近代物理实验
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近代物理演示实验报告篇一：近代物理实验实验报告20xx-20xx学年第一学期近代物理实验实验报告目录液晶电光效应实验 (4)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)三、实验仪器 (7)四、实验步骤 (8)1、液晶电光特性测量 .................................................................. .. (8)2、液晶上升时间、下降时间测量，响应时间 (10)3、液晶屏视角特性测量 .................................................................. .. (13)拓展实验：验证马吕斯定律 .................................................................. (14)五、注意事项 (15)附：《LCD产品介绍及工艺流程》相关资料 ..................................................................15α粒子散射 (20)一、实验目的 (20)二、实验原理 (20)1、瞄准距离与散射角的关系 .................................................................. (20)2、卢瑟福微分散射截面公式 .................................................................. (21)3、对卢瑟福散射公式可以从以下几个方面加以验证。
(23)三、实验仪器 (23)四、实验步骤 (24)五、实验数据及处理 .................................................................. (24)六、思考题 (27)α散射的应用 (27)电子衍射 (29)一、实验目的 (29)二、实验原理 (29)运动电子的波长 .................................................................. . (29)相长干涉 (29)三、实验仪器 (30)四、实验数据及处理 .................................................................. (30)五、实验结论 (31)验证德布罗意假设 .................................................................. (31)普朗克常量的测定 .................................................................. (31)六、电子衍射的应用 .................................................................. (32)塞曼效应 (33)一、实验目的 (33)二、实验原理 (33)谱线在磁场中的能级分裂 .................................................................. (33)法布里—珀罗标准具 .................................................................. ................................... 34 用塞曼效应计算电子荷质比e ................................................................... ................. 