高分子物理实验思考题@中科大

高分子物理实验思考题@中科大
高分子物理实验思考题@中科大

1.为什么在计算机模拟实验1(用“分子模拟”软件构建全同立构聚丙烯分子、聚乙烯分子并计算它们末端的直线距离)中我们一再把第一个碳原子到最后一个碳原子的距离叫做末端距离,而不称通常所说的根均方末端距?

2.你对计算机在高分子科学中的应用有多少了解?

3.在考虑高分子链内旋转空间位阻时,高分子链的尺寸如何变化?

4.在“二维高分子链形态的计算机模拟”实验中采用的是改进后的四位置模型,与原四位置模型相比,改进的四位置模型有哪些优点?

5.描述一个在良溶剂中的高分子链形态要用哪种模型?而θ溶剂中的高分子链形态又有何特征?需用哪种模型描述?

6.影响高分子链形态的因素有哪些?结合本课程相关实验结果和所学高分子物理知识进行讨论。

7.在“密度梯度管法测定聚合物的密度和结晶度”实验中,如何选择重液和轻液密度,重液和轻液密度差的大小对密度梯度曲线有何影响?

8.如何由密度计算聚合物的结晶度?

9.你还知道哪些测定聚合物结晶度的方法?为什么不同测定方法测得的聚合物结晶度不能相互比较?

10.聚合物结晶有何特点?形态特征如何?结晶温度对球晶形态有何影响?

11.解释正交偏光系统下聚合物球晶的黑十字消光现象。

12.与光学显微镜相比较,用小角激光光散射法研究晶态聚合物的球晶结构有什么优点?

13.你还知道哪些小角激光光散射法在固体聚合物研究中的应用?

14.油浸法测定合成纤维的双折射反映的是什么尺寸范围内的取向?

15.你还知道哪些测定聚合物取向的方法,它们各自代表什么尺寸范围内的取向?16.为什么用不同方法测得的玻璃化温度是不能相互比较的?

17.为什么说膨胀计法是测定聚合物玻璃化温度的经典方法,任何其它的测定结果都要来与膨胀计法的结果相比较?

18.你还知道哪些测定聚合物玻璃化温度的实验方法,它们各自的优缺点是什么?19.聚合物的形变-温度曲线与其分子运动有什么联系? 不同分子结构和不同聚集态结构的聚合物应有什么样的形变-温度曲线?

20.聚合物的形变-温度曲线对聚合物的加工和应用有何实际意义?

21. 为什么由形变-温度曲线测得的T B g B 和T B f B 值只是一个相对参考值? T B g B 和 T B f B

值受哪些实验因素的影响?有何影响?

22.

在实测形变-温度曲线时,刚开始不久曲线会出现有一个平坦的下凹,为什么? 23. 在作环氧树脂固化时,当达到该温度下平衡扭矩后,如果再增加温度,扭矩又有所增

大,但如果作不饱和聚酯的固化时,在增加温度就没有扭矩继续增大的现象,这是为什么? 24.

动态扭振法与其它动态力学方法(如动态扭辨法或动态振簧法)相比各有什么优缺点? 25.

为什么在粘弹谱仪测定聚合物的动态力学性能时要在聚合物试样上施加予应力? 26.

你对另外两个在实验室中常用的动态力学实验(扭摆和扭辫、振簧)有多少了解? 27. 动态振簧法的频率范围一般是20 Hz 到1000 Hz ,为了使动态振簧法测得的玻璃化

转变温度更接近于由膨胀计测得的值,曾设法扩展动态振簧法的频率范围的下限,对此你有什么看法?

28. 拉伸实验既有形状的改变又有体积的变化,所以从物理的观点来看,它不是一个基

本的形变类型,但却在实践中大量应用拉伸实验,为什么?

29.

你对聚合物材料拉伸时特有的应变软化现象是如何理解的? 30.

什么是聚合物的屈服现象?典型的聚合物应力-应变曲线有几类? 31.

影响拉伸试验的因素有哪些? 32.

“银纹”实验中,制样过程中为何要将样品的两边磨平? 33.

银纹主要出现在样品的哪些区域?为什么? 34.

为什么说银纹是聚合物特有的现象,它与聚合物材料的断裂有什么关系? 35.

测定聚合物表面电阻系数时,保护电极起什么作用? 36.

聚合物电介质的电阻系数温度依赖性与金属的有何不同?为什么? 37.

近年来已经发现聚合物还可能是半导体、导体甚至超导体,你对此有多少了解? 38.

溶胀法测定交联聚合物的交联度有什么优点和局限性? 39.

样品交联度过高或过低对结果有何影响?为什么? 40. 从高分子结构和分子运动角度讨论线形聚合物、交联聚合物在溶剂中的溶胀情况有何

区别?

41.

从手册上查Mark-Houwink 经验式[]a KM η=中K 、a 值时要注意什么? 42.

能否先测纯溶剂的流出时间再测溶液的流出时间?如果这样做,对实验结果有何影响?

43.配制高分子溶液时,选择多大浓度较为适宜?

44.你对测定聚合物分子量的其它方法有多少了解?

45.用乌氏粘度计测定高分子稀溶液粘度时在什么情况下需要校正?如何校正?46.从高分子溶液的相对粘度对浓度作图进一步理解在纯溶剂流出时间比较短时进行动能校正的必要性。

47.做好“粘度计的动能校正”实验,测定的关键是什么?

48.应用分级的方法测定聚合物的分子量分布时,能否直接用实验所得的各个级分的重量分数对每个级分的平均分子量作图得到该聚合物的分子量分布曲线?为什么?49.在进行结晶聚合物的逐步沉淀分级时,在沉淀剂比例小的混合溶剂中或较高温度

下析出的级分肯定是分子量大的组分吗?为什么?

50.为什么在滴加沉淀剂使溶液出现微弱浑浊后,要再在50o C水浴中使溶液重新变清(沉淀溶解)后再放回原温度下静置?

