大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----分光计的调节与使用评分标准
大学物理实验思考题答案及解析.
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。
分光计的调节与使用中国科学技术大学大物实验(Word)
实验7.1.2 分光计的调节与使用分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。
光学中的许多基本量如波长，折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角，因而利用它可测量波长、折射率，此外还能精确的测量光学平面间的夹角。
许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等）的基本结构也是以它为基础的，所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。
使用分光计时必须经过一系列的精细的条整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实验中基本技术之一，必须正确掌握．本实验的目的就在于着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的偏向角实验原理１．分光计的结构分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。
外形如图7.1.2-1所示。
（１）底座－中心有一竖轴，望远镜和读数圆盘可绕该轴转动，该轴也称为仪器的公共轴或主轴。
（２）平行光管－是产生平行光的装置，管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝的圆筒，狭缝宽度可以根据需要调节。
（３）望远镜－观测用，由目镜系统和物镜组成，为了调节和测量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼此可以相互移动，也可以用螺钉固定。
参看图7.1.2-2，在中管的分划板下方紧贴一块︒45全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小十字窗口．光线从小棱镜的另一直角边入射，从︒45反射面反射到分划板上，透光部分便形成一个在分划板的明亮的十字窗。
（４）载物台－放平面镜、棱镜等光学元件用．台面下三个螺钉可调节台面的倾斜角，平台的高度可旋松螺钉（7）升降，调到合适位置再锁紧螺钉。
（５）读数圆盘－是读数装置。
格值为３０分。
在游标盘对称方向设有两个角游标。
这是因为读数时，要读出两个游标处的读数值，然后取平均值，这样可消除刻度盘和游标盘的圆心与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。
读数方法与游标卡尺相似，这里读出的是角度。
读数时，以角标零线为准，读出刻度盘上的度值，再找游标上与刻度盘上刚好重合的刻线为所求之分值。
分光计的调节与使用中国科学技术大学大物实验(Word)
实验7.1.2 分光计的调节与使用分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。
光学中的许多基本量如波长，折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角，因而利用它可测量波长、折射率，此外还能精确的测量光学平面间的夹角。
许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度计、单色仪等）的基本结构也是以它为基础的，所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。
使用分光计时必须经过一系列的精细的条整才能得到准确的结果，它的调整技术是光学实验中基本技术之一，必须正确掌握．本实验的目的就在于着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的偏向角实验原理１．分光计的结构分光计主要由底座、平行光管、望远镜、载物台和读数圆盘五部分组成。
外形如图7.1.2-1所示。
（１）底座－中心有一竖轴，望远镜和读数圆盘可绕该轴转动，该轴也称为仪器的公共轴或主轴。
（２）平行光管－是产生平行光的装置，管的一端装一会聚透镜，另一端是带有狭缝的圆筒，狭缝宽度可以根据需要调节。
（３）望远镜－观测用，由目镜系统和物镜组成，为了调节和测量，物镜和目镜之间还装有分划板，它们分别置于内管、外管和中管内，三个管彼此可以相互移动，也可以用螺钉固定。
