15-16-1近代物理实验要求
近代物理实验：杨氏双缝干涉实操指导手册
近代物理实验：杨氏双缝干涉实操指导手册一、实验目的本实验旨在通过杨氏双缝干涉的实际操作，帮助学生加深对波动光学基本原理的理解，并通过实验数据的收集和分析，进一步加深对干涉现象的认识。
二、实验原理1. 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是一种经典的干涉实验。
当一束光通过两个间距较小的狭缝后，光波会发生干涉现象。
通过观察干涉条纹的位置和形态，可以推断出光波的波长和波速等物理量。
2. 干涉条纹在杨氏双缝干涉中，两个狭缝会形成一系列亮暗相间的干涉条纹。
其中，亮条纹表示光程差为整数倍波长，暗条纹表示光程差为半整数倍波长。
三、实验器材1.光源：稳定的单色光源2.双缝装置：包含两个相邻的狭缝3.屏幕：用于观察干涉条纹4.尺子和刻度尺：测量实验参数四、实验步骤1. 实验准备1.将双缝装置置于光源前方。
2.调整双缝装置，使两缝间距相等且与光源垂直。
3.将屏幕放置在较远的位置，以便观察干涉条纹。
2. 实验操作1.打开光源，使光线通过双缝产生干涉。
2.观察屏幕上的干涉条纹。
3.使用尺子和刻度尺测量干涉条纹间距等实验数据。
3. 数据处理1.根据实验数据计算出光波的波长和波速。
2.绘制出干涉条纹的图像，并分析其特征。
五、实验注意事项1.操作时要注意保持实验环境的稳定。
2.光线要足够强且单色，以获得清晰的干涉条纹。
3.实验结束后，注意关闭光源并整理实验器材。
六、实验结果与分析通过本次实验，我们成功观察到了杨氏双缝干涉产生的干涉条纹，并通过数据处理计算出了光波的波长和波速。
实验结果与理论值较为接近，说明本次实验取得了成功。
七、实验拓展学生可以尝试调整双缝间距、光源波长等参数，观察干涉条纹的变化，进一步了解杨氏双缝干涉的规律。
八、结论通过本次实验，学生对杨氏双缝干涉的原理和实际操作有了更深入的了解，进一步巩固了波动光学的知识。
希望同学们在实验中认真思考和实践，不断提升实验能力和科学素养。
参考文献1.Young, T. (1802).。
高中物理近代物理教案
高中物理近代物理教案
教学内容：近代物理的发展历程和重要概念
教学目标：
1. 了解近代物理的发展历程，掌握近代物理的重要概念和理论。
2. 培养学生对近代物理科学的兴趣和探索精神。
3. 提高学生的实验能力，培养学生的科学思维和解决问题的能力。
教学重点和难点：近代物理的重要概念和理论
教学方法：讲授相结合，实验教学
教学过程：
一、导入（5分钟）
通过简要介绍近代物理的发展历程和重要科学家，引起学生对近代物理的兴趣。
二、讲授（30分钟）
1. 阐述近代物理的研究对象和范围。
2. 讲解近代物理的重要概念，如相对论、量子力学等。
3. 介绍近代物理的重要实验，如双缝干涉实验、康普顿散射实验等。
三、实验操作（40分钟）
1. 进行双缝干涉实验，观察干涉条纹的变化。
2. 进行康普顿散射实验，测量光子的散射角度。
3. 分析实验结果，讨论实验现象与近代物理理论的关系。
四、总结与评价（10分钟）
总结本节课的内容，回顾近代物理的重要概念和实验，激发学生对物理学的热爱和求知欲。
五、课后作业（5分钟）
预习下节课内容，并完成相关的阅读和实验报告。
教学反思：
通过本节课的教学，学生对近代物理的发展历程和重要概念有了更深入的了解，实验教学活动增强了学生的实践能力和科学思维。
在今后的教学中，可以通过更多的实验来加强学生对近代物理的理解和探索。
油滴实验
记录平衡电压和下落时间。
6. 重复测量五次。
数据处理
1. 计算油滴的电量；
2. 验证电量的不连续性； 3. 求电子电量。
测量参数 下落时间 （s） 1 2 3 4 5
平衡电压 （V）
注意事项
1. 实验之前先调油滴仪水平。 2. 正确喷油和防止堵油孔。 3. 要求平衡电压200V以上，下落时间控制在16-25s之间。
式中 油的密度
a
9l 2 gt3源自大气压强P 76.0 10 6 cmHg
981kg / m
重力加速度 空气粘滞系数
g 9.79m / sec2
1.83 10 5 kg / m sec
平行极板间距离
d 5.00 10 3 m
将以上数据代入公式得
实验原理
一、基本原理：
质量m,带电量为q的油滴，在两块加有电压V的平行极板之间受两个力 的作用（如图）
若调节极板间的电压V ,使两力达到平衡，这时
V mg qE q d
（1）
二、油滴质量的测定：
平行极板不加电压时，油滴受重立作用而加速下降。由于空气阻力 的作用，下降一段距离后，将以均匀速度下降，这时重力与阻力平衡 （空气浮力忽略不计），根据斯托克斯定律
4. 代入带电量计算公式计算时，下落时间需除以0.8。
思考问题
1. 如果油滴仪不水平，会对实验结果造成怎样的影响？
2. 为什么平衡电压要求200V以上，下落时间16-25s？
式中b为一常数（b=6.17×10-6m· cmHg）,P为大气压强， 这时 9v g 1 a （4） b 2 g 1
