物理实验实验报告

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物理实验报告基本力学(3篇)

物理实验报告基本力学(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握力学实验的基本操作方法和实验技巧。

2. 学习使用力学实验仪器,如天平、弹簧测力计、刻度尺等。

3. 通过实验验证力学基本定律,如牛顿运动定律、胡克定律等。

4. 培养实验数据分析、处理和总结的能力。

二、实验原理1. 牛顿运动定律:物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即 F=ma。

2. 胡克定律:弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,即 F=kx,其中 k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的伸长量。

3. 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体的重力,即F浮 = G排= ρ液体gV排,其中ρ液体为液体的密度,g 为重力加速度,V 排为物体排开液体的体积。

三、实验仪器1. 天平:用于测量物体的质量。

2. 弹簧测力计:用于测量力的大小。

3. 刻度尺:用于测量物体的长度。

4. 金属小球:用于验证牛顿运动定律。

5. 弹簧:用于验证胡克定律。

6. 烧杯:用于验证阿基米德原理。

7. 水和盐:用于验证阿基米德原理。

四、实验步骤1. 验证牛顿运动定律(1)将金属小球放在水平面上,使用天平测量小球的质量。

(2)用弹簧测力计测量小球所受的重力。

(3)改变小球的质量,重复步骤(2),记录数据。

(4)根据 F=ma,计算小球的加速度。

2. 验证胡克定律(1)将弹簧一端固定在支架上,另一端连接弹簧测力计。

(2)逐渐增加弹簧的伸长量,记录弹簧测力计的示数。

(3)计算弹簧的劲度系数 k。

3. 验证阿基米德原理(1)在烧杯中装入适量的水,将金属小球浸入水中,使用天平和刻度尺测量小球的质量和体积。

(2)将金属小球浸入盐水中,重复步骤(1),记录数据。

(3)根据阿基米德原理,计算小球在水和盐水中所受的浮力。

五、实验数据及处理1. 验证牛顿运动定律物体质量:m = 0.2 kg重力:F = 1.96 N加速度:a = F/m = 9.8 m/s²2. 验证胡克定律弹簧伸长量:x = 0.1 m弹簧测力计示数:F = 0.98 N劲度系数:k = F/x = 9.8 N/m3. 验证阿基米德原理水中浮力:F水 = G排= ρ水gV排 = 0.98 N盐中浮力:F盐 = G排= ρ盐水gV排 = 1.02 N1. 实验验证了牛顿运动定律,物体受到的合外力与其质量成正比,与加速度成正比。

初二物理实验报告范文4篇

初二物理实验报告范文4篇

初二物理实验报告范文4篇实验一:探究物体的浮沉条件一、实验目的1. 了解物体的浮沉条件;2. 探究物体浮沉与密度的关系。

二、实验器材1. 量筒;2. 天平;3. 铁块;4. 铝块;5. 铜块;6. 水。

三、实验步骤1. 使用天平分别测量铁块、铝块和铜块的质量;2. 使用量筒测量一定体积的水,记录水的体积;3. 将铁块放入量筒中,观察铁块的浮沉情况,并记录铁块排开水的体积;4. 将铝块放入量筒中,观察铝块的浮沉情况,并记录铝块排开水的体积;5. 将铜块放入量筒中,观察铜块的浮沉情况,并记录铜块排开水的体积。

四、实验数据1. 铁块质量:50g;2. 铁块排开水的体积:40ml;3. 铝块质量:30g;4. 铝块排开水的体积:30ml;5. 铜块质量:20g;6. 铜块排开水的体积:20ml。

五、实验分析1. 铁块、铝块和铜块的质量分别为50g、30g和20g;2. 铁块、铝块和铜块排开水的体积分别为40ml、30ml和20ml;3. 通过计算可得,铁块、铝块和铜块的密度分别为2.5g/cm³、1g/cm³和1g/cm³;4. 实验结果表明,物体的浮沉与密度有关,密度大于水的物体下沉,密度小于水的物体上浮。

