大学物理实验指导书
物理实验指导书(第三章)
物理实验指导书(第三章)
本章主要介绍了物理实验的准备工作和实验过程中的注意事项。
实验准备
实验目的
本实验的主要目的是：
1. 理解某一物理原理或现象的实验方法；
2. 练使用物理实验仪器和设备；
3. 掌握实验操作的基本技能。
实验器材
本实验所需的器材和设备包括：
1. 仪器A：用于测量X的仪器；
2. 仪器B：用于测量Y的仪器；
3. 电源：提供实验所需的电力。
实验步骤
本实验的步骤如下：
1. 步骤1：准备实验所需的器材和设备；
2. 步骤2：连接仪器A和仪器B，并将它们与电源连接；
3. 步骤3：按照实验要求进行测量和记录结果；
4. 步骤4：完成实验后，关闭仪器和电源，并整理实验台。
实验注意事项
在进行本实验时，需要注意以下事项：
1. 保持实验环境的整洁和安静，避免外界干扰；
2. 仔细阅读实验指导书，确保理解实验要求和步骤；
3. 使用仪器和设备时，要按照正确的方法和顺序进行操作；
4. 注意实验结果的准确性和可靠性，尽量减小误差；
5. 如有实验安全问题或紧急情况，立即报告老师或实验室管理员。
以上是关于物理实验指导书第三章的内容介绍和要点提示，希望对你有所帮助！。
大学物理空气比热容实验指导书
U T0 ） ④ 当瓶内气体温度 T1 升至室温 T0， 且压强稳定后， 此时瓶内气体状态为Ⅲ （p2、 T0） ， 记下 （ U p2 、 。
每次测出一组压强值 p0、p1、p2，求 。重复 6~10 次，计算 的平均值和不确定度（只考虑 A 类不 确定度） 。 (4) 注意事项 ① 实验前应检查系统是否漏气，方法是关闭放气阀 A，打开充气阀 B，用充气球向瓶内打气，使瓶内 压强升高 1000～2000Pa 左右，观察压强是否稳定，若始终下降则说明系统有漏气之处，须找出原因。 ② 做好本实验的关键是放气要进行得十分迅速。即打开放气阀后又关上放气阀的动作要快捷，使瓶内 气体与大气相通要充分且尽量快的完成。注意记录 UP、UT。 ③ 转动充气阀与放气阀的阀门时，一定要一手扶住玻璃阀门，另一只手转动活塞。
p （3）
Ⅰ(p1V1T0)
由（3）式可以看出，只要测得 p0、p1、p2 就可求得空气 。 (2) AD590 集成温度传感器 AD590 是一种新型的电流输出型温度传感器，测温范围为55℃ —150℃。当施加+4—+30V 的激励电压时，这种传感器起恒流源的 作用，其输出电流与传感器所处的热力学温度 T（单位 K）成正比， 且转换系数为 Kc=1A/K 或 1A/℃。如用摄氏度 tc 表示温度，则输 出电流为
U i U 0 K P ( pi pc )
（4） （5）
C D
Kp
Um U0 pc
其中 pi——被测气体压强； pc——大气压强； Ui——C、D 两端压差为 pipc 时传感器的输出电压值 ； Uo——C、D 两端压差为零时传感器的输出电压值； Um——C、D 两端压差为 pc 时传感器的输出电压值； 由此我们便可由下面的公式（6）求出气体的压强。
大学物理实验I指导书(2019秋季,普通班)
大学物理实验I指导书(2024秋季普通班)
大学物理实验I指导书(2024秋季普通班)一、教学内容1. 实验原理：介绍测量物体质量、密度和比热容的基本原理，如阿基米德原理、密度的定义以及比热容的计算公式等。
2. 实验步骤：详细说明实验操作的顺序，包括仪器的安装、调节、测量和数据记录等。
3. 实验数据处理：教授如何对实验数据进行处理，包括误差分析、数据拟合等。
4. 实验安全：强调实验过程中需要注意的安全事项，如正确使用仪器、防止实验伤害等。
二、教学目标1. 使学生掌握测量物体质量、密度和比热容的基本原理和方法。
2. 培养学生的实验操作能力，提高实验技能。