参看图7.1.2-2，在中管的分划板下方紧贴一块︒45全反射小棱镜，棱镜与分划板的粘贴部分涂成黑色，仅留一个绿色的小十字窗口．光线从小棱镜的另一直角边入射，从︒45反射面反射到分划板上，透光部分便形成一个在分划板的明亮的十字窗。
（４）载物台－放平面镜、棱镜等光学元件用．台面下三个螺钉可调节台面的倾斜角，平台的高度可旋松螺钉（7）升降，调到合适位置再锁紧螺钉。
（５）读数圆盘－是读数装置。
格值为３０分。
在游标盘对称方向设有两个角游标。
这是因为读数时，要读出两个游标处的读数值，然后取平均值，这样可消除刻度盘和游标盘的圆心与仪器主轴的轴心不重合所引起的偏心误差。
读数方法与游标卡尺相似，这里读出的是角度。
读数时，以角标零线为准，读出刻度盘上的度值，再找游标上与刻度盘上刚好重合的刻线为所求之分值。
大学物理实验思考题解答
大学物理实验思考题解答(总3页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除用分光计测棱镜玻璃的折射率[预习思考题]1.分光计主要由哪几部分组成各部分的作用是什么为什么要设置一对游标2.什么是最小偏向角？利用最小偏向角法测棱镜折射率的公式是什么？3. 望远镜调焦至无穷远是什么含义为什么当在望远镜视场中能看见清晰且无视差的绿十字像时，望远镜已调焦至无穷远答：望远镜调焦至无穷远是指将望远镜的分划板调至其物镜的焦面位置上，使从无穷远处射来的光线、即平行光会聚于分划板上。
根据薄透镜近轴成像与光线反射的原理，当从分划板下方的透明十字中出射的光线经物镜折射与平面镜反射后能清晰且无视差地成像于望远镜的视场中（即成像于分划板上）时，分划板必处于望远镜物镜的焦面位置上，故此时望远镜已调焦至无穷远。
4.为什么当平面镜反射回的绿十字像与调节用叉丝重合时，望远镜主光轴必垂直于平面镜为什么当双面镜两面所反射回的绿十字像均与调节用叉丝重合时，望远镜主光轴就垂直于分光计主轴答：调节用叉丝与透明十字位于分划板中心两侧的对称位置上。
根据薄透镜近轴成像与光线反射的原理，要使平面镜反射回的绿十字像与调节用叉丝重合，则与望远镜出射平行光平行的副光轴和与平面镜反射平行光平行的副光轴必须与望远镜主光轴成相等的角且三轴共面。
要达到此要求，平面镜的镜面就必须垂直于望远镜主光轴。
当双面镜两面所反射回的绿十字像均与调节用叉丝重合时，仪器系统必同时满足以下条件：①双面镜的镜面平行于载物台转轴，即分光计主轴；②望远镜的主光轴垂直于双面镜的镜面。
根据立体几何的知识易知，此时望远镜的主光轴必垂直于分光计主轴。
5.为什么要用“二分法”调节望远镜主光轴与分光计的主轴垂直？答：事实上，调望远镜主光轴与分光计主轴严格垂直的方法不止一种，用“二分法”调节的优点在于快捷。
可以证明，用“二分法”调节可以迅速地使双面镜的镜面平行于分光计主轴（实际操作中一般只需调两三次就可实现），同时在调节中又始终保持望远镜主光轴与双面镜镜面垂直，从而使调节工作迅速方便地完成。
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----用示波器测动态磁滞回线评分标准
《磁滞回线》的评分标准和参考答案
内容
评分标准及要求
分值
预习
报告
(20分)
1、要求有完整的实验名称和明确的实验目的。
2、要求用自己的语言准确、简单地概述实验的原理和实验的步骤。
3、要求有实验数据的记录表格。
2.8
0.269
0.263
3.0
0.300
0.274
2、Bm=2.74T、Br=1.11T、Hc=274A/m。
3、
U（V）
Hⅹ103A/M
Bⅹ10T
0.5
0.028
0.058
1.0
0.051
0.108
1.2
0.065
0.130
1.5
0.097
0.167
1.8
0.132
0.196
2.0
0.156
0.212
2.2
0.189
0.230
2.5
0.229
0.248
118
0.142
0.222
224
-0.292
-0.276
48
0.116
0.188
134
0.062
0.173
240
-0.283
-0.272
64
0.236
0.257
160
-0.025
0.053
256
-0.204
-0.250
80
0.298
0.274
176
-0.045
-0.047
282
大学物理实验分光计的调节与使用
注意：这时只能调节载物台，不能再调节望远镜、平 行光管调倾螺钉。
实验内容—三棱镜的调节及顶角测量
将三棱镜如图示放置在载物台上，望远镜分别正对AB、AC 光学面，分别调节载物台下螺钉a1 和a3，使两光学面反射 的十字叉丝像均与调整用十字叉丝重合。 将望远镜的叉丝（竖线）对准 一光学面反射的叉丝像，记录
