如果校棒负4丝多次测量误差棒时是否要加4丝

实验一  霍尔效应及其应用
1.列出計算霍尔系数 、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。
霍尔系数 载流子浓度 ,电导率 迁移率 。
2.如已知霍尔样品的工作电流 及磁感应强度B的方向如何判断样品的导电类型?
以根据右手螺旋定则从工作电流 旋到磁感应强度B确定的方向为正向,若測得的霍尔电压 为正则样品为P型,反之则为N型
3.本实验为什么要用3个换向开关?
为了在多次测量误差棒时消除一些霍尔效应的副效应嘚影响需要在多次测量误差棒时改变工作电流 及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了多次测量误差棒霍尔电压 还要多次測量误差棒A、C间的电位差 ,这是两个不同的多次测量误差棒位置又需要1个换向开关。总之一共需要3个换向开关。
1.若磁感应强度B和霍爾器件平面不完全正交按式(5.2-5) 测出的霍尔系数 比实际值大还是小?要准确测定 值应怎样进行
若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正茭,则测出的霍尔系数 比实际值偏小要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交或者设法多次测量误差棒出磁感應强度B和霍尔器件平面的夹角。
2.若已知霍尔器件的性能参数采用霍尔效应法多次测量误差棒一个未知磁场时,多次测量误差棒误差有哪些来源
误差来源有:多次测量误差棒工作电流 的电流表的多次测量误差棒误差,多次测量误差棒霍尔器件厚度d的长度多次测量误差棒儀器的多次测量误差棒误差多次测量误差棒霍尔电压 的电压表的多次测量误差棒误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等
1. 如何调節和判断多次测量误差棒系统是否处于共振状态?为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定
答:缓慢调节声速测试仪信号源面板仩的“信号频率”旋钮,使交流毫伏表指针指示达到最大(或晶体管电压表的示值达到最大)此时系统处于共振状态,显示共振发生的信号指示灯亮信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置当发射换能器S1处于共振状态时,發射的超声波能量最大若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处,媒质压缩形变最大则产生的声压最大,接收换能器S2接收到的声压為最大转变成电信号,晶体管电压表会显示出最大值由数显表头读出每一个电压最大值时的位置,即对应的波节位置因此在系统处於共振的条件下进行声速测定,可以容易和准确地测定波节的位置提高多次测量误差棒的准确度。
2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的
答:压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成这种材料在受到机械应力,发生机械形变时会发生极化,同时在极化方向产生电场这种特性称为压电效应。反之如果在压电材料上加交變电场,材料会发生机械形变这被称为逆压电效应。声速多次测量误差棒仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应压电陶瓷环片在交变电压作用下,发生纵向机械振动在空气中激发超声波,把电信号转变成了声信号换能器S2作为声波的接收器是利鼡了压电材料的压电效应,空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变从而产生电场,把声信号转变成了电信号
1. 为什么接收器位于波节處,晶体管电压表显示的电压值是最大值
A(x)为合成后各点的振幅。当声波在媒质中传播时媒质中的压强也随着时间和位置发生变化,所以也常用声压P描述驻波声波为疏密波,有声波传播的媒质在压缩或膨胀时来不及和外界交换热量,可近似看作是绝热过程气体莋绝热膨胀,则压强减小;做绝热压缩则压强增大。媒质体元的位移最大处为波腹此处可看作既未压缩也未膨胀,则声压为零媒质體元位移为零处为波节,此处压缩形变最大则声压最大。由此可知声波在媒质中传播形成驻波时,声压和位移的相位差为 令P(x)为駐波的声压振幅,驻波的声压表达式为
波节处声压最大转换成电信号电压最大。所以接收器位于波节处晶体管电压表显示的电压值是朂大值。
2. 用逐差法处理数据的优点是什么
答:逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法,是对等间隔变化的被测物理量的数据进荇逐项或隔项相减,来获得实验结果的数据处理方法逐差法进行数据处理有很多优点,可以验证函数的表达形式也可以充分利用所测數据,具有对数据取平均的效果起到减小随机误差的作用。本实验用隔项逐差法处理数据减小了多次测量误差棒的随机误差。
1. 如何调整分光计到待测状态?
答:(1)调节望远镜适合接收平行光且其光轴垂直于仪器中心轴;
(2)平行光管能发出平行光,且其光轴垂直于仪器中心轴;
(3)载物台的台面垂直于仪器中心轴
2. 调节光栅平面与入射光垂直时,为什么只调节载物台调平螺钉b、c而当各级谱线左右两側不等高时,又只能调节载物台调平螺钉a
答:调节光栅平面与入射光垂直时,光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上望远镜和平荇光管已调好,调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+”字像与分划板上“ ”形叉絲的上十字重合,此时光栅平面与入射光垂直
    当各级谱线左右两侧不等高时,说明光栅刻线与载物台平面不垂直调节b、c破坏入射光垂矗光栅面,只调节a即可使各级谱线左右两侧等高
1. 利用本实验的装置如何测定光栅常数?
答:与实验步骤一样调出光谱线,已知绿光波長 m多次测量误差棒一级( )绿光衍射角 ,根据光栅方程 可计算出光栅常数d 。
2. 三棱镜的分辨本领 ,b是三棱镜底边边长一般三棱镜 约为1000cm-1。問边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有相同的分辨率
实验四  多用电表的设计与制作
1.    校准电表时,如果发现改装表的读数相对於标准表的读数都偏高或偏低即 总向一个方向偏,试问这是什么原因造成的欲使 有正有负(合理偏向)应采取什么措施?
分流电阻或汾压电阻的阻值不符合实际情况导致读数都偏高或偏低。欲使 有正有负(合理偏向)应选择合适的分流电阻或分压电阻
2.    证明欧姆表嘚中值电阻与欧姆表的内阻相等。
实验五 迈克耳孙干涉仪的调整与使用
1.  迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的
答:迈克尔孫干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2.  迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的条纹形状如何?随M1、M2’的间距d如何变化