51.在测定聚合物分子量分布和制备级分样品上,体积排除色谱法和分级法相比各有什么优缺点?

52.SEC法是一种测定聚合物各种平均分子量的方法,请问它是绝对方法吗?为什么?53.聚合物分子量与其熔体流动速率有什么关系?为什么熔体流动速率不能在结构不同的聚合物之间进行比较。

54.如何利用流动曲线分析聚合物流体的类型,并评价其加工性能。

55.影响高聚物流变性质的有哪些主要因素?

56.你对测定聚合物熔体流变性能的落球式、转动式(同轴圆筒和锥板)和毛细管挤出式流变仪有多少了解?

57.共混改性的目的是什么?

58.用同向旋转双螺杆挤出机制备聚烯烃阻燃粒料,影响其共混效果的因素有哪些?如何控制?

59.试描述物料在同向旋转啮合型双螺杆挤出机中的流动行为?

60.请对本课程教学提出宝贵意见。

大学物理实验思考题完整版(淮阴工学院)

实验一:物体密度 1、量角器的最小刻度是0.5.为了提高此量角器的精度,在量角器上附加一个角游标,使游标30个分度正好与量角器的29个分度的等弧长。求:(1、)该角游标的精度;( 2、)如图读数 答案:因为量角器的最小刻度为30’.游标30分度与量角器29 分度等弧长,所以游标精度为30/30=1,图示角度为149。45’ 2、测定不规则的固体密度时,若被测物体浸入水中时表面吸附着水泡,则实验结果所得密度值是偏大还是偏小?为什么? 答案:如果是通过观察水的体积的变化来测量不规则物体的体积,那么计算的密度会减小,因为质量可以测出,而吸附气泡又使测量的体积增大(加上了被压缩的气泡的体积)所 以密度计算得出的密度减小 实验二:示波器的使用 1、示波器有哪些组成部分?每部分的组成作用? 答案:电子示波器由Y偏转系统、X偏转系统、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。 Y偏转系统的作用是:检测被观察的信号,并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。 X偏转系统的作用是:产生一个与时间呈线性关系的电压,并加到示波管的x偏转板上去,使电子射线沿水平方向线性地偏移,形成时间基线。 Z通道的作用是:在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上,使得示波管在扫描正程加亮光迹,在扫描回程使光迹消隐。 示波管的作用是:将电信号转换成光信号,显示被测信号的波形。 幅度校正器的作用是:用于校正Y通道灵敏度。 扫描时间校正器的作用是:用于校正x轴时间标度,或用来检验扫描因数是否正确。 电源的作用是:为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。 2、为什么在实验中很难得到稳住的李萨如图形,而往往只能得到重复变化的某一组李萨如图形? 答案:因为在实验中很难保证X、Y轴的两个频率严格地整数倍关系,故李莎茹图形总是在不停旋转,当频率接近整数倍关系时,旋转速度较慢; 实验三:电位差计测量电动势 1、测量前为什么要定标?V0的物理意义是什么?定标后在测量Ex时,电阻箱为什么不能在调节? 答案:定标是因为是单位电阻的电压为恒定值,V0的物理意义是使实验有一个标准的低值,电阻箱不能动是因为如果动了电阻箱就会改变电压,从而影响整个实验;为了保持工 作电流不变.设标准电压为En,标准电阻为Rn,则工作电流为I=En/Rn,保持工作电流不变,当测量外接电源时,调节精密电阻Ra,使得电流计示数为零,有E=I*Ra,若测试过程中调节了电位器Rc,则导致I产生变化,使测得的E不准(错误)

普通物理实验思考题及答案

实验一. 1求λ时为何要测几个半波长的总长? 答:多测几个取平均值,误差会减小 2为何波源的簧片振动频率尽可能避开振动源的机械共振频率? 答 当簧片达到某一频率(或其整数倍频率)时,会引起整个振动源(包括弦线)的机械共 振,从而引起振动不稳定。 3弦线的粗细和弹性对实验各有什么影响,应该如何选择? 答 弦线应该比较细,太粗的话会使振动不明显,弹性应该选择较好的,因为弹性不佳会造 成振动不稳定 4横波在弦线上传播的实验中,驻波是由入射波与反射波迭加而成的,弦线上不振动的点称 为波节,振动最大的点称为波腹,两个波节之间的长度是半波长 5因振簧片作水平方向的振动,理论上侧面平视应观察不到波形,你在实验中平视能观察得 到吗?什么情况能观察到,为什么? 答 平视不能观察到,因为。。。。。。 6为了使lg λ—lgT 直线图上的数据点分布比较均匀,砝码盘中的砝码质量应如何改变? 答 每次增加相同重量的砝码 实验二. 1.外延测量法有什么特点?使用时应该注意什么问题? 答 当需要的数据在测量数据范围之外而不能测出,为了求得这个值,采用作图外推求值的 方法,即先用已测的数据绘制出曲线,再将曲线按原规律延长到待求值范围,在延长线部分 求出所需要的值 使用时要注意在所要值两边的点要均衡且不能太少并且在研究的范围内 没有突变的情况 2.物体的固有频率和共振频率有什么不同?它们之间有何联系? 答 物体的固有频率和共振频率是不同的概念,固有频率指与方程的根knl=4.7300对应的振 动频率,它们之间的关系为f 固= f 共2^4/11Q 前者是物体的固有属性,由其结构,质量材质等决定,而后者是当外加强迫力的频率等于物 体基频时,使其发生共振时强迫力的频率 实验三. 1.为什么实验应该在防风筒(即样品室)中进行? 答:因为实验中的对公式 要成立的条件之一是:保证两样品的表面状况相同,周围介质(空气)的性质不变, m:强迫对流时m=1;自然对流时m=5/4; (实验中为自然冷却即自然对流) 所以实验要在防风筒(即样品室)中进行,让金属自然冷却。 2.用比较法测定金属的比热容有什么优点?需具备什么条件? 答:优点是可以简单方便测出待测金属的比热容。如果满足下列条件:两样品的形状尺寸都 相同(例如细小的圆柱体);两样品的表面状况也相同; 于是当周围介质温度不变(即室温恒定),两样品又处于相同温度时,待测金属的比热容为: 3.如何测量不同的金属在同一温度点的冷却速率? 答:法一:测出不同金属在该温度点附近下 降相同的温度差Δθ以及所需要的时间Δt,可 得各个金属在该温度点的冷却速率。 法二:通过实验,作出不同金属的θ~t 冷却曲线,在各个冷却曲线上过该温度点切 线,求出切线的斜率,可得各温度点的冷却速率。 4、可否利用本实验中的方法测量金属在任意温度时的比热容?