3. 培养学生的数据处理能力，使他们能够对实验数据进行合理的分析和处理。
三、教学难点与重点1. 难点：实验数据的处理和分析，包括误差分析、数据拟合等。
2. 重点：实验原理的理解和实验操作的熟练掌握。
四、教具与学具准备1. 教具：计算机、投影仪、实验仪器（如天平、密度计、热源等）。
2. 学具：实验报告册、实验讲义、测量工具（如尺子、量筒等）。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过一个简单的实验，使学生了解测量物体质量、密度和比热容的重要性。
2. 讲解实验原理：详细讲解测量物体质量、密度和比热容的基本原理。
3. 演示实验操作：教师演示实验操作步骤，学生跟随操作。
4. 数据处理与分析：教授如何对实验数据进行处理和分析，包括误差分析、数据拟合等。
5. 实验安全讲解：强调实验过程中需要注意的安全事项。
6. 随堂练习：学生进行实验操作，教师巡回指导。
7. 例题讲解：通过例题，使学生掌握实验数据的处理方法。
六、板书设计1. 实验原理：阿基米德原理、密度的定义、比热容的计算公式。
2. 实验步骤：仪器的安装、调节、测量和数据记录。
3. 数据处理：误差分析、数据拟合。
4. 实验安全：正确使用仪器、防止实验伤害。
七、作业设计1. 题目：测量物体质量、密度和比热容的实验报告。
答案：详见实验报告。
2. 题目：根据实验数据，进行误差分析和数据拟合。
大学物理实验指导书--9个项目
V = u（f/f0 – 1）
（3）
若已知声速 u 及声源频率 f0 ，通过设置使仪器以某种时间间隔对接收器接收到的频率 f
采样计数，由微处理器按（3）式计算出接收器运动速度，由显示屏显示 V－t 关系图，或调
阅有关测量数据，即可得出物体在运动过程中的速度变化情况，进而对物体运动状况及规律
进行研究。
f = f0（1+V/u） 当接收器向着声源运动时，V 取正，反之取负。
（2）
若 f0 保持不变，以光电门测量物体的运动速度，并由仪器对接收器接收到的频率自动 计数，根据（2）式，作 f —V 关系图可直观验证多普勒效应，且由实验点作直线，其斜率
应为 k=f0/u ，由此可计算出声速 u=f0/k 。 由（2）式可解出：
k
Vi
f Vi
i 2
Vi Vi 2
f
i
（4）
由 k 计算声速 u = f0/k，并与声速的理论值比较，声速理论值由 u0 = 331(1＋t/273)1/2 (米 /秒)计算，t 表示室温。测量数据的记录是仪器自动进行的。在测量完成后，只需在出现的
显示界面上，用 键选中“数据”， 键翻阅数据并记入表 1 中，然后按照上述公式计算
2．若计时器不计时或不停止计时，可能是光电门位置放置不正确，造成钢球上下振动 时未挡光，或者是外界光线过强，此时需适当挡光。
【数据与结果】
（1）在忽略容器体积 V、大气压 p 测量误差的情况下估算空气的比热容比
M（kg）
V（m3）
P（Pa）
d（m）
T(s)
实验三 光栅衍射
【实验目的】1．观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律；2．进一步熟悉分光计的调 节和使用；3．学会利用光栅衍射测定光栅常数、光波长。 【实验原理】
【参考文档】大物实验指导书-精选word文档 (22页)
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物理实验指导书
《大学物理》实验指导书宋书剑袁宝华编著电子技术省级实验教学示范中心实验一、测量误差与数据处理 (1)实验二、静电场描绘 (3)实验三、电表改装与校准 (6)实验四、用霍尔元件测磁场 (11)实验五、用霍尔元件测螺线管磁场 (16)实验六、用惠斯通电桥测电阻 (21)实验七、分光计的调整 (23)实验八、用分光计测棱镜玻璃的折射率 (25)实验一测量误差与数据处理一、实验目的1．了解关于测量误差的基本理论，了解数据处理的基本方法。