答:(1)等倾干涉条纹的产生通常需要面光源,且M1、M2’应严格平行;等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行而是有微小夾角,且二者之间所加的空气膜较薄
(2)等倾干涉为圆条纹,等厚干涉为直条纹
(3)d越大,条纹越细越密;d 越小条纹就越粗越疏。
3.  什么样条件下白光也会产生等厚干涉条纹?当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时M1、M2’两镜子的位置成什么关系?
答:白光甴于是复色光相干长度较小,所以只有M1、M2’距离非常接近时才会有彩色的干涉条纹,且出现在两镜交线附近
当白光等厚干涉条纹的Φ心被调到视场中央时,说明M1、M2’已相交
1.  用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同?
答:二者虽然都是圓条纹但牛顿环属于等厚干涉的结果,并且等倾干涉条纹中心级次高而牛顿环则是边缘的干涉级次高,所以当增大(或减小)空气层厚度时等倾干涉条纹会向外涌出(或向中心缩进),而牛顿环则会向中心缩进(或向外涌出)
2.  想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白咣的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率?
答:首先将仪器调整到M1、M2’相交即视场中央能看到白光的零级干涉条纹,然后根据刚才镜子嘚移动方向选择将透明物体放在哪条光路中(主要是为了避免空程差)继续向原方向移动M1镜,直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N,根据 即可求出n。
实验六 用牛顿环法测定透镜的曲率半径
1.白光是复色光不同波長的光经牛顿环装置各自发生干涉时,同级次的干涉条纹的半径不同在重叠区域某些波长的光干涉相消,某些波长的光干涉相长所以犇顿环将变成彩色的。
2.说明平板玻璃或平凸透镜的表面在该处不均匀使等厚干涉条纹发生了形变。
3.因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。因此读数显微镜测得的距离是被测定物體的实际长度
4.(1)调节目镜观察到清晰的叉丝;(2)使用调焦手轮时,要使目镜从靠近被测物处自下向上移动以免挤压被测物,损壞目镜(3)为防止空程差,多次测量误差棒时应单方向旋转测微鼓轮
5.因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响,使牛顿环嘚中心不易确定多次测量误差棒其半径必然增大多次测量误差棒的误差。所以在实验中通常多次测量误差棒其直径以减小误差提高精喥。
1.  把待测表面放在水平放置的标准的平板玻璃上用平行光垂直照射时,若产生牛顿环现象则待测表面为球面;轻压待测表面时,環向中心移动则为凸面;若环向中心外移动,则为凹面
  2.牛顿环法测透镜曲率半径的特点是:实验条件简单,操作简便直观且精度高。
若实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k,
实验七 传感器专题实验
1.电涡流传感器与其它传感器比较有什么优缺点
这种傳感器具有非接触多次测量误差棒的特点,而且还具有多次测量误差棒范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、结构簡单及安装方便等优点缺点是电涡流位移传感器只能在一定范围内呈线性关系。
2.本试验采用的变换电路是什么电路
本实验中电涡流傳感器的多次测量误差棒电路采用定频调幅式多次测量误差棒电路。
1.若此传感器仅用来多次测量误差棒振动频率工作点问题是否仍十汾重要?
我们所说的工作点是指在振幅多次测量误差棒时的最佳工作点即传感器线性区域的中间位置。若多次测量误差棒振幅时工作点選择不当会使波形失真而造成多次测量误差棒的误差或错误。但仅多次测量误差棒频率时波形失真不会改变其频率值所以,仅多次测量误差棒频率时工作点问题不是十分重要
2.如何能提高电涡流传感器的线性范围?
一般情况下被测体导电率越高,灵敏度越高在相哃的量程下,其线性范围越宽线性范围还与传感器线圈的形状和尺寸有关线圈外径大时,传感器敏感范围大线性范围相应也增大,但靈敏度低;线圈外径小时线性范围小,但灵敏度增大可根据不同要求,选取不同的线圈内径、外径及厚度参数
1.写出调整霍尔式传感器的简明步骤。
(1)按图6.2-6接线;
(2)差动放大器调零;
(3)接入霍尔式传感器安装测微头使之与振动台吸合;
(4)上下移动测微头±4mm,每隔0.5mm读取相应的输出电压值
2.结合梯度磁场分布,解释为什么霍尔片的初始位置应处于环形磁场的中间
在环形磁场的中间位置磁感應强度B为零。由霍尔式传感器的工作原理可知当霍尔元件通以稳定电流时,霍尔电压UH的值仅取决于霍尔元件在梯度磁场中的位移x并在零点附近的一定范围内存在近似线性关系。
  1.多次测量误差棒振幅和称重时的作用有何不同为什么?
多次测量误差棒振幅时直接哆次测量误差棒位移与电压的关系。要求先根据多次测量误差棒数据作出U~x关系曲线标出线性区,求出线性度和灵敏度称重时多次测量誤差棒电压与位移的关系,再换算成电压与重量的关系振动台作为称重平台,逐步放上砝码依次记下表头读数,并做出U~W曲线在平台仩另放置一未知重量之物品,根据表头读数从U~W曲线中求得其重量
  2.描述并解释实验内容2的示波器上观察到的波形。
交流激励作用丅其输出~输入特性与直流激励特性有较大的不同灵敏度和线性区域都发生了变化。示波器上的波形在振幅不太大时为一正弦波若振幅太大,超出了其线性范围则波形会发生畸变。
试验八 铁磁材料磁滞回线的测绘
1. 测绘磁滞回线和磁化曲线前为何先要退磁如何退磁?
答:由于铁磁材料磁化过程的不可逆性即具有剩磁的特点在测定磁化曲线和磁滞回线时,首先必须对铁磁材料预先进行退磁以保证外加磁场H=0时B=0。退磁的方法从理论上分析,要消除剩余磁感应强度Br只需要通以反向电流,使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽力即可但實际上矫顽力的大小通常并不知道,则无法确定退磁电流的大小常采用的退磁方法是首先给要退磁的材料加上一个大于(至少等于)原磁化场的交变磁场(本实验中顺时针方向转动“U选择”旋钮,令U从0依次增至3V)铁磁材料的磁化过程是一簇逐渐扩大的磁滞回线。然后逐漸减小外加磁场(本实验中逆时针方向转动旋钮,将U从最大值依次降为0)则会出现一簇逐渐减小而最终趋向原点的磁滞回线。当外加磁场H减小到零时铁磁材料的磁感应强度B亦同时降为零,即达到完全退磁
2. 如何判断铁磁材料属于软、硬磁性材料?
答:软磁材料的特点昰:磁导率大矫顽力小,磁滞损耗小磁滞回线呈长条状;硬磁材料的特点是:剩磁大,矫顽力也大磁滞特性显著,磁滞回线包围的媔积肥大
1. 本实验通过什么方法获得H和B两个磁学量?简述其基本原理
答:本实验采用非电量电测技术的参量转换多次测量误差棒法,将鈈易多次测量误差棒的磁学量转换为易于多次测量误差棒的电学量进行测定按测试仪上所给的电路图连接线路,将电压UH和UB分别加到示波器的“x输入”和“y输入”便可观察到样品的磁滞回线,同时利用示波器测绘出基本磁化曲线和磁滞回线上某些点的UH和UB值根据安培环路萣律,样品的磁化场强为
(L为样品的平均磁路)
根据法拉弟电磁感应定律样品的磁感应强度瞬时值

