大学物理实验思考题解答
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。
大学物理实验 部分思考题答案
实验八用拉脱发测定液体的表面张力系数1.对公式, 是要在水面与金属表面的接触角趋于0时满足的, 即在金属框恰好脱离液体前。
公式中的重力是金属框和它所粘附的液体的总重量, 但在公式中我们忽略了水对框架的浮力和水膜的重量。
2.“三线对齐”是因为朱利秤的下端是固定的，上端为自由端，因而我们在用朱利秤测量弹簧的伸长时也要固定弹簧的下端，这样才能在朱利秤上读到弹簧的伸长量。
“三线对齐”中的三线是指小镜子上的水平线和玻璃罐上的水平线以及玻璃罐上的水平线在小镜子里成的像。
实验十牛顿环干涉现象的研究和测量思考题1.牛顿环实验中, 假如平玻璃板上有微小的凸起, 则凸起处空气薄膜厚度变小, 这时的牛顿环是局部外凸的, 因为在平玻璃板上的突起位置的空气薄膜厚度变小, 此点的光程差也就变小, 那么此级暗条纹的光程差都要比该点的大, 因而该级暗条纹就会饶向外面一级的位置, 这时表现出此暗条纹就要外凸。
2.用白光照射时，我们是可以看到牛顿环干涉条纹的，而且是以赤橙黄绿蓝靛紫这样的顺序依次排列，只是在偏离中心位置越远，条纹级数之间会重叠越厉害。
实验十二迈克耳逊干涉仪数据处理参见P19的内容。
思考题1. 图形见书P115。
2.所以条纹变密。
实验十三超声波在空气中传播速度的测定数据处理中相对误差的有效位数参见P19的内容。
思考题1.因为在测量过程中, 我们要想在两个换能器之间形成驻波, 就一定要求S1发出的波和经S2发射的波是同频率, 同振幅, 而且是传播方向相反并在一条直线上, 这就要求两个换能器的发射面要保持相互平行。
2.略。
3.用“逐差法”处理数据是为了更充分地，最大限度地利用所测得的数据，保持多次测量的优点，减少测量误差。
实验十四密立根油滴实验数据处理表格1中最后要求的量是表格中的量求了平均以后的值, 比如量中的应该是对表格中的求5次测量的平均值。
而这其中的相对误差的表示参见P19。
思考题1.选择平衡点压在250V左右, 新仪器在12s-24s时间内匀速下降1.6mm的油滴（旧仪器在15s-30s时间内匀速下降2mm的油滴）的原因是在这个范围内的油滴体积不大, 带的电量也不是很多, 因而在下降时的速度不是很快, 下降的时间就比较容易测准确, 而且这样的油滴也不是很小, 不会因为太小而作布朗运动。
大学物理实验思考题解答
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。
大学物理实验思考题解答
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，进行逐项或隔项相减，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数据，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，减小了测量的随机误差。
实验三衍射光栅
【预习思考题】
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侧不等高时，又只能调节载物台调平螺钉a？
霍尔传感器
【预习思考题】
1．写出调整霍尔式传感器的简明步ห้องสมุดไป่ตู้。
（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应强度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。
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？
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]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?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。
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Sx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;实验四电热法测热功当量1. 该实验所必须的实验条件与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本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：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于准静态变化过程;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测量的影响;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测量误差;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1 搅拌时水被溅出；答：实验结果将会偏小; 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,对水加热时,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, ,分母变大J变小;2 搅拌不均匀；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;3 室温测得偏高或偏低;答：设θ0为室温,若测得值偏高Δθ时,测量得到的温度值为θ0+Δθ；偏低Δθ时,测量温度值为θ0-Δθ,在计算温度亏损时,dTi=kTi-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=kTi- θ0+Δθ,每秒内的温度亏损dTi小于实际值,t秒末的温度亏损δTi=∑kTi- 