǎo)體的橫截面積，是與導(dǎo)體的材料及溫度有關(guān)的量，叫導(dǎo)體的電阻率。通常電阻的阻值會(huì)隨溫度的改變而發(fā)生改變，對(duì)于金屬導(dǎo)體，變化關(guān)系可用下式表達(dá)：，規(guī)定不高時(shí)，可近似認(rèn)為：，其中為溫度系數(shù)。要想測(cè)量金屬電阻的電阻率和溫度系數(shù)，由于其電阻很小，所以需要用雙臂電橋來測(cè)量。金屬導(dǎo)電的歐姆定律和電阻可以用經(jīng)典金屬電子論解釋，該理論可到圖書館查閱下列資料：徐游.電磁學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2023.147,152-153.梁燦彬，秦光戎，梁竹健.電磁學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1986.189-191，195-197.有關(guān)測(cè)量提醒⑴用雙臂電橋測(cè)量電阻時(shí)，開關(guān)B只能在測(cè)量時(shí)按下，測(cè)好后應(yīng)及時(shí)松開再讀數(shù)。⑵測(cè)量電阻溫度系數(shù)時(shí)，溫度讀數(shù)應(yīng)盡量做到同時(shí)進(jìn)行。⑶測(cè)量時(shí)應(yīng)使熱水的溫度一邊下降一邊測(cè)量，自己擬定測(cè)量的次數(shù)和測(cè)量溫度間隔。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。思考題⑴可以采用哪些措施來減少測(cè)量的誤差？⑵簡(jiǎn)述雙臂電橋的使用環(huán)節(jié)和應(yīng)注意的事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)12《滑線變阻器的限流特性與分壓特性的研究》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《滑線變阻器的限流特性與分壓特性的研究》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到滑線變阻做一分壓控制電路和限流控制電路。如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定對(duì)的選擇滑線變阻器的參數(shù)(阻值和額定電流)，使得負(fù)載上的電流和電壓能隨變阻器觸頭位置的改變而均勻地變化，即所謂調(diào)節(jié)的線性較好。測(cè)定滑線電阻的限流特性曲線和分壓特性曲線，便可得知滑線電阻與負(fù)載應(yīng)如何匹配。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《滑線變阻器的限流特性與分壓特性的研究》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，制定實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)測(cè)量公式，設(shè)計(jì)測(cè)量電路，要具有可操作性；⑶測(cè)繪限流特性與分壓特性曲線；⑷根據(jù)所繪特性曲線討論負(fù)載與滑線變阻器的匹配問題，分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)儀器直流穩(wěn)壓電源、滑線變阻器(多種規(guī)格)、電阻箱、電壓表、電流表。實(shí)驗(yàn)提醒限流器的電路如圖13—1所示電流的最大值和最小值分別為，這就是電流的調(diào)節(jié)范圍。愈大，愈小，調(diào)節(jié)范圍愈大。我們還要考慮調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)電流控制的線性限度。負(fù)載的電流為引進(jìn)參數(shù)。，，可得請(qǐng)選擇為什么值時(shí)，分別列表測(cè)出與，與的數(shù)據(jù)，并用坐標(biāo)紙作出的關(guān)系曲線，討論為什么值時(shí)，電流調(diào)節(jié)范圍較大，調(diào)節(jié)線性較好且細(xì)調(diào)限度高，從而選擇合適的滑線變阻器與負(fù)載相匹配。2．分壓器的電路如圖13-2所示。同樣引入?yún)?shù)，?？傻猛蘖髌鞣椒ㄟM(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析滑線變阻器作分壓器時(shí)如何選取，才干與負(fù)載相匹配。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。實(shí)驗(yàn)13表頭參數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《表頭參數(shù)的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：電流表、電壓表和歐姆表等在電學(xué)測(cè)量中被廣泛使用。它們都有一個(gè)共同部件“表頭”，表頭事實(shí)上就是“靈敏的直流電流表”。表頭內(nèi)阻、量程和等級(jí)是描述表頭的三個(gè)重要參數(shù)。學(xué)習(xí)表頭參數(shù)測(cè)定對(duì)生產(chǎn)和應(yīng)用都有重要的意義。用箱式電位差計(jì)測(cè)量表頭的參數(shù)。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《表頭參數(shù)的測(cè)定》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵設(shè)計(jì)用箱式電位差計(jì)測(cè)量表頭參數(shù)的附加電路，簡(jiǎn)述測(cè)量方法、原理及公式。⑶擬定實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)及數(shù)據(jù)登記表格。