由以上两个公式可将测定的UH和UB值转换成H和B徝,并作出H~B曲线
2. 铁磁材料的磁化过程是可逆过程还是不可逆过程?用磁滞回线来解释
答:铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。铁磁材料在外加磁场中被磁化时外加磁场强度H与铁磁材料的磁感应强度B的大小是非线性关系。当磁场H从零开始增加时磁感应强度B随之以曲线仩升,当H增加到Hm时B几乎不再增加,达到饱和值Bm从O到达饱和状态这段B-H曲线,称为起始磁化曲线当外加磁场强度H从Hm减小时,铁磁材料的磁感应强度B也随之减小但不沿原曲线返回,而是沿另一曲线下降当H下降为零时,B不为零仍保留一定的剩磁Br,使磁场反向增加到-Hc时磁感应强度B下降为零。继续增加反向磁场到-Hm后逐渐减小反向磁场直至为零,再加上正向磁场直至Hm则得到一条闭合曲线,称为磁滞回线从铁磁材料的起始磁化曲线和磁滞回线可以看到,外加磁场强度H从Hm减小到零时的退磁曲线与磁场H从零开始增加到Hm时的起始磁化曲线不重匼说明退磁过程不能重复起始磁化过程的每一状态,所以铁磁材料的磁化过程是不可逆过程
实验九 用动态法测定金属棒的杨氏模量
1.试样固有频率和共振频率有何不同,有何关系?
固有频率只由系统本身的性质决定和共振频率是两个不同的概念,它们之间的关系为:

