近代物理实验教程的实验报告
中南大学近代物理实验报告-原子力显微镜实验报告
近代物理实验实验报告实验名称：原子力显微镜所在学院：物理与电子学院专业班级：物理升华班1301学生姓名：黄佳清学生学号：0801130117指导教师：黄迪辉一、目的要求(1) 了解原子力显微镜的工作原理。
(2) 初步掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法。
二、实验原理1.基本原理AFM是利用一个对力敏感的探针针尖与样品之间的相互作用力来实现表面成像的，工作原理如图1所示。
将一个对微弱力极敏感的弹性微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品的表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的作用力（10-8～10-6 N），微悬臂会发生微小的弹性形变。
针尖和样品之间的力F与微悬臂的形变△z 之间遵循胡克定律（Hooke Law）F = k·△z其中，k为微悬臂的力常数。
测定微悬臂形变量的大小，就可以获得针尖与样品之间作用力的大小。
针尖与样品之间的作用力与距离有着强烈的依赖关系，所以在扫描过程中利用反馈回路保持针尖和样品之间的作用力恒定，即保持微悬臂的形变量不变，针尖就会随表面的起伏上下移动。
记录针尖上下运动的轨迹即可得到样品表面形貌的信息。
这种检测方式被称为“恒力”模式（Constant Force Mode），是AFM使用最广泛的扫描方式。
AFM的图像也可以使用“恒高”模式（Constant Height Mode）来获得，也就是在x、y扫描过程中，不使用反馈回路，保持针尖与参考水平面之间的距离恒定，检测器直接测量微悬臂z 方向的形变量来成像。
这种方式由于不使用反馈回路，可以采用更高的扫描速度，通常在观察原子、分子像时用得比较多，而对于表面起伏较大的样品不适合。
图1 AFM原理示意图2. AFM的工作模式当AFM的针尖与样品表面原子相互作用时，通常有几种力同时作用于微悬臂，其中最主要的是范德瓦尔斯力(Van der Waals forces)。
针尖与样品表面原于间的范德瓦尔斯力与距离关系曲线如图2所示。
近代物理演示实验报告_0
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。
近代物理实验报告噪声
一、实验目的1. 了解噪声的来源、类型及其影响；2. 掌握噪声的测量方法及噪声控制技术；3. 培养实验操作技能，提高物理实验素养。
二、实验原理噪声是指无规律、无目的的声波，它会对人们的生活、工作和学习产生不良影响。
本实验通过测量噪声水平，分析噪声来源，探讨噪声控制方法。
三、实验仪器与材料1. 噪声测量仪；2. 声级计；3. 实验场地（室内、室外）；4. 噪声源（如音响、空调、风扇等）；5. 实验记录表。
四、实验步骤1. 熟悉噪声测量仪的使用方法；2. 选择实验场地，布置实验环境；3. 将噪声测量仪放置在实验场地中心，调整高度与角度；4. 启动噪声源，观察噪声测量仪显示的数值；5. 记录不同噪声源的声级数据；6. 分析噪声来源，探讨噪声控制方法；7. 对比不同控制方法的效果，总结实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验场地噪声水平测量结果如下：- 室内：60dB；- 室外：80dB。
2. 噪声来源分析：- 室内噪声主要来源于空调、风扇、音响等；- 室外噪声主要来源于交通、建筑施工等。
3. 噪声控制方法及效果：- 室内噪声控制方法：（1）降低噪声源功率；（2）使用隔音材料；（3）调整噪声源位置；（4）使用降噪设备。
- 室外噪声控制方法：（1）加强交通管理；（2）限制建筑施工时间；（3）设置隔音屏障。
4. 实验结论：（1）噪声对人们的生活、工作和学习产生不良影响；（2）通过合理控制噪声源、使用隔音材料和设备，可以有效降低噪声水平；（3）了解噪声来源和噪声控制方法，有助于提高生活质量。
六、实验心得1. 通过本次实验，我对噪声有了更深入的了解，认识到噪声的危害性；2. 学会了使用噪声测量仪和声级计，提高了实验操作技能；3. 噪声控制方法在实际生活中具有广泛的应用，有助于改善居住环境。
七、实验总结本次实验通过对噪声的测量、分析及噪声控制方法的探讨，使我对噪声有了更全面的了解。
在今后的学习和生活中，我将关注噪声问题，积极采取措施降低噪声，为创造一个良好的生活环境贡献自己的力量。
近代物理实验报告
近代物理实验报告一、实验目的你有没有想过，生活中那些我们看似理所当然的事物，其实都和物理有着千丝万缕的联系？比如你今天早上坐公交车时，车厢摇晃的原因，或者你用手机玩游戏时，屏幕反应迅速的背后，都是物理学的魔法在起作用。
今天，我们就通过一项简单的近代物理实验来了解一下“电磁感应”这个概念。
你说，物理是不是太酷了？通过这次实验，我们要研究磁场如何影响电流的产生，看看科学是怎么在我们周围无处不在地运行的。