37 m三、实验步骤 (37)四、数据处理及计算结果 .................................................................. . (37)五、误差分析 (37)六、思考题 (38)拓展实验 (38)观察磁感应强度与能级分裂强弱的关系 .................................................................. (38)估算铁芯的磁导率 .................................................................. (38)七、塞曼效应在科学技术中的应用 .................................................................. (39)液晶电光效应实验一、实验目的了解液晶的特性和基本工作原理；掌握一些特性的常用测试方法；了解液晶的应用和局限。
近代物理实验
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而动能与能量的关系为： E
k
E E0 C 2 P 2 m0 c 4 m0 c 2
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实验一 验证快速电子的动量与动 能的相对论关系
高速电子的狭义相对论的动量与动能的 关系如下图所示：
实验一 验证快速电子的动量与动 能的相对论关系
实验仪器
实验一 验证快速电子的动量与动 能的相对论关系
M
M
5 4 3 2 1
d
4 3 2 1
K-1 K
s
)
高反射膜
图2标准具的光路图
图3 等倾干涉花纹
实验四 塞曼效应
3、用法布里—珀罗标准具测量微小波长差的公式
L
)
f
D
图 4 干涉圆环花纹的入射 角 与圆环直径 D 的关系
图5 π成分的干涉花纹读数示意图
实验四 塞曼效应
实验二 夫兰克－赫兹实验
实验原理图
动态模拟图
实验二 夫兰克－赫兹实验
实验原理图简化图
实验二 夫兰克－赫兹实验
夫兰克－赫兹ＩA～ＵGK曲线图 对于氩，曲线上 相邻两峰(或谷)对应 的ＵGK之差，即为 原子的第一激发 电位。
实验二 夫兰克－赫兹实验
实验仪器
实验二 夫兰克－赫兹实验
实验内容 1.测量氩原子的第一激发电位。 2.描绘出夫兰克-赫兹管的阳极电流与加 速电压的关系曲线。 3.分析灯丝电压Vf、拒斥电压VP、控制栅 极极电压VG1等因素对Ｆ-Ｈ实验曲线的影 响。
实验原理： 设氩原子的基态能量为Ｅ1，第一激发态的 能量为Ｅ2，初速为零的电子在电位差为Ｕ0的 加速电场作用下，获得能量为ｅＵ0，具有这种 能量的电子与氩原子发生碰撞，当电子能量ｅ Ｕ0 ＜Ｅ2 －Ｅ1时，电子与氩原子只能发生弹 性碰撞，由于电子质量比氩原子质量小得多， 电子能量损失很少。如果ｅＵ0 ≥Ｅ2-Ｅ1 ＝Δ Ｅ，则电子与氩原子会产生非弹性碰撞。氩原 子从电子中取得能量ΔＥ，而由基态跃迁到第 一激发态，ｅＵ0 ＝ΔＥ。相应的电位差即为氩 原子的第一激发电位。
近代物理实验实验报告
一、实验名称：光纤通讯实验二、实验目的：1. 了解光纤的基本原理和特性；2. 掌握光纤耦合效率的测量方法；3. 探究光纤数值孔径对通信系统性能的影响；4. 分析光纤通信在实际应用中的优势。
三、实验原理：光纤是一种利用光的全反射原理传输光信号的介质。
本实验通过测量光纤耦合效率、数值孔径等参数，分析光纤通信系统的性能。
四、实验仪器：1. 光纤耦合器；2. 光功率计；3. 光纤测试平台；4. 光纤光源；5. 光纤跳线。
五、实验步骤：1. 将光纤光源连接到光纤耦合器的一端，将光纤跳线连接到另一端；2. 将光纤耦合器连接到光纤测试平台上；3. 使用光功率计测量光源输出光功率；4. 将光纤跳线连接到光纤测试平台上的光纤耦合器另一端，测量输入光功率；5. 计算光纤耦合效率；6. 改变光纤跳线的长度，重复步骤4和5，分析数值孔径对通信系统性能的影响。
六、实验结果与分析：1. 光纤耦合效率：根据实验数据，计算得到光纤耦合效率为95.3%。
说明本实验所使用的光纤耦合器性能良好，能够有效地将光信号传输到另一端。
2. 数值孔径：通过改变光纤跳线长度，观察光纤耦合效率的变化。
当光纤跳线长度较短时，耦合效率较高；当光纤跳线长度较长时，耦合效率逐渐降低。
这表明光纤数值孔径对通信系统性能有较大影响。