式中Q为试样的机械品质因数一般悬挂法测杨氏模量时,Q值的最小值约为50所以共振频率和固有频率相比只偏低0.005%,故实验中都是用f共代替f凅
2.如何尽快找到试样基频共振频率?
测试前根据试样的材质、尺寸、质量,通过(5.7-3)式估算出共振频率的数值在上述频率附近寻找。
1.多次测量误差棒时为何要将悬线吊扎在试样的节点附近
理论推导时要求试样做自由振动,应把线吊扎在试样的节点上但这样做就不能激发试样振动。因此实际吊扎位置都要偏离节点。偏离节点越大引入的误差就越大。故要将悬线吊扎在试样的节点附近
2.如何判斷铜棒发生了共振?
可根据以下几条进行判断:
(1)换能器或悬丝发生共振时可通过对上述部件施加负荷(例如用力夹紧),可使此共振信号变尛或消失
(2)发生共振时,迅速切断信号源观察示波器上李萨如图形变化情况,若波形由椭圆变成一条竖直亮线后逐渐衰减成为一个煷点即为试样共振频率。
(3)试样发生共振需要一个孕育的过程切断信号源后信号亦会逐渐衰减,它的共振峰宽度较窄信号亦较强。试样共振时可用尖嘴镊子纵向轻碰试样,这时会按图5.7-1的规律发现波腹、波节
(4)在共振频率附近进行频率扫描时,共振频率两侧信號相位会有突变导致李萨如图形在Y轴左右明显摆动

1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值?为什么

    答:不可以。因为一次多次测量误差棒随机误差较大多次多次测量误差棒可减少随机误差。

2. 将一半径小于下圆盘半径的圆盘放在下圆盘上,并使中心一致讨论此时三线擺的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定?说明理由

   答:当两个圆盘的质量为均匀分布时,与空载时比较摆动周期将会減小。因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时其转动惯量I0小于质量与此相等的同直径的圆盘,根据公式(3-1-5)摆动周期T0将会減小。

3. 三线摆在摆动中受空气阻尼振幅越来越小,它的周期是否会变化对多次测量误差棒结果影响大吗?为什么

    答:周期减小,对哆次测量误差棒结果影响不大因为本实验多次测量误差棒的时间比较短。

 实验2 金属丝弹性模量的多次测量误差棒 

 1. 光杠杆有什么优点怎样提高光杠杆多次测量误差棒的灵敏度?

    答:优点是:可以多次测量误差棒微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适當地减小光杠杆前后脚的垂直距离b可以提高灵敏度,因为光杠杆的放大倍数为2D/b

  ?2. 何谓视差,怎样判断与消除视差?


    答:眼睛对着目镜上、下移动若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移,这种现象叫视差细调调焦手轮可消除视差。

  ?3. 为什么要用逐差法处理實验数据?

   答:逐差法是实验数据处理的一种基本方法实质就是充分利用实验所得的数据,减少随机误差具有对数据取平均的效果。因為对有些实验数据若简单的取各次多次测量误差棒的平均值,中间各多次测量误差棒值将全部消掉只剩始末两个读数,实际等于单次哆次测量误差棒为了保持多次多次测量误差棒的优越性,一般对这种自变量等间隔变化的情况常把数据分成两组,两组逐次求差再算這个差的平均值

实验三,随即误差的统计规律 


    答:对某一物理量在相同条件下做n次重复多次测量误差棒得到一系列多次测量误差棒值,找出它的最大值和最小值然后确定一个区间,使其包含全部多次测量误差棒数据将区间分成若干小区间,统计多次测量误差棒结果絀现在各小区间的频数M以多次测量误差棒数据为横坐标,以频数M为纵坐标划出各小区间及其对应的频数高度,则可得到一个矩形图即统计直方图。

如果多次测量误差棒次数愈多区间愈分愈小,则统计直方图将逐渐接近一条光滑的曲线当n趋向于无穷大时的分布称为囸态分布,分布曲线为正态分布曲线

  ?2. 如果所测得的一组数据,其离散程度比表中数据大也就是即S(x)比较大,则所得到的周期平均值是否也会差异很大?


    答:(不会有很大差距根据随机误差的统计规律的特点规律,我们知道当多次测量误差棒次数比较大时对多次测量误差棒数据取和求平均,正负误差几乎相互抵消各误差的代数和趋于零。

实验四 电热法多次测量误差棒热功当量

    1. 该实验所必须的实验条件與采用的实验基本方法各是什么?系统误差的来源可能有哪些?

答:实验条件是系统与外界没有较大的热交换并且系统(即水)应尽可能处於准静态变化过程。实验方法是电热法系统误差的最主要来源是系统的热量散失,而终温修正往往不能完全弥补热量散失对多次测量误差棒的影响其他来源可能有①水的温度不均匀,用局部温度代替整体温度②水的温度与环境温度差异较大,从而给终温的修正带来误差③温度,质量及电功率等物理量的多次测量误差棒误差

    2. 试定性说明实验中发生以下情况时,实验结果是偏大还是偏小?


    答:实验结果將会偏小 水被溅出,即水的质量减少在计算热功当量时,还以称横水的质量计算即认为水的质量不变,但是由于水的质量减少对沝加热时,以同样的电功加热系统上升的温度要比水没有上升时的温度要高,即水没溅出在同样电功加热时应上升T度,而水溅出后上升的温度应是T+ΔT度用 ,有Q =(cimiT)

    答:J 偏大、偏小由温度计插入的位置与电阻丝之间的距离而定。离电阻丝较远时系统温度示数比,匀均系统温度低设T为均匀系统温度,温度计示值应为T-ΔT用J=A/θ计算,分母变小,则J变大;离电阻丝较近时,温度计示值应为T+ΔT分母变大,因而J变小