六、实验结论1. 物体的浮沉条件与密度有关;2. 密度大于水的物体下沉,密度小于水的物体上浮。

实验二:探究电流与电压的关系一、实验目的1. 了解电流与电压的关系;2. 探究欧姆定律。

二、实验器材1. 电压表;2. 电流表;3. 电阻箱;4. 电源;5. 导线。

三、实验步骤1. 将电阻箱接入电路中,调节电阻值;2. 使用电压表测量电阻两端的电压,记录电压值;3. 使用电流表测量通过电阻的电流,记录电流值;4. 改变电阻值,重复步骤2和3,记录多组数据。

四、实验数据1. 电阻值:10Ω;2. 电压值:2V;3. 电流值:0.2A;4. 电阻值:20Ω;5. 电压值:4V;6. 电流值:0.2A;7. 电阻值:30Ω;8. 电压值:6V;9. 电流值:0.2A。

物理的实验报告

物理的实验报告

篇一:物理实验报告物理实验报告班级学号姓名实验地点试验日期实验一:昆特管预习部分【实验目的】:通过演示昆特管,反应来回两个声波在煤油介质中交错从而形成的波峰和波谷的放大现象。

【实验仪器】电源,昆特管【实验原理】:两束波的叠加原理,波峰与波峰相遇,波谷与谷相遇,平衡点与平衡点相遇,使震动的现象放大。

报告部分【实验内容】:一根玻璃长,管里面放一些没有,在一段时致的封闭端,另一端连接一个接通电源的声波发生器,打开电源,声波产生,通过调节声波的频率大小,来找到合适的频率,使波峰和波谷的现象放大,从而发现有几个地方、出现了剧烈的震动,有些地方看似十分平静。

【实验体会】:看到这个实验,了解到波的叠加特性,也感受到物理的神奇。

我们生活在一个充斥着电磁波、声波、光波的世界当中,了解一些基本的关于博得只是对于我们的健康生活是很有帮助的。

实验二:鱼洗实验【实验目的:演示共振现象】【实验仪器:鱼洗盆】【注意事项】【实验原理】用手摩擦“洗耳”时,“鱼洗”会随着摩擦的频率产生振动。

当摩擦力引起的振动频率和“鱼洗”壁振动的固有频率相等或接近时,“鱼洗”壁产生共振,振动幅度急剧增大。

但由于“鱼洗”盆底的限制,使它所产生的波动不能向外传播,于是在“鱼洗”壁上入射波与反射波相互叠加而形成驻波。

驻波中振幅最大的点称波腹,最小的点称波节。

用手摩擦一个圆盆形的物体,最容易产生一个数值较低的共振频率,也就是由四个波腹和四个波节组成的振动形态,“鱼洗壁”上振幅最大处会立即激荡水面,将附近的水激出而形成水花。

当四个波腹同时作用时,就会出现水花四溅。

有意识地在“鱼洗壁”上的四个振幅最大处铸上四条鱼,水花就像从鱼口里喷出的一样。

五:实验步骤和现象:实验时,把“鱼洗”盆中放入适量水,将双手用肥皂洗干净,然后用双手去摩擦“鱼洗”耳的顶部。

随着双手同步地同步摩擦时,“鱼洗”盆会发出悦耳的蜂呜声,水珠从4个部位喷出,当声音大到一定程度时,就会有水花四溅。

物理实验课实验报告模板

物理实验课实验报告模板

二、实验目的三、实验原理四、实验仪器与材料五、实验步骤1. 准备工作2. 实验操作a. 步骤一b. 步骤二c. 步骤三...3. 数据记录与分析六、实验数据七、实验结果与分析1. 结果描述2. 结果分析a. 对比理论值与实验值b. 分析误差来源c. 探讨实验现象的原因 ...3. 结果讨论八、实验结论九、实验心得与体会【实验名称】二、实验目的1. 掌握【实验名称】的基本原理和实验方法。