⑷測(cè)量有關(guān)數(shù)據(jù)，作出校準(zhǔn)曲線，計(jì)算測(cè)量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)儀器UJ36箱式電位差計(jì)、電阻箱、標(biāo)準(zhǔn)電阻、待測(cè)表頭實(shí)驗(yàn)提醒⑴用電位差計(jì)測(cè)電流表的內(nèi)阻設(shè)是標(biāo)準(zhǔn)電阻，是待測(cè)電流表內(nèi)阻，請(qǐng)自行設(shè)計(jì)一電路，用電位差計(jì)分別測(cè)出電壓與，求出。⑵用電位差計(jì)校準(zhǔn)電流表設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)電阻，用電位差計(jì)可測(cè)出上的電壓，則流過中電流的實(shí)際值為再從電流表上讀出電流指示值，與進(jìn)行比較，其差值稱為電流表指示值的誤差。找出所測(cè)值中的最大誤差，按下式擬定電流表級(jí)別。為了使被校準(zhǔn)的電流表在校準(zhǔn)后有較高的準(zhǔn)確度，電位差計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)電阻的準(zhǔn)確度等級(jí)，必須比較校準(zhǔn)的電表的級(jí)別高。⑶表頭量程的測(cè)量調(diào)節(jié)使得表頭電流為最大(即所標(biāo)電流)，用提醒2方法多次測(cè)量上的電壓值可得。⑷箱式電位差計(jì)的操作程序很嚴(yán)密，在實(shí)際操作時(shí)盡也許預(yù)置測(cè)量值，在擬定實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)或?qū)嶒?yàn)方法時(shí)應(yīng)予考慮。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。附錄UJ36型電位差計(jì)如圖10-1、10-2分別是UJ36型電位差計(jì)的電路原理示意圖、電路圖，其電路原理示意圖，工作原理都是采用補(bǔ)償原理。UJ36型電位差計(jì)可在實(shí)驗(yàn)室或工作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或直流電壓，也常用來校正直流毫伏表及電子電位差計(jì)，如配合其它儀器還能對(duì)直流電阻、電流及溫度等物理量進(jìn)行測(cè)量UJ36型電位差計(jì)，由步進(jìn)讀數(shù)盤和滑線讀數(shù)盤以及晶體管放大檢流計(jì)、電鍵開關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)電池組成。工作回路電流分別為：×1時(shí)，5mA；×0.2時(shí)，1mA。步進(jìn)讀數(shù)盤由11只2Ω電阻組成，滑線盤電阻為2.2Ω。其板面圖如11—附—4所示。圖中“調(diào)零”為檢流計(jì)的電氣調(diào)零旋鈕；倍率開關(guān)共有G1、x1、斷、x0.2、G0.25檔；步進(jìn)數(shù)盤旋鈕每檔遞增10mV、最高檔為110mV，滑線讀數(shù)盤自0至10.5mV連續(xù)可調(diào)。圖10圖10-1電路圖圖10-2UJ36型電位差計(jì)板面圖使用說明1.將被測(cè)未知的電壓（或電動(dòng)勢(shì)）接在“未知”的二個(gè)接線柱上（注意極性）。2.把倍率開關(guān)調(diào)到所需要的檔上，同時(shí)接通電位差計(jì)工作電源和檢流計(jì)放大器電源，3分鐘以后，進(jìn)行檢流計(jì)指零調(diào)節(jié)。3.將扳鍵開關(guān)扳向“標(biāo)準(zhǔn)”，調(diào)節(jié)多圈變阻器，使檢流計(jì)指零。4.再將扳鍵開關(guān)，扳向“未知”，調(diào)節(jié)步進(jìn)讀數(shù)盤和滑線讀數(shù)盤使檢流計(jì)再次指零，未知電壓（或電動(dòng)勢(shì)）按下式表達(dá)：Ux=（步進(jìn)盤讀數(shù)＋滑線盤讀數(shù)）×倍率5.倍率開關(guān)旋向“G1”時(shí)，電位差計(jì)處在×1位置，檢流計(jì)短路。倍率開關(guān)旋向“G0.26.在連續(xù)測(cè)量時(shí)，規(guī)定經(jīng)常核對(duì)電位差計(jì)工作電流，防止工作電流變化。實(shí)驗(yàn)14《用鋼板尺測(cè)量激光的波長》實(shí)驗(yàn)提綱課題的提出和依據(jù)光是一種電磁波，光在真空中的波長不同，性質(zhì)也不同．如波長小于390nm的光波叫紫外光，它有殺菌作用；波長大于770nm的光波叫紅外光，它能傳遞熱量．波長在390nm至770nm之間的光波是人眼可見的，叫可見光，不同波長有不同的顏色：如波長為390～446nm的光是紫色的，波長為620～770nm的光是紅色的，橙、黃、綠、藍(lán)各色依次排列其間，都由其波長決定，而與其強(qiáng)度、方向等因素?zé)o關(guān)．由此可見，光的波長是決定光波性質(zhì)的最重要的參數(shù)之一．那么，如何才干測(cè)出光的波長呢?可見光在真空中(或空氣中)的波長只有萬分之幾毫米，這么短的長度又怎么用毫米刻度尺去測(cè)量呢?本實(shí)驗(yàn)用最小分度為0.5mm的普通鋼尺“量”出只有0.0006mm左右的波長，并且看到了反射角不等于入射角的“奇怪”現(xiàn)象．它說明，反射定律只是在一定條件下才成立的，假如反射面上刻有許多很細(xì)并且等間距的刻痕，就可使不同波長的光反射到不同的方向去，這就是現(xiàn)代高科技中常用的光學(xué)元件——“光柵”的雛形．光柵是一種比棱鏡更好的分光器件。假如運(yùn)用光柵的衍射原理就不難用普通的鋼尺測(cè)量出激光的波長。實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《用鋼板尺測(cè)量激光的波長》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是，運(yùn)用光的波動(dòng)性，用一把鋼板尺，通過用激光照射鋼板尺的帶有刻度的一面而反射到光屏上的衍射把戲，根據(jù)激光的相干性和反射光的干涉原理，通過度析，找出規(guī)律，測(cè)量出激光的波長。