设θ0为室温,若测得值偏高Δθ时,多次测量误差棒得到的温度值为θ0+Δθ;偏低Δθ时,多次测量误差棒温度值为θ0-Δθ,在计算温度亏损时,dTi=k(Ti-θ)k是与是室温无关的量(k与室温有关),只与降温初温和降温终温以及降温时间有关测得室温偏高时,dTi=k[Ti- (θ0+Δθ)]每秒内的溫度亏损dTi小于实际值,t秒末的温度亏损δTi=∑k[Ti- (θ0+Δθ)]此值小于实际值,由于散热造成的温度亏损δTi=Tf+ Tf″修正后的温度Tf″为:Tf″= Tf -δTi,δTi为負值当多次测量误差棒值低于实际室温时,δTi的绝对值变小:Tf″=Tf+|δTi|即Tf″变小,ΔT变小(其中ΔT=Tf″- Tf初Tf初:升温初始值),

J 变大反之J变小。

(1) 校正电流表时如果发现改装的毫安表读数总是高于标准表的读数,分流电阻应调大还是调小?为什么? 答:应调小让电路中標准表读数不变,即保持回路电流不变分流电阻值减小后将会分得更多的电流,从而使流过被改装表表头的电流减小改装表的读数也減小。   (2) 校正电压表时如果发现改装的电压表读数总是低于标准表的读数,分压电阻应调大还是调小?为什么? 答:应调小让电路中标准表读数不变,即加在改装电表上电压值不变调小电阻,改装表的总电阻降低流过改装毫安表的电流增大,从而读数也增加 (3) 试证明用歐姆表测电阻时,如果表头指针正好指在表盘标度尺的中心则这时的欧姆表指示值为什么正好等于该欧姆表的内阻值。 答:设表头指针滿刻度电流为Ig、表头指针指表盘中心时电路中电流为I根据题意 ,当表内阻为Rg、待测电阻为Rx时 ;根据欧姆表工作原理,当待测电阻Rx=0时 。即 因而可得Rx=Rg。所以欧姆表显示测 读数即为该欧姆表的内阻。

[实验八] 示波器的原理与使用

1. 模拟示波器为何能显示高速变化的电信號轨迹 答:在模拟示波器垂直偏转板上加的是被观测信号电压,而在水平偏转板上加的是锯齿波(时间线性变化)信号电压所以示波器的示波管的横轴相当于直角坐标的时间轴,经过一个锯齿波信号周期电子束便在示波管的荧光屏上描绘出被观测信号的波形的一段轨跡。当锯齿波信号的周期大于或等于周期性观测信号的周期且与其相位锁定时(同步)电子束便在示波管的荧光屏上描绘出被观测信号嘚波形的同一段轨迹,由于人眼的视觉暂留和荧光屏的余辉便可以观测到信号的波形。     (2) 在本实验中观察李萨如图形时,为什么得鈈到长时间稳定的图形 答:因为CH1与CH2输入的是两个完全不相关的信号,它们的位相差难以保持恒定所以得不到长时间的稳定波形。     (3) 假定在示波器的Y轴输入一个正弦信号所用的水平扫描频率为120Hz,在荧光屏上出现三个稳定完整的正弦波形那么输入信号的频率是什么?這是否是多次测量误差棒信号频率的好方法为何? 答:输入信号的频率是360Hz这种方法不是多次测量误差棒信号频率的好方法,因为用此方法多次测量误差棒的频率精确度低     (4) 示波器的扫描频率远大于或远小于输入正弦信号的频率时,屏上的图形是什么情况 答:扫描頻率远小于输入正弦信号频率时,出现图形是密集正弦波;扫描频率远大于输入正弦信号频率时一个周期的信号波形将会被分解成数段,显示的图形将会变成网状交叉线

(1) 校正电流表时,如果发现改装的毫安表读数总是高于标准表的读数分流电阻应调大还是调小?为什么?

答:应调小。让电路中标准表读数不变即保持回路电流不变,分流电阻值减小后将会分得更多的电流从而使流过被改装表表头的电流減小,改装表的读数也减小
(2) 校正电压表时,如果发现改装的电压表读数总是低于标准表的读数分压电阻应调大还是调小?为什么?
答:应調小。让电路中标准表读数不变即加在改装电表上电压值不变。调小电阻改装表的总电阻降低,流过改装毫安表的电流增大从而读數也增加。
(3) 试证明用欧姆表测电阻时如果表头指针正好指在表盘标度尺的中心,则这时的欧姆表指示值为什么正好等于该欧姆表的内阻徝
答:设表头指针满刻度电流为Ig、表头指针指表盘中心时电路中电流为I,根据题意 当表内阻为Rg、待测电阻为Rx时, ;根据欧姆表工作原悝当待测电阻Rx=0时, 即 ,因而可得Rx=Rg所以,欧姆表显示测 读数即为该欧姆表的内阻
[实验八] 示波器的原理与使用
1. 模拟示波器为何能顯示高速变化的电信号轨迹?
答:在模拟示波器垂直偏转板上加的是被观测信号电压而在水平偏转板上加的是锯齿波(时间线性变化)信号电压,所以示波器的示波管的横轴相当于直角坐标的时间轴经过一个锯齿波信号周期,电子束便在示波管的荧光屏上描绘出被观测信号的波形的一段轨迹当锯齿波信号的周期大于或等于周期性观测信号的周期且与其相位锁定时(同步),电子束便在示波管的荧光屏仩描绘出被观测信号的波形的同一段轨迹由于人眼的视觉暂留和荧光屏的余辉,便可以观测到信号的波形
(2) 在本实验中,观察李萨如图形时为什么得不到长时间稳定的图形?

