固体物理实验报告
物理实验报告5 固体密度的测定
实验名称：固体密度的测定实验目的：a ．学习物理天平的正确使用方法。
b ．掌握流体静力称衡法测定固体（不溶于水）的密度实验仪器：物理天平、砝码、铜螺母、黄蜡、塑料块、细线、烧杯物理天平的读数方法：用天平称衡时，必须确定天平的平衡位置，即确定天平的停点。
灵敏度高的天平，两边常左右摆动，不易停下来，正确而迅速地判断天平的平衡位置，是实验操作的关键。
如果一定要等天平停止摆动，既费时又不经济，因此往往不等它静止，而直接从指针左右摆动的位置来推算它该停的位置——停点。
设读得指针3次连续摆幅数值为：（左，1x ）（右，2x ）（左，3x ），则左边读数的平均值为 （1x +3x ）/2，右边读数的平均值为2x ，上述两平均值的平均值就是停点a 。
22/)(331x x x a ++= 天平无载荷（两盘均空着）时的停点，称为天平的零点。
在正常情况下，零点应该在标尺中央刻度上（一般实验用的物理天平中央刻度为“10”）或其左右一个刻度以内，若相差太大，可在天平止动的情况下，稍微调节横梁上左右两端的平衡螺帽，至零点返回正常位置为止。
本实验所使用天平的最小砝码为1g ，对于1g 以下的砝码，可移动横梁上的游码代替，其最小分度为20mg （或50mg ）。
20mg （或50mg ）一下的质量可采用下述方法（内插法）计算出来。
先求出天平的零点0a ，要称衡某质量为M 的物体，在右盘放上砝码m ，若m 比M 略小，停点在1a ，移动横梁上的游码，加0m =20mg （或50mg ），停点变成2a ，此时m+0m >M 。
容易得出物体的质量M 为：12010)(a a m a a m M -⨯-+= 其中：120a a m -为指针每偏转1个刻度（1格）所代表的质量，称为天平的分度值，其倒数称为天平的灵敏度。
严格来说，一架天平的分度值或灵敏度随着天平载荷大小的变化而变化，载荷越答，灵敏度越低。
但是在本实验中，我们将分度值看作不变，因此，在整个实验中只需要在空载情况下测量一次分度值，在其他多次测量中，只要测出相应的1a 或2a ，就可算出20mg （或50mg ）以下的质量。
固体性质的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解固体物质的物理性质和化学性质。
2. 掌握固体物质的熔点、沸点、硬度、密度等基本性质的测定方法。
3. 培养实验操作技能和实验数据处理能力。
二、实验原理固体物质的物理性质包括熔点、沸点、硬度、密度等，这些性质可以用来判断物质的种类和纯度。
本实验通过测定固体物质的熔点、沸点、硬度、密度等性质，分析物质的性质。
三、实验仪器与药品1. 仪器：熔点测定仪、沸点测定仪、硬度计、电子天平、量筒、烧杯、酒精灯、试管等。
2. 药品：固体物质（如苯、冰、石英等）。
四、实验步骤1. 熔点测定：将待测固体物质放入熔点测定仪中，加热，记录固体开始熔化和完全熔化时的温度。
2. 沸点测定：将待测固体物质放入沸点测定仪中，加热，记录固体开始沸腾时的温度。
3. 硬度测定：使用硬度计对固体物质进行硬度测定，记录硬度值。
4. 密度测定：将固体物质放入量筒中，读取体积，将固体物质取出，用电子天平称量质量，计算密度。
五、实验数据与结果1. 熔点：苯的熔点为-95℃，冰的熔点为0℃，石英的熔点为1730℃。
2. 沸点：苯的沸点为80.1℃，冰的沸点为100℃，石英的沸点为2750℃。
3. 硬度：苯的硬度为0.4，冰的硬度为1.5，石英的硬度为7。
4. 密度：苯的密度为0.88 g/cm³，冰的密度为0.92 g/cm³，石英的密度为2.65g/cm³。
六、实验讨论与分析1. 通过实验可知，苯、冰、石英的熔点、沸点、硬度、密度等物理性质存在较大差异，这表明固体物质的物理性质与其化学成分和结构有关。
2. 在实验过程中，熔点测定仪和沸点测定仪的使用要严格按照操作规程进行，以保证实验结果的准确性。
3. 硬度测定和密度测定实验操作简单，但需注意样品的处理和称量，以保证实验数据的准确性。
七、实验结论1. 通过本实验，我们掌握了固体物质的熔点、沸点、硬度、密度等基本性质的测定方法。
2. 实验结果表明，固体物质的物理性质与其化学成分和结构有关，不同固体物质的物理性质存在较大差异。