Pa
上式根号中还包含油滴的半径a ，因为它处于修正项中，不须 十分精确，故它仍可用（3）式计算。将（4）式代入（2）式， 得
初中物理实验方案
初中物理实验方案导言：物理实验是培养学生实际动手能力和科学思维能力的重要环节。
本文将从实验的目的、实验装置及材料、实验操作步骤等方面，提出一种适合初中物理实验的方案，以帮助学生更好地掌握物理知识和提高实验技能。
一、实验的目的物理实验的目的是通过实验现象的观察、测量和数据处理，验证物理理论、定律和公式的正确性，培养学生的实证思维能力和科学探究精神。
在初中阶段，我们可以通过物理实验帮助学生理解光、电、声等物理现象，培养他们的实验技能和科学思维。
二、实验装置及材料根据初中物理课程的要求和实验的目的，我们可以选择合适的实验装置和材料。
例如，在光学实验中，我们可以使用光源、凹透镜、凸透镜、反射镜、透明板等仪器和材料；在电学实验中，我们可以使用电池、导线、电灯泡、电流表、电阻器等仪器和材料。
根据具体的实验内容，选择合适的装置和材料进行实验。
三、实验操作步骤1. 实验前准备：理清实验的目的、步骤和相关理论知识，检查实验装置和材料的完好性，确保实验平台安全。
2. 实验装置的搭建：根据实验要求，将实验装置按照要求搭建起来，确保装置的稳定性和可靠性。
3. 实验条件的调整：根据实验要求，调整实验条件，例如调节光源亮度、电路的电压等，以确保实验的可行性和准确性。
4. 数据的采集和记录：进行实验操作时，及时采集和记录相关数据，例如光的强度、电流的大小等，以备后续数据处理和分析。
5. 实验现象的观察和测量：根据实验要求，观察和测量实验中出现的相关现象，例如光的折射、电流的变化等。
6. 数据处理和分析：根据实验采集的数据，进行数据处理和分析，例如绘制图表、计算平均值等，以验证物理理论、定律和公式的正确性。
7. 结果的讨论和总结：根据实验的结果，进行结果的讨论和总结，比较实验结果与理论预期的差异，提出可能存在的误差和改进的措施。
四、实验设计要点1. 目的明确：实验设计中应明确实验的目的，确保实验结果能够验证物理理论、定律和公式。
近代物理实验习题答案
近代物理实验习题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]《近代物理实验》练习题参考答案 一、 填空1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。
因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。
2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。
用百分比表示的能量分辨率定义为：％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全1000V V ⨯∆=R 。
能量分辨率值越小，分辨能力越强。
3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。
其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。
4、对于不同的原子，原子核的质量 不同 而使得里德伯常量值发生变化。
5、汞的谱线的塞曼分裂是 反 常塞曼效应。
6、由于氢与氘的 能级 有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。
7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。
8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。
径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。
这些探测器大多用于高能核物理实验。
信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。
根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。
9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用线性插值法来进行测量。
10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。
11、原子光谱是线状光谱。
12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。
13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。
坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。