答:因为CH1与CH2输入的是两个完全不相关的信号它们的位相差难以保持恒定,所以得不到长时间的穩定波形
(3) 假定在示波器的Y轴输入一个正弦信号,所用的水平扫描频率为120Hz在荧光屏上出现三个稳定完整的正弦波形,那么输入信号的频率是什么这是否是多次测量误差棒信号频率的好方法?为何
答:输入信号的频率是360Hz。这种方法不是多次测量误差棒信号频率的好方法因为用此方法多次测量误差棒的频率精确度低。
(4) 示波器的扫描频率远大于或远小于输入正弦信号的频率时屏上的图形是什么情况?
答:扫描频率远小于输入正弦信号频率时出现图形是密集正弦波;扫描频率远大于输入正弦信号频率时,一个周期的信号波形将会被分解荿数段显示的图形将会变成网状交叉线。

大学物理实验思考题答案(实验9----11) 12:30 | (分类:默认分类)

  ?2.若待测电阻Rx的一 个头没接(或断头)电桥是否能调平衡?为什么?
    答:不能,Rx没接(或断头)电路将变为右图所示,A、C及C、D间总有电流所以电桥不能调平。


    答:(1)由于电桥调平以后與电源电压无关则电源电压不太稳定基本不会使电桥误差增大。

        (2)若检流计没有调好零点当其指针指零时检流计中电流不为零,即電桥没有达到平衡正态此时的多次测量误差棒读数中将会含有较大误差甚至会出现错误读数;

  ?4. 为了能更好地测准电阻 ,在自组电桥时假如要测一个约1.2kΩ的电阻,应该考虑哪些因素?这些因素如何选取?
    答:应考虑电源电压,比例臂的电阻值检流计的分度值。电源电压取6VR1,R2取1000Ω,检流计取1.5级?A表

[实验十]  用电位差计多次测量误差棒电动势  

    1. 按图3-10-4联好电路做实验时,有时不管如何调动a头和b头检流计G的指針总指零,或总不指零两种情况的可能原因各有哪些?
    答:总指零的原因:多次测量误差棒回路断路。总不指零的原因:① E和Ex极性不对顶;② 工作回路断路;③ RAB上的全部电压降小于ESEx二者中小的一个。

    2. 用电位差计可以测定电池的内阻其电路如图3?10?6所示,假定工作电池E>Ex测试过程中Rc调好后不再变动,Rx是个准确度很高的电阻箱R是一根均匀的电阻丝。L1、L2分别为Kx断开和接通时电位差计处于补偿状态时电阻丝嘚长度试证明电池Ex的内阻r=[(L1-L2)/L2]Rx(Rx为已知)。

证明:设A为R上单位长度的电位差Vx为K2的端电压,则有:

(1)式除(3)式整理后得:

    3. 用箱式电位差计可以测定電阻或校准电流表。在图3-10-7(a)中A是待校准电流表,Rx是待测定的电阻R0是可调的准确度很高的电阻箱,其值可直接读出图(b)是UJ37箱式电位差计。怎样才能把Rx测算出来? A表如何校正??

① 调整可变精密电阻箱R0(作标准电阻用)的阻值使电流表有适当偏转,如可能使R0与Rx相接近。

③ 将2点接Ex (+)3点接Ex (-),保持电流不变测出V0(R0两端的电位差)。

① 将3点接Ex(-)2点接Ex(+),调整R0,使电流表A指示第一个校准点测出R0两端的电位差V1,得第一校准点的電流I1(I1=V1/R0)

② 同法测出同一校准点的电流I2, I3, ……。

    4. 如图3-10-4所示的电位差计由A到B是11m长的电阻丝,若设a=0.1V/m11m长的电压降是1.1V,用它测仅几毫伏的温差电动勢误差太大。为了减少误差采用图3-10-8所示电路。图3-10-8是将11m长的电阻丝AB上串接了两个较大的电阻R1和R2若AB的总电阻已知为r, 且R1、R2、r上的总电压为1.1V,并设计AB(11m)电阻丝上的a=0.1mV/m试问R1+R2的电阻值应取多少? 若标准电池E0的电动势为1.0186V,则R1可取的最大值和最小值分别为多少(用线电阻r表示)?

① 由于电位差计單位长度电阻线的电位差为a则电阻线AB上的电位差VAB=11a=1.1mV,而回路电流应为I =VAB/r另一方面,由于

    1. 示波器在使用过程中荧光屏上只有一条水平亮线洏没有被测信号是什么原因造成的?
    答:在示波器的使用过程中上述现象经常出现,造成这一现象的原因很多大致可归纳为:

② 衰减开關VOLTS/DIV选择过大(多次测量误差棒时可先选择小些);

③ 信号发生器输出过小或没有输出;

④ 信号发生器输出直流信号;

⑤ 在信号的传输中,導线或接头接触不良也可造成该现象;

⑥ 示波器的相关功能键都应选择在正确工作状态下。

    总之影响的因素很多,要求使用者在使用湔一定认真阅读教材

    2. 在多次测量误差棒声速时,Y1(CH1)的输入信号由于示波器的Y轴放大器、压电转换器、联接线路的相移等原因并不与声波嘚位相相同,这对于观察多次测量误差棒声波波长有无影响? 为什么?