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出《用鋼板尺測(cè)量激光的波長》的整體方案，內(nèi)容涉及：(寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式；選擇測(cè)量?jī)x器；研究測(cè)量方法；寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)。)然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)原理提醒眾所周知，用一把普通的鋼尺，可以方便地測(cè)量出一本練習(xí)簿的長度和寬度，而要測(cè)量它的厚度就有些困難了，由于鋼尺上兩相鄰刻線的間距是0.5mm或lmm，而一般練習(xí)簿的厚度也但是lmm左右，所以很難測(cè)準(zhǔn)．現(xiàn)在要用這把鋼尺去測(cè)量只有萬分之幾毫米的光的波長，這看來似乎是不也許的。假如實(shí)驗(yàn)運(yùn)用光的波動(dòng)性質(zhì)，用一把普通的鋼尺就可以巧妙地把這么短的波長測(cè)出來．它的測(cè)量原理如圖16-1所示：讓一束激光照到鋼尺的端部，其中一部分激光從鋼尺上方直接照到觀測(cè)屏上的－點(diǎn)，其余激光從鋼尺表面反射到屏上．在屏上除了與－對(duì)稱的點(diǎn)有反射亮斑外，還可看到一系列亮斑、S1、S2、S3……Sn.。這是由于，尺上是有刻痕的(刻痕的間距是d=0.5mm)，光在兩刻痕間的許多光滑面上反射，這些反射光假如相位相同(即波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇)，則它們會(huì)互相疊加而加強(qiáng)，形成亮斑，否則會(huì)互相抵消而減弱．由圖16-2可知，從光源某一點(diǎn)A發(fā)出而在相鄰光滑面B、B’反射的光，到達(dá)屏上C點(diǎn)時(shí)所通過的路程差(稱為光程差)為：△=ABC－AB/C=BD/一DB/=d(cos一cos)(1)若△恰好等于零或等于波長的整數(shù)倍，則這些反射光的相位就相同，屏上C點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)亮斑．顯然，在處，△=0，這就是在S。處的亮斑．在S1、S2、S3、S4、……處，必有：△=，△=2，△=3，△=4……．因此，由(1)式可知：d(cos一cos1)=(2)d(cos一cos2)=2(3)d(cos一cos3)=3(4)d(cos一cos4)=4(5)其中d=0.5mm是已知的，因此，只要測(cè)出和、、、……就可從以上各式算出波長的值．實(shí)驗(yàn)中，使尺與屏垂直，則：(6)其中，L是尺端到屏的距離，h是各亮斑到O點(diǎn)的距離，而O點(diǎn)位于S。點(diǎn)和一S。點(diǎn)的中心．量出各亮斑間的距離即可求得各值，而相應(yīng)于亮斑S。的就是。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，推導(dǎo)出波長的計(jì)算公式。擬定待測(cè)的物理量。⑵選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)x器要符合精度規(guī)定，測(cè)量值相對(duì)誤差在1%之內(nèi)，并說明選擇儀器的理由，擬定相應(yīng)物理量的測(cè)量?jī)x器。⑶寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)要具有可操作性(寫出測(cè)量時(shí)實(shí)驗(yàn)裝置的擺放及其位置角度、應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)及實(shí)際測(cè)量的方法等)。⑷設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)測(cè)量原始數(shù)據(jù)的表格。⑸實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。測(cè)量?jī)x器的選擇及提醒小型半導(dǎo)體激光器一支，普通鋼尺一把，卷尺一把，膠帶紙若干，紙若干，墊高物等。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。參考文獻(xiàn)《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》沈元華陸申龍主編高等教育出版社實(shí)驗(yàn)15《目測(cè)法測(cè)透射光柵常數(shù)》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《目測(cè)法測(cè)透射光柵常數(shù)》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是，給定一個(gè)光柵和光源(如汞燈、鈉燈或激光器等)，根據(jù)光源的已知光譜，在沒有分光計(jì)和其它測(cè)量?jī)x器的情況下，僅運(yùn)用米尺和自制實(shí)驗(yàn)器材，結(jié)合直接目視法，測(cè)量透射光柵的光柵常數(shù)。該實(shí)驗(yàn)還可以已知光柵常數(shù)測(cè)量未知譜線的波長。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出《目測(cè)法測(cè)透射光柵常數(shù)》的整體方案，內(nèi)容涉及：(寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式；選擇測(cè)量?jī)x器；研究測(cè)量方法；寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)。)