物理实验思考题
物理实验预习思考题

一.亥姆霍兹线圈磁场的测定亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈,两线圈内电流方向一致,大小相同,线圈之间的距离d正好等于圆形线圈的半径。
其特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区。
(简述本实验的注意事项)答:1.地磁场的影响不可忽略,移动探头测量时需调零 2.准确确定中心轴线3.如果两线圈接错,可能使亥姆赫兹线圈中间轴线上磁场为零或极小。
二.扭摆法测定物体的转动惯量1.使用物理天平要注意些什么问题?书上P36(新版教材)2.为什么当摆角不同时,测出的K略有差别?答:弹簧的扭转常数K不是固定常数。
书上P1193.本实验忽略了什么因素?通过什么手段来忽略该因素?答:忽略轴承的摩擦力矩,将止动螺丝拧紧。
4.使用TH-2型智能转动惯量测试仪时要注意哪些事项?答:测试仪若死机,重新启动,并设定周期数。
5.写出本实验的注意事项(P119)三.用霍尔传感器测量螺线管磁场1.什么是霍尔效应?在科研中友什么用途?(P166下面。
)答:霍尔效应:通有电流i的导体棒B中受洛伦兹力发生偏转使运动导体棒两端产生电势差。
用途:根据霍尔效应,用半导体材料制成霍尔元件,利用它可以测量磁场,研究半导体中载流子的类别和特性,也可以制作传感器。
2.如果螺线管在烧制中两边单位长度的匝数不同或者烧制不均匀,会引起什么情况?答:磁场不均匀。
3.在螺线管中电流IM恒定(例如100mA)的条件下,移动传感器在螺线管上的位置x,测量U’—x关系。
X的范围是0—30cm,为什么两端的测量数据应该比中心位置附近的测量数据点密集些?答:两端变化快。
四.静电场描绘1.根据描绘所得等位线和电场线的分布,分析哪些地方场强较强,哪些地方场强较弱?答:电场线密的地方强,稀疏的地方弱。
2.在描绘同轴电缆的等位线簇时,如何正确确定圆形等位线簇的圆心,如何正确描绘等位线?答:从最外面的点作两条连线,两条连线的垂直平分线的交点就是圆心。
以同轴电缆的截面圆心,最中心的信号线的圆心为圆心,最大半径为屏蔽层的半径为半径画圆,就是等位线。
大学物理实验思考题解答

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;VH为;KH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KH已知,利用VH=KH・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RX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VH=KH・I・B要求霍耳元件平面必须与被测磁场垂直,否则测出的VH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V1(+I,+B)后,测V2(-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。
大学物理光学实验思考题(含答案)

大学物理光学思考题(含答案)实验一:1:何谓自准法(平面镜法)?并画出其光路图?答:课本平P150倒数第二段。
光路图,图4-42.利用自准法,调节望远镜光轴与分光计转轴垂直,此时从望远镜内看到叉丝和叉丝像分别在什么位置,请画出图形。
同课后思考题一。
答:与上方叉丝重合,原因是凸透镜成像原理和镜面反射原理。
图见课本P157图4-123.实验过程中,三棱镜在载物台上的放置有何要求?调节载物台螺丝是应注意哪些问题?画图说明。
