椭偏法测介质膜厚度和折射率 实验报告
近代物理实验报告
指导教师：
得分：
实验时间： 2009 年 11 月 02 日， 第 十 周， 周 一 ， 第 5-8 节
实验者： 班级 材料0705 学号 200767025 姓名 童凌炜
同组者： 班级 材料0705 学号 200767007 姓名 车宏龙
实验地点： 综合楼 408
实验条件： 室内温度 ℃， 相对湿度 %， 室内气压
实验题目： 椭偏法测介质膜的厚度与折射率
实验仪器：（注明规格和型号） WJZ-II 型椭偏仪
实验目的：
1. 掌握椭偏法测量薄膜和折射率的基本原理
2. 学会使用椭偏仪测量固体表面上介质薄膜的折射率和厚度
实验原理简述：
反射型椭偏仪的原理是：用一束椭圆偏振光作为探针照射到被测样品上，由于样品对入射光中平行于入射面的电场分量（简称P 分量）和垂直与入射面的电场分量（简称S 分量）有不同的反射系数、透射系数，因此从样品上出射的光，其偏振状态相对于入射光来说要发生变化
1. 光波在介质分界面反射和透射的电磁波理论
光入射到两种均匀、各向同性的介质分界面上时，要发生反射和折射，如图（5-3-1）。反射角与入射角相等，折射角与入射角以及折射率的关系是：
2211s i n s i n
??n n = 或 1
212
222s i n c o s ??n n n -=
另外，根据麦克斯韦方程组和界面条件，可以得到菲涅耳公式：
???
???
?
?????
?+=-+=
+--
=+-=
)sin(cos sin 2)cos()sin(cos sin 2)sin()sin()tan()tan(211221211221212121??????????????????s
p s p t t r r
2. 反射系数比G
定义反射系数比)]
(exp[|
|||s p s p s
p i r r r r G δδ-=
=
而通常G 往往被写成如下形式：)exp(tan ??=i G ψ 其中 ||
tan s
p r r =ψ s
p δδ-=?
根据前式，可以得到21
122112]tan )11(1[sin ???+-+??=G
G n n
从式中可以看出， 如果n1是已知的， 那么在一个固定的入射角φ1下测定反射系数比G ， 则可以去顶介质2的折射率n2.
3. 光波在介质薄膜上反射和透射的电磁波理论——椭圆偏振光测量单层薄膜光学系统
如图（5-3-2）所示为“三介质二界面”模型，我们假定：
3.1薄膜两侧的介质是半无解大的，折射率分别为1n 和3
n
3.2薄膜折射率为2n ，它与两侧介质之间的界面1和界面2平行，并且都是理想的光滑斜面 3.3 三种介质都是均匀的各向同性的
根据以上条件假设和图中的几何关系， 可以得到：
δ
δ
δ
δψ2231222312223122231211tan i s s i s s i p p i p p s p
i e r r e r r e r r e r r R R e
G ----?
++?++==?=
其中
?????????
?
?===+-=+-=+-=+-=3
322112
23322332223221122111232233223232112211212sin sin sin /cos 42)cos cos /()cos cos ()cos cos /()cos cos ()cos cos /()cos cos ()
cos cos /()cos cos (???λ
?πδ????????????????n n n dn n n n n r n n n n r n n n n r n n n n r s s p p
4. 光在金属表面反射的电磁理论——金属复折射率的测量
金属对光具有吸收性，因此金属的折射率为复数，可以分解为实部和虚部，即iNK N n -=2
经过近似计算，可以得出???
????=?
?+???=sin 2tan cos 2sin 12cos tan sin 111ψψψ??K n N
5. 用椭偏法测量反射系数比
反射系数比G 的测量归结为两个椭偏角ψ、?的测量。反射式椭偏仪有如下关系式：
)]
(exp[|/|)](exp[|/|tan is ip is ip rs rp rs rp i i E E i E E e G ββββψ--=
?=?
为了测量和，需要测量四个量，分别测量入射光中两分量的振幅比和相位差以及反射光中两分量的振幅比和相位差。
6. 等幅椭偏光的获得
如图（5-3-3）所示的基本光路，对于入射和反射光分别设立两个直角坐标系x-y 和x ·-y ·其中x 和x ·轴均在入射面（纸面）内并且分别垂直于入射光和反射光的传播方向，y 轴和y ·轴均垂直于入射面：
起偏器的透光方向t 与x 轴的夹角为P .图（5-3-4）调节P 的数值便可以使入射等幅椭偏光两分量的相位差（is ip ββ-）连续可调，从而可以得到相位差连续可调的等幅椭圆偏振光。
7. 反射的线偏正光的检测
对于等相位差连续可调的等幅椭偏入射光来说，有??????
?
-=-+?=rs rp rs
rp P E E β
βπψ22||
tan
结合图（5-3-5）（a ）和（b ）分别讨论反射线偏振光的两种不同状态：
7.1
πββ=-rs rp ；
1
1:2
0A A =<
<ψπ
；
1223P -=
?π
7.2 0
=-rs rp ββ ； 1
1:2
A A =<<ψππ
；
2
22
P -=
?π
实验步骤简述：
测量透明介质薄膜（氧化锆标准样板）厚度和折射率
1.分光计的调整：用自准法直法调整好分光计
2.光路调整
2.1 卸下物镜、狭缝、物镜和目镜
2.2 将半导体激光器装在平行光管外端，在平行光管另一端旋上校光片A
2.3点亮激光器，观察
2.4取下校光片A，将校光片B置于望远镜目镜处，同理，光斑也应同时在校光片A、B的圆框内
2.5锁定分光计的角度刻度盘，转动使角游标的“0”与刻度盘的“0”对准
2.6换下两只校光片，测光电流值
3.检偏器读数头位置的调节与固定
3.1检偏器读数头套在望远镜筒上，90°读数朝上，位置基本居中
3.2附件黑色反光镜置于载物台中央，将望远镜转过66°，使激光束以布儒斯特角入射到黑色反光镜表
面，锁定望远镜
3.3转动检偏头，使半反目镜内光点达到最暗。固定检偏器读数头
3.4适当转动激光器在平行管中的位置，是目镜中光点最暗，固定激光器
4.起偏器读数头的调节与固定
4.1将起偏器读数头套在平行光管镜筒上
4.2取下黑色反光镜，将望远镜系统转会原来位置，使起偏、检偏器读数头共轴，并令激光束通过中心
4.3调节起偏器读数头与目镜相对位置，找出最暗位置
5.1/4波片零点位置的调整
5.1起偏器读数保持为0°，检偏器90°，此时白屏上的光点应最暗
5.2 将1/4波片读数头对准零位
5.3 将1/4波片框的白点向上，套在内刻度圈上，并微微转动。使半反目镜内的反光点最暗。固定1/4
波片
6.被测样品薄膜光学参数
6.1被测样品，放在载物台中间，旋转望远镜达到预定的入射角70°
6.2为了减少误差，尽量使用四点测量
原始数据、 数据处理及误差计算：
并计算它们的平均值A 和P ， 得到A=20.6°， P=133.73°
根据A 、P 的平均值， 可以计算出待测膜的两个椭偏角： ?