大学物理实验报告-测量固体密度-大学固体密度测量报告
大学物理实验报告-测量固体密度-大学固体密度测量报告
大学固体密度测量报告
本实验采用水比重瓶测量固体物质的密度。
实验工作结果如下所示：
（1）准备实验设备：
除准备实验设备之外，还准备了一瓶精制的清水，一根长度为10cm的金属杆子，一块重量为50克的铜片，一把计秤和一把测头。
（2）实验步骤：
1、首先，将空水比重瓶放入实验桌上，并记录空瓶重量；
2、再将铜片放入水比重瓶中，并记录其重量；
3、再将金属杆子放入水比重瓶中，并记录其重量；
4、接着，加入精制水至瓶口，直至将测头的水位抬至瓶口；
5、最后将测头水位放在瓶口位置，读取所测得的水比重率，表格中记录该值。
实验结果如下：
物体重量（g）密度（g/cm3）
空瓶 214.3 -
铜片 264.3 8.183
金属杆子 252.7 7.509
实验结果表明，通过水比重瓶测量，金属杆子和铜片的密度分别为7.509g/cm3 和8.183g/cm3，相差不大。
可以看出，采用水比重瓶测量固体物质的密度是一种可靠的测量方法。
本次实验的结果表明，在该实验中，我们采用了最简单的水比重瓶测量方法，取得良好的测量结果，特别是针对金属杆子和铜片来说，相差不大。
因此，可以得出结论，通过水比重瓶测量固体物质的密度是一种可靠的测量方法。
综上所述，本实验以水比重瓶来测量固体物质的密度，结果准确可靠，证实了水比重瓶测量固体物质密度的可行性。
在后期的实验工作中，将对不同种类的固体物质采用不同的实验方法来测量相关物性，给出更详细的结论。
固体物理实验报告-NdFeB合金的磁性能参数随温度 精品
固体物理实验报告NdFeB合金的磁性能参数随温度的变化与居里Tc的测定一、实验目的1)加深理解NdFeB合金里的磁性能参数Bs、Tc等随温度的变化关系；2)了解测量Tc的仪器与方法3)了解振动样品强磁计的测Tc的原理方法与实验步骤二、实验原理铁磁性物质的磁特性随温度的变化而改变，当温度上升至某一温度时，铁磁性就由铁磁状态转变为顺磁状态，失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度称为居里温度，以Tc表示。
如纯铁的居里点为1043K。
居里温度是磁性材料的本征参数之一，它公与材料的化学成分和晶体结构有关，几乎与晶体的大小、取向以及应力分布等结构因素无关，因此又称它为结构不灵敏参数。
测定铁磁材料的居里温度不仅对磁材料、磁性器件的研究和研制，而且对工程技术和应用都具有十分重要的意义。
由居里点温度的定义知，任何可测定M s或可判断铁磁性消失的带有温控的装置都可用来测量居里温度。
要测定铁磁材料的居里点温度，从测量原理上来讲，其测定装置必须具备四个功能：提供使样品磁化的磁场；改变铁磁物质温度的温控装置：判断铁磁物质磁性是否消失的判断装置：测量铁磁物质性消失时所对应温度的测温装置。
本实验利用加热测量不同温度下的Bs获得磁性转变温度点Tc。
三、实验内容1)由实验老师介绍振动样品磁强计的测量不同温度下Bs、Tc的原理与实验步骤2)进行磁性测试实验，获得不同温度下的Bs；3)根据Bs随温度的变化关系图求出Tc。
四、实验（设计）仪器设备和材料清单振动样品磁强计，NdFdB合金五、实验要求1)加深了解振动样品磁强仪的基本结构与实验步骤。
2)测量不同温度下NdFeB合金的Bs。
3)由不同温度下的Bs的变化曲线确定Tc六、实验测试及结果见附页。
固态物理力学实验报告
一、实验目的1. 了解固态物理力学的基本概念和实验方法。
2. 通过实验测量固体的弹性模量、泊松比等物理参数。
3. 培养学生运用实验方法解决实际问题的能力。
二、实验原理固态物理力学是研究固体材料在受力作用下的力学性质和行为的学科。
本实验主要测量固体的弹性模量（E）和泊松比（ν）。
弹性模量（E）是描述材料在受到外力作用时，材料抵抗形变的能力。
其计算公式为：\[ E = \frac{F}{A \cdot \Delta L} \]其中，F为作用在材料上的力，A为材料截面积，ΔL为材料在受力方向上的长度变化。
泊松比（ν）是描述材料在受到拉伸或压缩时，横向变形与纵向变形的比值。
其计算公式为：\[ \nu = -\frac{\Delta L_{\text{横向}}}{\Delta L_{\text{纵向}}} \]三、实验材料与仪器1. 实验材料：钢棒、橡皮筋等。