答:分光计要作精密测量,它必须首先满足下述两个要求:①入射光和出射光应当是平行光;②入射光和出射光的方向以及反射面和出射面的法线都与分光计的刻度盘平行.图见课本的P157图4-13实验二:1:何为等厚干涉?牛顿环属于薄膜干涉,在牛顿环中薄膜在什么位置。
答:课本P177. 牛顿环中薄膜是指在平凸透镜和平板玻璃之间的空气薄膜。
2.测量时,若实际测量的是弦长,而不是牛顿环的直径,则对测量结果有何影响?为什么?答:没有影响。
由于弦到圆心的距离都相等,由勾股定理知,测量直径和测量弦长实际上没有区别,事实上我们测量时也没有办法做到严格沿直径测量。
3.通过测量计算透镜的曲率半径R时,为什么不用(3)式而用(5)式。
答:因为平凸透镜与平面镜由于机械压力引起形变,使得牛顿环中心不是一个点而是一个小圆斑,所以难以确定环的几何中心及条纹级次。
实验三:1:何谓非定域干涉?答:当两个具有同频率,同振动方向,强度相差不大的两个光源发出的球面波在他们相遇的空间处处相干,这种干涉现象为非定域干涉。
2.分光板和补偿板的作用是什么?答:迈克耳孙干涉仪中分光玻璃板作用:产生两个具有同频率,同振动方向,初相相同,强度相差不大的两个光源。
迈克耳孙干涉仪中补偿玻璃板有两种作用,其一是补偿分光板因色散而产生的附加程差,为获得白光干涉条纹所必须;其二是补偿相同入射角不同入射面光线所产生的附加光程差,为获得同心圆形的等倾条纹所必须。
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得扬氏弹性摸量【预习题】1.如何根据几何光学得原理来调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系?如何调节望远镜?答:(1)根据光得反射定律分两步调节望远镜、光杠杆与标尺之间得位置关系。
第一步:调节来自标尺得入射光线与经光杠杆镜面得反射光线所构成得平面大致水平。
具体做法如下:①用目测法调节望远镜与光杠杆大致等高。
②用目测法调节望远镜下得高低调节螺钉,使望远镜大致水平;调节光杠杆镜面得仰俯使光杠杆镜面大致铅直;调节标尺得位置,使其大致铅直;调节望远镜上方得瞄准系统使望远镜得光轴垂直光杠杆镜面。
第二步:调节入射角(来自标尺得入射光线与光杠杆镜面法线间得夹角)与反射角(经光杠杆镜面反射进入望远镜得反射光与光杠杆镜面法线间得夹角)大致相等。
具体做法如下:沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面,在镜面中若瞧到标尺得像与观察者得眼睛,则入射角与反射角大致相等。
如果瞧不到标尺得像与观察者得眼睛,可微调望远镜标尺组得左右位置,使来自标尺得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)望远镜得调节:首先调节目镜瞧清十字叉丝,然后物镜对标尺得像(光杠杆面镜后面2D处)调焦,直至在目镜中瞧到标尺清晰得像。
2。
在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值得办法?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得灵敏度?答:(1)直观、简便、精度高.(2)因为,即,所以要提高光杠杆测量微小长度变化得灵敏度,应尽可能减小光杠杆长度(光杠杆后支点到两个前支点连线得垂直距离),或适当增大D(光杠杆小镜子到标尺得距离为D)。
2。
如果实验中操作无误,得到得数据前一两个偏大,这可能就是什么原因,如何避免?答:可能就是因为金属丝有弯曲。
避免得方法就是先加一两个发码将金属丝得弯曲拉直。
3.如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围?答:开始实验时,应调节标尺得高低,使标尺得下端大致与望远镜光轴等高,这样未加砝码时从望远镜当中瞧到得标尺读数接近标尺得下端,逐渐加砝码得过程中瞧到标尺读数向上端变化。