高分子物理实验思考题(自整理)资料

实验一黏度法测定聚合物分子量 1.实验操作中,哪些因素对实验结果有影响? 粘度管口径,粘度管是否垂直及是否干净,溶液密度,人的读数误差,秒表精度等等。 2.如何测定mark-houwink方程中的参数k,α值? 答:将聚合物式样进行分级,获得分子量从小到大比均一的组分,然后测定各组分的平均分子量及特性粘度[η]=kMα,两边取对数,作图得斜率和截距。 实验二偏光显微镜法观察聚合物球晶 1.聚合物结晶体生长依赖什么条件,在实际生产中如何控制晶体的形态? 依赖于分子结构的对称性与规整性,以及温度,浓度,成核剂,杂质,机械力等条件。 ①控制形成速度:将熔体急速冷却生成较小球晶,缓慢冷却则生成较大球晶 ②采用共聚的方法:破坏链的均一性和规整性,生成小球晶3外加成核剂可获得甚至更微小的球晶。 实验三扫描电镜观察物质表面微观结构 1.为什么样品边缘或者表面斜坡处比较亮? 因为扫描电镜收集的是二次电子,通过收集的二次电子成像,而样品的边缘和斜坡处由于形貌都比较尖锐突出,所以对二次电子的反射强度高,因而在边缘和斜坡处的图像比较发亮。 2. 电镜的固有缺陷有哪几种?像闪是怎样产生的? 球差,色差,衍色差,像闪。极革化材料加工精度,极革化材料结构和成分不均匀性影响磁饱和,导致场的不均匀性造成像闪。

实验四DSC,DTA 1.解释DSC和DTA测试原理的差异 DTA是测量试样和参比物的温度差,而DSC使试样和参比物的温度相等,而测的是维持试样和参比物的温度相等所需要的功率 DTA:测温差,定性分析,测温范围大,灵敏性低 DSC:测能量差,定量分析,精度高,测温范围小(相对DTA)灵敏度高 2.同一聚合物样品,TGA测试得到样品分解温度及分解步骤有差异,可能原因是什么? 1,通入气体的种类即气氛不同,N2不参与反应,热效应小,影响不大;2升温速率不同,如果升温速率太快反应温度就会不均匀不能得到准确的峰,相反,试量少一些温度会相对均匀,就可以得到尖锐的峰形和相对准确的峰温;3,实验开始时仪器的校准不准确;4样品用量的多少,用量多一点好,在侧重感相同的情况下,可以得到较高的相对精度。 实验五电子拉力机测定聚合物的应力-应变曲线 1. 拉伸速度对测试结果有何影响? 一般情况下,拉伸速度越大,所测得的强度值越高。在低的拉伸速度下,有充足的时间利于缺陷的发展,从而强度值较小,而较大的拉伸速度下,材料的断裂主要是其化学键的破坏引起,测得的强度值较大。 2. 根据拉伸过程中屈服点的表现、伸长率大小及断裂情况,应力-应变曲线大致可分为几种类型? 目前大致可归纳成5种类型

大学物理实验报告及答案

(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括) 伏安法测电阻 实验目的(1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算;进一步掌握有效数字的概念。 U 实验方法原理根据欧姆定律,R =,如测得U 和I 则可计算出R。值得注意的是,本实验待测电阻有两只, I 一个阻值相对较大,一个较小,因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式,以减小测量误差。 实验装置待测电阻两只,0~5mA 电流表1 只,0-5V 电压表1 只,0~50mA 电流表1 只,0~10V 电压表一只,滑线变阻器1 只,DF1730SB3A 稳压源1 台。 实验步骤本实验为简单设计性实验,实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时,可提示学生参照第2 章中的第2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的,并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量,记录U 值和I 值。对每一个电阻测量3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大,可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大,应分析原因并重新测量。 数据处理 (1) 由?U =U max ×1.5% ,得到?U 1 = 0.15V,?U2 = 0.075V ; (2) 由?I = I max ×1.5% ,得到?I 1 = 0.075mA,?I 2 = 0.75mA; (3) 再由u= R ( ?U )2 + ( ?I ) 2 ,求得u= 9 ×101?, u= 1?; R 3V 3I R1 R2 (4) 结果表示R1 = (2.92 ± 0.09) ×10光栅衍射实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。?, R 2 = (44 ±1)? (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理

物理实验思考题答案

物理实验全解 实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1.列出计算霍尔系数、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,若测得的霍尔电压为正,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? 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量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;除了测量霍尔电压,还要测量A、C间的电位差,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。总之,一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1.若磁感应强度B和霍尔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交,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,或者设法测量出磁感应强度B 和霍尔器件平面的夹角。 2.若已知霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源? 误差来源有:测量工作电流的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量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上的“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,发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接收到的声压为最大,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。因此在系统处于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,提高测量的准确度。 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变电场,材料会发生机械形变,这被称为逆压电效应。声速测量仪中换能器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用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。

