大学物理综合设计性实验(完整)
设计性物理实验
设计性物理实验(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--设计性物理实验一. 物理实验的现状物理实验是理工科大学学生必修的一门重要基础实验课。
着名的物理学家麦克斯韦对物理实验的教育功能早有阐述，他说：“这门课程，除了在实践上保持在大学里长期培养的注意力和分析力外，也促进学生锤炼自己观察的敏锐和动手操作的能力。
”正是如此，各学校对物理实验都非常重视。
从八十年代开始，国内重点大学对物理实验独立设课（我校是1982年对物理实验独立设课的，学时数为54学时，3个学分）。
全国每年都有几次物理实验研讨会、学术交流会，西北地区有物理实验协作组、陕西各高校物理实验协作组都定期进行教学研讨。
尽管从事物理实验教学的教师作了巨大的努力，但由于历史的原因，物理实验和时代有所脱节，不能反映当前物理学的发展及科学技术发展的现状，具有明显的陈旧性、滞后性、非实用性。
传统的教学方式是：学生实验前先予习实验讲义，每个实验的目的、仪器、原理、实验内容、数据表格、数据处理都写得清清楚楚。
学生在做实验过程中，基本上是“按部就班”，“照葫芦画瓢”。
在实验中，学生没有充分锻炼自己动手能力和思维能力，而是把实验当做一种任务来完成，测量记录出所需数据就大功告成。
从某种意义上讲，实验只是学生对所学知识的验证，重复和再现。
而在知识的灵活运用上、与现代科学技术结合上、以及培养学生综合分析、解决问题的能力等方面，需要得到进一步的加强。
二. 开设设计性物理实验课的目的随着现代化科学技术的飞速发展，当今世界学科门类已愈数千，不仅物理学本身内容不断更新，而且出现了不少边缘学科。
就其测量技术而言，测量方法，测量手段，所用仪器仪表等也是日新月异。
教育要面向现代化，面向世界，面向未来，这是高校改革的根本目标。
进入21世纪的教育，必须适应现代社会需要，着重培养学生的综合分析问题和解决问题的能力、创造力和创造精神。
大学物理设计性试验弦线振动法测定液体密度
评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：弦线振动法测定液体密度班级：姓名：学号：指导教师：《弦线振动法测定液体密度实验》实验提要实验课题及任务《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是：研究弦线振动时波长λ的大小与弦线受到的张力T 有关，在其它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长λ，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长λ，进一步求出待测液体的密度。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，画出实验装置原理图，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法；⑷ 用最小二乘法进行线性拟合，计算出待测液体的密度ρ。
⑸ 分析讨论实验结果。
实验仪器弦振动实验仪一套、电子天平等主要仪器实验提示物体浸没在液体中受到的浮力大小为：V f 液ρ=弦线在振动时频率ν、波长λ、张力T 及弦线的线密度μ有如下关系：μνλT1=当频率ν与线密度μ一定时，上式左右两边同时取对数，得到下式后还可以进一步简化。
νμλlog log 21log 21log --=T 评分参考 (10分)⑴ 正确的写出实验原理和计算公式，3分；⑵ 正确的选用仪器和测量方法，2分； ⑶ 写出实验内容及步骤，1分； ⑷ 电子天平的调零和使用，1分；⑸ 写出完整的实验报告，3分；(其中实验数据处理，2分、实验结果，0.5分，整体结构，0.5分)学时分配实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。
大学物理设计性实验补偿法测电阻