牛顿环实验思考题(共10篇)

牛顿环实验思考题(共10篇)牛顿环实验思考题(一): 牛顿环实验思考题1.牛顿环实验中,如果要得到等间距的干涉条纹,可采取哪些措施2.在牛顿环实验中,假如平板玻璃不是一个光学平面,局部有微小的凸起,则凸起处空气薄膜的厚度将减小,导致等厚干涉条纹发生畸变,请问这时牛顿环纹将局部向内凸还是局部向外凸为什么3.在实验中我们观察到的牛顿环中心处的环为什么有时不圆1、由于条纹间距与空气膜变化率有关,变化率一定时间距才相等,所以要牛顿环条纹间距相等,需要把实验晶体磨成圆锥…2、球面有凸起,则凸起处空气膜变薄,此时该部位空气膜的厚度由于变薄而与圆心部分相似,所以条纹也与圆心处的相连,所以干涉条纹向远离圆心方向,即向外凸出.不好理解的话想想劈尖验平整的情景.3、不圆说明变化率不一样,要不就是实验晶体不标准,要不就是放歪了,使一边的变化率变大,另一边的减小,造成条纹不圆的结果.牛顿环实验思考题(二): 牛顿环实验思考题1.在牛顿环实验中,假如平面玻璃上有微小的凸起,则凸起处空气薄膜厚度变小,导致等厚干涉条纹发生畸变,试问,这时的牛顿环暗环市局部内凹还是外凸?为什么?2.用白光照射时能否看到牛顿环干涉条纹,此时条纹有何特征?1,外凸,则凸起处空气薄膜厚度变小,本来应该显示外面的环的,现在显示了里面的环,所以是外凸。
2,能看到牛顿环,此时的环是彩色的,红色在外,紫色在内。
牛顿环实验思考题(三): 牛顿环实验的思考题1.在牛顿环实验中,在实验原理和实验内容中提出了哪些措施来避免或减少误差2.从牛顿环装置的下方投射上来的光,能否形成干涉条纹如果能的话,它和反射光形成的干涉条纹有何不同减少误差的措施:原理上,采用通过测量条纹直径求的半径的方法减少圆心确定带来的误差;选定第4级到第12级间的条纹进行测量,避免级别小的条纹因挤压变形和级别大的条纹不明显不宜测量而带来的误差;数据处理时采用逐差法,提高数据利用率.实验中,测量数据时,手轮要朝一个方向旋转,减小齿轮间隙造成的机械误差. 从牛顿环装置下方投射上来的光也可以形成干涉条纹,它与反射光形成的条纹不同之处在上方投射的光形成的中心条纹是暗纹,下方形成的是亮纹,这是因为由上方投射的光在空气薄膜下表面反射时是在光密介质反射,会有半波损失,下方投射来的光则没有.牛顿环实验思考题(四): 牛顿环实验思考题1.牛顿环实验中,如果要得到等间距的干涉条纹,可采取哪些措施2.在牛顿环实验中,假如平板玻璃不是一个光学平面,局部有微小的凸起,则凸起处空气薄膜的厚度将减小,导致等厚干涉条纹发生畸变,请问这时牛顿环纹将局部向内凸还是局部向外凸为什么3.在实验中我们观察到的牛顿环中心处的环为什么有时不圆【牛顿环实验思考题】1、由于条纹间距与空气膜变化率有关,变化率一定时间距才相等,所以要牛顿环条纹间距相等,需要把实验晶体磨成圆锥…2、球面有凸起,则凸起处空气膜变薄,此时该部位空气膜的厚度由于变薄而与圆心部分相似,所以条纹也与圆心处的相连,所以干涉条纹向远离圆心方向,即向外凸出.不好理解的话想想劈尖验平整的情景.3、不圆说明变化率不一样,要不就是实验晶体不标准,要不就是放歪了,使一边的变化率变大,另一边的减小,造成条纹不圆的结果.牛顿环实验思考题(五): 牛顿环实验两道思考题,1.理论上牛顿环中心是个暗点,实际看到的往往是个忽明忽暗的斑,造成的原因是什么对透镜曲率半径R的测量有无影响为什么2.牛顿环的干涉条纹各环间的间距是否相等为什么请详细回答,我要交实验报告,需急用!1.按理论计算,牛顿环中心应是一个暗点.实际上由于接触压力引起玻璃变形,使得牛顿环中心变成一个暗斑,如果在两玻璃之间存在灰尘,中心有可能是亮斑,从而引起附加光程差,这些都会给测量带来较大的系统误差.这些系统误差可以通过取距中心较远的,比较清晰的两个暗环的半径的平方差来消除2.