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为负值,当测量值低于实际室温时,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;实验七：电表的改装和校正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本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：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减小,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值;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号轨迹本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：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上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这是否是测量信号频率的好方法为何答：输入信号的频率是360Hz;这种方法不是测量信号频率的好方法,因为用此方法测量的频率精确度低;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成数段,显示的图形将会变成网状交叉线;实验九：用惠斯通电桥测电阻1. 电桥由哪几部分组成电桥的平衡条件是什么本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：由电源、开关、检流计桥臂电阻组成;平衡条件是Rx=R1/R2R32.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;3. 下列因素是否会使电桥误差增大为什么1 电源电压不太稳定；2 检流计没有调好零点；3 检流计分度值大；4 电源电压太低；5 导线电阻不能完全忽略;答：1由于电桥调平以后与电源电压无关,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,即电桥没有达到平衡正态,此时的测量读数中将会含有较大误差甚至会出现错误读数；3检流计分度值大时会使电桥误差增大,因电桥的灵敏度与分度值成反比；4电源电压太低会使电桥误差增大,因电桥的灵敏度与电源电压成正比；5对高电阻不会,当被测电阻的阻值很高时导线电阻可以忽略;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6V,R1,R2取1000Ω,检流计取1.5级µA表;实验十用电位差计测量电动势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的指针总指零,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：测量回路断路;总不指零的原因：①E和Ex极性不对顶；②工作回路断路；③RAB上的全部电压降小于ES,Ex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3106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的长度;试证明电池Ex的内阻r=L1-L2/L2RxRx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：Ex=AL11 Vx=AL22 而代入2式得: Rx/r+RxEx=AL231式除3式,整理后得：r =L1-L2/L2Rx3. 用箱式电位差计可以测定电阻或校准电流表;在图3-10-7a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表如何校正答：测量电阻Rx①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;②将1点接Ex +,2点接Ex -,测出VxRx两端的电位差;③将2点接Ex +,3点接Ex -,保持电流不变,测出V0R0两端的电位差;④因Rx和R0通过的电流相同,故：Rx=Vx/V0R0校准电流表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,得第一校准点的电流I1I1=V1/R0;②同法测出同一校准点的电流I2, I3, ……;③作出校准曲线;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/m,11m长的电压降是1.1V,用它测仅几毫伏的温差电动势,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AB11m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表示答：①由于电位差计单位长度电阻线的电位差为a,则电阻线AB上的电位差V AB=11a＝1.1mV,而回路电流应为I =V AB/r;另一方面,由于IR1+R2+r=1.1V,所以V AB/rR1+R2+r= 1.1V即V AB R1+R2/r +1= 1.1V所以R1+R2=1.1/VAB-1 r =1.1/0.0011-1r＝999r②当R2I = E0 时,R1为最小,即R1= R1min,此时有R1I + E0 + Ir = 1.1;由于I =V AB/r =0.0011/r,所以R1min=1.1-E0-Ir/I=73r当R2I+Ir =E0 则R1为最大,即R1= R1max,此时有R1I + E0 = 1.1;所以R1max =1.1-E0/I=74r实验十一超声波声速的测量1. 示波器在使用过程中荧光屏上只有一条水平亮线而没有被测信号是什么原因造成的本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：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：①示波器接地GND测量时接地按键GND应该弹起；②衰减开关VOLTS/DIV选择过大测量时可先选择小些；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,导线或接头接触不良,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,要求使用者在使用前一定认真阅读教材;2. 在测量声速时,Y1CH1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的位相相同,这对于观察测量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;3. 试比较几种测声速方法的优缺点;答：实验讲义上共列出了三种测量方法：①李萨如图相位比较法,②共振法,③波形相位比较法;一般说来,李萨如图相位比较法测量的比较准,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,所以测量误差一般要大一些,但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;实验十二：激光全息照相1. 