2. 实验仪器：电子天平、千分尺、万能试验机、拉伸测试仪等。
四、实验步骤1. 将钢棒固定在万能试验机上，确保钢棒水平放置。
2. 使用电子天平测量钢棒的质量m，记录数据。
3. 使用千分尺测量钢棒的直径D，记录数据。
4. 使用万能试验机对钢棒进行拉伸测试，记录钢棒在拉伸过程中的应力-应变曲线。
5. 根据应力-应变曲线，计算钢棒的弹性模量E。
6. 根据拉伸测试结果，计算钢棒的泊松比ν。
五、实验结果与分析1. 钢棒的弹性模量E为：\[ E = 2.06 \times 10^5 \text{ Pa} \]2. 钢棒的泊松比ν为：\[ \nu = 0.30 \]通过实验结果可以看出，钢棒在受到拉伸力作用时，其弹性模量和泊松比符合理论计算值。
这表明实验方法正确，实验结果可靠。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了固态物理力学的基本概念和实验方法。
2. 学会了运用实验方法测量固体的弹性模量和泊松比等物理参数。
3. 培养了运用实验方法解决实际问题的能力。
七、注意事项1. 实验过程中，注意安全，防止实验器材损坏。
物理实验报告《固体比表面的测定――BET法》
物理实验报告《固体比表面的测定――BET法》•相关推荐物理实验报告《固体比表面的测定――BET法》我们眼下的社会，需要使用报告的情况越来越多，报告中提到的所有信息应该是准确无误的。
写起报告来就毫无头绪？以下是小编收集整理的物理实验报告《固体比表面的测定――BET法》，仅供参考，大家一起来看看吧。
一,实验目的:1、学会用BET法测定活性碳的比表面的方法、2、了解BET多分子层吸附理论的基本假设和BET法测定固体比表面积的基本原理3、掌握BET法固体比表面的测定方法及掌握比表面测定仪的工作原理和相关测定软件的操作、二,实验原理气相色谱法是建立在BET多分子层吸附理论基础上的一种测定多孔物质比表面的方式,常用BET公式为: )-1 + P (C-1)/ P0 VmC 上式表述恒温条件下,吸附量与吸附质相对压力之间的关系、式中V是平衡压力为P时的吸附量,P0为实验温度时的气体饱和蒸汽压,Vm是第一层盖满时的吸附量,C为常数、因此式包含Vm和C两个常数,也称BET二常数方程、它将欲求量Vm与可测量的参数C,P联系起来、上式是一个一般的直线方程,如果服从这一方程,则以P/[V(P0-P)]对P/ P0作图应得一条直线,而由直线得斜率(C-1)/VmC和直线在纵轴上得截据1/VmC就可求得Vm、则待测样品得比表面积为:S= VmNAσA/ (22400m)其中NA为阿伏加德罗常数;m为样品质量(单位:g); σm为每一个被吸附分子在吸附剂表面上所占有得面积,σm的值可以从在液态是的密堆积(每1分子有12个紧邻分子)计算得到、计算时假定在表面上被吸附的分子以六方密堆积的方式排列,对整个吸附层空间来说,其重复单位为正六面体,据此计算出常用的吸附质N2的σm=0、162nm2、现在在液氮温度下测定氮气的吸附量的方法是最普遍的方法,国际公认的.σm的值是0、162nm2、本实验通过计算机控制色谱法测出待测样品所具有的表面积、三,实验试剂和仪器比表面测定仪,液氮,高纯氮,氢气、皂膜流量计,保温杯、四:实验步骤(一)准备工作1,按逆时针方向将比表面测定仪面板上氮气稳压阀和氢气稳压阀旋至放松位置(此时气路处于关闭状态)、2,将氮气钢瓶上的减压阀按逆时针方向旋至放松位置(此时处于关闭状态),打开钢瓶主阀,然后按顺时针方向缓慢打开减压阀至减压表压力为0、2MPa,同法打开氢气钢瓶(注意钢瓶表头的正面不许站人,以免万一表盘冲出伤人)、3,按顺时针方向缓慢打开比表面仪面板上氮气稳压阀和氢气稳压阀至气体压力为0、1MPa、4,将皂膜流量计与仪器面板上放空1口连接,将氮气阻力阀下方的1号拉杆拉出,测量氮气的流速,用氮气阻力阀调节氮气的流速为9ml/min,然后将1号拉杆推入、5,将皂膜流量计与仪器面板上放空2口连接,将氢气阻力阀下方的2号拉杆拉出,测量氢气的流速,用氢气阻力阀调节氢气的流速为36ml/min,然后将2号拉杆推入、6,打开比表面测定仪主机面板上的电源开关,调节电流调节旋钮至桥路电流为120mA,启电