电磁学实验 设计性实验报告设计课题： 用补偿法测电阻 班级： 2012级物理学一班 姓名： 王俊东 学号： 201205110134 指导教师： 郝福生 实验时间： 2013年11月 实验成绩：用补偿法测电阻【实验任务与要求】1. 学会正确使用电流表、电压表、检流计、电阻箱和变阻器等仪器；2. 学会用伏安法测电阻的几种不同接线方法并分析对系统误差的影响；3. 学会用补偿法测电阻；【实验设计方案】1建立物理模型和理论 伏安法：要测某一电阻xR 的阻值，用电压表测出xR 两端的电压，用电流表测出通过xR 的电流，利用部分电路的欧姆定律：I UR =（1）即可计算出电阻xR 的阻值。
由于电压表和电流表都不是理想电表，即电表的内阻并非理想值，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。
2实验方法选择电流表外接法：在图1的外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值U 为R 两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为R 与vR 的并联总电阻，即：此时给测量带来的系统误差方根来源于vR 的分流作用，系统的相对误差为：100%R R 11100%RR v ⨯⨯=＋＝－测R E （3）3.实验仪器的选择a.安培表b.伏特表c.检流计AC5/2型d.电阻：0R （250Ω滑线变阻器）；x R 由电阻箱提供，3R ：250Ω2.54k Ω（多圈电位器）)e.电源：直流3V 电源 4.试验基本原理与方法a.基本原理：在一定温度下，直流电通过待测电阻x R 时，用电压表测出x R 两端的电压U ，用电流表测出通过x R 的电流I ， 则电阻值可表示为：x R =U/Ib.试验方法：连接如下电路图，调节3R 使检流计G 无电流通过（指针指零），这 时电压表指示的电压值bd U 等于x R 两端的电压ac U ，即b,d 之间的电压补偿了x R 两端的电压。
清除了电压内阻对电路的影响。
大学物理设计性实验光的色散研究1
大学物理设计性实验方案题目:光的色散研究学院：物理与电子工程学院专业：物理学班级：10级物本（1）学号：2010405266学生姓名：雷利梅一、实验目的1.进一步加深对分光计的认识，掌握调整和使用分光计的方法。
2.掌握测定棱镜顶角的方法。
3.掌握用最小偏向角法各色光线折射率的方法。
二、实验仪器分光计、三棱镜、高压汞灯三、实验原理1.玻璃三棱镜折射率的测量原理图一表示单色光在三棱镜主截面（垂直于两折射面的截面）内的折射。
PD 为入射光线，两次折射后沿EP ′方向出射。
入射光线与出射光线之间的夹角δ叫做偏向角，从图中可见 δ ＝∠FDE ＋∠FED＝（i 1- γ1）+（φ - γ2）因为顶角 A ＝γ1+γ2所以 δ ＝（i 1 + φ）-A （0-3-1）对于给定的棱镜，其顶角A 和相对于空气的折射率n 都有一定值，因而偏向角δ只随入射角i 1而改变。
可以证明，当i 1＝φ时，偏向角有极小值δmin ，称为棱镜对某单色光的最小偏向角，将i 1＝φ代入（0-3-1）式，得δmin ＝2 i 1－A或 i 1＝（δmin +A ）/ 2而A ＝γ1＋γ2＝2γ1，即γ1=A/2,由折射定律可得：（0-3-2）)2/sin(]2/)sin[(sin sin min 11A A i n +==δγ图一用分光计测出三棱镜顶角A 和棱镜对某单色光的最小偏向角δmin ，就可以用（0-3-2）式求出棱镜玻璃材料对空气的相对折射率n 。
此法称为最小偏向角法。
由于透明介质材料的折射率是光波波长的函数，故同一棱镜对不同波长的光具有不同的折射率。
当复色光经过棱镜折射后，不同波长的光将产生不同的偏向而被分散开来。
2.棱镜顶角的测量方法用自准法测量三棱镜顶角当望远镜已调焦无穷远，则望远镜自身产生平行光。
用小灯照亮目镜中的双十字叉丝，固定平台，旋转望远镜正对AB 面，如右图，使从AB 面反射回来的十字像位于上叉丝中央，记录两游标的读数φ 1和φ 1′。
实验二 声速的测量_大学物理实验_[共12页]
![实验二 声速的测量_大学物理实验_[共12页]](https://img.taocdn.com/s3/m/cf3f4d128bd63186bdebbcd7.png)
经整理后，得
1 6
d 3
dv dt
1 6
d 3 (
0 )g
3
d
v
（6-9）
dv dt
18 d2
v
1
0
g
这是个一阶线性微分方程，其通解为
（6-10）
v
1
0
g
d2 18