然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過在實(shí)驗(yàn)室用目測(cè)的方式觀測(cè)光柵的衍射現(xiàn)象，繪制出光路圖，通過對(duì)光路圖的分析，找出光柵方程與光路圖中的那些物理量(即待測(cè)量的物理量)有關(guān)，根據(jù)光柵方程和待測(cè)物理量的關(guān)系推導(dǎo)出計(jì)算公式，寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。(注：這一步是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，得先到實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)，繪制出光路圖，分析論證，找出規(guī)律，才干寫出實(shí)驗(yàn)原理。)⑵選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)x器，僅限于光柵、米尺(10m/0.005m或3m/0.001m)、光源(汞燈、鈉燈或激光器)的選擇，可以自制輔助器件。⑶設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑷測(cè)量時(shí)那些物理量可以測(cè)量一次，那些物理量必須得多次測(cè)量，說明原理。⑸實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器的選擇及提醒⑴光柵：實(shí)驗(yàn)室給定，光柵參數(shù)為：300/mm⑵米尺：3m/0.001m或10m/0.005m任選，⑶光源：鈉燈、汞燈、激光器，任選。⑷可以自制實(shí)驗(yàn)器材，如帶刻度的條型光屏，也可以借助現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件。實(shí)驗(yàn)所用公式及物理量符號(hào)提醒⑴光柵方程:(k=0、1、2、3、……)式中(其中為光柵縫寬，為相鄰縫間不透明部分的寬度)為相鄰狹縫之間的距離，稱為光柵常數(shù)，為光波波長，為衍射光譜線的級(jí)次。⑵用表達(dá)譜線到0級(jí)譜線的距離，用表達(dá)光柵到0級(jí)譜線的垂直距離。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。思考題⑴光柵與光源之間的距離多遠(yuǎn)比較合適？⑵眼睛與光柵的距離對(duì)測(cè)量有沒有影響？⑶光屏和光源是否一定要在一個(gè)平面內(nèi)？⑷光柵與光屏的距離測(cè)量，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用單次測(cè)量還是多次測(cè)量？單次測(cè)量能否滿足測(cè)量精度的規(guī)定？參考文獻(xiàn)參閱各實(shí)驗(yàn)書籍中的夫瑯和菲衍射原理及光柵衍射原理。幾何光學(xué)，人眼睛的光學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)16《CD-R光盤軌道密度的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《CD-R光盤軌道密度的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是，測(cè)量一張CD-R光盤的軌道密度。實(shí)驗(yàn)提醒⑴用一張廢舊的CD-R光盤制作一個(gè)平面反射光柵，規(guī)格尺寸約為10×20mm2，固定在光柵座上，根據(jù)光柵衍射原理，運(yùn)用分光儀和光源(如汞燈、鈉燈或激光器任選)，參照《用透射光柵測(cè)定光波波長》實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。⑵用一張廢舊的CD-R光盤運(yùn)用粘貼遮蓋的方法制作一個(gè)平面反射光柵(制作時(shí)不用把光盤損壞，用黑紙把不需要的部分遮住即可)，根據(jù)光源的已知光譜(如激光器光源)，運(yùn)用平面反射光柵反射光的衍射現(xiàn)象，在光屏上能得到衍射把戲，分析衍射把戲，找出規(guī)律，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出《CD-R光盤軌道密度的測(cè)定》的整體方案，內(nèi)容涉及：(寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式；選擇測(cè)量?jī)x器；研究測(cè)量方法；寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)。)然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過在實(shí)驗(yàn)室用目測(cè)的方式觀測(cè)平面反射光柵的衍射現(xiàn)象，繪制出光路圖，通過對(duì)光路圖的分析，找出光柵方程與光路圖中的那些物理量(即待測(cè)量的物理量)有關(guān)，根據(jù)光柵方程和待測(cè)物理量的關(guān)系推導(dǎo)出計(jì)算公式，寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。(注：這一步是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，得先到實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)，繪制出光路圖，分析論證，找出規(guī)律，才干寫出實(shí)驗(yàn)原理。)⑵該實(shí)驗(yàn)有多種方法，可以根據(jù)上面的提醒來設(shè)計(jì)，也可以根據(jù)自己的設(shè)想和方法來設(shè)計(jì)。⑶選擇實(shí)驗(yàn)儀器，CD-R光盤自備、米尺(10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm)、光源(汞燈、鈉燈、激光器)、分光計(jì)、光屏自制、也可以自制輔助器件。