2．掌握不确定度的概念及其评定方法。
3．掌握有效位数的概念及修约规则。
二、实验内容了解误差的定义、分类及处理方法，不确定度的概念，直接测量量的不确定度的评定方法。
掌握间接测量量的不确定度的评定方法。
实验数据的有效位数的概念和修约规则。
原始数据的读取方法、最终实验结果的有效位数的确定及表示方法。
三、实验仪器静电场描绘仪 THME-1 一台四、实验原理测量误差可分为随机误差、系统误差和粗大误差。
1. 随机误差误差的单独出现，其符号和大小没有一定的规律性，但就误差的整体来说，服从统计规律，这种误差称为随机误差。
它是测量中多种独立因素的微量变化的综合作用结果。
2. 系统误差在相同测量条件下重复测量某一被测量时，误差的大小和符号不变或按一定的规律变化，这样的测量误差称为系统误差。
系统误差又分为已定系统误差和未定系统误差。
3. 粗大误差粗大误差（也称过失误差）的数值远远超出随机误差或系统误差。
粗大误差往往是由测量人员的疏忽或测量环境条件的突然变化引起的。
五、实验注意事项牢记不确定度的概念及不确定度的评定方法。
实验数据的有效位数及修约规则。
六、实验步骤1．了解测量误差的定义、分类及其处理方法。
2．学会不确定度的概念，了解为什么引入不确定度评定测量结果，不确定度与算术平均误差的区别。
理解直接测量量的不确定度的评定方法和间接测量量的不确定度的评定方法，掌握不确定度的概念及其评定方法。
3．学会直接测量量的不确定度的评定方法、间接测量量的不确定度的评定方法、实验数据的有效位数的修约规则和实验最后结果的表示。
Afosef大学物理实验II指导书
秋风清, 秋月明,落叶聚还散,寒鸦栖复惊。
《大学物理实验II实验指导书》目录实验1.空气比热容比的测定 (1)实验2.导热体热导率的测定 (3)实验3.示波器测超声波声速 (5)实验4.光速测量实验 (6)实验5.光电效应法测普朗克常量 (8)实验6.夫兰克—赫兹实验 (10)实验7、电子束聚焦和偏转研究 (12)实验8、霍尔元件基本参量及磁场的测量 (14)实验9、迈克尔逊干涉仪的调整与使用 (15)实验10、棱镜摄谱实验 (16)实验11.光栅测量 (17)实验12.硅光电池特性研究实验 (18)实验13.磁场的测量实验19实验1.空气比热容比的测定【实验仪器】直流电源（6V）、空气比热容比测定仪、空气比热容比实验仪、电阻箱（5 kΩ）和三根导线【实验内容】测定空气的比热容比值。
【注意事项】1.实验过程中若要移动实验装置, 请小心移动, 不要拉扯接线；2.本实验电路已经接好, 请不要改动线路；实验完成后请不要拆线；电阻箱的阻值固定为 5 kΩ, 请同学们自行检查此值是否正确, 在以后实验过程中不要改动；3.温度传感器AD590的正负极不要接错；【实验步骤】1.理解实验原理, 观察实验仪器和控制仪, 了解仪器各部件名称、作用方式和功能, 以及测定仪面板上各按键的功能；2.开启空气比热容比测定仪的电源开关, 在测压强窗口, 用调零电位器调节零点；开启直流电源开关, 电压设置为6V, 并检查电阻箱阻值（5 kΩ）, 此时, 温度窗口显示值约在1400 ～1700之间；打开放气阀C2, 使瓶内气体与外界气体充分流通, 时间约为几分钟；3.关闭放气阀C2, 打开充气阀C1；用打气球把空气稳定地打进储气瓶内,充气时仪器压强显示值为150左右即可；关闭充气阀C1；等待到达稳定状态（第I状态（P1, V1, T0））后, 记录瓶内压强均匀时的压强P1和温度T0值（P0、T0值用电压mV表示）；4.迅速打开放气阀C2, 放出气体；当储气瓶内的空气压强低到环境大气压时（放气声消失）, 及时关闭放气阀C2（动作要快, 不能超过1 s的时间）。