Ce
18 d2
t
（6-11）
设小球以零初速放入液体中，代入初始条件（t=0，v=0），定出常数 C 并整理，得
现机械振动与电磁振动的相互转换。压电换能器可以把电磁振
动转换为机械振动作为声波发生器，也可把机械振动转换为电
磁振动作为声波接收器。
压电陶瓷换能器根据它的工作方式，可分为纵向（振动）
图 6-2 纵向换能器结构简图
换能器、径向（振动）换能器及弯曲振动换能器。图 6-2 为纵 1—丝杆；2—辐射腔；3—声波辐射面；
求出，其中
L
为声波传播的路程，t
为声波传播的
Байду номын сангаас
时间。超声波的频率为 20kHz～500MHz，它具有波长短、易于定向传播等优点。在同一媒质中，
超声波的传播速度就是声波的传播速度，而在超声波段进行传播速度的测量比较方便。超声波在
测距、定位、成像、测液体流速、测材料弹性模量、测量气体温度瞬间变化等方面都得到广泛的
小球进入液体后就达到了平衡速度。
实验二 声速的测量
声波是一种频率介于 20Hz～20kHz 的机械振动在弹性媒质中激起而传播的机械纵波。波长、 109
大学物理实验
强度、传播速度等是声波的重要参数。测量声速的方法之一是利用声速与振动频率 f 和波长 之
大学物理实验课程设计实验报告完整版
编号：TQC/K376大学物理实验课程设计实验报告完整版Daily description of the work content, achievements, and shortcomings, and finally put forward reasonable suggestions or new direction of efforts, so that the overall process does not deviate from the direction, continue to move towards the established goal.【适用信息传递/研究经验/相互监督/自我提升等场景】编写：________________________审核：________________________时间：________________________部门：________________________大学物理实验课程设计实验报告完整版下载说明：本报告资料适合用于日常描述工作内容，取得的成绩，以及不足，最后提出合理化的建议或者新的努力方向，使整体流程的进度信息实现快速共享，并使整体过程不偏离方向，继续朝既定的目标前行。
可直接应用日常文档制作，也可以根据实际需要对其进行修改。
北方民族大学大学物理实验（设计性实验）实验报告指导老师：王建明姓名：张国生学号：XX0233学院：信息与计算科学学院班级：05信计2班重力加速度的测定一、实验任务精确测定银川地区的重力加速度二、实验要求测量结果的相对不确定度不超过5%三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案：方法一、用打点计时器测量所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下：取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：ncosα-mg=0（1）nsinα＝mω2x（2）两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g，∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y..将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法五、用圆锥摆测量所用仪器为：米尺、秒表、单摆.使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h（见图1），用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：g=4π2n2h/t2.将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法六、单摆法测量重力加速度在摆角很小时，摆动周期为：则通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行；对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。