==6.20A ψ；
?=-=?54.2223P π
根据上面得到的测量结果， 使用计算机对最终的结果进行计算
计算思路为： 使用迭代法， 将每一次计算的近似结果作为下一次计算的参考范围， 如此不断减小范围， 逐渐逼近最后的精确结果， 当近似程度符合精确值的要求时， 该近似值便可以作为最终结果
Calculating Result d0=35nm, n0=1.4~1.5 d1=33.5nm, n1=1.46 d2=33.6nm, n2=1.462
d3=33.48nm, n3=1.4619; 并以这一组d 和n 为最终的计算结果；
然后可以得到周期厚度D=283.5nm ， 参考厂家给出的厚度， 取第二周期的厚度值， 这样， 给出最后的
计算结果为：
薄膜的厚度为 d=600.4nm ， 折射率大小为 n=1.4619
思考题， 实验感想， 疑问与建议： 1. 椭偏仪设计的基本思想是什么？
（答案略）
2. 椭偏仪各主要光学部件的作用是什么？（主要光学部件：起偏器， 检偏器， 黑色反光镜， 1/4玻片）
起偏器：
将激光光源射出的单色光束（完全光）转化为线偏振光， 同时不同的起偏器透光方向， 意味着 出
射光的电矢量方向变化，与x轴的夹角也发生变化。
检偏器：
检验经过薄膜反射后的反射光是否为线偏振光（有消光现象），并在确认其为线偏振光的情况下，测量其偏振矢量与x轴正方向的夹角。
黑色反光镜：
黑色反光镜的作用关系到其摆放位置，将黑色反光镜置于光具平台中央，望远镜与平行光管的钝夹角为114°，即光束以布儒斯特角（对于黑色反光镜的材质，约为57°）入射到反光镜表面，则此时反射光为线偏振光，且电矢量为单一的p方向，即偏振方向与仪器中心转轴垂直；这时通过调节检偏器，当入射到望远镜内的光强达到最小时，说明检偏器的检偏方向与反射光的偏振方向垂直，即检偏方向平行于仪器中心转轴，使得检偏器的初始位置得到了校正，并能够以此为基础，继续完成起偏器和1/4玻片的校正。
1/4玻片：
由于通过起偏器以后的线偏振光只有一个振动方向，而实验需要的是两个方向垂直的光波入射到被测样品的表面。当线偏振光垂直晶面进入1/4玻片后，在玻片内分为o光和e光，它们的振动方向相互垂直，从1/4玻片出射时，o光和e光之间有π/2的相位差，这两个矢量的合成，能够使整体的偏振光成为椭圆偏振光。并且，如果入射到1/4玻片的线偏振光的偏振化方向与玻片的快轴方向成π/4角，那么从玻片射出的就是圆偏振光。
3.分析椭偏法测量的可能误差来源
从实验步骤，一层一层分析，容易找出各处的误差源
调节光路的时候，如果望远镜的光轴没有对准仪器的中心转轴，那么以后的实验中，入射光将不能平行穿过望远镜的光轴进入到检流计中，可能在望远镜筒的内壁上发生反射或被遮挡，那这是检测到的最小光强位置未必是真实的最弱位置。
用黑色反光镜校正检偏器时，如果反光镜的位置摆放不正确或者望远镜的角度调节不恰当，导致反射光不能完全射入望远镜内，或者入射方向不与望远镜的光轴平行，也可能导致最小光强的误判，而导致实验误差。
如果在实验过程中，错误地调节了原先已经调节好的光学仪器位置，或者在调节好了以后没有锁定，在之后的实验过程中，由于碰撞或者振动等原因，导致位置发生变化，也可能导致最终测量结果出现误差。
综上，实验误差的出现，本质原因主要有两点，一个是最小光强位置的判断错误，另一个是原先调整好的光学仪器在之后的实验过程中发生了变动。
原始记录及图表粘贴处：（见附页）
超声光栅测液体中的声速 实验报告
实验设计说明书题目：利用超声光栅测液体中的声速 院部：理工科基础教学部 专业班级：物理学（创新实验班）1班 学生姓名：某某某 学号：41106XXX 实验日期： 2013年5月21日
超声光栅测液体中的声速 人耳能听到的声波，其频率在16Hz 到20kHz 范围内。超过20Hz 的机械波称为超声波。光通过受超声波扰动的介质时会发生衍射现象，这种现象称为声光效应。利用声光效应测量超声波在液体中传播速度是声光学领域具有代表性的实验。 一、实验目的 （1）学习声光学实验的设计思想及其基本的观测方法。 （2）测定超声波在液体中的传播速度。 （3）了解超声波的产生方法。 二、 仪器用具 分光计，超声光栅盒，高频振荡器，数字频率计，纳米灯。 三、 实验原理 将某些材料（如石英、铌酸锂或锆钛酸铅陶瓷等）的晶体沿一定方向切割成晶片，在其表面上加以交流电压，在交变电场作用下，晶片会产生与外加电压频率相同的机械振动，这种特性称为晶体的反压电效应。把具有反压电效应的晶片置于液体介质中，当晶片上加的交变电压频率等于晶片的固有频率时，晶片的振动会向周围介质传播出去，就得到了最强的超声波。 正文： 光声效应的发现无疑是物理学两大分支的又一次融合，利用超声光栅测量液体中的声速就是这一物理现象的应用。此次实验的仪器包括超声光栅池、超声仪、分光计、测微目镜以及光源。 由于声波是纵波，所以当超声波在液体（本实验用的是水）传播时，声波的振动会引起液体密度空间分布的周期性变化（如右图），进而导致液体的折射率亦呈周期性分布（如右图）。如果在某一时间t 0，液体密度的空间函数为： ()0s 02sin x t x π ρρρωλ??=+?- ? ?? ? ① 其中，0ρ是液体的静态密度，ρ?是密度的变化幅度，s ω是超声波的角频率，λ是超声波长，x 是超声波的传播方向，也是密度变化的空间方向；此时，折射率 的空间函数为：()0s 02sin n x n n t x πωλ? ?=+?-? ?? ?②，其中0n 为液体的静态折射率
伏安法测电阻实验报告(学生)
伏安法测电阻实验报告 姓名 得分 实验名称： 伏安法测量定值电阻的阻值 一、实验目的：会用伏安法（即用电压表和电流表）测量定值电阻的阻值 二、实验原理： 三、实验器材：电源、 、 、 、待测定值电阻、开关各一个、导线若干 四、实验电路图： 五、实验步骤： 1） 开关，按照电路图连接电路； 2）接入电路的滑动变阻器阻值调到 ； 3）检查无误后，再闭合开关S ，改变滑动变阻器的阻值三次，分别读出对应 的电流表、电压表的示数，并填入下面的表格中； 4）断开开关，计算定值电阻R 阻值 ，并算出三次阻值的平均值填入表格； 5）先拆除．．． 电源两极导线，再拆除其它部分实验线路，整理好实验器材。 实验注意事项： ①连接电路时开关要处于断开位置； ②滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置； ③电压表选用0-3V 量程，电流表选用0-0．6A ； ④注意认清电压表、电流表的“＋”、“－”接线柱，使电流“+”进“-‘”出； ⑤ 可以先连“主电路”即由电阻R 、电流表、电压表、滑动变阻器、单刀开关、电源组 成的串联电路，检查无误后再接电压表； ⑥注意分度值，正确读出电流表、电压表上的数值． 六、实验数据记录与处理: 电压（V ） 电流（A ） 电阻（Ω） 电阻平均值（Ω） 1 2 3 思考：1.图像斜率表示什么？？ 2.斜率越大，表示什么？ 3.斜率会随着电压增大而增大吗？说明什么问题？ 4.如果将未知电阻换成小灯泡？计算电阻的大小还 能用多测几次取平均值的做法吗？ 实验总结: 回顾自己在实验中的表现和收获，对于实验中存在的问题，要作为以后的教训． 物 理 量 序 号 =++=3321R R R R
高中物理-实验：油膜法测分子的直径练习