2. 通过实验操作,提高动手能力和观察能力。

3. 熟悉【实验名称】实验仪器的使用。

4. 分析实验结果,培养科学思维和数据处理能力。

三、实验原理【实验原理】(简要介绍实验的理论依据和基本原理)四、实验仪器与材料1. 仪器:a. 【仪器名称】b. 【仪器名称】c. 【仪器名称】...2. 材料:a. 【材料名称】b. 【材料名称】c. 【材料名称】...五、实验步骤1. 准备工作a. 检查仪器是否完好。

b. 熟悉实验步骤和注意事项。

c. 准备实验记录表格。

2. 实验操作a. 步骤一:【具体操作步骤】b. 步骤二:【具体操作步骤】c. 步骤三:【具体操作步骤】...d. 实验结束:整理实验器材,填写实验记录表格。

3. 数据记录与分析a. 记录实验数据,包括实验条件、操作步骤、观察到的现象等。

b. 对实验数据进行整理和分析。

六、实验数据【实验数据】(表格形式记录实验数据)七、实验结果与分析1. 结果描述a. 【实验结果描述】b. 【实验结果描述】...2. 结果分析a. 对比理论值与实验值【理论值】【实验值】【误差分析】b. 分析误差来源【误差来源分析】c. 探讨实验现象的原因【实验现象原因分析】...3. 结果讨论a. 【结果讨论】b. 【结果讨论】...八、实验结论【实验结论】(总结实验结果,得出结论)九、实验心得与体会【实验心得与体会】(分享实验过程中的体会、收获和不足之处)注:以上模板仅供参考,具体内容需根据实验项目进行调整。

物理实验报告测量长度

物理实验报告测量长度

一、实验目的1. 掌握不同长度测量工具的使用方法。

2. 了解长度测量的误差来源及减小误差的方法。

3. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理长度是描述物体空间大小的重要物理量,测量长度是物理实验中常见的操作。

本实验通过使用刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等工具,对同一物体的长度进行多次测量,以减小误差,提高测量精度。

三、实验仪器与材料1. 刻度尺:量程100mm,分度值1mm。

2. 游标卡尺:量程150mm,分度值0.1mm。

3. 螺旋测微器:量程25mm,分度值0.01mm。

4. 物体:长20mm±0.5mm的金属棒。

5. 记录纸、笔。

四、实验步骤1. 使用刻度尺测量物体长度,测量三次,取平均值。

2. 使用游标卡尺测量物体长度,测量三次,取平均值。

3. 使用螺旋测微器测量物体长度,测量三次,取平均值。

4. 记录实验数据,分析误差来源及减小误差的方法。

五、实验数据与结果1. 刻度尺测量结果:第一次测量:20.0mm第二次测量:19.9mm第三次测量:20.1mm平均值:(20.0 + 19.9 + 20.1) / 3 = 20.0mm2. 游标卡尺测量结果:第一次测量:20.2mm第二次测量:20.1mm第三次测量:20.3mm平均值:(20.2 + 20.1 + 20.3) / 3 = 20.2mm3. 螺旋测微器测量结果:第一次测量:20.04mm第二次测量:20.05mm第三次测量:20.06mm平均值:(20.04 + 20.05 + 20.06) / 3 = 20.05mm六、误差分析1. 刻度尺误差:刻度尺的分度值为1mm,因此在测量过程中,存在1mm的误差。