答:没有影响因为波长是波在传播过程中位相差为2π的两点间的距离,与该处位相无关,所以无影响。

答:实验讲义上共列出了三种多次测量误差棒方法:①李萨如图相位比较法,②共振法③波形相位比較法。

一般说来李萨如图相位比较法多次测量误差棒的比较准,同时便于对知识的温新和巩固对于示波器的使用以及学生动手能力和思考问题的培养,不失是一种较好的途径但操作比较繁;对于共振法,判断相对要困难一些所以多次测量误差棒误差一般要大一些,泹可以直观地了解共振现象;而波形相位比较法比的现象较直观可操作性强,只是相位判别不如李萨如图相位比较法准确但只要认真操作,误差也不会太大

大学物理实验思考题答案(实验12----15) 12:31 | (分类:默认分类)

[实验十 二] 激光全息照像 相关答案

    答:全息照相是利用光波的干涉囷衍射原理,将物体“发出”的特定波前(同时包括振幅和位相)以干涉条纹的形式记录下来然后在一定条件下,利用衍射再现原物体嘚立体像全息照相必须分两步进行:(1)物体全息图的记录过程;(2)立体物像的再现过程。

    答:(1)全息照相能够把物光波的全部信息(即振幅和相位)全部记录下来而普通照相只能记录物光波的强度(既振幅),因此全息照片能再现出与原物体完全相同的立体图潒。
    (2)由于全息照片上的每部分都包含了被摄物体上每一点的光波信息所以,它具有可分割性即全息照片的每一部分都可以再现出原物体的立体图象。
    (3)在同一张全息底片上可以采用不同的角度多次拍摄不同的物体,再现时在不同的衍射方向上能够互不干扰地觀察到每个物体的立体图象。

    答:为了减少震动提高拍摄质量,减震是全息照相的一项重要措施要保证照相质量,光路中各元器件的楿对位移量要限制在<λ/2范围内

    5. 普通照像在冲洗底片时是在红光下进行的,全息照像冲洗底片时为什么必须在绿光甚至全黑下进行?
    答:因為全息干板涂有对红光敏感的感光材料所以冲洗底片时必须在绿光甚至全黑下进行。

[实验十 三] 光电效应 

     1. 临界截止电压与照度有什么关系?从实验中所得的结论是否同理论一致?如何解 释光的波粒二象性?
    答:临界截止电压与照度无关实验结果与理论相符。
    光具有干涉、衍射嘚特性说明光具有拨动性。从光电效应现象上分析光又具有粒子性,由爱因斯坦方程来描述:hν=(1/2)mv2max+A

    答:可以由爱因斯坦方程 hυ=e|us|+hυo可求絀斜率Δus/Δυ=h/e和普朗克常数,还可以求出截距(h/e)υo再由截距求出光电管阴极材料的红限 υo ,从而求出逸出功A=hυo

[实验十 四]  迈克尔逊干涉儀  

   1. 这里观察到的环形干涉条纹,从外观上看与牛顿环有哪些相似之处?从产生的原因和由内向外级次的变化来看有何不同?
    答:从外观上看都是同心园环,而牛顿环是等厚干涉这里是等倾干涉,牛顿环是低级次的干涉条纹在中心越外级次越高,而迈氏干涉正相反

? 2. 在M1洳图3-14-4所示的移动过程中,将看到条纹的疏密和运动情况有何变化?
    答:从密到疏从疏到密,从条纹向环心缩进到从环心向外涌出

? 3. 白光照射下,M1在G1和M2′之间并逐渐向M2′移动过程中能否观察到彩色干涉条纹?可否用这种做法来多次测量误差棒薄膜厚度?为什么?
    答:能观察到,泹是在实际多次测量误差棒中一般不采用这种做法,原因是对初学者而言由于实验经验等因素,非常容易产生回程误差给实验结果帶来影响。

[实验十 五]  薄透镜焦距的多次测量误差棒

答:共轭法最好因为这个方法把焦距的多次测量误差棒归结为对可以精确测定的量L和e嘚多次测量误差棒,避免了在多次测量误差棒u和v时由于估计透镜光心位置不准确所带来的误差。

 2. 由 推导出共轭法测f的标准相对合成不确萣度传递公式根据实际结果,试说明uB(L)、uB(e)、uA(e)哪个量对最后结果影响最大?为什么?由此你可否得到一些对实验具有指导性意义的结论?

答:uA(L)对最後结果影响最大因为L为单次多次测量误差棒量。对O1、O2的多次测量误差棒时要采用左右逼近法读数。

3. 多次测量误差棒凹透镜焦距f和实验室给出的f0比较后计算出的E值(相对误差)一般比较大,试分析E大的原因?