《高分子物理实验讲义》

实验1 平衡溶胀法测定交联聚合物的溶度参数与交联度 溶度参数是与物质的内聚能密度有关的热力学参数,实际上也是表征分子间作用力的物理量。在高分子溶液性质的研究中以及生产实际中,常常凭借溶度参数来判断非极性体系的互溶性。例如,溶度参数对聚合物的溶解、油漆和涂料的稀释、胶黏剂的配制、塑料的增塑、聚合物的相容性、纤维的溶液纺丝等等,都有一定的参考价值。 对于交联聚合物,与交联度直接相关的有效链平均分子量 C M 是一个重要的结构参数,C M 的大小对交联聚合物的物理机械性能具有很大的影响。 因此,测定和研究聚合物的溶度参数与交联度十分重要,平衡溶胀法是间接测定交联聚合物的溶度参数与有效链平均分子量 C M 的一种简单易行的方法。另外还可间接测得高分子-溶剂的相互作用参数1x 。 一、实验目的: (1)了解溶胀法测聚合物溶度参数及 C M 的基本原理。 (2)掌握重量法测交联聚合物溶胀度的实验技术。 (3)粗略地测出交联聚合物的溶度参数、C M 及1x 。 二、实验原理: 聚合物的溶度参数不像低分子化合物可直接从汽化热测出,因为聚合物分子间的相互作用能很大,欲使其汽化,势必裂解为小分子,所以只能用间接的方法测定,平衡溶胀法是其中的一种方法。交联结构的聚合物不能为溶剂所溶解,但能吸收大量的溶剂而溶胀。溶胀过程中,溶剂分子渗入聚合物内使体积膨胀,以致引起三维分子网的伸展,而分子网受到应力产生了弹性收缩力,阻止溶剂进入网状链。当这两种相反的倾向相互抵消时,即溶剂分子进入交联网的速度与被排出的速度相等,就达到了溶胀平衡态。 溶胀的凝胶实际上是聚合物的溶解液,能溶胀的条件与线性聚合物形成溶液相同。根据热力学原理,聚合物能够在液体中溶胀的必要调节是混合自由能 m F <0 ,而

大学物理实验课后答案

实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1.列出计算霍尔系数、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,若测得的霍尔电压为正,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? 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了测量霍尔电压,还要测量A、C间的电位差,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。总之,一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1.若磁感应强度B和霍尔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交,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,或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2.若已知霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源? 误差来源有:测量工作电流的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量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上的“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,发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接收到的声压为最大,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。因此在系统处于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,提高测量的准确度。 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

最新物理实验思考题答案讲课教案

1、电磁感应【Q】在实验中我们发现,旋转的铝盘会对磁铁产生牵引力,发过来磁铁也会对铝盘有一个反作用力(磁阻尼力),这个阻尼力会影响实验精度吗?【A】并不会影响实验精度,且铝盘会以一个恒定的频率在转动!原因:步进电机的工作原理,是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。因此,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响。【Q】大家是否发现在我们这个实验中,铝盘上面挖了六个小孔,你们认为这些小孔会对牵引力产生影响吗?【A】小孔会对牵引力产生影响,牵引力相比没孔的铝盘会变小;每一根铝丝两端都会产生感应电动势,铝盘就相当于多个电源的并联,但是由于小孔的存在,产生的电流可能不稳定,牵引力会有小幅波动,但是小孔并不是改变磁通量的“罪魁祸首【Q】测量磁悬浮力或牵引力时,永磁体的位置对结果有什么影响?比如正对着铝盘圆心与偏离角度的区别;还有永磁体靠近铝盘中心时所受的力与磁体位于铝盘边缘时相比,大小

如何?【A】做了几次试验,发现当磁铁在盘内较大距离时力不大,到盘边时较大,远离盘后减小。可推知力与磁铁到盘中心的距离是一个单峰的函数,有水平渐近线。【Q】大家想一下,如果那个轴承完全无摩擦,那么它的转速会无限增大吗?【A】【Q】如何改进??【A】此实验的磁悬浮力和磁牵引力装置应增加一个角度指针,因为我们在做距离和力的大小的关系试验中,每次都要将测力器杆取出,然后重新固定,这当中是不是会因为角度的不同产生较大的误差呢?所以可以增加一个角度小指针,来校正测力杆放置的方向,减免误差我们是准备加一个升降装置的,最好带刻度的。 1.测量磁悬浮传动系统的轴承转速时,测得的转速不是很稳定,而转速的测定时以一定时间内通过轴承的光束的个数为依据的。所以我建议增加轴承上计数孔的个数,这样测得的数目会增多,可以减小不稳定因素的干扰,所得读数会相对集中一些。 2.我做实验时的传感器支架稳定性不好,每次垫一个垫片测磁牵引力和磁悬浮力时,旋转的铝盘很容易擦到永磁铁。不仅如此,

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南昌大学实验报告 实验项目名称:_______膨胀计法测定聚合物的玻璃化转变温度______________学生姓名:____________ 学号:___________ 专业班级:______________实验类别:基础专业实验类型:验证综合设计 创新 实验要求:必修选修实验日期:___________ 实验成绩:________ 一、实验目的 1. 了解膨胀计测量聚合物玻璃化温度的方法。 2. 深入理解自由体积概念在高分子学科中的重要性。 二、实验基本原理 在玻璃态下,由于链段运动被冻结,自由体积也被冻结,聚合物随温度升高而发 T以上,除了正常的分子生的膨胀只是由于正常的分子膨胀过程造成的,而在 g 膨胀过程外,还有自由体积的膨胀,因此高弹态的膨胀系数比玻璃态的膨胀系数 T就要发生斜率的变化。 来得大。若以比容对温度作图,在 g 三、主要仪器设备及耗材 膨胀计、水浴及加热器、颗粒状尼龙6、丙三醇。 四、实验步骤 1. 洗净膨胀计,烘干。装入尼龙6颗粒至比重瓶的4/5体积。 2. 在膨胀管内加入丙三醇作为介质,用玻璃棒搅动(或抽气)使膨胀管内没有气泡。 3. 再加入丙三醇至比重瓶口,插入毛细管,使丙三醇的液面在毛细管下部,磨口接头用弹簧固定,如果管内发现有气泡要重装。 4. 将装好的膨胀计浸入水浴中,于30C恒定20min后,设置最高温度为60C,控制水浴升温速率约为1.25C/min。