脑,双击桌面上Pioneer图标启动软件、观察基线、(二)测量工作1,将液氮从液氮钢瓶中到入保温杯中(液面距杯口约2cm,并严格注意安全),待样品管冷却后,用装有液氮的保温杯套上样品管,并将保温杯固定好、观察基线走势,当出现吸附峰,然后记录曲线返回基线后,击调零按钮和测量按钮,然后将保温杯从样品管上取下,观察脱附曲线、当桌面弹出报告时,选择与之比较的标准参数,然后记录(打印)结果(若不能自动弹出报告,则击手切按钮,在然后在谱图上选取积分区间,得到报告结果)、重复该步骤平行测量三次,取平均值为样品的比表面积、2、实验完成后,按顺序(1)关闭测量软件,(2)电脑,(3)将比表面仪面板上电流调节旋钮调节至电流为80mA后,关闭电源开关,(4)关闭氢气钢瓶和氮气钢瓶上的主阀门(注意勿将各减压阀和稳压阀关闭)、(5)将插线板电源关闭、操作注意事项1、比表面测定仪主机板上的粗调,细调和调池旋钮已固定,不要再动;2、打开钢瓶时,表头正面不要站人,以免气体将表盘冲出伤人;3、使用液氮时要十分小心,不可剧烈震荡保温杯,也不要将保温杯盖子盖紧;4、将保温杯放入样品管或者取下时动作要缓慢,以免温度变化太快使样品管炸裂;5、关闭钢瓶主阀时,不可将各减压阀关闭;五:数据记录及处理:样品序号重量(mg)表面积(m2/g)峰面积(m2/g)标准样品702001660630样品170199、2411626622样品270198、6461621763样品均值70198、9441624192、5样品表面积的平均值为(199、241+198、646)/2= 198、944m2/g相对误差为: (198、944-200、00)/200、00=-0、0078)六,误差分析(1)调零时出现问题,出峰时,基线没有从零开始,然后处理不当;(2)取出装有液氮的保温杯时,基线还未开始扫描、(3)脱附时温度较低,出现拖尾、通常认为滞后现象是由多孔结构造成,而且大多数情况下脱附的热力学平衡更完全、七,注意事项1,打开钢瓶时钢瓶表头的正面不许站人,以免表盘冲出伤人;2,液氮时要十分小心,切不可剧烈震荡保温杯也不可将保温杯盖子盖紧;2,注意开关阀门,旋纽的转动方向;3,钢瓶主阀时,注意勿将各减压阀和稳压阀关闭;4,测量时注意计算机操作:在吸附时不点测量按纽,当吸附完毕拿下液氮准备脱附时再点调零,测量,进入测量吸附量的阶段;5,严格按照顺序关闭仪器、6,BET公式只适用于比压约在所不惜、0、05-0、35之间,这是因为在推导公式时,假定是多层的物理吸附,当比压小于0、05时,压力太小,建立不起多层物理吸附,甚至连单分子层吸附也未形成,表面的不均匀性就显得突出;在比压大于0、35时,由于毛细凝聚变得显著起来,因而破坏了多层物理吸附平衡、。
认识固体的实验报告
一、实验目的1. 通过实验了解固体的基本特性。
2. 学习观察和描述固体的物理性质。
3. 掌握固体的分类方法。
4. 培养实验操作技能和科学思维。
二、实验原理固体是物质的一种形态，具有固定的形状和体积。
固体的特性主要包括密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性等。
本实验通过观察和测量固体的物理性质，对固体进行分类，从而加深对固体特性的认识。
三、实验器材1. 物理天平2. 烧杯3. 钳子4. 研钵5. 研杵6. 温度计7. 导电性测试仪8. 导热性测试仪9. 固体样品：金属、非金属、有机物等四、实验内容及步骤1. 观察固体的外观特征，记录颜色、形状、硬度等。
2. 用物理天平称量固体样品的质量，记录数据。
3. 测量固体的体积，记录数据。
4. 根据质量和体积计算固体的密度，记录数据。
5. 观察固体的熔点和沸点，记录数据。
6. 测试固体的导电性和导热性，记录数据。
7. 根据固体的物理性质对固体进行分类。
五、实验结果与分析1. 固体样品外观特征观察结果：- 颜色：金属样品为银白色，非金属样品为棕色、黑色等。
- 形状：金属样品为块状、片状等，非金属样品为颗粒状、纤维状等。
- 硬度：金属样品硬度较高，非金属样品硬度较低。
2. 固体样品密度测量结果：- 金属样品密度约为5.0-9.0 g/cm³。
- 非金属样品密度约为0.5-2.0 g/cm³。
3. 固体样品熔点和沸点测量结果：- 金属样品熔点约为500-3000℃。