包括起始电压、坪长、坪斜等。
大学物理实验 数据处理和实验基本要求
有一个反映准确程度的极限误差指标，习惯上称之为仪器
误差，用来 仪表示。这个指标在仪器说明书中都有明确的
说明。
第五节 测量结果的不确定度
对一个量进行测量后，应给出测量结果，并要对测 量结果的可靠性作出评价。
近年来，引入了不确定度这一概念来评价测量结果的 可靠程度。
系统误差按产生原因的不同可分为: 原因可知，有规律
（1）仪器误差
（2） 方法误差
（4）环境 条件误差
注意：
依靠多次重复测量一般不能发现系统误差的存在。
（3）个人误差
2、随机误差
15
相同的实验条件下
系统误差产生的因素
每次测量结果可能都不一样， 测量误差或大或小、或正或负， 完全是随机的
次数足够多
/94
所以
lim
n
A
A0
结论
可以用有限次数重复测量的算术平均值 A作为真值 A0
的最佳估计值。
由于平均值只是最接近真值但不是真值，因此， 误差也是无法得到的。在实际测量的数据处理中，用偏 差来估算每次测量对真值的偏差。偏差的定义为
i Ai A
4.有限次测量的标准偏差
(i 1,2, , n)
可以证明，当测量次数为有限时，可以用标准偏
1．不确定度的基本概念 测量结果的不确定度也称实验不确定度，简称为不确
定度，是对被测量的真值所处量值范围的评定。 不确定度给出了在被测量的平均值附近的一个范围，
真值以一定的概率落在此范围中。 不确定度越小，标志着测量结果与真值的误差可能值
越小；不确定度越大，标志着测量结果与真值的误差可能值越
2．不确定度分量的分类及其性质 按照“国际计量局实验不确定度的规定建议书”
大学物理实验课程教学大纲
大学物理实验课程教学大纲“大学物理实验”课程是本科生进入大学后的第一门科学实验课程。
它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有无可替代的重要作用。
我校目前每年上大学物理实验课的学生多达五千人，三十三万人时以上。
在创建高水平大学和高素质人才中发挥着重要作用。
我校大学物理实验课程以培养学生实践能力、创新思维和创新能力为目标，围绕我校培养高素质拔尖人才的宗旨，建立了能激发学生学习兴趣、培养学生自主学习能力、实践能力、探究精神、创新思维、创新能力的物理实验课程体系、教学内容、教学模式和教学方法。
大学物理实验课程按四个层次（四级物理实验）分别面向全校各相关专业的学生开课。
每级物理实验的教学在一个学期内完成，四级物理实验分别对应着四个学期的物理实验教学。
一级物理实验（基础物理实验）必修一、教学目标及要求本级物理实验主要包含基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等知识领域，涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理学等各个学科。
本级物理实验是大学物理实验的基础性、普及性实验，是本科生接受系统实验方法、实验技能训练的开端。
本课程面向理、工、文、商等各专业学生开课。
二、实验教学安排及教学内容1.第3周、第4周：绪论(1)物理实验课程在人才培养中的地位和作用(2)不确定度与数据处理2.第4周：配合不确定与数据处理的实验实验1. 单摆的设计和研究,实验2. 时间测量随机误差的分布规律实验3.第5周---16周：学生按课表大循环做实验每周完成下列实验中的1个实验,每个实验4学时。
“示波器测量时间”、“用天平测量质量”、“直流电表和直流测量电路”、“用热敏电阻测量温度”、“半导体温度计的设计与制作”、“声速的测量”、“直线运动与碰撞”、“钢丝杨氏模量的测量”、“切变模量的测量”、“固体比热容的测量”、“表面张力系数的测定”、“落球法测定液体的粘度”、“交流电及整流滤波电路”、“测量螺线管的磁场”、“透镜参数的测量”、“分光计的调节与使用（8学时）”、“干涉法测微小量”、“用密立根油滴实验测电子电荷”、“光电效应法测普朗克常量”4.第17周：考试按课表大循环学生自主设计完成一个实验，当场交实验报告。
近代物理实验之原子物理实验单元
6
F—H管已抽成真空，充入气压合适的氩气。实验时，保持 GA间电压不变。当KG之间的电压逐渐增加时，板流IA随
VGA的变化如图（2）。
7
当加速电压VGK由零逐渐升高时，刚开始时板流IA随VGK的升 高而逐渐增加。在加速电压VGK等于或大于氩原子第一激 发电位Vr的时候，由于电子在栅极附近与氩原子发生非弹 性碰撞，电子在碰撞中几乎将全部的动能给了氩原子，使 氩原子激发。此时电子将不能克服减速电场而到达极板A，
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[思考题]
灯丝电压对实验结果有何影响?是否影响第 一激发电位? 2 管子阴极和栅极间的接触电位差对ＩP～ VG2曲线有何影响? 3 如何测定较高能级激发电位或电离电位?