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《普通物理学实验》实验指导书机械建筑学院2011年10月实验一 落球法测定液体粘滞系数一、实验目的1、观察液体的内摩擦现象，学会用落球法测量液体的粘滞系数。
2、掌握基本测量仪器（如游标卡尺、螺旋测微计、秒表）的用法。
二、实验内容1、将玻璃圆筒装入液体，调节圆筒，使其中心轴处于铅直位置。
用游标卡尺测量圆筒的内直径D 。
用米尺量出圆筒上标号线A 、B 之间的距离S 。
2、用螺旋测微计测小钢球的直径d 、在三个不同的方向上测量，取其平均值。
共测试5个小球，记录测量结果，编号待用。
3、用吸棒吸起小钢球，为使其表面完全被所测的油浸润，先将小球在油中浸一下，然后放入玻璃管中。
用秒表测出小球匀速下降通过路AB 所需的时间t ，则v=s/t （5个小球分别测量）。
4、小球的密度由实验室给出，液体的密度可测定或给出。
记下油的温度。
5、根据每个小球的数据，按照公式④计算η，然后求η平均值及其 误差。
注意:实验中常用的液体为蓖麻油或甘油。
为了减少实验误差，采用小直径的钢球（钢球直径1mm ）。
三、 实验设备、仪器1、粘滞系数实验仪、甘油。
2、游标卡尺、螺旋测微计、秒表、钢球。
四、实验原理小球在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用。
这种阻力即为粘滞力，是由于粘附在小球表面的液层与邻近液层的摩擦而产生的，它不是小球和液体之间摩擦阻力。
则根据斯托克斯定律，小球受到的粘滞力为：f=6πηrv ①其中，η是液体的粘滞系数，r 是小球的半径，v 是小球的运动速度。
在装有液体的圆筒形玻璃管的导管D 处让小球自由下落。
小球落入液体后，受到三个力的作用，即重力ρVg ，浮力ρ0Vg 和粘滞力f 的作用，其中V 是小球的体积，ρ和ρ分别为小球和液体的密度。
在小球刚落入液体时，垂直向下的重力大于垂直身上的浮力和粘滞力之和，于是小球作加速运动。
随着小球运动速度的增加，粘滞力也增加，当速度增加到一值v 0时，小球所受的合力为零。
此后小球就以该速度匀速下落。
前面说过，式①只适用于小球在无限广延的液体内运动的情形。
而在本实验中，小球是在半径为R 的装有液体的圆形管内运动。
如果只考虑管壁对小球运动的影响，则式①应修改为： f=6πηrv 0（1+kr/R ） ②式中v 0是小球在圆筒内的收尾速度，即达到匀速运动的那个速度；k 是一个常数，其值由实验室给定。
由于小球以v 匀速下降，根据力的平衡方程得：6πηrv 0（1+kr/R ）=ρVg －ρ0Vg ③故液体的粘滞系数为：η＝2g 2r (ρ－ρ0)/9v 0（1+kr/R ）=g 2d (ρ－ρ0)/18v 0（1+kr/D ）④在小球的密度ρ、液体的密度ρ0和重力加速度g 已知的情况下，只要测出小于的直径d ，圆筒的直径D 和小球的速度v 0就可以算出液体的粘滞系数η。
式中各量的单位：g 用N/kg,d 、D 用 kg/3m ,v 0用m/s,则η的单位为N.s/2m 即Pa.s 。
1、数据与处理：g=____N.k 1-g ρ=_____kg.3-m ρ0=____kg.3-m K=____N/m S 测=____ⅹ310-m表1 测D 值（310m ）表2 测D 及td （310m ）、t(s))]/()//(//2[kd D D D d d kd t t d d r E +∆+∆+∆+∆=∆=ηη η∆=rE ∙η=________(Pa.s))_______(s Pa ⋅=∆±=ηη实验二 三线摆测定刚体转动惯量一、实验目的1、学习用三线摆法测量物体的转动惯量，测量相同质量的圆盘和圆环，绕同一转轴扭转时，其转动惯量不相同说明转动惯量与质量分布有关。