间距不相等,波长越长的光,干涉条纹间距越宽牛顿环实验思考题(六): 急求-光的干涉-牛顿环物理实验思考题在测量中,读数显微镜的叉丝不是准确的通过环心,则测得的是弦而不是干涉暗环的直径,对结果有影响吗有,如此一来干涉条纹半高全宽将变宽,算得的频率将不准(具体是啥说实话俺记不太清了呵呵,但是应该对实验结果有影响的).【牛顿环实验思考题】牛顿环实验思考题(七): 急求大学物理实验光的干涉实验思考题!1.利用透射光观测牛顿环与用反射光观测会有什么区别2.测量暗环直径时,叉丝交点没有通过环心,因而测量的是弦而非直径,这对实验结果是否有影响为什么3.为什么由平凸透镜和平板玻璃形成的牛顿环离中心越远,条纹越密1.夹层内折射率不是介于透镜和玻璃板折射率之间,在透镜凸表面和玻璃的接触点上,空气层厚度为0,两反射光的光程差为λ/2,因此反射光方向上牛顿环中心为暗点.透射光方向与反射光条纹相反,因此透射光牛顿环中心是一亮点. 如果夹层内折射率正好介于透镜和玻璃板折射率之间,反射光牛顿环中心为亮点,透射光牛顿环为暗点.2.当然有影响啦.旋的长度应该是比直径来的小的,你这样之后暗环的面积啊,周长什么的,只要跟直径有关的数据计算出来之后都将变小3.因为靠近中心光程差的变化率大,所以变化一个波长的光程差所需要的水平方向的距离要小,也就是密集,因为密集所以细.我也是搜的.牛顿环实验思考题(八): 光的干涉和应用—牛顿环一些思考题1:实验中为什么测牛顿环的直径而不是半径2:试验中牛顿环的疏密分布情况,并进行解释.1、因为仪器的精密程度不够,所以刻度鼓轮只能单方向转,如果你改变鼓轮的转动方向,你可以发现虽然鼓轮转了,但是显微镜里的刻度没有变,这样误差很大.所以测牛顿环的直径可以减小误差.牛顿环实验思考题(九): 迈克尔逊干涉仪实验思考题答案1.当光程差增加时,非定域干涉同心圆条纹的粗细和间距如何变化请证明.2.当光程差增加时,等倾干涉同心圆条纹是“冒出”还是“缩进”为什么3.试从形成条纹的条件,特点,条纹出现的位置和测量光波波长的公式,来比较牛顿环和等倾干涉同心圆条纹的异同 .急.迈克尔逊干涉仪是利用等倾干涉,牛顿环是等厚干涉.1.圆环条纹越向外越密.相关证明见任一《光学》中的推导.2.冒出.2hcosi=mλ,中心(i=0)级次最高,h增加,级次升高,所以冒出.3.等倾:2hcosi=mλ 牛顿环:h=mλ/2牛顿环实验思考题(十): 牛顿环实验等候干涉实验【问题讨论】弱弱的问因为实在是听不懂1:牛顿环干涉条纹形成在哪一面上产生的条件是什么2:分析牛顿环相邻暗(或亮)环之间的距离(靠近中心的与靠近边缘的大小).3:为什说测量显微镜测量的是牛顿环的直径,而不是显微镜内被放大了的直径若改变显微镜的放大倍率,是否影响测量的结果.1:在凸透镜的凸起的表面,其实形成的干涉是一条光线经过透镜凸面反射光与折射出去的光经过透镜下面的玻璃板反射的光的干涉.2:你应该学过“测量物体表面的平整度”,那里有个公式Δx=L/tanθ(具体系数我记不清了)Δx是干涉时两亮纹之间的距离,同样,这里的θ是透镜在一条入射光线折射点的切线与平面所成的角度,所以越靠近圆心,θ越小,亮环之间距离越大.其实还可以这么理如果越远离中心,距离越大,即越容易观察,那么应该到处都是牛顿环,而其实牛顿环很难见到.“测量物体表面的平整度”也可以这么记.如果角度越大,Δx越大.那需要那么大费周折吗3:其实显微镜有种测微尺,可以测量显微镜下物体的实际长度.具体是有刻度的目镜,和有刻度的盖玻片,先是在某一放大倍数下,用二者可以得出实际长度(盖玻片上的刻度)与放大后的长度之间的对应(比例).手打了这么多字,牛顿环实验思考题答案牛顿环实验报告思考题。
大学物理实验思考题答案及解析

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。
大学物理实验思考题解答