5. 读取水浴温度和毛细管内丙三醇液面的高度,从30~55 C 每升高1C 读数一次(升温速率控制为0.5C/min ),到55C 为止。 6. 毛细管内液面高度对温度作图。从直线外延点求得升温速度 1.25 C/min 下尼龙6的g T 。 五、实验数据及处理结果 3.3 3.4 3.5 3.6 3.73.8 3.9 4.0 h /m m Tamperature /o C 升温速度1.25C/min 下尼龙6的g T 为44C 。 六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议 略 七、参考资料 1.何平笙,杨海洋,朱平平,瞿保均. 高分子物理实验. 合肥:中国科学技术大学出版社,2002 2.陈义旺. 高分子物理实验补充讲义. 南昌大学,2006

固体物理补充习题07.docx

固体物理补充习题 (十四系用) 1. 将半径为R 的刚性球分别排成简单立方(sc )、体心立方(bcc )和面心立方(fcc )三种 结构,在这三种结构的间隙中分别填入半径为r p 、r b 和r f 的小刚球,试分别求出r p /R 、r b /R 和r f /R 的最大值。 提示:每一种晶体结构中都有多种不同的间隙位置,要比较不同间隙位置的填充情况。 2. 格常数为a 的简单二维密排晶格的基矢可以表为 1a = a i 212a =-+ a i j (1)求出其倒格子基矢1 b 和2 b , 证明倒格子仍为二维密排格子; (2)求出其倒格子原胞的面积Ωb 。 3. 由N 个原子(或离子)所组成的晶体的体积V 可以写为V =Nv = N βr 3,其中v 为平均一个原子(或离子)所占的体积,r 为最近邻原子(或离子)间的距离,β是依赖于晶体结构的常数,试求下列各种晶体结构的β值: (1) sc 结构 (2) fcc 结构 (3) bcc 结构 (4) 金刚石结构 (5) NaCl 结构。 4. 设两原子间的相互作用能可表示为 ()m n u r r r αβ =-+ 其中,第一项为吸引能;第二项为排斥能;α、β、n 和m 均为大于零的常数。证明,要使这个两原子系统处于稳定平衡状态,必须满足n > m 。 5. 设晶体的总相互作用能可表示为 )m n A B U r r r =-+ 其中,A 、B 、m 和n 均为大于零的常数,r 为最近邻原子间的距离。根据平衡条件求: (1)平衡时,晶体中最近邻原子的间距r 0和晶体的相互作用能U 0; (2)设晶体的体积可表为V =N γr 3,其中N 为晶体的原子总数,γ为体积因子。若平衡时 晶体的体积为V 0,证明:平衡时晶体的体积压缩模量K 为 9mn U K V = 6. 设有一由2N 个离子组成的离子晶体,若只计入作近邻离子间的排斥作用,设两个离子间 的势能具有如下的形式: 式中,λ和ρ为参数;R 为最近邻离子间距。若晶体的Madelung 常数为α,最近邻的离子数为Z ,求平衡时晶体总相互作用势能的表达式。 7. 由N 个原子组成的一维单原子晶体,格波方程为()cos n x A t naq ω=-,若其端点固定, (1)证明所形成的格波具有驻波性质,格波方程可表为()sin sin n x A naq t ω'=; (最近邻间) (最近邻以外) ±e r 2 λρ e e R R --/2 ()u r =

大学物理实验思考题

测非线性电阻的伏安特性 [思考题]: ⒈从二极管伏安特性曲线导通后的部分找出一点,根据实验中所用的电表,试分析若电流表接,产生的系统误差有多大?如何对测量结果进行修正? 答:如图5.9-1,将开关接于“1”,称电流表接法。由于电压表、电流表均有阻(设为R L 与R A ),不能严格满足欧姆定律,电压表所测电压为(R L +R A )两端电压,这种“接入误差”或 “方法误差”是可以修正的。测出电压V 和电流I ,则V I =R L +R A , 所以R L =V I -R A =R L ′+R A ①。 接入误差是系统误差,只要知道了R A ,就可把接入误差计算出来加以修正。通常是适当选择电表和接法,使接入误差减少至能忽略的程度。 由①式可看出,当R A <>R A ,应采用接法。 ⒉根据实验中所用仪器,如果待测电阻为线性电阻,要求待测电阻R 的测量相对误差不大于4%,若不计接入误差,电压和电流的测量值下限V min 和I min 应取何值? 答:根据误差均分原则,电流表、电压表的准确度等级、量程进行计算.

迈克尔逊干涉仪的使用 [预习思考题] 1、根据迈克尔逊干涉仪的光路,说明各光学元件的作用。 答:在迈克尔逊干涉仪光路图中(教材P181图5.13--4),分光板G将光线分成反射与透射两束;补偿板G/使两束光通过玻璃板的光程相等;动镜M1和定镜M2分别反射透射光束和反射光束;凸透镜将激光汇聚扩束。 2、简述调出等倾干涉条纹的条件及程序。 答:因为公式λ=2△d △k 是根据等倾干涉条纹花样推导出来的,要用此 式测定λ,就必须使M1馆和M2/(M2的虚像)相互平行,即M1和M2相互垂直。另外还要有较强而均匀的入射光。调节的主要程序是: ①用水准器调节迈氏仪水平;目测调节激光管(本实验室采用激光光源)中心轴线,凸透镜中心及分束镜中心三者的连线大致垂直于定镜M2。 ②开启激光电源,用纸片挡住M1,调节M2背面的三个螺钉,使反射光点中最亮的一点返回发射孔;再用同样的方法,使M1反射的最亮光点返回发射孔,此时M1和M2/基本互相平行。 ③微调M2的互相垂直的两个拉簧,改变M2的取向,直到出现圆形干涉条纹,此时可以认为M1与M2/已经平行了。同方向旋动大、小鼓轮,就可以观察到非定域的等倾干涉环纹的“冒”或“缩”。 3、读数前怎样调整干涉仪的零点?