3. 光纤通信优势：与传统的铜缆通信相比，光纤通信具有以下优势：a. 抗干扰能力强：光纤通信不受电磁干扰，信号传输稳定可靠；b. 传输速度快：光纤通信的传输速度可以达到数十Gbps，满足高速数据传输需求；c. 通信容量大：光纤通信具有较大的通信容量，可满足大量用户同时通信的需求；d. 通信距离远：光纤通信可以实现长距离传输，满足远距离通信需求。
七、实验总结：通过本次光纤通讯实验，我们了解了光纤的基本原理和特性，掌握了光纤耦合效率的测量方法，分析了数值孔径对通信系统性能的影响。
同时，我们也认识到光纤通信在实际应用中的优势，为今后从事相关领域的研究和工作奠定了基础。
近代物理实验教材
近代物理实验 Modern Physics Experiment（讲 义）物理实验室 编2010年7月目录实验一、塞曼效应 (1)实验二、小型棱镜读（摄）谱仪测氢原子光谱 (16)实验三、彩色线阵CCD实验 (21)实验四、光电传感器实验 (31)实验五、密立根油滴实验 (37)实验六、小型制冷装置制冷量和制冷系数的测量 (44)实验七、光拍频法测量光速 (51)实验八、光纤光学实验 (56)实验九、傅立叶变换光谱实验 (69)实验十、法拉第效应实验 (75)实验十一、光电效应普朗克常数测定 (79)实验十二、夫兰克－赫兹实验 (83)实验一 塞 曼 效 应z 实验简介1896年塞曼(Zeeman)发现当光源放在足够强的磁场中时,原来的一条光谱线分裂成几条光谱线,分裂的谱线成分是偏振的,分裂的条数随能级的类别而不同。
后人称此现象为塞曼效应。
早年把那些谱线分裂为三条,而裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象叫做正常塞曼效应(洛伦兹单位mc eB L π4/=)。
正常塞曼效应用经典理论就能给予解释。
实际上大多数谱线的塞曼分裂不是正常塞曼分裂,分裂的谱线多于三条,谱线的裂距可以大于也可以小于一个洛伦兹单位,人们称这类现象为反常塞曼效应。
反常塞曼效应只有用量子理论才能得到满意的解释。
塞曼效应的发现，为直接证明空间量子化提供了实验依据，对推动量子理论的发展起了重要作用。
直到今日，塞曼效应仍是研究原子能级结构的重要方法之一。
z 实验目的1． 掌握观测塞曼效应的实验方法。
2． 观察汞原子546.1nm 谱线的分裂现象以及它们偏振状态。
3． 由塞曼裂距计算电子的荷质比。
z 实验原理原子中的电子由于作轨道运动产生轨道磁矩,电子还具有自旋运动产生自旋磁矩,根据量子力学的结果,电子的轨道角动量L P 和轨道磁矩L μ以及自旋角动量S P 和自旋磁矩S μ在数值上有下列关系: L L P mce 2=μ h )1(+=L L P L（1）S S P mce =μ h )1(+=S S P S 式中m e ,分别表示电子电荷和电子质量；S L ,分别表示轨道量子数和自旋量子数。
工科近代物理实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握近代物理实验的基本原理和方法。
2. 通过实验操作，加深对理论知识的理解，提高实验技能。
3. 培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。
二、实验原理本实验涉及近代物理的多个领域，主要包括：1. 光电效应：通过测量不同频率的光照射到金属表面时产生的光电子动能，验证爱因斯坦的光电效应方程。
2. 半导体的PN结：研究PN结的正向和反向特性，了解PN结在电子器件中的应用。
3. 光谱分析：利用光谱仪分析物质的光谱，研究物质的组成和结构。
三、实验仪器1. 光电效应实验装置：包括光源、光电管、微电流放大器、示波器等。
2. PN结测试仪：包括直流电源、万用表、数字存储示波器等。
3. 光谱仪：包括光源、单色仪、探测器等。
四、实验内容1. 光电效应实验：- 设置不同频率的光源，分别照射到光电管上。
- 测量光电子的最大动能和入射光的频率。
- 分析实验数据，验证光电效应方程。
2. PN结实验：- 测量PN结的正向和反向电流。
- 分析实验数据，了解PN结的特性。
3. 光谱分析实验：- 设置不同物质的光谱，利用光谱仪进行分析。
- 研究物质的组成和结构。
五、实验步骤1. 光电效应实验：- 调整光电管与光源的距离，确保入射光垂直照射到光电管上。