- 非金属样品熔点约为100-300℃。
4. 固体样品导电性和导热性测试结果：- 金属样品导电性良好，导热性良好。
- 非金属样品导电性较差，导热性较差。
5. 固体样品分类结果：- 金属：铁、铜、铝等。
- 非金属：碳、硅、硫等。
- 有机物：塑料、橡胶等。
六、实验总结通过本次实验，我们对固体的基本特性有了更深入的认识。
实验过程中，我们学会了观察和描述固体的物理性质，掌握了固体的分类方法。
固体研究实验报告范文
一、实验目的1. 了解固体的基本性质，包括密度、硬度、熔点等。
2. 掌握测量固体密度的实验方法。
3. 通过实验，加深对固体物质性质的理解。
二、实验原理1. 密度：密度是物质的质量与体积的比值，公式为ρ=m/V，其中ρ为密度，m为质量，V为体积。
2. 硬度：硬度是衡量固体抵抗外力压入或刮伤的能力，通常使用莫氏硬度计进行测量。
3. 熔点：熔点是指固体物质在一定压力下，从固态转变为液态的温度。
三、实验器材1. 固体样品：金属块、塑料块、木材块等。
2. 天平：用于测量固体样品的质量。
3. 刻度尺：用于测量固体样品的尺寸。
4. 硬度计：用于测量固体的硬度。
5. 温度计：用于测量固体的熔点。
6. 实验记录表：用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 准备实验器材，将固体样品分别放置在实验台上。
2. 使用天平称量固体样品的质量，记录数据。
3. 使用刻度尺测量固体样品的尺寸，计算体积（对于不规则形状的样品，可用排水法测量体积）。
4. 使用硬度计测量固体样品的硬度，记录数据。
5. 使用温度计加热固体样品，观察并记录熔点。
6. 将实验数据填入实验记录表。
五、实验数据实验次数 | 固体样品 | 质量（g） | 体积（cm³） | 密度（g/cm³） | 硬度 |熔点（℃）--- | --- | --- | --- | --- | --- | ---1 | 金属块 | 50.0 | 5.0 | 10.0 | 6.5 | 15002 | 塑料块 | 30.0 | 3.0 | 10.0 | 4.0 | 2003 | 木材块 | 40.0 | 4.0 | 10.0 | 2.5 | 300六、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了不同固体样品的密度、硬度、熔点等数据。
2. 金属块的密度较大，硬度较高，熔点较高；塑料块的密度、硬度和熔点都较低；木材块的密度、硬度和熔点介于金属块和塑料块之间。
3. 实验结果表明，不同物质的性质存在差异，这与物质的分子结构和组成有关。
物理固体密度实验报告
一、实验目的1. 掌握使用物理天平正确称量物体的质量。
2. 熟悉流体静力称衡法测量固体密度的原理和方法。
3. 通过实验，加深对密度概念的理解，提高实验操作技能。
二、实验原理密度的定义是物质单位体积的质量，即ρ = m/V，其中ρ表示密度，m表示质量，V表示体积。
本实验采用流体静力称衡法测量固体密度，其原理基于阿基米德原理，即物体在流体中受到的浮力等于其排开的流体重量。
三、实验器材1. 物理天平2. 比重瓶3. 烧杯4. 温度计5. 待测固体（如金属块、石蜡等）6. 纯水7. 吸水纸8. 细绳四、实验步骤1. 调节天平：将天平置于水平桌面上，调整水平螺钉，使天平水平。
检查天平的灵敏度，确保其准确度。
2. 称量待测固体质量：将待测固体放在天平左盘，调整右盘法码，使天平平衡。
记录待测固体的质量m。
3. 测量待测固体体积：a. 将比重瓶洗净，并用吸水纸吸干瓶内水分。
b. 将待测固体放入比重瓶中，加入适量纯水，使固体完全浸没。
c. 记录比重瓶和水的总质量m1。
d. 将比重瓶倒置，让固体和部分水流出，使比重瓶内水面与瓶口平齐。
e. 记录比重瓶和剩余水的总质量m2。
4. 计算待测固体密度：a. 根据阿基米德原理，待测固体在水中受到的浮力等于其排开的水重，即F浮= G排 = m水g = ρ水Vg。
b. 由实验数据可知，待测固体排开的水重为G排 = m1 - m2。
c. 待测固体体积V = G排/ ρ水 = (m1 - m2) / ρ水。
d. 待测固体密度ρ = m / V。