2、验证转动惯量的平行轴定理。
3、学习用激光光电传感器精确测量三线摆扭转运动的周期。
二、实验内容1、测定下圆盘对于21o o 轴的转动惯量J 0和理论值进行比较。
理论值公式为：圆盘： 281mDJ = （D 为直径）圆环： )(8122外内D D m J +=2、测圆环或圆盘对于21o o 的转动惯量J ，和理论值比较。
3、验证平行轴定理。
将两个直径为D 的圆柱体，使它们的间距为2d 。
D 为圆柱中心轴线与转轴间距离，两圆柱中心连线通过转轴，测得J 和J ，按公式④计算2md 值，并与理论值进行比较。
三、实验设备、仪器1、新型转动测定仪平台、米尺、游卡尺、计时计数仪、水平仪，试件为圆盘、圆环及圆柱体3种 四、实验原理三线摆是将一个匀质圆盘，心等长的三条线线对称地悬挂在一个水平的小圆盘下面构成。
这上下两个圆盘各自的悬点之间是等距的，各自构成等边三角形的三个顶点。
当底圆盘B 调成水平，三线等长时，B 盘可以绕垂直于其盘面并通过两圆盘中心的轴线作扭转摆动，扭转的周期与下圆盘的转动惯量有关，三线摆法正是通过测量它的扭转周期去求任一已知质量的物体的转动惯量。
在摆角很小、三悬线很长且等长，线的张力相等，上下圆盘平行，只绕轴扭转的条件下，下圆盘B 对轴21o o 的转动惯量0J 为：224THgRr m J π=①式中0m 为下圆盘B 的质量，r 和R 分别为上圆盘A 和下圆盘B 上线悬点到各自圆心1o 和2o 的距离，H 为两圆之间的垂直距离，0T 则仅为下圆盘扭转的周期。
若测量质量为m 待测物体对于21o o 轴的转动惯量J ，只须将待测物体置于圆盘上，设此时扭转周期为T ，则共同的对于21o o 轴的转运惯量为：2214)(THgRrm m J J J π+=+= ②于是得到待测物体于21o o 轴的转动惯量为：24)(JHgRr m m J -+=π ③上式表明，各物体对同一转轴的转动惯量具有相叠加的关系，这是三线摆法的优点。
为了将测量值和理论值比较，安置待测物体时，要使其质心恰和下圆盘B 的轴心和重合。
验证平行轴定理，设两柱体质心离开21o o 轴距离均为d 时，对于21o o 轴的转动惯量为3J ，设一个圆柱体质量为m ，则由平行轴定理可得：2322JJm d -=④由此测得的d 值和用长度器实测的值比较，在实验误差允许范围允许范围内两者相符的话，就验证了转动惯量的平等轴定理。
实验三 霍尔效应实验一、实验目的1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数。
2、测绘霍尔元件的VH －Ix ，VH －IM 曲线了解霍尔电势差VH 与霍尔元件控制电流Ix ，励磁电流IM 之间的关系。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二、实验内容（1）研究霍尔效应及霍尔元件特性1、测量霍尔元件灵敏度KH,计算载流子浓度n 。
2、测定霍尔元件的载流子迁移率μ。
3、判定霍尔元件半导体类型或者么推磁感应强度B 的方向。
4、研究VH 与励磁IM 、工作电流I 之间的关系。
（2）测量电磁铁气隙中磁感应引强度B 的大小及分布1、测量一定IM 条件下电磁铁气隙中必的磁感应强度B 的大小。
2、测量电磁铁气隙中磁感应强度B 的分布。
三、 实验设备、仪器1、霍尔效应试验仪、霍尔效应测试仪。
四、实验原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