⑷設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑸測(cè)量時(shí)那些物理量可以測(cè)量一次，那些物理量必須得多次測(cè)量，說明原理。⑹實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器的選擇及提醒⑴光柵：平面反射光柵自制，選分光計(jì)作為測(cè)量?jī)x器的實(shí)驗(yàn)，要制作一個(gè)規(guī)格尺寸約為10×20mm2的光柵，固定在光柵座上，以備使用。選用衍射光屏方法的實(shí)驗(yàn)，用一張廢舊的CD-R光盤運(yùn)用粘貼遮蓋的方法制作一個(gè)平面反射光柵(制作時(shí)不用把光盤損壞，用黑紙把不需要的部分遮住即可)。⑵米尺：10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm任選。⑶光源：鈉燈、汞燈、激光器，任選。⑷分光計(jì)實(shí)驗(yàn)室提供。⑸可以自制實(shí)驗(yàn)器材，如條型光屏，自帶膠帶和光屏用紙，也可以借助現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件。實(shí)驗(yàn)所用公式及物理量符號(hào)提醒⑴光柵方程:(k=0、1、2、3、……)式中(其中為光柵縫寬，為相鄰縫間不透明部分的寬度)為相鄰狹縫之間的距離，稱為光柵常數(shù)，為光波波長，為衍射光譜線的級(jí)次。⑵用表達(dá)譜線到0級(jí)譜線的距離，用表達(dá)光柵到0級(jí)譜線的垂直距離。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。思考題⑴光柵與光屏之間的距離多遠(yuǎn)比較合適？⑵激光光源照射反射光柵的角度在什么范圍內(nèi)較合適？⑶改變光源和光柵的距離是否對(duì)衍射把戲有影響？⑷如何擬定0級(jí)譜線的位置？⑸光柵與光屏的距離測(cè)量，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用單次測(cè)量還是多次測(cè)量？單次測(cè)量能否滿足測(cè)量精度的規(guī)定？參考文獻(xiàn)參閱各實(shí)驗(yàn)書籍中的夫瑯和菲衍射原理及光柵衍射原理?！栋l(fā)明性物理演示實(shí)驗(yàn)》宣桂鑫江興方編著華東師范大學(xué)出版社實(shí)驗(yàn)五十三CD光柵?！痘A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》沈元華陸申龍主編高等教育出版社實(shí)驗(yàn)3-14《運(yùn)用鋼尺測(cè)量激光的波長》。實(shí)驗(yàn)17《微小線徑的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)提綱課題的提出和依據(jù)微小線徑的測(cè)量在現(xiàn)代科學(xué)中有很多的測(cè)量方法，但都可以歸結(jié)為，有直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)深?。在普通物理中，直接測(cè)量常用的儀器如：千分尺、讀數(shù)顯微鏡等，間接測(cè)量常采用的方法如：干涉法、衍射法等。對(duì)于0.01mm以下的線徑用千分尺和常用的讀數(shù)顯微鏡來測(cè)量就顯得無能為力了，通常采用間接測(cè)量的方法。頭發(fā)對(duì)每一個(gè)人來說都不陌生，但有誰能說出自己的頭發(fā)的直徑是多少？本課題規(guī)定設(shè)計(jì)一種測(cè)量自己頭發(fā)直徑的方法，通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《微小線徑的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)課題的任務(wù)是，運(yùn)用光的的干涉、衍射(波動(dòng)性)現(xiàn)象及其理論，設(shè)計(jì)出一種實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)干涉、衍射的把戲測(cè)量出自己頭發(fā)的直徑。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出《微小線徑的測(cè)定》的整體方案，內(nèi)容涉及：(寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式；選擇測(cè)量?jī)x器；研究測(cè)量方法；寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)。)然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。本實(shí)驗(yàn)題目規(guī)定開光學(xué)課程的各專業(yè)必選，可以有三至四組選，但是每組的方法或采用的手段應(yīng)不同。建議電子專業(yè)的有四組選擇該實(shí)驗(yàn)，給專業(yè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)原理提醒⑴衍射法根據(jù)巴俾涅(Babinet)原理“兩個(gè)互補(bǔ)屏所產(chǎn)生的衍射圖形，其形狀和光強(qiáng)完全相同，僅位相差為”?？芍?xì)絲衍射圖形和狹縫衍射圖形是相同的，細(xì)絲衍射計(jì)算和狹縫衍射計(jì)算相同。狹縫或細(xì)絲衍射的光強(qiáng)I的分布，由物理學(xué)知道：式中：；為衍射角；d是狹縫寬度或細(xì)絲直徑；是單色光源波長(激光光源波長)是時(shí)的光強(qiáng)，即光軸上的光強(qiáng)度。當(dāng)處將出現(xiàn)光強(qiáng)為零的條紋，即的暗條紋。測(cè)量出暗條紋的位置以及相應(yīng)的暗條紋的級(jí)數(shù)，就可以根據(jù)上面公式計(jì)算出細(xì)絲直徑d。衍射法可以用細(xì)絲衍射法(和狹縫衍射互補(bǔ))，還可以用圓斑衍射法(和小孔衍射互補(bǔ))。