衍射光栅的研究[预习思考题]:1.分光计要调整到什么状态?2.写出光栅方程,并说明各量的物理意义?3.光栅方程成立的条件是什么?在实验中如何使这一条件得到满足? 答:dsin θ=k λ成立的条件是:平行光垂直入射。
在实验中,要调节好分光计的平行光管使其发出平行光。
为使入射的单色平行光垂直入射到光栅平面上,必须使光栅平面反射回的十字像的竖线与分划板调整叉丝竖线及零级衍射线(白线)重合。
4.什么是光栅常数?表征光栅特征的参数除了d 外,还有哪几个?如何进行测量?答:表征光栅特征的参数除了光栅常数d 外,还有光栅的角色散率ψ=d ϕd λ=k dcos ϕk 和光栅的分辨率本领 R =λ∆λ=kN (实际值小于理论估计值KN )。
在垂直入射条件下,只要测出光栅常数d 、光谱级数k 和与之相应的ϕk ,就可以求出光栅的角色散率ψ。
若测出光栅常数d 、光谱级数k 和暴露在入射光束中的光栅宽度L ,就可以求出光栅的分辨本领R =kN =k L d5.如果平行光与光栅平面成θ角,如何测光栅常数d ?答:如果单色平行光以光栅平面成θ角入射,则单色平行光与光栅法线夹角为α=90-θ,则光栅方程为:d(sin ϕ±sin α)=k λ (k=0、±1、±2…)式中“+”号表示ϕ与α在光栅法线同侧,“-”号表示在异侧。
设ϕ1、ϕ2分别是光栅法线两侧的衍射角,对第一级光谱线k=1,有sin ϕ2+sin α=λ/d, sin ϕ1-sin α=λ/d.将上两式相加,得sin ϕ1+sin ϕ2=2λ/dd=2λ/( sin ϕ1+sin ϕ2)显然,对于k =1,只要把已知的λ和测出的ϕ1和ϕ2代入上式,就可求出光栅常数d 。
6.光栅光谱的排列有何规律?7.光栅在载物台上要调整到什么状态?[实验后思考题]:1.比较棱镜和光栅分光的主要区别。
2.分析光栅面和入射平行光不严格垂直时对实验有何影响。
大学物理实验思考题答案大全

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,假设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.假设磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式〔〕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?假设磁感应强度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.假设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到达最大〔或晶体管电压表的示值到达最大〕,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。
假设在这样一个最正确状态移动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。
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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vf 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) 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箭物平面上。
此时,箭物发出的光经凸透镜后为平行光。
其要领是箭物与平面镜间距要大于凸透镜焦距。
7.不同物距的物体经凸透镜成像时,像的清晰区大小是否相同?答:不相同。
原因有二:一是不同区间的物其成像区间范围不相同,二是由于近轴光线条件不能满足,致使存在色像差。