高中物理-实验：油膜法测分子的直径练习 A级抓基础 1．在“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的,所采用的方法是( ) A．等效替代法B．控制变量法 C．理想模型法D．比值定义法 解析：应用油膜法测分子直径,其实验的原理是将油酸分子看成是球形的,测出油的体积,然后让油在水面上形成单分子油膜,测出油膜的面积,油的体积除以油膜的面积就是油膜的厚度,即油分子的直径．该方法采用了理想模型法．答案：C 2．用“油膜法”来粗略估测分子的大小,认为油滴在水面上后油分子的排列需要建立在一定模型基础上,下列哪项是不正确的( ) A．分子都是球形的 B．所有分子都能形成单分子油膜 C．分子都是一个一个挨着一个排列的 D．滴入的油酸溶液是高纯度的溶液 解析：在“用油膜法估测分子的大小”实验中,做这样的近似：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙,紧密排列；为了获取单分子油膜,则将油酸滴入酒精溶液,形成低纯度的油酸溶液,故A、B、C正确,D不正确． 答案：D 3．为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差,下列方法可行的是( ) A．用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出量筒里这些溶液的体积 V 1,则每滴油酸酒精溶液的体积V2＝ V 1 100 B．把浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些 C．先在浅盘水中撒些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 解析：测一滴油酸酒精溶液的体积时,如果保证滴数是准确的,误差主要是从 量筒中读出n＝100滴溶液的体积,如果不是整体积数,那么估读的体积误差就大
两种半偏法测电阻原理
两种半偏法测电阻 两种半偏法测电阻 1电流半偏法 (1) 实验原理如图1所示，其中R为电位器(或滑动变阻器)，R'为电阻箱，G为待测电表。 (2) 实验操作顺序 ①按原理图连结好电路，断开S1、S1,将R阻值调到最大； ②合上S1,调节R,使电表G达到满偏； ③保持R阻值不变，再合上S2,调节R',使G达到半偏； ④断开S1,记下R'的阻值； ⑤在R>>R 时，Rg=R。 (3) 误差分析 本实验是在R>>R的情况下， 并入R'后，对总电阻影响很小，即 认为干路电流仍等于Ig时，近似认
为Rg=R。但实际上并入R'后，总 电阻减小，干路电流I>Ig，通过R' 的电流IR'>Ig/2 ，因此，Rg>R。所 以测景值比真实值偏小，而且Rg越 小，测景误差越小。 2电压半偏法 (1) 实验原理如图2所示，其 中R为滑动变阻器，R'为电阻箱，V为待测电表。 (2) 实验操作顺序 ①连结电路，断开S,并将滑片置于最右端，调节R' =0; ②合上S,调节滑动变阻器R,使电表达到满偏； ③保持滑片位置不动，调节电阻箱R'的阻值，使电表半偏； ④断开S键，记下R'的读数； ⑤在R< 以忽略不计，即分压部分的电压保持不变，所以当电表半偏时，认为： Rv=R。实际上串入了R'之后，并联部分的电阻增大，分得的电压增加了，R'两端的电压UR >Ug/2,因此，R' >Rv。所以测景值大于真实值，而且Rv越大，测景误差越小。 综上所述，用半偏法测电表内阻时，一般需要一个滑动变阻器和电阻箱，而且滑动变阻器的电阻与待测电阻悬殊较大。当待测电阻阻值远大于滑动变阻器的总电阻时，用电压半偏法，测景值偏大；当待测电阻远小于滑动变阻器的总电阻时，用电流半偏法，测景值偏小。简记为“大大小小”（即测大电阻，用分压半偏，测景值偏大：测小电阻，用限流半偏，测景值偏小）。 利用牛顿环测液体的折射率 实验者：姜晨彬 同组实验者：朱欣 指导教师：夏老师 （A09港航 090304134 655162） 【摘要】本文结合牛顿环干涉原理测量空气折射率的方法，阐述了测量液体折射率的实验原理，并研究出了具体的测量方法，最后对水的折射率进行了测量，并得出了较为准确的测量结果。 【关键词】牛顿环 空气 蒸馏水 干涉 折射率 一、引言 牛顿环是一种典型的等厚薄膜干涉现象，能充分显示光的波动性。本文通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。 二、设计原理 当以波长为x 的钠黄光垂直照射到平凸透镜上时，由液体膜上，下表面反射光的光程差以及干涉相消。 即暗纹条件： )1......)(2,1,0(2/)12(2/2=+=+=n n ne λλδ 式中e 为某一暗纹中心，所在处的液体膜厚度，k 为干涉级次。 利用图中的几何关系，可得：R r e 2/2 = (r 为条纹半径），代入（1）式，有 ......)2,1,0(2/)12(2//2=+=+=n n R nr λλδ （2） 则暗纹半径......)2,1,0(/==n k nR r k λ （3） 若取暗纹观察，则第m ，k 级对应的暗环半径的平方 n mR r m /2 λ= （4） k nR r n /2 λ= （5） 两式相减得平凸透镜的曲率半径)/()(2 2n m n r r R n m --= （6） 观察牛顿环时我们也将会发现牛顿环中心由于形变，灰尘，水等的影响，中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。目因而圆心不易确定。故常取暗环的直径替换。进而有 λ)(4/)(2 2n m n D D R n m --= （7） 同理对于空气膜。则有λ)(4/2 '2'n m D D R n m --= （8） 式（7）与式（8）相比，可得：)/()(2 22'2'n m n m D D D D n --= （9） 由（9）式可知，只要测出同一装置（相同的平凸透镜和平面的玻璃板）下的空气膜和液体膜的条纹直径，即可求出液体的折射率。 科学探究的主要步骤 ※一、提出问题 ※二、猜想与假设 ※三、设计实验 （一) 实验原理 （二) 实验装置图 （三）实验器材和规格 （三）实验步骤 （四）记录数据和现象的表格 四、进行试验 ※五、分析与论证 ※六、评估 七、交流与合作 ※最后：总结实验注意事项 第一方面：电学主要实验 滑动变阻器复习提纲 1、原理——通过改变接入电路中电阻丝的长度，来改变电路中的电阻， 从而改变电路中的电流。 2、构造和铭牌意义——200Ω：滑动变阻器的最大阻值 1.5A：滑动变阻器允许通过的最大电流 3、结构示意图和电路符号—— 4、变阻特点——能够连续改变接入电路中的电阻值。 5、接线方法—— 6、使用方法——与被调节电路（用电器）串联 7、作用——1、保护电路 2、改变所在电路中的电压分配或电流大小 8、注意事项——电流不能超过允许通过的最大电流值 9、在日常生活中的应用——可调亮度的电灯、可调热度的电锅、 收音机的音量调节旋钮？…… 实验题目：导体的电阻一定时，通过导体的电流和导体两端电压的关系（研究欧姆定 律实验新教材方案） 一、提出问题： 通过前面的学习，同学们已经定性的知道：加在导体两端的电压越高，通过导体的电流就会越大；导体的电阻越大，通过导体的电流越小。现在我们共同来探究：如果知道了一个导体的电阻值和它两端的电压值，能不能计算出通过它的电流呢？即通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有什么定量关系？ 