三棱镜的一个光学面，当小十字叉丝的反射像和调整用叉丝重
合时，从刻度盘上记录两游标的读数 1 和 2 ；转动望远镜
（或载物台），让三棱镜的另外一个光学面对准望远镜，当小
十字叉丝的反射像和调整用叉丝重合时，再次记录两游标的读
数
' 1
和
' 2
。由图可知，三棱镜的顶角为
1800
其中
1 21 ' 12 ' 2
装置调节—平行光管的调节
平行光管的光轴与仪器的主轴垂直
1、关掉目镜的照明灯电源，打开光源。调节狭缝使宽度适
中，让光照亮狭缝。 2、将望远镜对准平行光管，找到狭缝的像后，前后移动狭
缝的位置，使从望远镜中看到清晰的狭缝像，此时平 行光管发出平行光。 3、转动望远镜和狭缝（注意不能前后移动狭缝）的位置， 使狭缝的像与分刻板上的竖线重合，然后固定狭缝和 望远镜的位置。 4、调节平行光管的调倾螺钉，使狭缝的像相对于测量用叉 丝对称。
3、从望远镜的目镜中观察到 十字叉丝像，前后移动目 镜对望远镜调焦，使十字 叉丝成像清晰,如右下图所 示。
装置调节—望远镜的调节
用二分之一调节法调望远镜的光轴与仪器的主轴垂直 1、转动载物平台使小十字叉丝的反射像的竖线与分刻板的竖线合。 2、调节望远镜的调倾螺钉，使小十字叉丝的反射像向调整用叉丝靠
大学物理实验系列分光计的调整与使用参考答案
大学物理实验系列分光计的调整与使用参考答案 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020用分光计测量三棱镜折射率实验数据处理1.顶角及不确定度)(A u 的计算(1)自准法: )(2118021210右右左左θθθθ-+--=A ， θθθ∆==⨯=)()()21(4)(22u u A u (2)反射法： )(412121右右左左θθθθ-+-=A 2.最小偏向角及最小偏向角的不确定度的计算（1）最小偏向角min δ的计算公式：)(412121min 右右左左θθθθδ-+-= （2）最小偏向角min δ的不确定度计算公式：θθθδ∆==⨯=21)(21)()41(4)(22min u u u 仪器误差Δθ = 2′= ×10-4(rad)u (A ) = 2′= ×10-4(rad) u (δmin ) = 1′= ×10-4(rad)A = ° ′±2′ δmin = ° ′±1′3.折射率n 以及折射率的不确定度)(n u 的计算(1)折射率的计算公式 A A n 21sin )(21sin min +=δ (2)折射率的不确定度计算公式)(2)(222)(min 2min 222min δδδu A ctg A u A ctg A ctg n n u ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= )(2sin 2cos 21)(2sin 2sin 2cos 212cos 2sin 21min 22min 222min min δ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ+-δ+=u A A A u A A A A A )()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(min 22min 222min δδδu A A A u A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=22min 222min )21()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(θδθδ∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=A A A 式中的角度的不确定度应取弧度为单位 n ±u (n ) = ±思考题及参考答案1.望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直，应该在望远镜中看到什么现象利用哪些螺钉调节光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的十字像，都能与望远镜分划板叉丝刻线上交点重合。
【大学物理实验(含 数据+思考题)】分光计的调整与使用实验报告
实验3.9 分光计的调整与使用一、实验目的（1）了解分光计的构造、作用和工作原理。
（2）掌握分光计的调整和使用方法。
（3）用分光计测棱镜的折射率。
二、实验仪器分光计、三棱镜、反射镜、汞灯三、实验原理1.测角原理测量光线之间的夹角，实质是测定平行光束的方位角。
如图3.9-6所示，A、B为平行光束在望远镜焦平面上的会聚像点。