全息照像有哪些重要特点本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：全息照相是利用光波的干涉和衍射原理,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的立体像;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;2. 全息底片和普通照像底片有什么区别答：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象;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观察到每个物体的立体图象;3. 为什么安装底片后要静止一段时间,才能进行曝光答：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,光路中各元器件的相对位移量要限制在<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：因为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本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：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、衍射的特性,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=1/2mv2max+A2. 可否由Us′ν曲线求出阴极材料的逸出功答：可以;由爱因斯坦方程hυ=e|us|+hυo可求出斜率Δus/Δυ=h/e和普朗克常数,还可以求出截距h/eυo,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仪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本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：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如图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测量薄膜厚度为什么答：能观察到,但是在实际测量中,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,给实验结果带来影响;实验十五薄透镜焦距的测量1. 你认为三种测量凸透镜焦距的方法,哪种最好为什么答：共轭法最好,因为这个方法把焦距的测量归结为对可以精确测定的量L和e的测量,避免了在测量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定度传递公式;根据实际结果,试说明uBL、uBe、uAe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：uAL对最后结果影响最大,因为L为单次测量量;对O1、O2的测量时,要采用左右逼近法读数;3. 测量凹透镜焦距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定,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. 在测量凸透镜的焦距时,可以利用测得的多组u、v值,然后以u+v作纵轴,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答斜率求出f,f=1/k,因：曲线是直线,可根据直线的为1/f=1/u+1/v,即,故可有f=1/k;5. 测量凸透镜的焦距时,可以测得多组u、v值,以v/u即像的放大率作纵轴,以v作横轴,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：光的干涉——牛顿环、劈尖1. 透射光牛顿环是如何形成的如何观察画出光路示意图;本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：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. 在牛顿环实验中,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是局部外凸为什么答：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1. 当用钠光波长λ=589.0nm垂直入射到1mm内有500条刻痕的平面透射光栅上时,试问最多能看到第几级光谱并请说明理由;本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：由a+bsinφ=kλ得k={a+b/λ}sinφ∵φ最大为90º所以sinφ=1又∵a+b=1/500mm=210-6m, λ=589.0nm=589.010-9m∴k=210-6/589.010-9=3.4 最多只能看到三级光谱;2.当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象为什么答：狭缝太宽,则分辨本领将下降,如两条黄色光谱线分不开;狭缝太窄,透光太少,光线太弱,视场太暗不利于测量;3. 为什么采用左右两个游标读数左右游标在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180º;实验十八双棱镜干涉1. 测量前仪器调节应达到什么要求怎样才能调节出清晰的干涉条纹本帖隐藏的内容需要回复才可以浏览答：共轴,狭逢和棱背平行与测微目镜共轴,并适当调节狭逢的宽度;2. 本实验如何测得两虚光源的距离d 还有其他办法吗答：d=d1d21/2或利用波长λ已知的激光作光源,则d=D/Δxλ3. 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;。
大学物理实验思考题解答
/d U u d x D d ⋅=∆=，λ，UD x u d x D d ∆=∆=/λ222/22)()()()()(/v u u u d u x u D u u v u dx D +++∆+=∆λλ，d D λ，x D d ∆=λ双棱镜干涉测光波波长[预习思考题]1.公式 中各量的物理意义是什么？实验中需测哪些物理量？ 答：二式中各量的物理意义：λ是待测光波长；d 是狭缝的两个虚像之间的距离；D 为狭缝到观察屏的距离；ΔX 为干涉条纹间距；U 为物距（狭缝到透镜的距离）；υ为像距（透镜到测微目镜的距离。