8.用自准法测凸透镜焦距时,透镜光心偏离底座中心坐标时,应如何解决?答:由于透镜的光心不一定在底座刻线的平面内,所测结果可能偏大或偏小,要消除这一系统误差,可将透镜反转180°,再测量一次,然后取其平均值。
9.分析测焦距时存在误差的主要原因。
答:①共轴等高调节不好;②成像清晰范围找得不准;③由于箭物所放位置不能测量或箭物倾斜没进行修正。
10.没有接收屏就看不到实像,这种说法正确吗?答:不正确。
对于透镜,只要在它成像的范围内,用眼睛对着光线都能看到实像。
11.本实验介绍的几种测量凸透镜的方法,哪一种方法比较好?为什么?答:从道理上说位移法比较好,因为这种方法把焦距的测量归结于可以精确测量的量D和d的测量,避免了确定凸透镜光心位置不准带来的困难。
12.利用自准直法测凸透镜的焦距时,为什么会发现透镜能在两个不同位置,使 1 字孔屏上出现清晰的像?答:这是因为除了自准直法产生的哪个像外,凸透镜背对1字孔的那个凹面能象凹面反射镜那样成一个倒立的实像,只是这个像距比凸透镜的焦距小。
13.物距不同时,像的清晰范围是否相同?答:是不相同的。
按近轴光学的分析,物距越大,像的清晰范围越大。
14.在测凸透镜焦距时,可以用测得的多组u 、v 值,以u /v (即像的放大率)作纵轴,以u作横轴,画出实验图线。
试问这条实验图线具有什么形状?怎样从这条图线求出焦距f?答:由焦距计算公式:1/u+1/v=1/f整理后得:u/v=u/f-1。
以u为横坐标,u/v为纵坐标作图为一直线,其斜率为1/f,进而可求得焦距。
15.在透镜焦距测定过程中,有时没有看到1 字像,而看到灯丝的像,这是为什么?答:这是因为平行光没有完全调节好原因。
16.如何直接判断凸透镜和凹透镜?答:观察光线经过这两类透镜折射以后是否能会聚于一点。
用手拿着透镜观察桌面上的字,如相同的高度,字放大的这块是凸透镜,字缩小的这块是凹透鏡。
17.凸透镜、凹透镜的定义及性质?答;中間厚邊緣薄的叫凸透鏡,中間薄边緣厚的叫凹透鏡。
凸透鏡會令光线聚焦,令影像放大。
凹透鏡会令光线发散開,令影像縮小。
18.测量凸透镜及凹透镜除书上的几种方法,还有其他方法吗?答:测量凸透镜及凹透镜除书上有成像公式法、位移法、自准直法、辅助透镜法和视差法。
19.公式法测凹透镜焦距时,凹透镜的位置如何放置?答:因为凹透镜不能成实象,所以要借助凸透镜来成象,凹透镜的位置应放在凸透镜第一次成象位置的后面、平面镜的前面。
20.公式法、位移法测透镜焦距时,加圆孔光阑时象如何变化,为什么?答:公式法、位移法测透镜焦距时,加圆孔光阑时象变得清晰。
主要是把杂光去掉,使远轴光线变成近轴光线。
21.测量透镜焦距,选择放大的像还是缩小的像比较准确,为什么?答:测量透镜焦距,选择缩小的像比较准确,容易观察它的清晰度。
如果在测凹透镜焦距时,如第一次就成一个大的象,然后再放上凹透镜,经发散象会更大,一象会不清晰,二会超出视场范围。
22.加圆孔光阑后,选择较远的像还是较近的像比较准确,为什么?答:加圆孔光阑后,选择较近的像比较准确,因为加上圆孔光阑后,光的能量会减少,如距离较远的话,由于光能的不足而影响象的清晰度。
23.自准直法则透镜焦距时,为什么不加圆孔光阑?答:自准直法则透镜焦距时,光经过平面镜反射路径长,光的能量要损耗,为了保证能量所以不加圆孔光阑。
24.如何测量凸透镜的曲率半径及折射率?答:用牛顿环放在读数显微镜上,测出它第K级的直径D,代入公式算出它的曲率半径及折射率。
25.测量时将透镜转过180°,测量结果如何?为什么?答:测量时将透镜转过180°,测量结果是相同的,因为这是在同一个介质空气中。
26.如何调节光具座上光学仪器的共轴?答:(1)粗调:用眼镜观察,使光具座上各元件等高,互相之间平行,中心在一条直线上。