二、猜想与假设： 1、电阻不变，电压越大，电流越。（填“大”或“小”） 2、电压不变，电阻越大，电流越。（填“大”或“小”） 3、电流用I表示，电压用U表示，电阻用R表示，则三者之间可能会有什么关系？ 三、设计实验: （一) 实验器材：干电池3节，10 Ω和5 Ω电阻各一个，电压表、电流表，滑动变阻器、 开关各一只，导线若干。 （二）实验电路图： 1、从研究电流与电压的关系时，能否能否保证电压成整数倍的变化，鉴 半偏法测电阻练习题 1、把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流I g为200μA，内阻估计在400～600Ω之间． ①按图(a)测定电流表G的内阻R g，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下： (A)滑动变阻器(阻值范围0—200Ω) (B)滑动变阻器(阻值范围0～175Ω) (C)电阻箱(阻值范围0—999Ω) (D)电阻箱(阻值范围0～99999Ω) (E)电源(电动势6V，内阻0．3Ω) (F)电源(电动势12V，内阻0．6Ω) 按实验要求，R最好选用______，R′最好选用_______，E最好选用_______．(填入选用器材的字母代号) ②假定由上述步骤已测出电流表内阻R g==500Ω，现在通过串联一个24．5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为 μ,欲将此表改3、在把电流表改装为电压表的实验中,实验所用的电流表满刻度电流为200A 装成量程为2V的电压表。 (1)为测出电流表的内阻,采用如图所示的电路原理图。请将 以下各实验步骤填写完整。 ①依照电路原理图将实物连接成实验线路,开始时两电 键均断开。 ②将R阻值调至最大,闭合电键_________,调节 ________的阻值,使电流表达到满刻度。 ③闭合_________,调节R'的阻值使电流表达到___________。 ④读出R'的读数,即为电流表的内阻。 (2)实验完毕时,两个电阻箱读数如下图所示,则 电流表内阻 r=____Ω.这种方法测出的电流 g 表的内阻 r比它的真实值_______(选填＂偏 g 大＂、＂偏小＂或＂相等＂) 4、(1)为了测定电压表Vx的内阻，采用了如图所示的电路．其中： V x是待测电压表，量程3V，内阻约3kΩ； V是标准电压表，量程2V，内阻约2kΩ；R1是电阻箱，阻值范围是0—9999．9Ω； R2是滑动变阻器；R3是保护电阻； E是电池组，电动势6V，内阻不计； S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关． ①实验步骤如下： (a)根据电路图，将器材正确地连接成实验电路． (b)将开关S2扳到连接点a处，接通开关S1，调节滑动变阻器 实验阿贝折射仪测介质折射率 折射率是透明材料的一个重要光学常数。测定透明材料折射率的方法很多，如全反射法和最小偏向角法，最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。但是，被测材料要制成棱镜，而且对棱镜的技术条件要求高，不便快速测量。全反射法具有测量方便快捷，对环境要求不高，不需要单色光源等特点。然而，因全反射法属于比较测量，故其测量准确度不高（大约Δn=3×10-4），被测材料的折射率的大小受到限制（约为1.3～1.7），且对固体材料还需制成试件。尽管如此，在一些精度要求不高的测量中，全反射法仍被广泛使用。 阿贝折射仪就是根据全反射原理制成的一种专门用于测量透明或半透明液体和固体折射率及色散率的仪器，它还可用来测量糖溶液的含糖浓度。它是石油化工、光学仪器、食品工业等有关工厂、科研机构及学校的常用仪器。 【实验目的】 1.加深对全反射原理的理解，掌握应用方法。 2.了解阿贝折射仪的结构和测量原理，熟悉其使用方法。 3.通过对葡萄糖溶液折射率的测定确定其浓度。 【实验仪器】 WAY阿贝折射仪、标准玻璃块一块，折射率液（溴代萘）一瓶，待测液（自来水，酒精，糖溶液）、滴管、脱脂棉及擦镜纸 【实验原理】 一、仪器描述 阿贝折射仪是测量物质折射率的专用仪器，它能快速而准确地测出透明、半透明液体或固体材料的折射率（测量范围一般为1.4-1.7)，它还可以与恒温、测温装置连用，测定折射率与温度的变化关系。 阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成，如图1所示。 望远系统。光线进入进光棱镜1与折射棱镜2之间有一微小均匀的间隙，被测液体就放在此空隙内。当光线（自然光或白炽灯）射入进光棱镜1时便在磨砂面上 班级 姓名 座号 日期 一、实验题目：测量小灯泡的电阻 二、实验目的：用电压表、电流表测电灯工作时的电阻。 三、实验原理： 。 实验方法: 法 四、实验器材：学生电源、2.5V小 灯泡、开关、导线、测量灯泡两端 电压的 、测量通过灯泡 电流的 、改变灯泡两端电 压和通过其电流的 。 五、实验电路图： 六、实验步骤： （1）按电路图连接电路。 （注意：①开关应 。②注意电压表和电流表量程的选 择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于 处。④爱护实验器材。） （2）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意：移动要慢），分别使灯泡暗红、微弱发光、正常发光（灯泡两端电压 2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。 （3）算出灯丝在不同亮度时的电阻。 七、实验数据记录表格：实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加，灯泡的温度 。 实验次数灯泡亮度电压U/V电流I/A电阻R/Ω1灯丝暗红1 2微弱发光 1.5 3正常发光 2.5 八、问题讨论：分析上表数据，你会发现：随着灯丝发光亮度的增加， 你测出的灯丝电阻 ，是什么原因使灯丝的电阻发生变化的 呢？答： 。 习题: 1、小组测量小灯泡的电阻，设计的电路图中有1处错误，请你将错误之处圈出来，并改正在原 图上。然后按照改正好的电路图，将没有完成的实物图连接好。 2、小刚同学测量2.5V小灯泡的电阻时，连接的电路如图： (1)检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上 打“×”，若没有发现错误，闭合开关，会出现 现象.在图中补画出正确的连 线.闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片调到 端(填“A”或“B”)； 实验次数123 电压U/V 2.0 2.5 2.8 电流I/A0.200.240.25 (2)小刚改正错误后，按正确的操作测得的数据如右表： 则第1次测得的小灯泡的电阻为 ；小灯泡正常发光时的 电阻为________Ω。 从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是 . 3、下图是“伏安法测电阻”的实验电路图。 ⑴在图中的圆圈内填入电流表、电压表的符号； ⑵某同学规范操作，正确测量，测得3组实验数据分别是：U1 = 2.4V，I1 = 0.20A；U2 = 4.5V，I2 = 0.38A；U3 = 6.0V，I3 = 0.50A。