大学物理实验思考题答案

大学物理实验思考题答案 实验一:用三线摆测物体的转动惯量 1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值?为什么? 答:不可以。因为一次测量随机误差较大,多次测量可减少随机误差。 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,讨论此时三线摆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,摆动周期将会减小。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10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将会减小。 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?对测量结果影响大吗?为什么?答:周期减小,对测量结果影响不大,因为本实验测量的时间比较短。 [实验二]金属丝弹性模量的测量 1. 光杠杆有什么优点,怎样提高光杠杆测量的灵敏度? 本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览 答:优点是:可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地 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实验数据? 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。因为对有些实验数据,若简单的取各次测量的平均值,中间各测量值将全部消掉,只剩始末两个读数,实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性,一般对这种自变量等间隔变化的情况,常把数据分成两组,两组逐次求差再算这个差 的平均值。 [实验三]随机误差的统计规律 1?什么是统计直方图?什么是正态分布曲线?两者有何关系与区别?本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答:对某一物理量在相同条件下做n次重复测量,得到一系列测量值,找出它的最大值和最小值,然后确定一个区间,使其包含全部测量数据,将区间分成若干小区间,统计测量结果出现在各小区间的频数M,以测量数据为横坐标,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。 如果测量次数愈多,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正态分布,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,我们知道当测量次数比较大时,对测量数据取和求平均,正负误差几乎相互抵消,各误差的代数和趋于零。

高分子物理实验

高分子物理实验指导书 刘艳辉周金华 材料科学与工程学院

目录

实验一、偏光显微镜法观察聚合物球晶 一、实验目的 1.熟悉偏光显微镜的构造,掌握偏光显微镜的使用方法。 2.观察不同结晶温度下得到的球晶的形态,估算聚丙烯球晶大小。 3.测定聚丙烯在不同结晶度下晶体的熔点。 4.测定25℃下聚丙烯的球晶生长速度。 二、实验原理 聚合物的结晶受外界条件影响很大,而结晶聚合物的性能与其结晶形态等有密切的关系,所以对聚合物的结晶形态研究有着很重要的意义。聚合物在不同条件下形成不同的结晶,比如单晶、球晶、纤维晶等等,而其中球晶是聚合物结晶时最常见的一种形式。球晶可以长得比较大,直径甚至可以达到厘米数量级.球晶是从一个晶核在三维方向上一齐向外生长而形成的径向对称的结构,由于是各向异性的,就会产生双折射的性质。聚合物球晶在偏光显微镜的正交偏振片之间呈现出特有的黑十字消光图形,因此,普通的偏光显微镜就可以对球晶进行观察。 偏光显微镜的最佳分辨率为200 nm,有效放大倍数超过100—630倍,与电子显微镜、x射线衍射法结合可提供较全面的晶体结构信息。 球晶的基本结构单元是具有折叠链结构的片晶,球晶是从一个中心(晶核)在三维方向上一齐向外生长晶体而形成的径向对称的结构,即—个球状聚集体。光是电磁波,也就是横波,它的传播方向与振动方向垂直。但对于自然光来说,它的振动方向均匀分布,没有任何方向占优势。但是自然光通过反射、折射或选择吸收后,可以转变为只在一个方向上振动的光波,即偏振光。—束自然光经过两片偏振片,如果两个偏振轴相互垂直,光线就无法通过了。光波在各向异性介质中传播时,其传播速度随振动方向不同而变化。折射率值也随之改变,一般都发生双折射,分解成振动方向相互垂直、传播速度不同、折射率不同的两条偏振光。而这两束偏振光通过第二个偏振片时。只有在与第二偏振轴平行方向的光线可以通过。而通过的两束光由于光程差将会发生干涉现象。 在正交偏光显微镜下观察,非晶体聚合物因为其各向同性,没有发生双折射现象,光线被正交的偏振镜阻碍,视场黑暗。球晶会呈现出特有的黑十字消光现象,黑十字的两臂分别平行于两偏振轴的方向。而除了偏振片的振动方向外,其余部分就出现了因折射而产生的光亮。在偏振光条件下,还可以观察晶体的形态,测定晶粒大小和研究晶体的多色性等等。 三、实验仪器和材料 1.偏光显微镜(图1-1)及电脑一台、附件一盒、擦镜纸、镊子; 2.热台、恒温水浴、电炉。 3.盖玻片、裁玻片。 4.聚丙烯薄膜。 四、实验步骤 1.启动电脑,打开显微镜摄像程序AVerMedia EZCapture. 2.显徽镜调整 (1)预先打开汞弧灯10min,以获得稳定的光强,插入单色滤波片。 (2)去掉显微镜目镜,起偏片和检偏片置于90°,边观察显微镜筒,边调节灯和反光镜的位置,如需要可调整检偏片以获得完全消光(视野尽可能暗)。

大学物理实验思考题答案

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相关答案 力学和热学 电磁学 光学 近代物理 1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值?为什么? 答:不可以。因为一次测量随机误差较大,多次测量可减少随机误差。 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,讨论此时三线摆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,摆动周期将会减小。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将会减小。 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?对测量结果影响大吗?为什么? 答:周期减小,对测量结果影响不大,因为