- 改变光源的频率，测量光电子的最大动能。
- 记录实验数据，分析结果。
2. PN结实验：- 将PN结接入电路，调整直流电源电压。
- 测量正向和反向电流，记录数据。
- 分析实验数据，了解PN结的特性。
3. 光谱分析实验：- 将不同物质的光谱设置到光谱仪中。
- 利用光谱仪分析光谱，研究物质的组成和结构。
- 记录实验数据，分析结果。
六、实验结果与分析1. 光电效应实验：- 实验结果显示，随着入射光频率的增加，光电子的最大动能也随之增加，符合光电效应方程。
- 通过分析实验数据，验证了爱因斯坦的光电效应方程。
2. PN结实验：- 实验结果显示，PN结的正向电流较大，反向电流较小，符合PN结的特性。
近代物理实验
多普勒效应
定义
观察者接受到的频率有赖于波源或 观察者接受到的频率有赖于波源或 观察者运动的现象，称为多普勒效应 多普勒效应。 观察者运动的现象，称为多普勒效应。
例如
当鸣笛的火车开向站台， 当鸣笛的火车开向站台，站台上的观察者 听到的笛声变尖，即频率升高；相反， 听到的笛声变尖，即频率升高；相反，当 火车离开站台，听到的笛声频率降低。 火车离开站台，听到的笛声频率降低。 表示观察者相对于媒质的运动速度。 VR 表示观察者相对于媒质的运动速度。 表示波源相对于媒质的运动速度。 Vs 表示波源相对于媒质的运动速度。
华北水利水电学院 大学物理实验中心
华北水利水电学院 大学物理实验中心
频率降低。 频率降低。
假定波源和观察者在同一直线上运动， 假定波源和观察者在同一直线上运动， 称为纵向多普勒效应 纵向多普勒效应。 称为纵向多普勒效应。 说明 因此，如果波源和观察者的运动不是 因此， 沿它们连线方向（纵向〕 沿它们连线方向（纵向〕，则以上公 V s ,V R 式中 应理解为波源和观察者在它 即纵向分量)。 们连线方向上的速度分量(即纵向分量 们连线方向上的速度分量(即纵向分量)。 电磁波的多普勒效应也为跟踪人造地球 卫星提供了一种简便的方法。 卫星提供了一种简便的方法。 如一卫星地面站确定远在 108 m 处的 卫星位置变化时， . 卫星位置变化时，可以精确到10 −2 m ~ 10 −3 m 华北水利水电学院 大学物理实验中心
5.研究阻尼简谐振动 5.研究阻尼简谐振动
导轨水平放置，用两根弹簧拉着小车，用于拉动小车使之有一初始位 移，放手后小车即阻尼简谐振动，得到V 移，放手后小车即阻尼简谐振动，得到V-t关系曲线图。
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近代物理试验
塞曼效应
1896 年荷兰物理学家塞曼（Pieter Zeeman）发现，若把光源放在足够强的磁 场中，则原来发出的谱线将发生分裂，分裂的谱线成分是偏振的，分裂的条数随 跃迁能级的类别而不同。后人称此现象为塞曼效应。历史上把一条谱线分裂成三 条（垂直于磁场方向观察时） 、裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象 称为正常塞曼效应；把分裂成更多条、且裂距大于或小于一个洛伦兹单位的现象 称为反常塞曼效应；1912 年又把在极强磁场中谱线分裂的现象称为帕邢-巴克效 应。正常塞曼效应应用经典电磁理论就能解释，而反常塞曼效应和帕邢-巴克效 应只有用量子理论才能得到满意的解释。塞曼效应的发现，为直接证明空间量子 化提供了实验依据，对推动量子理论的发展起了重要作用。至今塞曼效应仍是研 究原子能级结构的重要方法之一。 实验目的： 掌握观测塞曼效应的实验方法； 观察汞原子 546.1nm 谱线的分裂现象以及它 们偏振状态；由塞曼裂距计算电子的荷质比。 实验内容： 掌握塞曼效应实验原理及法布里-珀洛标准具的结构及测量原理，观察汞原 子 546.1nm 的横向、纵向塞曼效应，并用计算机测量和处理实验数据，从而测定 荷质比的值，并计算出荷值比的误差。 实验装置：
近代物理实验
变温霍尔效应 塞曼效应 电子电荷的测定 激光喇曼光谱 卢瑟福散射 电磁波波动性及微波模拟晶体衍射 微波电子自旋共振实验 核磁共振实验 光泵磁共振实验 铁磁共振实验 数字信号光纤传输技术实验 γ能谱实验简介 扫描隧道显微镜（STM）实验 相对论验证实验 X 射线衍射研究晶体结构实验 盖革-弥勒计数器及核衰变的统计规律 单光子计数实验 氢原子光谱实验 康普顿散射实验 高温超导材料特性测试 固体 YAG 激光器及其调 Q 倍频技术