请你在虚线框内为他设计一个表格，并把这些数据正确填写 在你设计的表格内。 P R0 R x S ⑶、根据表格中数据，请你算出待测电阻R x≈ 。 ⑷、分析表格中的数据，你能得出的一个结论是： 实验六单分子油膜估测分子的大小 【实验操作】 一、实验目的 估测油酸分子的直径 二、实验原理与方法 1．实验原理： 利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d=V/S计算出油膜的厚度。这个厚度就近似等于油酸分子的直径。 油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33——，另一部分是——COOH，其中——COOH对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水并很快挥发，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，其中C17H33—一部分冒出水面而——COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子油膜。 单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径。 2. 实验方法：估测法、累计测量法、间接测量法 三、实验器材 浅盘、痱子粉、注射器（或滴管）、量筒、透明坐标板、水彩笔（或钢笔）、事先配制好的油酸酒精溶液。 四、实验步骤及注意事项 [实验步骤] （1）先在浅盘中倒入2～3cm深的水，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上。 （2）用滴管或注射器将酒精油酸溶液逐滴滴入量筒至1ml，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸溶液的体积V0/滴。 （3）用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴，待油酸薄膜形状稳定后，将透明坐标板放在浅盘上，用水彩笔或钢笔画出油膜形状。 （4）将玻璃放在坐标纸上，算出油膜面积S；或通过数玻璃板上的方格数，算出油膜面积S。（5）根据溶液浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。 半偏法测电流表和电压表的内阻实验系统误差分析 湖北省监利县朱河中学黄尚鹏 摘要：本文从理论上运用严格的数学方法对半偏法测电流表和电压表的内阻实验的系统误差进行了分析，从而给出半偏法测电流表和电压表内阻的实验条件，以供大家参考。 关键词：半偏法系统误差相对误差闭合电路欧姆定律并联分流串联分压 一、半偏法测电流表的内阻实验系统误差分析 半偏法测电流表的内阻实验电路原理图如图 1 所示，实验操作步骤如下： 图1 第一步：开关、闭合前，将滑动变阻器的阻值调到最大。 第二步：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表满偏。 第三步：保持开关闭合，滑动变阻器不动，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏。 第四步：记下此时电阻箱的阻值，则电流表的内阻。 本实验要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，即，这样就可近似认为开关闭合前后干路中的总电流是不变的。但事实上，当开关闭合后，干路中的总电流 是变大的，当电流表半偏时，通过电阻箱的电流比通过电流表的电流要大，根据并联分流规律可知，半偏法测出的电流表的内阻要比电流表的实际内阻小。下面笔者从理论上运用严格的数学方法对该实验的系统误差进行分析。 假定电源的电动势为，内阻为，电流表的满偏电流为。 闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表满偏时，根据闭合电路欧姆定律得 （1） 闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏时，根据闭合电路欧姆定律及并联分流公式得（2） 联立（1）和（2），消除和得（3） 由（1）解得，将其代入（3）得（4） 由（3）可知，且当，即时，近似成立。 由（4）可知与的相对误差（5） 由（5）可知，电源的电动势越大，相对误差越小。 结论：用半偏法测电流表的内阻时，测量值比真实值小，为减小实验误差，应使滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，即，而要做到这一点，必须使用电动势较大的 电源，且为防止电流表过载，必须用大阻值的滑动变阻器与之匹配，可见电源的电动势的大小对误差起主导作用。 二、半偏法测电压表的内阻实验系统误差分析 半偏法测电压表的内阻实验电路原理图如图 2 所示，实验操作步骤如下： 实验题目:表面等离激元共振法测液体折射率实验 预习报告与原始数据见纸质报告。 实验步骤： 1.调整分光计，实验部件安装和线路连接已经完成； 2.传感器中心调整 粗调：将微调座放到载物台上，固定好调节架后，在调节架中心放上准星，调节载物台锁紧螺钉使激光光斑至粗调对准处，不断调节平行光管光轴水平调节螺钉与微调座的两颗微调螺钉，使当游标盘转动一圈时，激光光斑一直照在该处； 细调：调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在细调对准处，不断调节平行光管与微调座使当转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在该处； 中心调节：继续调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在准星顶尖处，再次调节使转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在顶尖处。 3.测量前准备调节 中心调节完毕后，移去准星，放入敏感元件，将游标盘和刻度盘调节到合适位置；调整敏感元件使光垂直入射至半圆柱棱镜中的镀金属膜上，拧紧游标盘止动螺钉；转动刻度盘使刻度盘0o对准游标盘0o；拧紧转座与刻度盘止动螺钉，松开游标盘止动螺钉，从此刻开始刻度盘始终保持不动，将游标盘转回至刻度盘所示65o位置处锁定，测量前准备调节完毕。 4.测量读数 保持刻度盘和游标盘不动，转动望远镜支臂，观察功率计读数，记录其中的最大读数；保持刻度盘不动，移动游标盘从66o到88o，入射角没增加1o，记录功率计最大读数。 5.数据表格与数据处理 (1)数据表格自拟； (2)画出相对光强与入射角的关系曲线图； (3)比较不同溶液的共振角有何差异。 实验样本： 本实验采用样本为：纯净水;无水乙醇；水：乙醇=1：1的乙醇溶液。 实验数据： 1.纯净水 角度(°)666768697071 角度(°)72737475767778相对光强243273376480554581641653角度(°)7980818283848586相对光强700705713733741741758765角度(°)8788 实验目的 ? 掌握伏安法测量电阻时，电流表内接和外接时的条件； ? 