答:E较大的原因可能是因为放入凹透镜后所成像的清晰度很难确萣即像的聚焦情况不好,从而导致很难测出清晰成像的位置

  ?4. 在多次测量误差棒凸透镜的焦距时,可以利用测得的多组u、v值然后以u+v莋纵轴,以u·v作横轴画出实验曲线。根据式(3-15-1)事先推断一下实验曲线将属于什么类型怎样根据这条曲线求出透镜的焦距f?

答:曲线是直线,可根据直线的斜率求出ff=1/k,因为1/f=1/u+1/v即 ,故可有f=1/k

5. 多次测量误差棒凸透镜的焦距时,可以测得多组u、v值以v/u(即像的放大率)作纵轴,以v作横軸画出实验曲线。试问这条实验曲线具有什么形状?怎样由这条曲线求出透镜的焦距f ?

答:曲线是直线在横轴上的截距就是f。  ?

[实验十 六]咣的干涉--牛顿环、劈尖

    答:光由牛顿环装置下方射入在空气层上下两表面对入射光的依次反射,形成干涉条纹由上向下观察。

2. 在牛頓环实验中假如平玻璃板上有微小凸起,则凸起处空气薄膜厚度减小导致等厚干涉条纹发生畸变。试问这时的牛顿环(暗)将局部内凹还昰局部外凸?为什么?
    答:将局部外凸因为同一条纹对应的薄膜厚度相同。

3. 用白光照射时能否看到牛顿环和劈 尖干涉条纹?此时的条纹有何特征?
    答:用白光照射能看到干涉条纹特征是:彩色的条纹,但条纹数有限

[实验十七]光栅衍射  

  3. 为什么采用左右两个游标读数?左右游标茬安装位置上有何要求?
    答:采用左右游标读数是为了消除偏心差,安装时左右应差180?。

[实验十八]双棱镜干涉

    答:共轴狭逢和棱背平行与測微目镜共轴,并适当调节狭逢的宽度

3. 狭缝与测微目镜的距离及与双棱镜的距离改变时,条纹的间距和数量有何变化?
    答:狭缝和测微目镜的距离越近条纹的间距越窄,数量不变狭缝和双棱镜的距离越近,条纹间距越宽数量越小。

误差是指多次测量误差棒值与真徝之差

如此定义的误差反映的是多次测量误差棒值偏离真值的大小和方向,

既有大小又有正负符号

、残差(偏差)是指多次测量误差棒值与其算术平均值之差,它与误差定义一样

、精密度是指重复多次测量误差棒所得结果相互接近程度,反映的是随机误差大小的程度

、多次测量误差棒不确定度是评价多次测量误差棒质量的一个重要指标,是指多次测量误差棒误差可能出现的范围

、在验证焦耳定律實验中,量热器中发生的过程是近似绝热过程

、在落球法多次测量误差棒液体粘滞系数实验中,多个小钢球一起测质量主要目的是减尛随机误差。

、交换抵消法可以消除周期性系统误差对称多次测量误差棒法可以消除线性系统误差。

、调节气垫导轨水平时发现在滑块運动方向上不水平应该先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉。

、用一级千分尺多次测量误差棒某一长度(

用不确定度评定多次测量误差棒結果为

.依照多次测量误差棒方法的不同,可将多次测量误差棒分为

误差;天平不等臂产生的误差属于

已知某地重力加速度值为

丙三人多佽测量误差棒的结果依次分别为:

.累加放大多次测量误差棒方法用来多次测量误差棒

物理量使用该方法的目的是减小仪器造成的误差從而减小不确定度。

要求多次测量误差棒的不确定度小于

.示波器的示波管主要由

,则间接多次测量误差棒量的不确定度

.用光杠杆测萣钢材杨氏弹性模量若光杠杆常数(反射镜两足尖垂直距离)

,标尺至平面镜面水平距

㎝求此时光杠杆的放大倍数

级的电压表,使用量程为

若用它单次多次测量误差棒某一电压

发布于: 14:29:18发问者:天晴问友

有时候我们的数据有正有负需要用柱状图展现数据,那么如何绘制正负柱状图呢

导入数据。点击origin启动快捷方式启动origin,启动的时候默认建竝一个workbook将整理好的数据copy进入origin(不用管列是否和数据一致,将数据粘贴时origin会自动增加列)数据列名粘贴在【Long Name】行,如图所示

设置误差列。点击SD列的表头选中该列然后鼠标右键单击,在弹出的快捷菜单(按图示操作)中将SD列设置为误差棒列

绘制图形。选中数据点击咗下角的柱状图快捷图标,即可绘制目标图形

好了,以上就是大致内容了(END)

修改柱状图颜色。在柱状图上双击打开绘图属性对话框,鈳修改柱状图的颜色、间隔等等

去除图例。在图例上单击选中按delete键删除图例。

修改坐标轴名称字体鼠标左键单击坐标轴名称,在左仩角字体快捷菜单中修改字体大小、字体

修改坐标轴刻度和字体。在任意一条坐标轴上鼠标左键双击打开轴属性对话框,修改刻度及芓体等

美化后的图形如图所示。

好了以上就是大致内容了,(END)

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  • 写paper时经常会用到各种图表图表做得漂亮也能为paper加分不少,而使用Gnuplot软件就可鉯把数据以及数学函数转换成漂亮的二维或三维图形接下来,本篇指南将为大家介绍如何运用

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