本实验测量的时间比较短。 实验2 金属丝弹性模量的测量 1. 光杠杆有什么优点,怎样提高光杠杆测量的灵敏度? 答:优点是:可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当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实验数据? 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。因为对有些实验数据,若简单的取各次测量的平均值,中间各测量值将全部消掉,只剩始末两个读数,实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性,一般对这种自变量等间隔变化的情况,常把数据分成两组,两组逐次求差再算这个差的平均值。

物理实验思考题答案

光学实验思考题集 一、 薄透镜焦距的测定 ⒈远方物体经透镜成像的像距为什么可视为焦距 答:根据高斯公式v f u f '+=1,有其空气中的表达式为'111f v u =+-,对于远方的物体有u =-,代入上式得f′=v ,即像距为焦距。 ⒉如何把几个光学元件调至等高共轴粗调和细调应怎样进行 答:对于几个放在光具座上的光学元件,一般先粗调后细调将它们调至共轴等高。 ⑴ 粗调 将光学元件依次放在光具座上,使它们靠拢,用眼睛观察各光学元件是否共轴等高。可分别调整: 1) 等高。升降各光学元件支架,使各光学元件中心在同一高度。 2) ; 3) 共轴。调整各光学元件支架底座的位移调节螺丝,使支架位于光具座中心轴线 上,再调各光学元件表面与光具座轴线垂直。 ⑵细调(根据光学规律调整) 利用二次成像法调节。使屏与物之间的距离大于4倍焦距,且二者的位置固定。移动透镜,使屏上先后出现清晰的大、小像,调节透镜或物,使透镜在屏上成的大、小像在同一条直线上,并且其中心重合。 ⒊能用什么方法辨别出透镜的正负 答:方法一:手持透镜观察一近处物体,放大者为凸透镜,缩小者为凹透镜。方法 二:将透镜放入光具座上,对箭物能成像于屏上者为凸透镜,不能成像于屏上 者为凹透镜。 ⒋测凹透镜焦距的实验成像条件是什么两种测量方法的要领是什么 答: 一是要光线近轴,这可通过在透镜前加一光阑档去边缘光线和调节共轴等高来实现;二是由于凹透镜为虚焦点,要测其焦距,必须借助凸透镜作为辅助透镜来实现。 物距像距法测凹透镜的要领是固定箭物,先放凸透镜于光路中,移动辅助凸透 镜与光屏,使箭物在光屏上成缩小的像(不应太小)后固定凸透镜,记下像的坐标位置(P );再放凹透镜于光路中,并移动光屏和凹透镜,成像后固定凹透镜(O 2),并记下像的坐标位置(P′);此时O 2P =u ,O 2P′=v 。 用自准法测凹透镜焦距的要领是固定箭物,取凸透镜与箭物间距略小于两倍凸 透镜的焦距后固定凸透镜(O 1),记下像的坐标位置(P );再放凹透镜和平面镜于O 1P 之间,移动凹透镜,看到箭物平面上成清晰倒立实像时,记下凹透镜的坐标位置(O 2),则有f 2 =O 2P 。 ⒌共轭法测凸透镜焦距时,二次成像的条件是什么有何优点 @ 答:二次成像的条件是箭物与屏的距离D 必须大于4倍凸透镜的焦距。用这种方 法测量焦距,避免了测量物距、像距时估计光心位置不准所带来的误差,在理 论上比较准确。 6.如何用自准成像法调平行光其要领是什么 答:固定箭物和平面镜,移动箭物与平面镜之间的凸透镜,使其成清晰倒立实像于

大学物理实验思考题答案

实验一:用三线摆测物体的转动惯量 1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值?为什么? 答:不可以。因为一次测量随机误差较大,多次测量可减少随机误差。 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,讨论此时三线摆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,摆动周期将会减小。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将会减小。 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?对测量结果影响大吗?为什么? 答:周期减小,对测量结果影响不大,因为本实验测量的时间比较短。 [实验二] 金属丝弹性模量的测量 1. 光杠杆有什么优点,怎样提高光杠杆测量的灵敏度? 答:优点是:可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当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实验数据? 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。因为对有些实验数据,若简单的取各次测量的平均值,中间各测量值将全部消掉,只剩始末两个读数,实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性,一般对这种自变量等间隔变化的情况,常把数据分成两组,两组逐次求差再算这个差的平均值。 [实验三]

2001固体物理试题(中科院中科大联合)

中国科学院——中国科学技术大学 2001年招收攻读硕士学位研究生入学试卷 试题名称:固体物理 一、(25分)简要回答以下问题: 1、某种元素晶体具有6角密堆结构,试指出该晶体的布拉伐(Bravais)格子类型和其倒格子的类型。 2、某元素晶体的结构为体心立方布拉伐格子,试指出其格点面密度最大的晶面系的密勒指数,并求出该晶面系相邻晶面的面间距。(设其晶胞参数为a)。 3、具有面心立方结构的某元素晶体,它的多晶样品x-射线衍射谱中,散射角最小的三个衍射峰相应的面指数是什么? 4、何谓费米能级和费米温度?试举出一种测量金属费米面的实验方法。 5、试用能带论简述导体、绝缘体、半导体中电子在能带中填充的特点。 二、(15分)回答以下问题: 1、阐述晶格中不同简正模式的桥梁波之间达到热平衡的物理原因。 2、晶格比热理论中德拜(Debye)近似在低温下与实验符合的很好,物理原因是什么? 3、晶体由N个原子组成,试求出德拜模型下的态密度、德拜频率的表达式,并说明德拜频率的物理意义。