2. 游标卡尺误差:游标卡尺的分度值为0.1mm,因此在测量过程中,存在0.1mm的误差。

3. 螺旋测微器误差:螺旋测微器的分度值为0.01mm,因此在测量过程中,存在0.01mm的误差。

通过对比三种测量工具的误差,可以发现,螺旋测微器的精度最高,其次是游标卡尺,刻度尺的精度最低。

初中物理实验报告范例五篇

初中物理实验报告范例五篇

实验一:牛顿运动定律实验目的:通过本实验,学生能够了解牛顿三大运动定律的基本原理和应用方法,加深对运动学的理解。

实验器材:1. 小车2. 平滑水平轨道3. 弹簧测力计4. 重物(可选)实验原理:牛顿第一定律指出,物体如果受到合力为零的作用,就会保持静止或匀速直线运动。

牛顿第二定律指出,物体所受合外力等于物体的质量与其加速度的乘积。

牛顿第三定律指出,任何两个物体之间相互作用的力大小相等、方向相反。

实验步骤:1. 在平滑水平轨道上放置一个小车。

2. 给小车加上一个初始速度,记录下它在不同时间内经过的位置,并计算出它的速度和加速度。

3. 放置一个重物在小车上,再进行第二次试验,测量重物对小车的作用力和小车的加速度。

实验结果:通过实验,我们得到了如下数据:1. 小车初始速度为5m/s,经过10s后速度为5m/s,加速度为0。

2. 重物对小车的作用力为6N,小车的加速度为3m/s²。

结论:通过本实验,我们深入了解了牛顿运动定律的基本原理和应用方法,并成功地测量出了小车的速度、加速度和重物对小车的作用力。

这些知识和技能对于日常生活和工作都有很大的帮助。

实验二:电路基础实验目的:通过本实验,学生能够了解电路基础知识,包括电阻、电流、电压等概念,掌握串联电路和并联电路的基本原理。

实验器材:1. 电源2. 电阻器3. 电流表4. 电压表5. 连线6. 开关实验原理:电路是电流的通路,由电源、电器和导线组成。

电阻是导体阻碍电流流动的特性。

电流是电荷在导体内部移动的现象,单位为安培。

电压是电流在电路中流动时产生的电场效应,单位为伏特。

实验步骤:1. 制作串联电路和并联电路,分别连接电源、电阻器、电流表和电压表。

2. 测量电路中电压和电流的数值,并计算出电路的总电阻。

3. 比较串联电路和并联电路的电压和电流差异。

实验结果:通过实验,我们得到了如下数据:1. 串联电路中电压为5V,电流为0.5A,总电阻为10Ω。

物理实验报告6篇

物理实验报告6篇

物理实验报告6篇物理实验报告 (1) 【实验装置】FQJ-Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。

【实验原理】根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为(1-1)式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。

因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为(1-2)式中为两电极间距离,为热敏电阻的横截面,。

对某一特定电阻而言,与b均为常数,用实验方法可以测定。

为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有(1-3)上式表明与呈线性关系,在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值,以为横坐标,为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。

热敏电阻的电阻温度系数下式给出(1-4)从上述方法求得的b值和室温代入式(1-4),就可以算出室温时的电阻温度系数。

热敏电阻在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。

非平衡直流电桥原理图如右图所示,B、D之间为一负载电阻,只要测出,就可以得到值。

当负载电阻→,即电桥输出处于开路状态时, =0,仅有电压输出,用表示,当时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。

为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。

若R1、R2、R3固定,R4为待测电阻,R4 = RX,则当R4→R4+△R时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:(1-5)在测量MF51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥,,且,则(1-6)式中R和均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1-6)运算可得△R,从而求的 =R4+△R。

物理实验报告 (2) 实验目的:观察水沸腾时的现象实验器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔纸板、温度计、水、秒表实验装置图:实验步骤:1.按装置图安装实验仪器,向烧杯中加入温水,水位高为烧杯的1/2左右。

物理实验报告及步骤

物理实验报告及步骤

一、实验目的1. 验证物体在自由落体运动中,下落速度与时间成正比的关系。

2. 研究重力加速度在不同条件下的变化。

二、实验原理自由落体运动是指物体仅在重力作用下,从静止开始下落的运动。

在忽略空气阻力的情况下,物体下落速度与时间成正比,即 v = gt,其中v为下落速度,g为重力加速度,t为下落时间。

三、实验仪器1. 自由落体实验装置(含铁球、细线、支架等)2. 秒表3. 米尺4. 计算器四、实验步骤1. 将铁球用细线系好,挂在支架上,调整铁球处于静止状态。

2. 将秒表调零,并确保秒表与铁球在同一水平面上。

3. 将铁球释放,同时启动秒表计时,记录铁球下落的时间t。

4. 用米尺测量铁球下落的距离h,精确到毫米。

5. 重复步骤3和4,进行多次实验,至少进行5次,记录每次实验的数据。

6. 计算每次实验下落速度v,公式为 v = h / t。

7. 分析实验数据,绘制v-t图象,观察速度与时间的关系。

8. 比较不同实验条件下重力加速度的变化。

五、实验数据实验次数 | 下落时间t(s) | 下落距离h(m) | 下落速度v(m/s)--- | --- | --- | ---1 | 1.00 | 4.90 | 4.902 | 1.20 | 5.76 | 4.833 | 1.40 | 6.68 | 4.814 | 1.60 | 7.60 | 4.755 | 1.80 | 8.50 | 4.72六、实验结果与分析1. 根据实验数据,绘制v-t图象,观察速度与时间的关系。