五、实验数据及结果1. 待测固体质量m：20.0g2. 比重瓶和水的总质量m1：50.0g3. 比重瓶和剩余水的总质量m2：45.0g4. 水的密度ρ水：1.0g/cm³计算待测固体密度ρ = m / V = 20.0g / [(50.0g - 45.0g) / 1.0g/cm³] =4.0g/cm³六、实验分析1. 通过实验，我们掌握了使用物理天平正确称量物体的方法，以及流体静力称衡法测量固体密度的原理。
测量固体的密度实验报告
测量固体的密度实验报告测量固体的密度实验报告一、引言密度是物质的重要性质之一，它可以用来描述物质的紧密程度。
测量固体的密度是物理实验中常见的一项实验，通过实验可以了解不同物质的密度差异，并探究物质的组成和性质。
二、实验目的本实验的目的是测量不同固体的密度，并通过实验结果来分析不同物质之间的差异。
三、实验器材和试剂1. 实验器材：天平、容量瓶、量筒、实验室温度计、实验室计时器。
2. 试剂：不同固体样品。
四、实验步骤1. 准备工作：清洁实验器材，确保实验环境干净。
2. 测量容量瓶的初始质量，并记录。
3. 使用天平称量一定质量的固体样品，并记录其质量。
4. 将固体样品放入容量瓶中，并记录容量瓶的总质量。
5. 用水将容量瓶装满，确保固体样品完全浸没在水中。
6. 记录容量瓶加水后的总质量。
7. 倒出容量瓶中的水，将固体样品取出并晾干。
8. 重复以上步骤，测量不同固体样品的密度。
五、实验数据记录和处理1. 实验数据记录：样品1：质量 = 10.2g，容量瓶初始质量 = 15.6g，容量瓶加水后总质量 =37.8g。
样品2：质量 = 8.7g，容量瓶初始质量 = 15.6g，容量瓶加水后总质量 =36.4g。
样品3：质量 = 12.5g，容量瓶初始质量 = 15.6g，容量瓶加水后总质量 =39.2g。
2. 实验数据处理：a. 计算容量瓶中水的质量：容量瓶加水后总质量 - 容量瓶初始质量。
b. 计算固体样品的体积：容量瓶中水的质量 / 水的密度。
c. 计算固体样品的密度：固体样品的质量 / 固体样品的体积。
六、实验结果与分析1. 样品1的密度：(10.2g / (37.8g - 15.6g)) / (容量瓶中水的质量 / 水的密度)。
2. 样品2的密度：(8.7g / (36.4g - 15.6g)) / (容量瓶中水的质量 / 水的密度)。
3. 样品3的密度：(12.5g / (39.2g - 15.6g)) / (容量瓶中水的质量 / 水的密度)。
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3.面缺陷
面缺陷是硅单晶中一维上很小，两维上不很小的缺陷，它是晶体中某一晶面的晶格不完整所形成的一种缺陷，如晶界、小角度晶界、层错和孪晶等。
（1）小角度晶界
在硅单晶体内当某一“晶界”的两边晶体取向略有偏离，而偏离角度小于10度时，就称此“晶界”为“小角度晶粒间界”，简称为“小角度晶界”。偏离角度大于10度就成了孪晶。在[111]方向生长的硅单晶中，小角度晶界由三角形的位错蚀坑所构成，它的图形特征是蚀坑以角底相顶的形式整齐排列，可长可短。
（2）层错
在晶体生长过程中，特别是在外延生长过程中，由于生长条件的扰乱（如外延衬底质量较差；在生长过程中有小的颗粒杂质引入等），使硅原子的生长排列出现新的核化位置，导致局部区域原子密排面的层序发生位错，这种缺陷称为“层错”。
层错的腐蚀金相蚀坑由一条倾斜面槽构成，这些倾斜面槽在（111）密排面上的层错多数呈现等边三角形，也有成为一条直线或自成120度角或相互交成60度、120度角，其方向通常沿[110]晶向，层错可以贯穿到晶体表面，也可以终止于晶体内的半位错或晶粒间界处。
三、试验步骤
1.预检：一根硅单晶锭的晶向通常可以从其外部形状来粗略判断。在直拉硅单晶的柱面上通常显露处具有轴对称性的棱线，不仅可以从棱线的对称性判断他们围绕着什么晶轴，而且可以工具棱线间的相对位置来估计其他晶轴的大致取向。图1.8 是[111]和[100]晶轴方向直拉硅单晶的端面，可以看出在[111]晶向硅单晶的横断面上，相邻量晶棱的连线指向为[110]，与此垂直的方向为[112]。在[100]晶向硅单晶的横断面上，通过两个棱的直径方向为[110]，两个[110]之间为[100]。晶棱截面边缘上分布的对称程度反映了截面和晶轴的垂直程度。在识别了这些晶轴方向的基础上还可以推断处另外一些晶轴方向。通过这样的预检，可以大致估计出晶锭的空间位置，使被测晶轴近似与激光轴平行。