当带电粒子被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
磁场B 位于Z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流I ，假设载流子为电子，它沿着与电流I 相反的X 负方向运动。
设霍尔元件宽度为l ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则霍尔元件的控制电流为：V neld x I = （1）当达到动态平衡时：E fL-=fl/HVB V = （2）由（1）（2）两式可得：d IB H RdIB ne l HEHV===1 （3） 即霍尔电压VH 与I 、B 的乘积成正比、与霍尔元件的厚度成 反比，比例系数RH=ne 1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强度的重要参数，根据材料的导电率ϭ=ne ɥ的关系，还可以得到：μρσμ==/HR（4）当霍尔元件的材料和厚度确定时，设：nedd HRHK/1/== （5）将（5）式代入（3）式中得：Bx I H KHV= （6）若需测量霍尔元件两之间的电势差，E 为由V 产生的电场强度，L 、l 分别为霍尔元件的长度和宽度。
由于金属的电子浓度n 很高，所以它的RH 或KH 都不大，因此不适宜作霍尔元件，此外元件厚度d 愈薄，KH 愈高，所以制作时，往往采用减小d 的方法来增加灵敏度，但不能认为d 愈薄愈好，因为此时元件的输入和输出电阻将会增加，这对锗元件是不希望的。
五、实验步骤 （1）按仪器面板上的文字和符号提示将ZKY —HS 霍尔效应实验仪与ZKY —HC 霍尔效应测试仪正确连接。
1、ZKY —HC 霍尔效应测试面板右下方为提供励磁电流IM 的恒流源输出端，接霍尔效应测试仪上电磁铁线圈电流的输入端。
2、“测试仪”左下方为提供霍尔元件控制电流IM 的恒流源输出端，接“实验仪”霍尔元件工作电流输入端。
3、“实验仪”上霍尔元件的霍尔电压VH 输出端，接“测试仪”中部下方的霍尔电压输入端。
4、将测试仪与220V 交流电压接通。
（2）测量霍尔电压VH 与励磁电流IM 的关系霍尔元件仍位于气隙中心，调节Ix=10.00mA ，调节IM=100、200......1000mA ，分别测量霍尔电压VH 值填入表，并绘出IM ——VH 曲线，验证线性关系的范围，分析当IM 达到一定值以后，IM ——VH 曲线斜率变化的原因。
表I M ——V H I=10.00mA实验四 验证动量守恒定律一、实验目的1、在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情形下，验证动量守恒定律。
二、 实验设备、仪器1、气垫导轨、计时计数测速仪。
2、滑行器2个、砝码若干、非弹性碰撞器1对、弹性碰撞器2个、相同尺寸的挡光片2个。
三、实验原理在水平导轨上放两个滑行器，以两个滑行器作为系统，在水平方向不受外力，两滑行器碰撞前、后的总动量就保持不变。
设两滑行器的质量分别为A m 、B m ,相碰撞的速度为A V 和B V ，相碰撞后的速度为AV '和B V ',则根据却是守恒定律有： B B AA B B A A V m V m V m V m '+'=+ ① 只要测出两个滑行器在碰撞前后的速度，称出两个滑行器的质量，即可验证上述动量守恒定律。
弹性碰撞：两滑行器在相碰端装有弹性碰撞器，它们相碰撞时可看作是弹性碰撞。
设两个滑行器质量相等，即m m m B A ==，并令A 滑行器静止不动，（即A V ＝0），B 滑行器以速度B V ，接近A 滑行器并与之相碰，可以测出在这种条件下B AV V '='，0='B V 即两滑行器交换速度。