从图象可以看出,速度与时间呈线性关系,验证了物体在自由落体运动中,下落速度与时间成正比的关系。

2. 通过比较不同实验条件下重力加速度的变化,可以发现重力加速度在不同条件下基本保持不变,说明在实验误差范围内,重力加速度为常数。

七、实验结论1. 在忽略空气阻力的情况下,物体在自由落体运动中,下落速度与时间成正比。

2. 在实验误差范围内,重力加速度为常数。

八、实验注意事项1. 实验过程中,确保铁球静止,避免因铁球运动不稳定而影响实验结果。

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物理仿真实验——拉曼光谱一、实验目的:1.拍摄拉曼光谱并观察;2.学会推测出分子拉曼光谱的基本概貌,如谱线数目、大致位置、偏振性质和它们的相对强度;3.从实验上确切知道谱线的数目和每条线的波数、强度及其应对应的振动方式。

4.以上两个方面工作的结合和对比,利用拉曼光谱获得有关分子的结构和对称性的信息。

二、实验原理(1)拉曼效应和拉曼光谱:当光照射到物质上时会发生非弹性散射,散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分(瑞利散射)外,还有比激发光波长长的和短的成分,后一现象统称为拉曼效应。

由分子振动、固体中的光学声子等元激发与激发光相互作用产生的非弹性散射称为拉曼散射,一般把瑞利散射和拉曼散射合起来所形成的光谱称为拉曼光谱。

(2)拉曼光谱基本原理: 设散射物分子原来处于基电子态,振动能级如下图所示。

当受到入射光照射时,激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收,表述为电子跃迁到虚态,虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光,即为散射光。

设仍回到初始的电子态,则有如图所示的三种情况。

因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线,也有与入射光频率不同的谱线,前者称为瑞利线,后者称为拉曼线。

在拉曼线中,又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线,而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。

瑞利线与拉曼线的波数差称为拉曼位移,因此拉曼位移是分子振动能级的直接量度。

下图给出的是一个拉曼光谱的示意图。

(3)拉曼效应的经典电磁解释:如分子,在激发光的交变场作用下发生感生极化,也就是正负电中心从相合变为相离,成为电偶极子。

这感生电偶极子是随激发场而交变的,因此它也就是成了辐射体。

简单的与激光同步的发射,就成为瑞利散射。

然而分子本身有振动和转动,各有其特种频率。

这些频率比激发光的频率低一两个数量级或更多些,于是激发光的每一周期所遇的分子振动和转动相位不同,相应的极化率也不同。

(4)当光入射到样品上时的三种情况:1.光子同样品分子发生了弹性碰撞,没有能量交换,只是改变了光子的运动方向,此时散射光频率=入射光频率:hvk =hv1;2.如频率为v1的入射光子被样品吸收,样品分子被激发到能量为hvL的振动能级L = 1上,同时发生频率为v s=v1-v L的斯托克斯散射;3.如果分子处于振动能级为L = 1的激发态,入射光子吸收了这一振动能级的的能量就会发生频率为vas =v1-vL的反斯托克斯散射。

(5)拉曼光谱在外观上有三个明显的特征:1·对同一样品,同一拉曼线的波数差与入射光波长无关;2·其次在以波数为变量的拉曼光谱图上,如果以入射光波数为中心点,则斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分裂在入射光的两边;3·斯托克斯的强度一般都大于反斯托克斯线的强度。

拉曼光谱的上述特点是散射体部结构和运动状态的反映,也是拉曼散射固有机制的体现。

(6)拉曼光谱的退偏度在拉曼散射中,当电磁波与某一系统相互作用时,该系统的偏振态经常发生变化,这种现象称为退偏。

退偏度反映了分子振动的对称情况;退偏度的定义如下所述:由于拉曼散射光的偏振状态取决于入射光的偏振状态、散射系统的取向和观察方向,所以先要定义一个参考平面,通常取入射光传播方向和观测方向组成的平面,称为散射平面。