三、实验方法
本实验是使用不同的腐蚀液核腐蚀方法显示硅单晶中各种不同的缺陷蚀坑，然后用金相显微镜来观察、区分和研究各种蚀坑的形态，定量计数比较缺陷密度大小，并用金相显微摄影仪拍摄各种缺陷的典型照片。
四、实验步骤
1.晶体的化学腐蚀显示
（1）样品的预处理
要正确地判断分析各种缺陷的蚀坑图形，晶体背景干扰必须小，所以切割下的晶体表面必须经过预处理，使晶体表面清洁且光亮如镜。
硅单晶中不同种类的缺陷需选用上述不同的配方，采用不同的腐蚀工艺。下面对硅单晶中三类缺陷的性质和腐蚀显示分别作一介绍。
1.点缺陷
硅单晶中的点缺陷是指三维（长、宽、高）都很小的缺陷。例如空位、间隙原子和微缺陷等。硅单晶中某些热运动能量大的原子可以离开格点位置到达晶体表面。从而在晶体内部留下一个空格点，称为“空位”，这种缺陷称为肖特基缺陷，或者脱离格点的原子进入晶体内部的间隙位置，那么在晶体内部会同时出现空位和间隙原子，间隙原子－空位对组成的缺陷称为弗兰克缺陷。单晶中空位和间隙原子在热平衡时的浓度与温度有关。温度愈高，平衡浓度愈大。高温生长的硅单晶，在冷却过程中过饱和的间隙原子和空位要消失，其消失的途径是：空位和间隙原子相遇使复合消失；扩散到晶体表面消失；或扩散到位错区消失并引起位错攀移；也可以和碳、氧及金属杂质凝聚成沉积团，这种沉积团叫做微缺陷。如果晶体生长过程中冷却速度较快，那些过饱和的间隙原子和空位就来不及通过上述途径消失，那么它们在以后的热处理过程中将按热处理的具体条件变化其状态。间隙原子和空位目前尚无法观察，但微缺陷可用腐蚀金相法显示。
2.线缺陷
硅单晶中的线缺陷是二维上很小，一维上不很小的缺陷，如位错等。晶体生长过程中，晶体受到热应力引起塑性形变，在某些晶面族间产生滑移。如果在晶面上有局部区域发生滑移，则在滑移区和未滑移区之间就存在一条位错线。位错一般可分为刃位错和螺位错。若一条位错线处处都是刃位错（螺位错），则称为纯刃位错（或纯螺位错），否则就称为混合位错。位错线具有封闭性，它可以自成封闭回路，也可终止在晶体表面或晶粒间界上，但不能终止在晶体的内部。
用作腐蚀显示的腐蚀剂按不同作用大体可分为两类，一类蚀非择优腐蚀剂，它主要用于晶体表面的化学抛光，目的在于达到清洁处理，去除机械损伤层和获得一个光亮的表面；另一类是择优腐蚀剂，用来揭示缺陷。一般腐蚀速度越快择择优性越差，而对择优腐蚀剂则要求缺陷蚀坑的出现率高、特征性强、再现性好和腐蚀时间短。
通常用的非择优腐蚀剂的配方为：
①沿硅单晶棒的[111]（或[100]、[110]）晶向垂直切下薄圆片（偏角必须小于7度，越小越好）依次用300#、600#、302＃、303＃金刚砂细磨其表面。
②把样品放入10％的“海鸥水”中加热至沸腾约10-20分钟去除油污，然后用去离子水冲洗干净。
③把样品放入化学抛光液中腐蚀去除研磨损伤层，化学抛光液即前述的非择优腐蚀液。必须将样品浸没在腐蚀液中，而且要不停地搅拌以增强抛光的均匀性，抛光结束后用去离子水将样品冲洗干净。
2.2、 解理法
将待测晶锭的一端先磨成锥形，在盛有 80＃金刚沙的研钵中研磨，使锥形对面上解理出微小的解理面。这些解理面都是按特定的晶向解理出来，因而包含着结晶学构造中 的各种方向特征。在图1.3 所示的单晶硅一类的金刚石结构中，其一级理解面为{111}，这使因为此晶面族之间原子间距最大，键合最小，最容易在外力作用下发生解理。从图 1.3 可以看出，[110]是一跟二次轴，其周围有两个对称的理解面（111）和（111）,如果 [110]晶轴与激光束平行，则从（111）、(!! 1)解理面上反射得到的特征光图呈二次轴对称。而[100]是一根四次轴，其周围有四个解理面，（111）、（111）、（11 1），因而特征光图具有四次轴对称性。由于研磨不能保证全部得到由理想的解理面组成的由规则小坑，而往往是杂乱无章的，因此反射出来的特征光图就显的比较暗淡，降低了定向精度。 在硅单晶定向中主要采用腐蚀法。两种不同的预处理工艺所产生的特征光图的区别是：（1）由于小坑内暴露出来的晶面不同，反射光束的方位和角度也不用；（2 ）解理法产生的光图，其光斑呈点庄，这是因为其反射面为镜状解理面，这是由于腐蚀坑的侧面和底面的相交处的边缘呈圆钝状。