(2)细调:利用位移法进一步调节各元件的共轴,移动凸透镜使两次在白屏所成的一个放大的像和一个缩小的像的中心重合。
二、光具组基点的测定1. 为什么加上圆光阑时,象看起来清晰?答:把杂光去掉,主要使远轴光线变成近轴光线,象看就起来清晰。
三、分光计的调节及棱镜玻璃折射率的测定1.分光计的读数装置为什么要有两个读数窗?在测量角度时,读数应注意什么答:为了消除望远镜(即游标)和载物台(即度盘)得转动轴与中心轴不重和即偏心对测量的影响,在度盘一条直径的两端各安装一个游标,读数时,通过观察窗上部的放大镜观察刻度尺,分别对两个游标读数。
2.分光计的度尺根据游标原理刻成,在用分光计测量前是否需记下零读数(零差)?为什么?答:在用分光计测量前不需要记下零读数(零差),因为用分光计测角度实际上是测定处于与度盘平面平行的平面内,且通过中心轴的两束平行光束的夹角。
3.为什么用平面镜调节分光计平台时,要调相互垂直二次?答:因为一条直线不能确定一个平面,两条相交直线才能确定一个平面。
所以要调相互垂直二次。
4.在测三棱镜最小偏向角时,有时无论哪个方向转都没有最小偏向角,这是为什么?也可能转动三棱镜谱线(出射光线)没有动,这又是为什么?答:三棱镜的位置没有放好,光路没有调整好,三棱镜的磨砂面朝那个方向没定位正确,无论哪个方向转都没有最小偏向角。
5.测最小偏向角时,入射角、出射角关系如何?入射光线、出射光线关系如何?三棱镜中的光线方向如何?答:在测最小偏向角时,入射角和出射角相等,入射光线和出射光线在底边的两侧,并对称,三棱镜中的光线方向6.阿贝折射率仪是根据什么原理制成的?答:阿贝折射率仪是根据全反射原理制成的。
它有两种工作方式,即透射式和反射式。
7.阿贝折射率仪是根据什么原理制成的?答:阿贝折射率仪是根据全反射原理制成的。
它有两种工作方式,即透射式和反射式。
4 棱镜色散的研究1.分光计实际调节的是哪三个面共面?答:(1)读数平面,(2)观察平面,(3)待测光路平面。
2.如何调节望远镜调焦无穷远?答:(1)旋转望远镜目镜,使目镜中的十字叉丝清晰。
(2)找到反射回来的绿色叉丝象,拉伸目镜镜筒,使之清晰,并使叉丝与叉丝象无视差,然后固定目镜。
3.用平面镜调节为什么要放二个位置来调节?答:因为一条直线不能确定一个平面,两条相交直线才能确定一个平面。
所以要调相互垂直二次。
五、夫琅和费衍射的强度分布和观察1.实验中为什么要找出中央明纹的位置?本实验的最终目的是为了能做出光强度分布图,找出中央明纹的位置,使其极大值位于所测数据的中间位置,做出的图像才能够出现主极大和其两边的二级极大。
2.实验中为什么要保证中央明纹的光电流值不要偏小?如果中央明纹的光电流值偏小,那么其他位置的光电流值将更小,自然光照射的光电流值给作图带来一定的麻烦,而且,做出的图效果也不好。
3.在单缝实验过程中,当缝宽b及缝到屏的间距d增大或减少时,条纹如何变化?答:b增大,条纹变密。
D增大,条纹变稀。
6菲涅耳衍射实验研究7用双棱镜干涉测钠光波长1.双棱镜干涉属什么方法的干涉,什么类型的干涉?答:双棱镜干涉属于双光束干涉,是分波阵面方法的干涉2.如何测量波长差?如何较准确测量?答:以钠灯为光源调节干涉仪看到等倾干涉条纹,移动M1镜,使视场中心的视见度最小,记录M1的位置为d1,沿原方向继续移动M1,直至视见度又为最小,M1的位置为d2,Δd=∣d2-d1∣,3、双棱镜干涉实验中,单缝距双棱镜的间距是否影响干涉条纹?答:双棱镜干涉实验中,单缝距双棱镜的间距对干涉条纹会有影响。
八、用牛顿环测透镜曲率半径和用劈尖测厚度(直径)1、为什么实验中有的学生算出的R20-10 、R25-15、R30-20会有很大的差异?(1) 在数暗环时计数错误或计算中带错数据都可导致此结果。
(2)在转动读数显微镜副尺时,有正转、反转交叉转动的现象。
(3)目镜中的纵丝没有压到暗环的中央,而是与暗环内切或外切。