大学物理实验报告书(共6篇)
篇一：大学物理实验报告1图片已关闭显示，点此查看学生实验报告学院：软件与通信工程学院课程名称：大学物理实验专业班级：通信工程111班姓名：陈益迪学号：0113489学生实验报告图片已关闭显示，点此查看一、实验综述1、实验目的及要求1．了解游标卡尺、螺旋测微器的构造，掌握它们的原理，正确读数和使用方法。
2．学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3．学会物理天平的使用。
4．掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪=±0.02mm2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪=±0.005mm 修正值=0.018mm3 物理天平 tw-0.5 t天平感度0.02g 最大称量 500g △仪=±0.02g 估读到 0.01g二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）1、实验内容与步骤1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次；2、用螺旋测微器测钢线的直径7次；3、用液体静力称衡法测石蜡的密度；2、实验数据记录表（1）测圆环体体积图片已关闭显示，点此查看（2）测钢丝直径仪器名称：螺旋测微器(千分尺)准确度=0.01mm估读到0.001mm图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看测石蜡的密度仪器名称：物理天平tw—0.5天平感量： 0.02 g 最大称量500 g3、数据处理、分析（1）、计算圆环体的体积1直接量外径d的a类不确定度sd ,sd=○sd=0.0161mm=0.02mm2直接量外径d的b类不确定度u○d.ud,=ud=0.0155mm=0.02mm3直接量外径d的合成不确定度σσ○σd=0.0223mm=0.2mm4直接量外径d科学测量结果○d=(21.19±0.02)mmd=5直接量内径d的a类不确定度s○sd=0.0045mm=0.005mmd。
ds=6直接量内径d的b类不确定度u○dud=ud=0.0155mm=0.02mm7直接量内径d的合成不确定度σi σ○σd=0.0160mm=0.02mm8直接量内径d的科学测量结果○d=(16.09±0.02)mm9直接量高h的a类不确定度s○sh=0.0086mm=0.009mmd=h hs=10直接量高h的b类不确定度u○h duh=0.0155mm=0.02mm11直接量高h的合成不确定度σ○σh=0.0177mm=0.02mm 12直接量高h的科学测量结果○h=(7.27±0.02)mmhσh=13间接量体积v的平均值：v=πh(d-d)/4 ○22v =1277.8mm14 间接量体积v的全微分：ｄｖ＝○3? (d2-d2)4dｈ＋dh?dh?dd－ dd 22再用“方和根”的形式推导间接量v的不确定度传递公式(参考公式1-2-16) 222?v?(0.25?(d2?d2)?h)?(0.5dh??d)?(0.5dh??d)计算间接量体积v的不确定度σ3σv=0.7mmv15写出圆环体体积v的科学测量结果○v=(1277.8±0.7) mm2、计算钢丝直径(1)7次测量钢丝直径d的a类不确定度sd ，sd=sdsd =0.0079mm=0.008mm3(2)钢丝直径d的b类不确定度ud ，ud=udud=0.0029mm=0.003mm(3)钢丝直径d的合成不确定度σ。
全息光栅的制作(B5纸张,非常完整版,BJTU物理设计性实验报告)
北京交通大学大学物理实验设计性实验实验题目全息光栅的制作学院班级学号姓名首次实验时间指导老师签字_______________全息光栅的制作一实验任务设计制作全息光栅并测出其光栅常数（要求所制作的光栅不少于100条/毫米）二实验要求1.设计三种以上制作全息光栅的方法并进行比较（应包括马赫-曾德干涉法）；2.设计制作全息光栅的完整步骤（包括拍摄和冲洗中的参数及注意事项），拍摄出全息光栅；3.给出所制作的全息光栅的光栅常数值，计算不确定度、进行误差分析并做实验小结。