2 ．将切好的样品端面用 80＃金刚沙湿磨后，用水冲洗干净。
3．对于（111）晶面的硅单晶用5％的NaOH 水溶液煮沸7min，并用水冲洗干净即可准备定向。对于（100）晶面的硅单晶，可以采用同样的腐蚀液。实验发现硅单晶对于腐蚀液浓度和时间要求并不十分严格。
4．调节光学系统，将玻璃镜面与样品架上的标准面贴平，使平行光束入射到镜面上，反射光的中心点与光屏的中心孔重合这时认为光使垂直入射到镜面。
B.标准液：HF(40-42%)=3:2(中速液)
C.标准液：HF(40-42%)=1:1(快速液)
D.标准液：HF(40-42%)=1:2(快速液)
一般常用的为配方C液，它们的化学反应过程为：
Si+CrO3+8HF=H2SiF6+CrF2+3H2O
(2)达希腐蚀液
达希（Dash）腐蚀液的配方为：
HF(40-42%):HNO3(65%):CH3COOH(99%以上)＝1:2.5:10
对于（100）面的样品通常用达希腐蚀液，它的配方如前所述，应该注意的是腐蚀液配方力求严格，对HF更应精确计量。
②样品的腐蚀
将（111）面样品放入希尔腐蚀液中，根据不同样品所要显示的不同缺陷，选用不同的腐蚀时间和腐蚀温度。
通常显示层错在室温下腐蚀时间是10－30秒左右，显示位错在室温下腐蚀5－10分钟，对微缺陷显示要求在沸腾的腐蚀液中腐蚀2－3分钟，若在室温下往往需要腐蚀20－30分钟。对（110）面的缺陷腐蚀条件类似。腐蚀结束后用去离子水冲洗干净。
二、原理
硅单晶属金刚石结构，在实际的硅单晶中不可能整块晶体中原子完全按金刚石结构整齐排列，总又某些局部区域点阵排列的规律性被破坏，则该区域就称为晶体缺陷。硅单晶中的缺陷主要有点缺陷、线缺陷和面缺陷等三类。晶体缺陷可以在晶体生长过程中产生，也可以在热处理、晶体加工和受放射性辐射时产生。
在硅单晶中缺陷区不仅是高应力区，而且极易富集一些杂质，这样缺陷区就比晶格完整区化学活拨性强，对化学腐蚀剂的作用灵敏，因此容易被腐蚀而形成蚀坑，在有高度对称性的低指数面上蚀坑形状通常呈现相应的对称性，如位错在（111）、（100）、（110）面上分别呈三角形、方形和菱形蚀坑。
2、实验原理
选用适当的预处理工艺其主要有腐蚀法和解理法两种，使预测单晶断面上暴露出某种与结晶学结构有关的表面结构（腐蚀坑或解理面），当一细的平行光束投射在此端面上时，其反射光即按照面上与结晶学构造有关的表面结构，在光屏上显示出特征光图。由于立方晶系的低指数晶轴均有严格的轴对称性，因而围绕这些晶轴的腐蚀坑或解理面及其反射出来的特征光图也具有严格的轴对称性。
对于（111）晶面的硅单晶用希尔腐蚀液腐蚀后，位错蚀坑呈黑三角形。处于[111]晶向的晶面上，刃位错可以明显地看出是台阶式正三角形，螺位错能看到螺线。如果晶向略微偏离[111]晶向，则对称性被破坏，于是腐蚀图形也会发生变形。
在高温条件下，如果位错在滑移过程中遇到障碍物，则它会在障碍物前被阻止前进，后边那些接连而来的滑移位错也就依次停下来，从而排成一整齐的列队形式，这种一列位错称为位错排。在（111）面上可以发现位错排中所有三角形位错蚀坑的底边都在一直线上，它沿[110]晶向。
下面分别叙述用腐蚀法和解理法在单晶端面上获得的表面结构与特征光图的情况。
2.1、腐蚀法
在进行腐蚀之前应先将晶体端面用 80＃金刚沙或用氧化铝粉在平板玻璃上湿磨，湿端面均匀打毛，洗净后按指定的工艺条件进行腐蚀。
经过腐蚀后的硅单晶，{111}或{100}、{110}截面上会出现许多腐蚀坑，腐蚀坑底面平行于这些截面，而其侧面则湿另一些具有特定结晶学指数的晶面族，按轴对称的规律微绕着腐蚀坑的底面，构成各种具有特殊对称性的构造。腐蚀坑的限度约为 10um 的数量级，而激光束的直径约为 1mm，因而同一束激光可以照射到许多腐蚀坑。腐蚀坑的形状不尽完整，在表面上的分布也不规则，但光反射到相同的方向。图 1.5 是{111}面的典型腐蚀坑，有三个{221}侧面和一个{111}底面构成。当一束平行激光束照射在该腐蚀坑上时，即发生四个方向的反射。如将该晶体置于图 1.6 所示的测量系统中，调整其方位，使被测晶轴的方向与入射激光轴相平行，则在光屏上就会显示出如图 1.4 （c）所示的反映晶轴对称性的特征光图。