三、(20分)设有一维双原子链,两种原子的质量分别为M 和m ,且M>m ,相邻原子间的平衡间距为a ,只考虑最近邻原间的相互作用,作用力常数为β,在简谐似下,考虑原子沿链的一维振动。 1)求格波简正模的频率与波矢间的关系ω(q ) 2)证明波矢q 和m a q p +(其中m 为整数)描述的格波是全同的3)在M>>m 的极限情形,求色散关系ω(q )的渐近表达式 四、(20分)推导简立方晶格中由原子S 态фS (r )形成的能带: 1、写出描述S 态晶体电子波函 数的Bloch 表达式 2、写出在最近邻作用近似下, 由紧束缚法得到的晶体S 态电子能 量表达式E (k ) 3、计算如图Г,X,R 点晶体电 子能量 4、指出能带底与能带顶晶体电 子能量,其能带宽度等于多少? 5、画出原子能级分裂成能带示 意图 五、(20分)金属钠是体心立方晶格,晶格常数05.3A a =,假如每一个锂 原子贡献一个传导电子而构成金属自由电子气,试推导T=OK 时金属自由电子气费米能表示式,并计算出金属锂费米能。 J leV cm s W m s J h 19233534106.1,/101.0,1005.1---′=·′=·′=

大学物理实验报告思考题部分答案

实验十三 拉伸法测金属丝的扬氏弹性摸量 【预习题】 1.如何根据几何光学的原理来调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系?如何调节望远镜? 答:(1)根据光的反射定律分两步调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系。第一步:调节来自标尺的入射光线和经光杠杆镜面的反射光线所构成的平面大致水平。具体做法如下:①用目测法调节望远镜和光杠杆大致等高。②用目测法调节望远镜下的高低调节螺钉,使望远镜大致水平;调节光杠杆镜面的仰俯使光杠杆镜面大致铅直;调节标尺的位置,使其大致铅直;调节望远镜上方的瞄准系统使望远镜的光轴垂直光杠杆镜面。第二步:调节入射角(来自标尺的入射光线与光杠杆镜面法线间的夹角)和反射角(经光杠杆镜面反射进入望远镜的反射光与光杠杆镜面法线间的夹角)大致相等。具体做法如下:沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面,在镜面中若看到标尺的像和观察者的眼睛,则入射角与反射角大致相等。如果看不到标尺的像和观察者的眼睛,可微调望远镜标尺组的左右位置,使来自标尺的入射光线经光杠杆镜面反射后,其反射光线能射入望远镜内。 (2)望远镜的调节:首先调节目镜看清十字叉丝,然后物镜对标尺的像(光杠杆面镜后面2D 处)调焦,直至在目镜中看到标尺清晰的像。 2.在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值的办法? 答:因为金属丝弹性形变有滞后效应,从而带来系统误差。 【思考题】 1.光杠杆有什么优点?怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度? 答:(1)直观 、简便、精度高。 (2)因为 D x b L 2?=?,即b D L x 2=??,所以要提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度L x ??,应尽可能减小光杠杆长度b (光杠杆后支点到两个前支点连线的垂直距离),或适当增大D (光杠杆小镜子到标尺的距离为D )。 2.如果实验中操作无误,得到的数据前一两个偏大,这可能是什么原因,如何避免? 答:可能是因为金属丝有弯曲。避免的方法是先加一两个发码将金属丝的弯曲拉直。 3.如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围?

大学物理实验思考题答案及解析教学提纲

实验四、波器及其应用 1.在示波器状况良好的情况下,荧光屏看不见亮点,怎样才能找到亮点?显示的图形不清晰怎么办? 首先将亮点旋钮调至适中位置,不宜过大,否则损坏荧光屏,也不宜聚焦。在示波器面板上关掉扫描信号后(如按下x-y键),调节上下位移键或左右位移键。调整聚焦旋钮,可使图形更清晰。 2.如果正弦电压信号从Y轴输入示波器,荧光屏上要看到正弦波,却只显示一条铅直或水平直线,应该怎样调节才能显示出正弦波? 如果是铅直直线,则试检查x方向是否有信号输入。如x-y键是否弹出,或者(t/div)扫描速率是否在用。如果是水平直线,则试检查y方向是否信号输入正常。如(v/div)衰减器是否打到足够档位。 3.观察正弦波图形时,波形不稳定时如何调节? 调节(t/div)扫描速率旋钮及(variable)扫描微调旋钮,以及(trig level)触发电平旋钮。 4.观察李萨如图形时,如果只看到铅直或水平直线的处理方法? 因为李萨如图形是由示波器x方向的正弦波信号和y方向的正弦波信号合成。所以,试检查CH1通道中的(v/div)衰减器旋钮或CH2通道中的(v/div)衰减器旋钮。 5.用示波器测量待测信号电压的峰-峰值时,如何准确从示波器屏幕上读数? 在读格数前,应使“垂直微调”旋到CAL处。建议用上下位移(position)旋钮将正弦波的波峰或波谷对齐某一横格再数格数,就不会两头数格时出现太大的误差。 6.用示波器怎样进行时间(周期)的测量? 在读格数前,应使“垂直微调”旋到CAL处。根据屏幕上x轴坐标刻度,读得一个周期始末两点间得水平距离(多少div),如果t/div档示值为0.5ms/div,则周期=水平距离(div)×0.5ms/div。 7.李萨如图形不稳定怎么办? 调节y方向信号的频率使图形稳定。 实验六、霍尔效应(Hall Effect) 1、实验过程中导线均接好,开关合上,但Vh无示数,Im和Is示数正常,为什么? (1) Vh组的导线可能接触不良或已断。仔细检查导线与开关连接以及导线是否完好正常。 (2)Vh的开关可能接触不良。反复扳动开关看是否正常。 (3)可能仪器的显示本身有问题。 2、Im和Is示数稳定,Vh示数极不稳定,为什么? 仪器本身问题。更换仪器。 3、利用对称测量法测霍耳电压时,改变Is或Im方向,霍耳电压值的符号不改变? (1)可能由于霍耳元件的四根连线连接错误而导致霍耳元件已烧坏。 (2)可能导线未接在中间的接线柱上,导致开关不能改变方向。

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