三实验基本原理1.全息光栅全息光学元件是指基于光的衍射和干涉原理，采用全息方法制作的，可以完成准直、聚焦、分束、成像、光束偏转、光束扫描等功能的元件。
光全息技术主要利用光相干迭加原理，简单讲就是通过对复数项（时间项）的调整，使两束光波列的峰值迭加，峰谷迭加，达到相干场具有较高的对比度的技术。
常用的全息光学元件包括全息透镜、全息光栅和全息空间滤波器等。
其中全息光栅就是利用全息照相技术制作的光栅，在科研、教学以及产品开发等领域有着十分广泛用途。
一般在光学稳定的平玻璃坯件上涂上一层给定型厚度的光致抗蚀剂或其他光敏材料的涂层，由激光器发生两束相干光束，使其在涂层上产生一系列均匀的干涉条纹，光敏物质被感光，然后用特种溶剂溶蚀掉被感光部分，即在蚀层上获得干涉条纹的全息像，所制得为透射式衍射光栅。
如在玻璃坯背面镀一层铝反射膜，可制成反射式衍射光栅。
作为光谱分光元件，全息光栅与传统的刻划光栅相比，具有以下优点：光谱中无鬼线、杂散光少、分辨率高、有效孔径大、价格便宜等；全息光栅已广泛应用于各种光栅光谱仪中。
作为光束分束器件，全息光栅在集成光学和光学通信中用作光束分束器、光互连器、耦合器和偏转器等；在光信息处理中，可作为滤波器用于图像相减、边沿增强等。
2. 光栅条纹光栅，也称衍射光栅，是基于多缝衍射原理的重要光学元件。
光栅是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝（刻线）的平面玻璃或金属片，其狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。
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综合设计性物理实验指导书黑龙江大学普通物理实验室目录绪论实验1 几何光学设计性实验实验2 LED特性测量实验3 超声多普勒效应的研究和应用实验4 热辐射与红外扫描成像实验实验5 多方案测量食盐密度实验6 多种方法测量液体表面张力系数实验7 用Multisim软件仿真电路实验8 霍尔效应实验误差来源的分析与消除实验9 自组惠斯通电桥单检流计条件下自身内阻测定实验10 用迈克尔逊干涉仪测透明介质折射率实验11 光电效应和普朗克常数的测定液体电导率测量实验12 光电池输出特性研究实验实验13 非接触法测量液体电导率绪论一．综合设计性实验的学习过程完成一个综合设计性实验要经过以下三个过程：1．选题及拟定实验方案实验题目一般是由实验室提供，学生也可以自带题目，学生可根据自己的兴趣爱好自由选择题目。
选定实验题目之后，学生首先要了解实验目的、任务及要求，查阅有关文献资料（资料来源主要有教材、学术期刊等），查阅途径有：到图书馆借阅、网络查询等。
学生根据相关的文献资料，写出该题目的研究综述，拟定实验方案。
在这个阶段，学生应在实验原理、测量方法、测量手段等方面要有所创新；检查实验方案中物理思想是否正确、方案是否合理、是否可行、同时要考虑实验室能否提供实验所需的仪器用具、同时还要考虑实验的安全性等，并与指导教师反复讨论，使其完善。
实验方案应包括：实验原理、实验示意图、实验所用的仪器材料、实验操作步骤等。
2．实施实验方案、完成实验学生根据拟定的实验方案，选择测量仪器、确定测量步骤、选择最佳的测量条件，并在实验过程中不断地完善。
在这个阶段，学生要认真分析实验过程中出现的问题，积极解决困难，要于教师、同学进行交流与讨论。
在这种学习的过程中，学生要学习用实验解决问题的方法，并且学会合作与交流，对实验或科研的一般过程有一个新的认识；其次要充分调动主动学习的积极性，善于思考问题，培养勤于创新的学习习惯，提高综合运用知识的能力。
3．分析实验结果、总结实验报告实验结束需要分析总结的内容有：（1）对实验结果进行讨论，进行误差分析；（2）讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法；（3）写出完整的实验报告（4）总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。