這兩種衍射方法都需要制作衍射屏，但前者制作衍射屏比后者容易。⑵干涉法運(yùn)用空氣劈尖的形成干涉條紋，根據(jù)劈尖干涉的原理和計(jì)算公式，測(cè)量出條紋的距離等參數(shù)計(jì)算出細(xì)絲直徑d。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過在實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)干涉(“劈尖”等厚干涉)、衍射(細(xì)絲衍射)現(xiàn)象，選擇其中一種方法，制定出實(shí)驗(yàn)方案。⑵畫出實(shí)驗(yàn)原理圖，繪制出光路圖，通過對(duì)光路圖的分析，找出頭發(fā)直徑與光路圖中的那些物理量(即待測(cè)量的物理量)有關(guān)，根據(jù)干涉、或衍射理論及相關(guān)公式推導(dǎo)出計(jì)算公式，寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。(注：這一步是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，得先到實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)，繪制出光路圖，分析論證，找出規(guī)律，才干寫出實(shí)驗(yàn)原理。)⑶根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器的選擇及提醒⑴干涉法：讀數(shù)顯微鏡；鈉燈；平板玻璃兩塊；頭發(fā)絲(自帶)；也可以自制輔助器件。⑵衍射法：氦氖激光器；自制衍射屏(頭發(fā)絲固定在支架上)；米尺(三米以上較好)；光屏(可以自制，也可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室條件)；也可以自制輔助器件。可以用透鏡，也可以不用，推薦不用透鏡。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。思考題⑴衍射物屏與光屏之間的距離多遠(yuǎn)比較合適？⑵制作劈尖要注意什么？參考文獻(xiàn)參閱各實(shí)驗(yàn)書籍中的干涉、衍射原理。《物理學(xué)》下冊(cè)第四版東南大學(xué)等七所工科院校編馬文蔚等改編高等教育出版社出版第十七章17-417-6、7。《近代光學(xué)測(cè)試技術(shù)》楊國光主編浙江大學(xué)出版社第五章光的衍射技術(shù)。實(shí)驗(yàn)18《用邁克爾遜干涉儀測(cè)玻璃片折射率》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《用邁克爾遜干涉儀測(cè)玻璃片厚度》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：根據(jù)玻璃的折射率比空氣大，當(dāng)玻璃片加到一個(gè)光路中時(shí)，必產(chǎn)生一光程差，這個(gè)光程差會(huì)導(dǎo)致中央條紋會(huì)發(fā)生位移的現(xiàn)象，根據(jù)這一特定的光學(xué)現(xiàn)象和給定的儀器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定玻璃的折射率。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《用邁克爾遜干涉儀測(cè)玻璃片厚度》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶測(cè)量5組數(shù)據(jù)，測(cè)量玻璃的厚度。⑷應(yīng)當(dāng)用什么方法解決數(shù)據(jù)，說明因素。⑸實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器邁克爾遜干涉儀、待測(cè)玻璃、鈉光燈、汞光燈、千分尺。有關(guān)提醒若用白光作光源，在一般情況下，不出現(xiàn)干涉條紋。進(jìn)一步分析還可看出，在、兩面相交時(shí)，交線上，但是由于1、2兩束光在半反射膜面上的反射情況不同，引起不同的附加光程差，故各種波長的光在交線附近也許有不同的光程差。因此，用白光作光源時(shí)，在、，兩面的交線附近的中央條紋也許是白色明條紋，也也許是暗條紋。在它的兩旁還大體對(duì)稱的有幾條彩色的直線條紋，稍遠(yuǎn)就看不到干涉條紋了。調(diào)出白光干涉條紋，此時(shí)鏡位置讀數(shù)為將待測(cè)玻璃片插入有鏡的臂中，再次調(diào)出白光干涉條紋，這時(shí)鏡位置讀數(shù)為，若薄膜的折射率已知，則可測(cè)出膜厚。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。附邁克爾遜干涉儀觀測(cè)白光干涉條紋方法邁克爾遜干涉儀中，的等光程位置只有運(yùn)用白光干涉條紋來擬定。用這一類干涉儀測(cè)液體的折射率(色散不太大的光學(xué)材料)，也常運(yùn)用白光干涉條紋移動(dòng)位置的大小來擬定待測(cè)液體引進(jìn)的光程。下面介紹調(diào)出白光干涉條紋的方法。本實(shí)驗(yàn)要先將邁克爾遜干涉儀已經(jīng)調(diào)整好，，是嚴(yán)格互相垂直，調(diào)節(jié)手輪使平移到與接近等到光程位置，先轉(zhuǎn)動(dòng)在水平方向的微動(dòng)螺絲，這時(shí)干涉條紋又轉(zhuǎn)為等厚干涉條紋(規(guī)定條紋要稀—些,在人眼的視場(chǎng)范圍內(nèi)十條左右)，再搖動(dòng)手輪使活動(dòng)鏡在與固定鏡等光程位置來回平移，此時(shí)干涉條紋將如圖所示那樣來回變化，當(dāng)手輪搖到干涉條紋是直線條紋時(shí)停下來，把白熾燈插入鈉光燈和毛玻璃屏之間的光路中，再微動(dòng)手輪，直到觀測(cè)到彩色條紋時(shí)可將鈉光燈去掉，這時(shí)就可看到白光相干產(chǎn)生的彩色條紋，并要使白光彩色條紋處在視場(chǎng)的正中位置，這就是等光程的位置，注意定位誤差是。