1
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[注意事项]
在调节VG2和Vf时注意VG2和Vf过大会导致 电子管电离，因为电子管电离后电子管电流 会自发增大直至烧毁。虽然线路中加保护措 施但是电离对阴极具有极大的破坏性。所以 一旦发现IP先正值打表后负值打表，迅速关 机5分钟后重新机。将VG2和Vf关至0均无济于 事，因为电离后的自持放电是自发的。
因此板流IA开始下降。 如果继续升高加速电压VGK，电子将具有较大的动能，电子 在离栅极较远的地方与氩原子发生非弹性碰撞损失大部分 能量，但电子在加速电场的继续作用下，在通过栅极后仍 然有足够的能量克服减速电场的作用达到极板A，此时板 流IA又开始升高。 显然，加速电压VGK越高，电子与氩原子发生非弹性碰撞的 地点离栅极越远。
近代物理实验之原子物理实验单元：
弗兰克－－赫兹实验
1
引言 １９１３年，丹麦物理学家玻尔（Ｎ．Ｂｏｈｒ）在卢瑟 福原子核式模型的基础上，结合普朗克的量子理论，成功 地解释了原子的稳定性和原子的线状光谱理论，玻尔理论 是原子物理学发展史上的一个重要里程碑。在玻尔原子结 构理论发表的第二年，即１９１４年，夫兰克（Ｊ．Ｆｒ ａｎｋ）和赫兹（Ｇ．Ｈｅｒｔｚ）用慢电子与稀薄气体 原子碰撞的方法，使原子从低能级激发到较高能级。通过 测量电子和原子碰撞时交换某一定值的能量，直接证明了 原子内部量子化能级的存在，证明了原子发生跃迁时吸收 和发射的能量是完全确定的，不连续的，给玻尔的原子理 论提供了直接的而且是独立于光谱研究方法的实验证据。 由于此项卓越的成就，他俩获得了１９２５年的诺贝尔物 理学奖。
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近代物理实验要求
欢迎有兴趣的同学来实验室进行实验研究，可作相 关实验的毕业论文； （5）整理实验仪器，恢复实验前状态，关闭实验室 空调、电源总闸
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近代物理实验要求
3. 进入实验室要求 （1）爱护实验室环境，进入暗室须换鞋，不在实验室 吃东西； （2）按要求合作完成实验操作，实验中要勤思考，力 争自己想办法解决实验中出现的各类小问题； （3）实验时间： 2小节 4小节 1：50~3：20 1：50~4：50
（4）在规定时间未完成实验的小组，提供补做机会， 请与实验室彭老师联系
e 2c D b D a 1 D 2b D 2 a v ( ) 公式（16） ab ；公式（17） 2 2 2nd D 2 N 1 D 2 N m ( M 2 g 2 M 1 g1 ) Bnd D N 1 D N
2 2
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近代物理实验要求
第一、二次课之间：
平时（50%）：预习30%，操作30%，实验
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近代物理实验要求
2. 课程要求
一个实验分两次课完成，第一次课2小节，第二次课4小节
第一次课要求：
课前：了解实验内容、目的 （1）塞曼效应：观察及拍摄汞绿线塞曼分裂的干涉环，测量塞曼分裂能级的 波数差和电子荷质比 （2）光磁共振：调试出光抽运信号，测量朗德因子和地磁场强度 课前：熟悉了解实验仪器及注意事项 （1）塞曼效应： F-P（Fabry-Perot）标准具， WPL棱镜摄谱仪，阿贝比长 仪的读数原理 （2）光磁共振：光磁共振实验仪DH807型，示波器YB4328D型，功率函数信 号发生器 YB1602P 课前：熟悉、掌握实验原理 （1）什么是塞曼效应，汞绿线塞曼分裂及能级跃迁图，偏振光相关知识，如 何区分π成分、σ成分； （2）铷原子（Rb87,Rb85）能级图，铷原子能级跃迁及光抽运过程的解释， 光抽运信号图的形成及解释，塞曼子能级间的跃迁定则，磁共振产生的条件，熟 悉磁共振信号图
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近代物理实验要求
第一次课要求：
上课时：熟悉、确定实验内容、实验步骤、待测物理量（测量公式及实验数据） （1）塞曼效应：调试、观察及拍摄汞绿线塞曼分裂的干涉环，塞曼分裂能级 的波数差/和电子荷质比/公式（16、17） （2）光磁共振：调试出光抽运信号，测量朗德因子和地磁场强度（公式10， 12，设计测量方案） 上课时：熟悉、掌握实验仪器的调试使用 （1）塞曼效应： WPL棱镜摄谱仪，阿贝比长仪 （2）光磁共振：光磁共振实验仪DH807型，示波器YB4328D型，功率函数信 号发生器 YB1602P 上课时：设计实验原始数据记录表，与老师讨论改进 （1）一般需测量6组数据； （2）确定数据测量的顺序； （3）提前确定物理量的理论值，保证数据测量的准确性
近代物理实验I
绪论
朱云瑾 彭 军 李文安 许百如
1
近代物理实验要求
1. 考核 考核方式：考查 成绩计算：
第一学期：光磁共振（综设），塞曼效应（综设）
平时（70%）：预习30%，操作30%，实验报告40% 操作考试（30%）
第二学期：氢氘光谱（综设），全息照相（综设），
氦氖激光器纵模间隔测量（验证）
进一步修改完善预习报告 强调：制作实验原始数据记录表，画在原始数据记录页；理论值记录
第二次课：
进行实验数据的测量，完成原始数据记录表（不可用铅笔，不得涂改），老师 签名有效 填写实验室实验卡（两个学期的），老师签名有效 课后完成实验报告：完成实验数据分析、误差分析、对实验及结果进行讨论， 下次实验前交。