当入射光为平面偏振光,且偏振方向垂直于散射平面,而观测方向在散射平面与入射光传播方向成角时,定义退偏度为;当入射光偏振方向平行于散射平面时,定义退偏度为,具体形式[为:(1)其中,光强左上标表示入射光的电矢量与散射平面的关系,的右下标表示散射光的电矢量与散射平面的关系。

图1 入射光沿z轴入射,沿x轴方向偏振的情况例如,入射光沿z轴入射,沿x轴方向偏振时,散射平面为y-z平面,沿y 轴观察时,如图1所示,其退偏度为(2)当入射光沿y轴方向偏振时,散射光的退偏度为:(3)当入射光为自然光时,有:(4)可以证明,对于入射光为线偏光的情况,有:(5.1)(5.2)对于自然光,则有:(6)其中,称为平均极化率,是“平均”极化率的度量;称为各向异性率,是极化率各向异性率的度量。

它们是研究分子振动对称性的重要参数。

2.2 CCl退偏度的理论计算42.2.1 实验样品的谱图分析分子由一个碳原子和四个氯原子组成,四个氯原子位于正四面体的四个顶点,碳原子在正四面体的中心。

而N个原子构成的分子,当N≥3时,有(3N-6)个部振动自由度,因此分子具有9个简正振动方式。

每类振动所具有的振动方式数目对应于量子力学中能级简并的重数,所以如果某一类震动有g个振动方式,就称为该类振动是g 重简并的。

根据以上讨论的拉曼光谱基本原理,可以推测出分子拉曼光谱的基本概貌,如谱线数目、大致位置、偏振性质和它们的相对强度;可以从实验上确切知道谱线的数目和每条线的波数、强度及其应对应的振动方式(为此有时需辅以红外光谱等手段)。

以上两个方面工作的结合和对比,就可以利用拉曼光谱获得有关分子的结构和对称性的信息。

2.2.2CCl的分子结构及振动模式4分子为四面体结构,一个碳原子在中心,四个氯原子在四面体的四个顶CCl4点,共有9种简正振动方式,根据分子对称性的结构,这9种简正振动可以归成下列A1,E,T1,T2四类振动方式,在同一类中,各振动方式具有相同的能量,因而它们是简并的,A1,E,T1,T2的振动方式分别为:1)A1. 4个原子沿各自与c 的连线同时向外或向运动(呼吸式)。

2)E. 4个沿垂直于各自与c的连线的方向运动并保持重心不变,两重简并。

3)T1. C原子平行于正方形的一边运动,4个原子同时平行于该边反向运动。

分子重心保持不变,三重简并4)T2. 2个原子沿立方体一面的对角线做伸缩运动,另两个在对面做位相相反的运动,也是三重简并。

图2 分子的9种简正振动不考虑耦合引起的微扰,上述四种振动方式对应于拉曼光谱的四种不同的散射波数或频率差,也即每种对应一条斯托克斯线和一条反斯托克斯线。

除了A1模式是对称的之外,其他三种模式都是反对称的。

2.2.3 退偏度的理论计算在电磁辐射的经典理论中,一个圆频率为的振荡电偶极矩,不论是物质固有的或由外场感生的,都能辐射频率为的电磁波[3]。

在拉曼散射中,一个频率为的光入射到一个分子上时,可以感应产生电偶极矩,在一级近似下,所产生的电偶极矩,与入射光波电场的关系为:(7)其中,为极化率量,为分子的振动频率。

(8)它与分子的结构和取向有关,可以证明它是对称量[3]。

对同一个体系,选取不同的坐标系,极化率量的各分量也会发生改变,但有两个极化率量分量的组合量为不变量,分别是:(9)(10),就是(2.1.2),(2.1.3)中的平均极化率和各项异性率。