當(dāng)白光彩色條紋調(diào)出以后，運(yùn)用邁克爾遜干涉儀也能測(cè)氣體和液體的折射率。實(shí)驗(yàn)19《用邁克爾遜干涉儀測(cè)量液體的折射率》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《用邁克爾遜干涉儀測(cè)量液體的折射率》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：根據(jù)液體的折射率比空氣大，當(dāng)一個(gè)光路中加有液體時(shí)，其光程差會(huì)發(fā)生改變，根據(jù)這一的光學(xué)現(xiàn)象和給定的儀器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定水的折射率。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《用邁克爾遜干涉儀測(cè)量液體的折射率》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵根據(jù)實(shí)驗(yàn)用的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶用最小二乘法求出水的折射率。⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器改裝過邁克爾遜干涉儀、專用水槽及配件、激光器。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。參考文獻(xiàn)彭劍輝周烈生邁克爾遜干涉儀測(cè)量液體的折射率及儀器調(diào)節(jié)方法[J]《光學(xué)技術(shù)》1998.1實(shí)驗(yàn)20《用邁克爾遜干涉儀測(cè)量金屬絲的楊氏模量》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《用邁克爾遜干涉儀測(cè)量金屬絲的楊氏模量》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：運(yùn)用邁克爾遜干涉儀能精密測(cè)量微小變量的特點(diǎn)，測(cè)量出鋼絲在拉力作用下的微小伸長量，用特制的測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力大小。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定鋼絲的楊氏模量。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《用邁克爾遜干涉儀測(cè)量金屬絲的楊氏模量》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵根據(jù)實(shí)驗(yàn)用的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶用最小二乘法求出楊氏模量。⑷實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器邁克爾遜干涉儀、測(cè)力計(jì)、激光器。教師指導(dǎo)(開放實(shí)驗(yàn)室)和開題報(bào)告1學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收，在4學(xué)時(shí)內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)；提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。參考文獻(xiàn)⑴金正宇一個(gè)經(jīng)典力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法的改善——霍爾傳感器測(cè)楊氏模量[J]實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2023⑵張幫運(yùn)用邁克耳孫干涉原理測(cè)楊氏模量[J]大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)2023實(shí)驗(yàn)21《用邁克爾遜干涉儀測(cè)光波波長和波長差》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《用邁克爾遜干涉儀測(cè)光波波長和波長差》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：給定的儀器是邁克爾遜干涉儀、鈉光釘，運(yùn)用所學(xué)的光的干涉理論，結(jié)合所給的儀器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)量出鈉黃光的波長差。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《用邁克爾遜干涉儀測(cè)光波波長和波長差》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出波長及波長差的計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。⑷規(guī)定在測(cè)量波長時(shí)測(cè)量次數(shù)為10次，（，初始位置也要測(cè)量），測(cè)量波長差時(shí)測(cè)量次數(shù)為6-10次（初始位置也要測(cè)量），用逐差法解決數(shù)據(jù)。⑸分別計(jì)算波長及波長差的百分差。實(shí)驗(yàn)儀器邁克爾遜干涉儀、鈉燈。