实验结束后的总结非常重要，是对整个实验的一个重新认识过程，在这个过程中可以锻炼学生分析问题、归纳和总结问题的能力，同时也提高了文字表达能力。
在完成综合性、设计性实验的整个过程中处处渗透着学生是学习的主体，学生是积极主动地探究问题，这是一种利于提高学生解决问题的能力，提高学生的综合素质的教学过程。
在综合设计性实验教学过程中学生与教师是在平等的基础上进行探讨、讨论问题，不要产生对教师的依赖。
有些问题对教师是已知的，但对学生是未知的，这时教师应积极诱导学生找到解决问题的方法、鼓励学生克服困难，并在引导的过程中帮助学生建立科学的思维方式和研究问题的方法。
有些问题对教师也是一个未知的问题，这时教师应与学生共同思考共同解决问题。
二．实验报告书写要求实验报告应包括：1实验目的；2实验仪器及用具；3实验原理；4实验步骤；5测量原始数据；6数据处理过程及实验结果；7分析、总结实验结果，讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法，总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。
三．实验成绩评定办法教师根据学生查阅文献、实验方案设计、实际操作、实验记录、实验报告总结等方面综合评定学生的成绩。
（1）查询资料、拟定实验方案：占成绩的20%。
在这方面主要考察学生独立查找资料，并根据实验原理设计一个合理、可行的实验方案。
（2）实施实验方案、完成实验内容：占成绩的30%。
考察学生独立动手能力，综合运用知识解决实际问题的能力。
（3）分析结果、总结报告：占成绩的20%。
主要考察学生对数据处理方面的知识运用情况，分析问题的能力，语言表达能力。
（4）科学探究、创新意识方面：占成绩的20%。
考察学生是否具有创新意识，善于发现问题并能解决问题。
（5）实验态度、合作精神：占成绩的10%。
考察学生是否积极主动地做实验，是否具有科学、严谨、实事求是的工作作风，能否与小组同学团结合作。
四．综合设计性实验上课要求1．做每个实验前要做实验前的开题报告，开题报告应包括：（1）实验的目的、意义、内容；（2）对实验原理的认识、拟定的测量方案等；（3）对实验装置工作原理、使用方法等方面的了解；（4）对实验的原理、测量方法、仪器使用等方面存在的问题、需进一步研究的内容等。
2．实验结束要求做实验总结报告，总结报告应包括：（1）阐述实验原理、测量方法；（2）介绍实验内容，分析测量数据、实验现象，总结测量结果；（3）实验的收获、实验的改进意见，对实验教学工作提出意见和建议等。
实验1. 几何光学设计性实验——组装显微镜与望远镜显微镜与望远镜是常用的助视光学仪器。
显微镜主要用来帮助人们观察近处的微小物体，望远镜则主要帮助人们观察远处的目标，它们在天文学、电子学、生物学和医学等领域中都起着十分重要的作用。
为适应不同用途和性能的要求，有各种类型的显微镜与望远镜，构造上也各有差异，但是它们的基本光学系统都是由一个目镜和物镜组成。
一．实验目的（1）掌握透镜成像规律；（1）组装简单的显微镜与望远镜，以熟悉它们的构造及其放大原理，掌握其调节与使用方法；（2）用自己组装的望远镜测量凸透镜和凹透镜的焦距。
二．实验室可提供的器材1.2m光学导轨一个，焦距为4、8、20㎝的凸透镜各一个，待测凸透镜、凹透镜各一个，玻璃叉丝屏（分划板）一个，物屏一个。
三．实验内容1．区分凸、凹透镜，分辨不同凸透镜的焦距长短。
2．选择较短焦距的凸透镜做目镜，与分划板构成目镜系统，调整目镜到透镜之间的距离，使分划板成像清晰。
3．利用透镜成像法测量所有凸透镜的焦距（用目镜系统观察成像）。
4．组装显微镜要求：（1）画出显微镜的光路图；（2）选择合适的凸透镜做物镜，利用目镜和分划板组成的目镜系统，组装显微镜。
（3）调整显微镜系统看清放大的像，观察显微镜放大的现象。
5．组装望远镜要求：（1）画出开普勒望远镜的光路图。
（2）选择一个焦距较长的凸透镜做物镜，利用目镜系统，组装望远镜。
（3）用组装的望远镜系统，观察远处物体成像的现象。
4．用上述组装成的望远镜测量待测凸透镜的焦距要求：画出测量光路图，并叙述测量原理及过程。
5．用上述组装成的望远镜测量待测凹透镜的焦距。
要求：画出测量光路图，并叙述测量原理及过程。