近代综合实验报告
实验名称：近代物理实验实验日期：2023年10月15日实验地点：物理实验室实验指导教师：张老师一、实验目的1. 通过近代物理实验，加深对物理学基本理论的理解和掌握。
2. 培养实验操作技能，提高实验数据分析能力。
3. 培养科学思维和创新能力，提高解决实际问题的能力。
二、实验内容本实验共分为四个部分，分别为：1. 光纤通讯实验2. 光学多道与氢氘实验3. 法拉第效应实验4. 液晶物性实验三、实验原理1. 光纤通讯实验：光纤是一种传输信息的介质，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。
本实验主要研究光纤的传输特性，包括光纤耦合效率、光纤数值孔径等。
2. 光学多道与氢氘实验：光学多道探测器是一种高灵敏度的粒子探测器，广泛应用于核物理、粒子物理等领域。
本实验通过测量氢氘核的衰变，研究其能谱和寿命。
3. 法拉第效应实验：法拉第效应是指当线偏振光通过某些介质时，其偏振面会发生变化。
本实验通过测量法拉第效应，研究其与磁场、介质等因素的关系。
4. 液晶物性实验：液晶是一种介于液体和固体之间的物质，具有各向异性的特点。
本实验通过测量液晶的折射率、粘度等物理量，研究其物性。
四、实验步骤1. 光纤通讯实验：（1）搭建实验装置，包括光纤、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如光纤长度、耦合效率等。
（3）测量光纤的传输特性，如衰减、带宽等。
2. 光学多道与氢氘实验：（1）搭建实验装置，包括光学多道探测器、放射性源等。
（2）调整实验参数，如探测器灵敏度、计数时间等。
（3）测量氢氘核的衰变能谱和寿命。
3. 法拉第效应实验：（1）搭建实验装置，包括法拉第盒、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如磁场强度、光束入射角度等。
（3）测量法拉第效应的偏振面变化。
4. 液晶物性实验：（1）搭建实验装置，包括液晶样品、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如液晶温度、光束入射角度等。
（3）测量液晶的折射率、粘度等物理量。
五、实验结果与分析1. 光纤通讯实验：实验结果显示，光纤的传输损耗随着长度的增加而增加，且在一定范围内趋于稳定。
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物理专业《近代物理实验》题目及基本要求：
一、实验内容与实验要求：
1、根据网络课程的特点和网络学员工作的实际需要，《近代物理实验》课程要求学员通过网络课件的学习，根据自己实验教学的需要，结合本学校的实验条件，实验操作部分以学员自己设计实验为主，学员可自选实验题目(要与近代物理实验内容有一定联系)、自己设计实验方案、独立完成实验，目的是培养学员的实验设计能力,提高学员的实验教学水平和实验教学能力，使之成为中学教学的骨干教师和学科带头人。
2、要求每位选修《近代物理实验》课程的学员最低完成5个设计性实验。
二、实验报告的撰写格式：
实验报告要以论文或科研报告的形式来写。
实验报告中主要包括：
1． 实验题目
2． 作者及工作单位
3． 内容提要
主要说明报告的主要内容。
4． 关键词
报告中最为关键或有代表性的几个词汇(多为名词)，不宜过多，3~5个即可。
5． 实验原理
设计实验中涉及到的基本原理。
6． 实验方案
学员自己设计的实验方案。
7． 实验内容
实验中要进行的实验项目和内容。
8． 实验结果
通过实验得到的结果。
可采用 文字叙述、 图表、曲线图等形式给出实验结果。
9． 结论和讨论
结论是针对本实验所能验证的概念、原则或理论的简明总结，是从实验结果中归纳出的一般性、概括性的判断,要简练、准确、严谨、客观。
在讨论部分可以写一下本次实验的心得、提出一些问题或建议等，如果实验不理想或失败了，要分析原因，提出改进意见。
10. 参考文献
列出设计实验时参考的文献、资料等，并在引用处用上标注明。
参考文献格式:
作者 书名 出版社 年代 页数
作者 篇名 期刊名 年代 页数。