目镜视场中有d 的像）； d ／为虚光源间距d 的像。
实验中需要测量的量有：D 、ΔX 、U 、υ、d 。
2.导出λ的不确定度传播式。
解：对上式取对数，求偏导，作方均根处理后即可得到：3.导轨上的光学器件都等高共轴后，仍看不到干涉条纹，可能的原因主要有哪两个？答：① 狭缝过宽；② 双棱镜棱脊未与狭缝平行。
4.使用测微目镜时应注意什么？答：① 消除目的物与叉丝之间的视差（二者处于同一平面）；② 消除空回误差（鼓轮应沿一个方向转动，中途不能反转）；③ 叉丝的移动范围必须控制在毫米标度线所示的区域内（视场中的0～8mm 以内），以防损坏读数机构。
[实验后思考题]1.为什么双棱镜的折射角α必须很小？答：双棱镜的折射角α如过大，形成的虚光源的像就大而散，导致干涉条纹不清晰；另外，干涉条纹间距ΔX= 若折射角α增大，虚光源间距d 就随之增大，ΔX 就会变小,ΔX 太小则无法分辨，故双棱镜折射角α一般为0.5°～1°。
2.根据实际情况，说明狭缝宽度与干涉效果的关系。
答：狭缝过宽，则干涉条纹不清晰；狭缝过窄，又会因光通量太少使视场过暗，干涉条纹亮处不亮。
3.移动双棱镜，增大或缩小双棱镜与狭缝的间距、干涉条纹的疏密将如何变化？为什么？答：当狭缝和测微目镜都固定后，若增大双棱镜与狭缝的距离，干 涉条纹将变密，反之变稀。
大学物理实验思考题解答
用霍耳法测螺线管的磁场思考题一、填空题1、霍耳效应是由于在磁场是受到力的作用而产生的..霍耳电压的大小与和成正比;霍耳电场方向为的方向..2、实验公式B ＝式中各符号代表的物理意义是：B 为；V H 为；K H 为；I 为;又称为..3、用霍耳效应测量螺线管的磁感应强度;为了减少或消除各种副效应带来的误差;通常采用的方法是改变和中的电流;保持和中的电流;用四次测量霍耳电压的之平均值;做为被测霍耳电压的平均值..4、如果霍耳元件中的灵敏度K H 已知;利用V H ＝K H ·I ·B 来测定未知磁场B;在确定的和条件下;实际测出的P 、S 两端的电压V;不仅包括还应包括..5、在霍耳元件测磁场中;改变控制电流I 的方向时要扳动；改变磁场方向时要扳动;测量霍耳电压;电位差计调R X 总不能使检流计光标指零时要扳动;线路没有其它问题..二、选择题1、利用霍耳效应测量磁感强度;这种实验方法属于A 、比较法；B 、模拟法；C 、转换测量法；D 、放大法..2、霍耳电压的计算公式V H ＝K H ·I ·B 要求霍耳元件平面必须与被测磁场垂直;否则测出的V H 将A 、 变大；B 、变小；C 、不变；D 、不定..3、在测量霍耳电压中;假定已测过V 1＋I;＋B 后;测V 2－I;＋B 要改变霍耳元件中的控制电流方向;应将换向开关A、K1换向；B、K2换向；C、K3换向；D、K1、K2都换向..三、问答题1、霍耳元件测螺线管磁场实验电路图中由哪几个回路组成它们的共同点是什么由三个回路组成：1霍耳电流供电回路；2螺线管磁场励磁电流供电回路；3霍耳电压测试回路..它们各回路的共同点是：每个回路都有一个双刀双掷的换向开关;以它为中心组成各回路..参考答案一、填空题1、运动电荷；洛仑兹；工作电流I；磁感应强度B；B×V..2、霍耳元件所在处螺线管内磁感应强度；霍耳电压;即霍耳片上四次测试霍耳电压的代数和的平均值；霍耳元件灵敏度；加在霍耳片上的工作电流；霍耳电流或控制电流..3、螺线管；霍耳片；方向；螺线管；霍耳片；大小不变；代数和..4、工作电流I；稳定的磁场；霍耳电压V H；其它因素影响产生的电势差;即V O 、VT、VP、VS等..5、换向开关K1；换向开关K2；换向开关K3..二、选择题1、C；2、B；3、A..。
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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。
6.如何测量最小偏向角
答：略（详见教材）。
[实验后思考题]
⒈通过实验，你认为分光计调节的关键在何处
答：主观题，请学生自答。
⒉能否直接通过三棱镜的两个光学面来调望远镜主光轴与分光计主轴垂直
答：不能。
原因如下。
我们通过调节载物台面与望远镜的倾斜度总可以把仪器系统调整到如图所示的状态。
图中，E为分光计主轴OO/上的任一点，EF、EQ分别为E点到三棱镜两光学面A/ACC/与A/ABB/
的距离；θ
1、θ
2
分别为EF、EQ与OO/轴的夹角，且θ
1
=θ
2
≠90°；望远镜主光轴∥EG。
容易证明，在此状态下，望远镜的主光轴首先⊥A/ABB/面，而当三棱镜随载物台转过φ角（即EF与EG的夹角）后，A/ACC/面就转至与先前A/ABB/面平行或重合的位置，此时望远镜的主光轴又⊥A/ACC/面。
由此可见，在三棱镜随同载物台转动φ角前后，三棱镜两光学面反回的绿十字像都与调节用叉丝重合，但此时，望远镜的主光轴显然不垂直OO/轴。
数则
一
----或是两光线或两直线的
值。
差，须取两个游标各自测量结果的算术
为最终的测量结果。
计的读数还应注意以下两个问题：
①盘的最小分度值为°，故在读数时
零线过没过
度盘上的半度线。
若过半度线，则读数要加30′，反之则不加。
②由于分光计度盘上的0°与360°线重合，所以若某一游标的两次读
数位置恰好位于0°线两侧，则该游标两次读数之差的绝对值不能作为测量结果（详因见教材），此时，须用360°减去该数值，所得差值即为测量结果。
⒋转动望远镜测角度之前，分光计的哪些部分应固定不动望远镜应和
什么盘一起转动
答：转动望远镜测角度之前，载物台与游标盘都应被锁紧，使它们不能被
转动。
测量时，望远镜应和度盘一起转动。
5.利用最小偏向角法测折射率时，入射角为什么从90开始，由大到小变化如果入射
角很小会发生什么现象
6.利用最小偏向角法测折射率时，对棱镜顶角的大小有什么限制吗为什么
7.为何作自准调节时,要以视场中的上十字叉丝为准，而调节平行光管时，却要以中间的大十字叉丝为准
8.测棱镜折射率时，应把三棱镜如何放置在载物台上，为什么这样放
9.在调整分光仪时，若旋转载物平台，三棱镜的AB、AC、BC三面反射回来的绿色
小十字像均对准分化板水平叉丝等高的位置，这时还有必要再采用二分之一逐次逼近法来调节吗为什么
10.在已调好望远镜光轴与分光计转轴垂直以后，拧载物台的螺丝，会不会破坏这种
垂直性
11.在实验中，如何来调整测量最小偏向角的位置若位置稍有偏离带来的误差对实验
结果影响如何为什么
12.若三棱镜的放置相对于望远镜偏低，对测量有无影响
13.调节分光计所用的反射平面镜可否两面镀铝。