五．实验报告要求1．阐述实验的基本原理及测量方法内容包括：透镜成像原理，测量透镜焦距的方法，显微镜望远镜的结构、组装方法等2．记录实验步骤及各种实验现象，画出光路图，记录实验数据。
3．总结本次实验的收获和体会。
实验2 LED 特性测量LED 是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，具有体积小，耗电量低，易于控制，坚固耐用，寿命长，环保等优点，其主要应用领域包括：照明、大屏幕显示、液晶显示的背光源、装饰工程等。
本实验通过测试各种LED 特性，分析实验结果，从而进一步了解LED 工作原理及相关应用。
实验目的1.测量LED 的伏安特性2.测量LED 的电光转换特性3.测量LED 输出光空间分布特性实验仪器及用具LED 光发射器，照度检测探头，激励电源，测试控制器，实验仪及LED 组件。
实验原理一．LED 工作原理 发光二极管是由P 型和N 型半导体组成的二极管。
P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由电子。
N 型半导体中有相当数量的自由电子，几乎没有空穴。
当两种半导体结合在一起形成P-N 结时，N 区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。
势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。
在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。
当加上与势垒电场方向相反的正向偏压时，结区变窄，在外电场作用下，P 区的空穴和N 区的电子就向对方扩散运动，从而在PN 结附近产生电子与空穴的复合，并以热能或光能的形式释放能量。
采用适当的材料，使复合能量以发射光子的形式释放，就构成发光二极管。
发光二极管发射光谱的中心波长，由组成P-N 结的半导体材料的禁带能量所决定，采用不同的材料及材料组分，可以获得发射不同颜色的发光二极管。
LED 的光谱线宽度一般有几十纳米，可见光的光谱范围是400－700纳米，白光LED 一般采用三种方法形成。
第一种是在蓝光LED 管芯上涂敷荧光粉，蓝光与荧光粉产生的宽带光谱合成白光。
第二种是采用几种发不同色光的管芯封装在一个组件外壳内，通过色光的混合构成白光LED 。
第3种是紫外LED 加3基色荧光粉，3基色荧光粉的光谱合成白光。
二．LED 光电特性 1.LED 的伏安特性伏安特性反映了在LED 两端加电压时，电流与电压的关系，如图2所示。
在LED 两端加正向电压，当电压较小，不足以克服势垒电场时，通过LED 的电流很小。
当正向电压超过死区电压（图2中的正向拐点）后，电流随电压迅速增长。
正向工作电流指LED 正常发光时的正向电流值，根据不同管子的结构和输出功率的大小，其空间 电荷区图1 半导体P-N 结示意图图2 LED 的伏安特性曲线值在几十毫安到1安之间。
正常工作电压指LED 正常发光时加在二极管两端的电压。
允许功耗指加于LED 的正向电压与电流乘积的最大值，超过此值，LED 会因过热而损坏。
LED 的伏安特性与一般二极管相似。
在LED 两端加反向电压，只有微安极的反向电流。
反向电压超过击穿电压（一般为几十伏）后，管子被击穿损坏。
为安全起见，激励电源提供的最大反向电压低于击穿电压。
2、测量LED 的电光转换特性图3反映发光二极管的驱动电流与与输出照度的关系。
发光二极管输出照度值与驱动电流近似呈线性关系。
这是因为驱动电流与注入PN 结的电荷数成正比，在复合发光的量子效率一定的情况下，输出照度与注入电荷数成正比。
3、LED 输出光空间分布特性发光二极管的芯片结构及封装方式不同，输出光的空间分布也不一样，图4给出其中两种的分布特性。
图4的发射强度是以最大值为基准，此时方向角定义为零度，发射强度定义为100％。
当方向角改变时，发射强度相应改变。
发射强度降为峰值的一半时，对应的角度称为方向半值角。
发光二极管出光窗口附有透镜，可使其指向性更好，如图4（a ）的曲线所示，方向半值角大约为± 7°左右，可用于光电检测，射灯等要求出射光束能量集中的应用环境。
图4 (b)所示曲线为未加透镜的发光二极管，方向半值角大约为± 50°，可用于普通照明及大屏幕显示等要求视角宽广的应用环境。