通过对二极管伏安特性的测试，了解非线性电阻，掌握二极管的非线性特点。 实验仪器 DH6102型伏安特性实验仪 本实验仪由直流稳压电源、可变电阻器、电流表、电压表及被测元件等五部分组成。 实验原理 一、概述 伏安法测电阻是电阻测量的基本方法之一。当一个元件两端加上电压时，元件内就有电流通过，电压和电流之间存在着一定的关系。该元件的电流随外加电压的变化曲线，称为伏安特性曲线。从伏安特性曲线所遵循的规律，可以得知该元件的导电特性。 二、线性电阻和非线性电阻 ? 线性电阻 非线性电阻 对线性电阻我们可以直接通过欧姆定律， 对非线性电阻我们不能应用欧姆定律但 确定出线性电阻阻值： 是可以考虑一小段特性曲线，确定出动态 R ＝U /I 电阻： R ＝△U /△I 三、实验线路的比较与选择 实验中使用的电路对电流表有内接和外接两种： 当电流表内阻为0，电压表内阻无穷大时，两种电路都不会带来附加测量误差。 被测电阻： 非理想状态（电流表内阻非0，电压表内阻非无穷大），如果用上述公式计算电阻值，无论采用哪一种联接都将产生接入（系统）误差。 1、内接法的接入误差和修正 采用这种方法测量，我们 得到的电阻实际是电流表 内阻和待测电阻之和，即： I U R x A x R R I U 需要对其进行修正，即： 当Rx >>RA ，采用电流表内接，接入误差较小。 2、外接法的接入误差和修正 当采用外接法时，我们得到的 实际上是电压表内阻和待测电阻 并联后的阻值，即： 需要对其进行修正，即： 当RV >>Rx ，采用电流表外接，接入误差较小。 四、二极管的伏安特性 二极管是一种具有单向导电的二端器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。 对二极管施加正向电压时，则二极管中就有正向电流通过，随着电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时（硅管为 0.7V 左右），电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 当施加反向电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增 加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二 极管使用中应竭力避免出现击穿观察，这很容易造成二极管的 永久性损坏。所以在做二极管反向特性时，应串入限流电阻， 以防因反向电流过大而损坏二极管，并注意不要超过二极管允 许的最大反向电压值。 二极管的应用 1、整流二极管：利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。 2、开关元件：二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。 3、限幅元件：二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V ，锗管为0.3V ）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。 4、继流二极管：在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。 5、检波二极管：在收音机中起检波作用。 6、变容二极管：使用于电视机的高频头中。 7、显示元件：用于VCD 、 DVD 、计算器等显示器上。 8、稳压二极管：反向击穿电压恒定，且击穿后可恢复，利用这一特性可以实现稳压电路。 实验内容（一） 1．测定线性电阻的伏安特性 ⑴选被测电阻器的电阻为1K Ω，电流表量程为20mA ，电压表量程为20V 。 ⑵电流表内接测试： 将电流表内接，调节直流稳压电源，取合适的电压变化值（如从2.000V 变化到14.000V ，变化步长取为2.000V ），将相应的电流值记录列表 。 A x R I U R V x R R U I 11 V x R U I R 11 第1 节物体是由大量分子组成的 第1 课时实验：用油膜法估测分子的大小 ◆学习目标定位 1．理解此实验的原理． 2．会利用油膜法计算分子的直径. 一、实验目的 1．用油膜法估测分子的大小． 2．体会通过测量宏观量来测量微观量的方法． 二、实验原理 1．估测分子的大小通常采用油膜法 取 1 mL 的油酸，并精确地测出它的体积，用无水酒精按1∶200 的体积比稀释油酸，使油酸在酒精中充分溶解．用滴管提取 1 mL 稀释后的油酸，并测算出滴管中滴出一滴的体积．在盛水盘中装入约 2 cm 深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒上一层痱子粉，在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开，到油膜面积不再扩大时，用一块玻璃盖在盘缘上描出油膜的轮廓图，如下图所示，把这块玻璃放在方格纸上，数出油膜所占的格数， V 然后计算出油膜的面积．于是油膜的厚度d＝S便可测算出来． 2．油酸在水面上形成单分子层油膜 油酸分子的一端对水有很强的亲和力，被吸引在水中，另一端对水没有亲和力，便冒出水面．油酸分子都是直立在水中的，单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度．若把分子当成小球，油膜的厚度也就等于分子的直径，如图所示，其线 度的数量级为 10－10 m. 一、实验目的 用油膜法估测分子的大小． 二、实验器材 体积比为 1∶200 的油酸若干毫升、浅盘 1 个 (30 cm×40 cm)、滴管 1 支、带方格的透明塑料盖板 1 块、量筒 1 个、彩色水笔 1 支、痱子粉． 三、实验原理 把一滴油酸 (事先测出其体积 V)滴在水面上，在水面上形成油膜 (一般认为此油膜是单分子油膜 )，如图所示．把分子看成球形，油膜的厚度就认为是油酸分 V 子的直径 d，测出油膜面积S，则 分子直径 d＝S. (1)油酸分子并不是球形的，但这里把它们当成球形处理，这是一种估算的 方法． (2)油酸分子在水面是单层排列的，即单分子油膜． (3)忽略油酸分子之间的间隙，油酸分子是紧密排列的． (4)尽管用不同方法测量分子直径的结果有差异，但除一些高分子有机物外， － 10 一般测得的数量级一致，分子直径的数量级为10 m. (5)痱子粉 (或细石膏粉 ) 的作用：因为油酸薄膜是透明的，在水面上很难看清 其边界，将痱子粉撒在水面上后，再滴 1 滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散开， 形成一块薄油膜，薄油膜上没有痱子粉，边界处有痱子粉，这样就能清楚地看出 油膜的边界，便于比较准确地测出薄油膜的面积． 四、实验步骤 一、“半偏法”原理 如图（1），首先接通开关S 1调节R 1，使表头指针满偏；然后接通开关S 2并调节R 2，使表头半偏。 当R 1＞＞R 2时，表头内阻R g ≈ R 2。 二、“半偏法”测电压表内阻 1、 实验电路，如图（2）。 2、 实验步骤： （1）按照电路图正确地连接好测量电路，把滑动变阻器R 1的滑片调到最右端，电阻箱R 的阻值调到最大。 （2）合上开关S 1和S 2，调节R 1，使电压表指针满偏。 （3）断开S 2，调节R 使电压表指针半偏。 （4）读出电阻箱接入电路中的电阻R ，则电压表内阻R v ≈ R 。 （5）撤除电路，整理器材。 三、电路思考 思考一：R v ≈ R 的条件是什么？ 闭合S 1和S 2时：右 右 并11R R R R R V V += （R 1右即滑动片右边R 1的阻值） 闭合S 1，断开S 2时： ()()右 右 并 11' R R R R R R R V V +++= 当取R V ＞＞R 1时，即同时满足R V ＞＞R 1右和（R V +R ）＞＞R 1右， 图（１） S 2 图（2） 则有：R并≈R1右R′并≈R1右 可见，R1左和R1右分压比例恒定，即U R V + U R = 恒量 所以，当电压表指针半偏时，有U R V =U R，即R v≈ R。 故，即R v≈ R的条件是：R V＞＞R1 思考二：为什么选择分压式电路？ 由于实验室的滑动变阻器的最大阻值不大和电压表量程偏小等原因，使限流式电路中电压表的分压极易越过其量程，故该电路采用分压式。 当R V＞＞R1时，可视为分压器输出电压恒定，故当电压指针半偏时有：U R V =U R 思考三：实验中特别要注意的是什么？ 当闭合S1、S2，调节R1使电压表满偏后，不能再调节R1的滑片位置，因为满足R V＞＞R1后，R1的输出电压是由R1右的大小决定的，要稳压输出，故R1的滑片不能再调动。 思考四：如何减小实验的误差？ 因为断开S2，使电压表串联R后，R总增加，I总减小，R1左的分压减小，使R1右的分压增大，当电压表半偏时，U R V稍小于U R，故应为R真＜R。当取R测=R时，结论是：R测＞R真 若R V越大，U R V就越接近U R，则R V就越接近R。所以，R V越大，R V的测量值R测相对于其真实值R真的误差就越小。 牛顿环测液体折射率实 验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 利用牛顿环测液体的折射率 【摘要】本文结合牛顿环干涉原理测量空气折射率的方法，阐述了测量液体折射率的实验原理，并研究出了具体的测量方法，最后对水的折射率进行了测量，并得出了较为准确的测量结果。 一、实验目的： 牛顿环是一种典型的等厚薄膜干涉现象，能充分显示光的波动性。本文通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。 二、设计原理 当以波长为x 的钠黄光垂直照射到平凸透镜上时，由液体膜上，下表面反射光的光程差以及干涉相消。 即暗纹条件： 式中e 为某一暗纹中心，所在处的液体膜厚度，k 为干涉级次。 利用图中的几何关系，可得：R r e 2/2= (r 为条纹半径），代入（1）式，有 ......)2,1,0(2/)12(2//2=+=+=n n R nr λλδ （2） 则暗纹半径......)2,1,0(/==n k nR r k λ （3） 若取暗纹观察，则第m ，k 级对应的暗环半径的平方 n mR r m /2λ= （4） k nR r n /2λ= （5） 两式相减得平凸透镜的曲率半径)/()(22n m n r r R n m --= （6） 观察牛顿环时我们也将会发现牛顿环中心由于形变，灰尘，水等的影响，中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。目因而圆心不易确定。故常取暗环的直径替 换。进而有λ)(4/)(22n m n D D R n m --= （7） 同理对于空气膜。则有λ)(4/2'2'n m D D R n m --= （8） 式（7）与式（8）相比，可得：)/()(222'2'n m n m D D D D n --= （9） 由（9）式可知，只要测出同一装置（相同的平凸透镜和平面的玻璃板）下的空气膜和液体膜的条纹直径，即可求出液体的折射率。 三、设计方案 1.调整实验装置 将牛顿环装置放在毛玻璃上。点燃钠光灯，调节显微镜前面的透光反射镜的角度，与水平面成045的角度，这样从目镜中看到明亮的光场旋转目镜旋钮，使分化板上的十字线位于目镜的交线上，即从目镜中看到清晰地十字线。缓慢转动手轮，使显微镜自下而上缓慢上移，直到从目镜中看到清晰地干涉图样，并使相与交叉丝无视差。略微移动牛顿环装置，使显微镜十字叉丝位于牛顿环中心。 2.实验操作 将牛顿环装置的凸透镜和平板玻璃拆开，用滴管在平板玻璃上滴一层待测液体，然后压上凸透镜。由于液体有表面张力，能够充满凸透镜和平板玻璃之间的空间。则现在凸透镜和平板玻璃之间形成了液体膜。将此装置放到显微镜的载物台上，调节手轮，使显微镜由低到高缓慢移动，直至在目镜中看到清晰地干涉条纹为止。由于液体膜压得不会很均匀。故在视场中的某个地方会出现一小块空气膜，其干涉花样如上面右图所示。 四、实验结果与分析 数据记录 伏安法测电阻实验报告 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 科学探究的主要步骤※一、提出问题 ※二、猜想与假设 ※三、设计实验 （一) 实验原理 （二) 实验装置图 （三）实验器材和规格 （三）实验步骤 （四）记录数据和现象的表格 四、进行试验 ※五、分析与论证 ※六、评估 七、交流与合作 ※最后：总结实验注意事项 第一方面：电学主要实验 滑动变阻器复习提纲 1、原理——通过改变接入电路中电阻丝的长度，来改变电路中的电阻，从而改 变电路中的电流。 2、构造和铭牌意义——200Ω：滑动变阻器的最大阻值 ：滑动变阻器允许通过的最大电流 3、结构示意图和电路符号—— 4、变阻特点——能够连续改变接入电路中 的电阻值。 5、接线方法—— 6、使用方法——与被调节电路（用电器）串联 7、作用——1、保护电路 2、改变所在电路中的电压分配或电流大小 8、注意事项——电流不能超过允许通过的最大电流值 9、在日常生活中的应用——可调亮度的电灯、可调热度的电锅、 收音机的音量调节旋钮…… 实验题目：导体的电阻一定时，通过导体的电流和导体两端电压的关系（研究欧姆定律实验新教材方案） 一、提出问题： 通过前面的学习，同学们已经定性的知道：加在导体两端的电压越高，通过导体的电流就会越大；导体的电阻越大，通过导体的电流越小。现在我们共同来探究：如果知道了一个导体的电阻值和它两端的电压值，能不能计算出通过它的电流呢即通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有什么定量关系 二、猜想与假设： 1、电阻不变，电压越大，电流越。（填“大”或“小”） 2、电压不变，电阻越大，电流越。（填“大”或“小”） 3、电流用I表示，电压用U表示，电阻用R表示，则三者之间可能会有什么关系 三、设计实验: 报告编号：LX-FS-A51476 《测定三棱镜折射率》物理实验报 告标准范本 The Stage T asks Completed According T o The Plan Reflect The Basic Situation In The Work And The Lessons Learned In The Work, So As T o Obtain Further Guidance From The Superior. 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑 《测定三棱镜折射率》物理实验报 告标准范本 使用说明：本报告资料适用于按计划完成的阶段任务而进行的，反映工作中的基本情况、工作中取得的经验教训、存在的问题以及今后工作设想的汇报，以取得上级的进一步指导作用。