焦平面上的每个点都与从一定方向入射的平行光束相对应。
如果望远镜光轴绕垂直于光束1和2的转轴转动，光轴由平行于光束1的方位(光轴上的会聚像点为A)转到平行于光束2的方位(光轴上的会聚像点为B)，则光轴所转过的角度即平行光束1与2之间的夹角θ。
图3.9-6测角原理2.用最小偏向角法测三棱镜折射率 n的原理如图3.9-7所示，单色光PM以入射角α1投射到三棱镜的AB面，经两次折射后,以α2′角从AC面射出。
入射光束与折射光束的夹角 θ称为偏向角。
显然θ=(α1−α1′)+(α2′−α2)=α1+α2′−φ式中φ为棱镜的顶角。
图3.9-7 最小偏向角法测三棱镜折射率原理对于给定的棱镜，其顶角φ和折射率n都是已定的。
从上式可见，偏向角θ是α1的函数。
可以证明，当a1=α2′，α1′=α2，即MM′∕∕BC(磨砂面)时，此时θ值最小，称为最小偏向角，用θ0表示。
此时有α1′=φ2，a1=φ+θ02。
则折射率为n=sin12(φ+θ0)sin12φ实验时只要测出最小偏向角θ0便可由上式计算出棱镜的折射率n。
四、实验内容及步骤1．调节分光计(1)目测粗调。
目测粗调就是直接用眼睛观察进行调节。
调节望远镜倾斜度调节螺钉和平行光管倾斜度调节螺钉使望远镜和平行光管平行于刻度盘；调节载物台倾斜度调节螺钉使载物台平行于刻度盘。
(2)细调的要求和步骤：①调节目镜至能清晰看到分划板的准线。
接上小灯泡电源，打开开关，观察视场下半区是否有绿色光区。
若有，则缓慢转动目镜调焦手轮直到能够清晰看到准线和绿色光区中的绿色“十”字，如图3.9-8所示。
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《分光计的调节与使用》参考答案和评分标准预习报告(20分)
一.实验目的
a.了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法;
b.用分光计测定棱镜顶角。
二. 实验仪器
分光计、钠灯、三棱镜、双面反射镜
三. 实验原理
1.分光计的调节原理
2.利用分光计测定棱镜顶角的方法
a.自准法
b.反射法
四. 实验内容和步骤
1.按调节分光计的要求调好分光计
2.任选一种方法测定三棱镜的顶角
评分要点：
1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。
（5分）
2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。
（5分）
3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。
（5分）
4、报告的书写要整洁规范。
（5分）
数据采集与实验操作(40分)
评分要点：
1、不能用手直接摸三棱镜和反射镜的表面。
（2分）
2、是否调节好分光计。
（15分）
3、对实验的原理是否掌握。
（8分）
4、实验操作的熟练程度。
（10分）
5、是否读出合理的数据。
（5分）
A=60°16′±20′E=?
评分要点：
1、是否列表记录数据，数据记录是否规范、清晰（10分）
2、数据处理过程是否完整（10分）[注意：反射法和自准法的公式是不同的]
3、是否得出正确答案(R 在合理的范围5分，误差处理5分)
六．思考题(10分)
1、 分光计由哪几部分组成？
答：三脚底座、望远镜、平行光管、载物平台和读数盘。
2、 分光计调整的要求是什么？
答：使平行光管发出平行光，望远镜聚焦于无穷远（使叉丝平面落在目镜和物镜的焦平面上），同时使平行光管和望远镜的光轴与转轴垂直。
3、 若刻度盘中心O ’与载物台中心O 不重合，即存在着偏心差，假定载物台从1ϕ转到2ϕ，
实际转过的角度为θ，而刻度盘上的读数为1ϕ、'1ϕ、2ϕ、'2ϕ，试证明 2/)]''()[(1212ϕϕϕϕθ-+-=
证：如图，O 为转轴中心，O ’为刻度盘中心，θ为望远镜绕中心轴的实际转角，θ1和θ2 分别为从两游标读出的角度值。
则
'',122121ϕϕθϕϕθ-=-= 从几何关系可知：
4
32
121∠+=∠+∠+=∠+θθθθ
上两式相减，并考虑到32,41∠=∠∠=∠得
2
/)(2112θθθθ
θθθ+=-=-
即 2/)]''()[(1212ϕϕϕϕθ-+-=
4、 一个折射棱镜为600
的色散棱镜，对某一波长的光的最小偏向角为580
，试求棱镜介质对
该波长的折射率。
解：n=sin[(60+58)/2]/sin(60/2)=1.714
5、 一个玻璃做的色散棱镜（棱镜棱角α=720
，对某色光的折射率为1.66）,浸没在水中,试
求在此情况下，该色光的最小偏向角δ0。
解：n=sin[(α+δ0)/2]/sin(α/2)，代入α，n ，求δ0。