现计算CCl4个振动模式对应的平均极化率和各向异性率γ。

对于振动模式T1,有:(11)由于CCl分子和振动模式的对称性,绕z轴(设振动平面平行于z轴)转4动180度后,极化率量不变,振动方式反向,所以对于P和E,有,即(12)由于E为任取的,所以可得到:因此,,(13)同理,对于振动模式E、T2,,对于对称振动A1,由于分子对称性和振动对称性是一致的,因此有,从而,,综上所述,在几种特殊情况下退偏度的理论结果列表如下:振动模式A10103/416/7E/T1/T2三、实验仪器:仪器:激光拉曼/荧光光谱仪(单色仪,激光光源,外光路系统及样品装置,聚光部件,分光系统,探测系统等)四、实验容:分子的振动拉曼光谱、振动拉曼偏振光谱。

1..获取CCL4调节拉曼光谱仪的外光路,注意两个要点:a. 观察到瑞利光的成象清晰,并进入摄谱仪的入射狭缝;b. 调整聚光部件,使汇聚光的腰部正好位于样品管中心,从各个方面观察,激光束都应通过样品的中心。

2.拟定实验方案拍摄四氯化碳样品,并以激光光源的瑞利线校正摄谱仪的读数,精确标出各谱峰位置,求出各相应的拉曼位移。

(用cm-1表示)的拉曼光谱,分析其异同点及其原因。

3.入射光为线偏振光的退偏度测量(四氯化碳)拉曼光谱的退利用实验室提供的偏振片、1/2波片等研究 CCL4偏度特性,并于理论值比较。

(1)调节好拉曼光谱仪和各项参数,使得入射狭缝的光强最强,并且噪声较小。

(2)将偏振片P1放置到相应位置,调节角度为0度,使入射光经起偏后对于散射面为垂直偏振光。

放置1/2波片,令1/2波片的快轴指向同偏振方向平行。

虽然1/2在线偏光测量时并无作用,但这样做可以保证下面在进行自然光测量的时候,实验条件不改变从而保证两次结果叠加的可靠性。

(3)将P2放置到相应位置,调节角度为0度,使散射光对于散射面为平行偏振,启动软件进行一次500~560nm的单程测量。

(4)将P2角度调整为90度,使散射光对于散射面为垂直偏振,再进行一次相同围的测量。

(5)将调整P2前后得到的图像和峰值数据整合到一起进行比较,利用公式算出各峰的ρ⊥。

五、实验结果CCL的拉曼光谱:4特征峰波长/nm 519.3 523.0 525.9 538.2 541.3 545.3波数差/cm-1459.7 323.5 218.0 -216.5 -322.9 -458.5特征峰高853.7 640.0 956.7 1762.8 1759.9 4495.6从图中可以看出正斯托克斯和反斯托克斯线各有三条。

且对应的波数差相差不大。

CCL4的退偏度:特征峰波长/nm 523.0 525.9 538.2 541.3 545.3754.8 982.5 1829.0 1789.8 162.2 I[⊥:∥](π/2)919.9 1333.1 2462.7 2466.3 6234.8 I[⊥:⊥](π/2)ρ⊥(π/2) 0.821 0.737 0.743 0.726 0.026 误差分析:ρ⊥(π/2)的理论值为0.75,实验测得的数据与理论相接近,误差较小。

本次实验为仿真实验,因此从理论上来讲没有系统误差,不过实际操作时会因入射、出射狭缝,孔径角的匹配,激发波长的而导致误差。

六、思考题:1.在拉曼光谱实验中为了得到高质量的谱图,除了选用性能优异的光谱仪外,正确的使用光谱仪,控制和提高仪器的分辨率和信噪比是很重要的.提高仪器的分辨率和信噪比的主要因素是什么?实验中如何实现和鉴别?控制仪器分辨率的主要因素:(1)入射、出射狭缝:随着狭缝宽度加大,分辨率线性下降,使谱线展宽。

(2)孔径角的匹配:由于分辨率是光栅宽度的线性函数,如果收集光系统不能照明整个光栅,则仪器分辨率将会下降。

.. ..提高仪器信噪比的主要因素:(1)激发功率提高激发光强度或增加缝宽能够提高信噪比;(2)激发波长。

一般用长波长的激光谱线作为激发光,对获得高质量的谱图有利。

2.研究单光子计数器的作用,实验中如何选取脉冲幅度甄别器的甄别电平(阈值)。

选取脉冲幅度甄别器的甄别电平(阈值)要满足:把幅度低于甄别电平的脉冲抑制掉。

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