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 【实验目的】 利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率； 【实验仪器】 分光计，玻璃三棱镜，钠光灯。 【实验原理】 最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一，如图10所示，三角形ABC表示玻璃三棱镜的横截面，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角a称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线LD入射到 棱镜的AB面上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射线LD与出射线ER的夹角称为偏向角。 【实验内容与步骤】 1．调节分光计 按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。 2．调整平行光管 (1)去掉双面反射镜，打开钠光灯光源。 (2)打开狭缝，松开狭缝锁紧螺丝3。从望远镜中观察，同时前后移动狭缝装置2，直至狭缝成像清晰为止。然后调整狭缝宽度为1毫米左右（用狭缝宽度调节手轮1调节）。 (3)调节平行光管的倾斜度。将狭缝转至水平，调节平行光管光轴仰角调节螺丝29，使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。然后将狭缝转至竖直方向，使之与分划板十字刻度线的竖线重合，并无视 黑虎中学《伏安法测电阻》实验报告 班次：____________组次：_____________ 姓名：时间： 一．测量定值电阻的阻值 （1）实验原理： （2）实验器材： （3）电路图：实物图： （4）实验步骤： 1、开关按照电路图连接电路，滑动变阻器滑片处于位置。 2、闭合开关，调节，读出值和值并记录；计算出 值。 4、继续调节重复上述实验，并记录和计算。 （5）实验数据： 实验序号电压U/V电流I/A电阻R X/Ω平均值R X/Ω1 2 3 （6）滑动变阻器的作用： 二．测量小灯泡的电阻： （1电路图： 实物图 ： （2）实验数据： 实验序号 电压U/V 电流I/A 灯泡电阻R L /Ω 1 2 3 （3）灯泡正常发光时的电阻是：R L = （4）问题：计算灯泡电阻时能不能取平均值为什么 练习：1．某同学按下图所示电路连好实验器材后，闭合开关，灯泡正常发光，但电压表指针不动，这可能是 ( ) A ．电流表烧坏，电路开路 B ．电流表完好，与电流表相 连的导线断了 C ．电压表接线柱处导线短路 D ．电压表接线柱处导线断路 A V L R S 2一个20Ω的电阻，接在由4节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表、电压表选的量程应为 ( ) A．0～，0～3V B．0～，0～15V C．0～3 A，0～3 V D．0～3 A，0～15 V 3.现有下列器材，电流表（0～ 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、滑动变阻器（10Ω 2A）、4V电源、待测小灯泡的电阻（正常发光的电压为，电阻为6Ω左右）、开关一只、导线若干。要求用伏安法测定小灯泡正常发光时灯丝的电阻，测量时两表的指针要偏过表面刻度盘的中线。 （1）试画出电路图； （2）电流表的量程应为 __________ 电压表的量程为____________ ； （3）下列步骤的合理排列顺序为________________ 。 A . 闭合开关 B .将测出的数据填入表格中 C . 计算被测小灯泡的电阻 D .读出两表的示数 E .断开开关 F .将滑动变阻器的阻值调到最大位置 G .根据电路图连接电路 H .调节滑动变阻器使电压表示数为 实验十二 用油膜法估测分子的大小 考纲解读 1.学会用油膜法估测油酸分子的大小.2.理解间接测量微观量的原理和方法． 基本实验要求 1．实验器材 盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 2．实验步骤 (1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差． (2)配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液． (3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n 时的滴数n . (4)根据V 0＝V n n 算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0. (5)向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上． (6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上． (7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上． (8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)． (9)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝V S 算出油酸薄膜的厚度d . (10)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小． 规律方法总结 1．实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如实验原理图甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的 体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示分子的直径，如实验原理图乙所示，则d ＝V S . 2．数据处理 3.注意事项 (1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm 之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果． (2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩． (3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁． (4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可. 考点一 实验原理与实验操作 例1 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在利用牛顿环测液体折射率实验报告[1]
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