問題提醒鈉光燈發(fā)出的光，其中兩條主譜線的波長和強(qiáng)度都很接近，在邁克爾遜干涉儀中將獨(dú)立地發(fā)生干涉條紋，兩組條紋疊加的結(jié)果使干涉條紋的視見度的發(fā)生周期性變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)只要測(cè)出鄰兩個(gè)視見度最差(也可以是間隔個(gè)視見度最差)的鼓輪讀數(shù)，運(yùn)用邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)得到的計(jì)算公式找出它們的內(nèi)在聯(lián)系，導(dǎo)出波長差的計(jì)算公式，即可求出波長差。鈉黃光較強(qiáng)的兩條主譜線的波長分別為，，平均值為。必答問題⑴定域干涉與非定域干涉的區(qū)別？⑵提出減少誤差的方法。提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。參考書籍《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》陸廷濟(jì)胡德敬陳銘南主編《光學(xué)教程》姚啟鈞原著實(shí)驗(yàn)22《棱鏡偏向角特性和色光折射率的測(cè)量》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《棱鏡偏向角特性和色光折射率的測(cè)量》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：根據(jù)玻璃對(duì)不同波長的光有不同折射率的特性，設(shè)計(jì)出運(yùn)用分光儀為重要儀器，測(cè)定玻璃對(duì)不同波長的折射率，并測(cè)繪出棱鏡偏向角特性曲線。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《棱鏡偏向角特性和色光折射率的測(cè)量》的整體方案，內(nèi)容涉及：（寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié))，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶選三種波長的光測(cè)量，分別測(cè)量的次數(shù)規(guī)定為10組數(shù)據(jù)（最小偏角要測(cè)5次），求出折射率并描繪出特性曲線。⑷應(yīng)當(dāng)用什么方法解決數(shù)據(jù)，說明因素。⑸實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器分光儀、汞光燈與三棱鏡，實(shí)驗(yàn)所用公式及物理量符號(hào)提醒折射率的計(jì)算公式：式中：為棱鏡的頂角，為最小偏向角。實(shí)驗(yàn)提醒⑴設(shè)計(jì)如何測(cè)定入射角，描繪出光路圖，供指導(dǎo)教師檢查。⑵最小偏向角的結(jié)果表達(dá)時(shí)不擬定度值用4倍標(biāo)準(zhǔn)差表達(dá)提交整體設(shè)計(jì)方案時(shí)間學(xué)生自選題后2~3周內(nèi)完畢實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)方案并提交。提交整體設(shè)計(jì)方案，規(guī)定用紙質(zhì)版供教師修改。思考題證明（為入射角，為折射角）時(shí)的偏向角為最小偏向角。實(shí)驗(yàn)24《光的色散研究》實(shí)驗(yàn)提綱實(shí)驗(yàn)課題及任務(wù)《光的色散研究》實(shí)驗(yàn)課題任務(wù)是：當(dāng)入射光不是單色光并且入射到三棱鏡上時(shí)，雖然入射角對(duì)各種波長的光都相同，但出射角并不相同，表白折射率也不相同。對(duì)于一般的透明材料來說，折射率隨波長的減小而增大。如紫光波長短，折射率大，光線偏折也大；紅光波長長，折射率小，光線偏折小。折射率隨波長又而變的現(xiàn)象稱為色散。學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，并在圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)出《光的色散研究》的整體方案，內(nèi)容涉及：寫出實(shí)驗(yàn)原理和理論計(jì)算公式，研究測(cè)量方法，寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，然后根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)解決，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可按書寫科學(xué)論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)規(guī)定⑴通過查找資料，并到實(shí)驗(yàn)室了解所用儀器的實(shí)物以及閱讀儀器使用說明書，了解儀器的使用方法，找出所要測(cè)量的物理量，并推導(dǎo)出計(jì)算公式，在此基礎(chǔ)上寫出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。⑵選擇實(shí)驗(yàn)的測(cè)量?jī)x器，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要具有可操作性。⑶掌握用分光計(jì)測(cè)定三棱鏡頂角和最小偏向角的原理和方法，并求出物質(zhì)的折射率。⑷用分光計(jì)觀測(cè)譜線，并測(cè)定玻璃材料的色散曲線；⑸應(yīng)當(dāng)用什么方法解決數(shù)據(jù)，說明因素。⑹實(shí)驗(yàn)結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不擬定度來表征測(cè)量結(jié)果的可信賴限度。實(shí)驗(yàn)儀器給定分光儀、平面鏡、三棱鏡、高壓汞燈、鈉光燈，實(shí)驗(yàn)提醒最小偏向角。與入射光的波長有關(guān)，折射率也隨不同波長而變化。折射率與波長之間的關(guān)系曲線稱為色散曲線。本實(shí)驗(yàn)以高壓汞燈為光源，各譜線的波長見附錄。用汞燈的光譜譜線的波長作為已知數(shù)據(jù)，測(cè)量其通過三棱鏡后所相應(yīng)的各最小偏向角，算出與相應(yīng)的值，