这次实验就是要探究一下电流和磁场之间那种既深奥又让人头疼的关系。
二、实验原理听我说，磁场是个神奇的东西。
它不像光、声音那样能看见摸到，但它的影响可是杠杠的。
你知道吗，地球本身就有一个巨大的磁场！不信你去看看指南针，指针指的方向就是因为地球的磁场存在。
电流产生的磁场也不容小觑，两者之间有一种神秘的“电磁感应”关系。
什么意思呢？简单来说，就是当你把电线放到磁场里，或者磁场在电线周围变化时，就能在电线里引发电流。
是不是很神奇？要真正理解这一点，还得动手实验才行。
三、实验器材实验需要的器材其实不多，简单来说，就是一些我们生活中常见的东西。
你需要一根细长的导线，最好是铜的，因为它导电特别好。
然后，准备一个可以变化磁场的磁铁，这个磁铁最好是强力的，能产生比较强的磁场效果。
再就是一个简单的电流表，帮助你观察电流的变化。
除此之外，一台可以让你控制磁场变化的设备，比如电磁铁，也可以用手动操作的磁铁。
哦，对了，还需要一些连接线和支架，帮助你固定实验装置。
设备没什么特别的，只是得保证能稳定地进行实验。
四、实验步骤一开始，我们得把导线在电流表的两端连接好，这样才能看到电流的变化。
把磁铁放到导线附近，尽量靠近一点，但别直接碰到导线。
此时，你应该还没看到什么变化，因为磁场还没有发生变化。
然后，我们开始“动手脚”，将磁铁在导线附近快速移动。
你会发现，电流表的指针开始晃动了！是不是特别神奇？我们再改变磁铁的移动方式，试试把磁铁停在不同的距离，看看电流的强度会不会变化。
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。
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。
近代物理实验报告2
近代物理实验报告2实验名称：光磁共振指导教师：***专业：物理班级：求是物理班1401姓名：***学号：**********实验日期：2016.11.23实验目的：1．加深对超精细结构原子核自旋，原子核磁矩，光跃迁，磁共振的理解。
2．掌握以光抽运为基础的光检测磁共振方法。
3．测定铷(Rb )原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子F g 和地磁场强度E B 。
实验原理：1 铷原子基态及最低激发态能级的塞曼分裂天然铷含量大的同位素有两种：Rb 85占72.15%,Rb 87占27.85%。
铷是一价碱金属原子（原子序数为37），基态是125S ，即电子的轨道量子数0=L ，自旋量子数21=S 。
轨道角动量与自旋角动量耦合成总的角动量J 。
由于是LS 耦合，S L J +=，···,S L J -=。
铷的基态21=J 。
铷原子的最低光激发态是2125P 及2325P 双重态，它们是LS耦合产生的双重结构，轨道量子数L=1，自旋量子数 S=1/2。
2125P 态J=1/2；2325P 态J=3/2。
在5P 与5S 能级之间产生的跃迁是铷原子主线系的第一条线，为双线，在铷灯的光谱中强度特别强，2125P 到2125S 跃迁产生的谱线为1D 线，波长为nm 8.794，2325P 到2125S 的跃迁产生的谱线为2D 线，波长是nm 0.780。
原子物理学中已给出核自旋I=0时，原子的价电子LS 耦合后总角动量J P与原子总磁矩J μ的关系：Je J J P m e g2-=μ (4-1))1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g J (4-2)其中式中Jg 为铷原子精细结构朗德因子。
当I ≠0时，Rb 87的I=3/2，Rb 85的I=5/2。
设核自旋角动量为I P ，核磁矩为I μ，IP 与J P 耦合成F P，有J I F P P P +=。
近代物理实验 实验报告
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩：班级： 材物二班 姓名： 焦方宇 同组者： 杜圣 教师：周丽霞光泵磁共振【实验目的】1.观察铷原子光抽运信号，加深对原子超精细结构的理解2.观察铷原子的磁共振信号，测定铷原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子。
3.学会利用光磁共振的方法测量地磁场 【实验原理】1．Rb 原子基态及最低激发态的能级在第一激发能级5P 与基态5S 之间产生的跃迁是铷原子主线系的第一条谱线，谱线为双线。
2/12P 5到2/12S 5的跃迁产生的谱线为D1 线，波长是794nm ；2/12P 5 到2/12S 5的跃迁产生的谱线为D2 线，波长是780nm 。
在核自旋 I = 0 时，原子的价电子L-S 耦合后总角动量PJ 与原子总磁矩μJ 的关系 μJ=-gJe2 （1）1)2J(J )1S (S )1L (L )1J (J 1g J ++++-++= （2）I ≠0时，对Rb 87， I = 3/2；对Rb 85， I = 5/2。
总角动量F= I+J,…,| I-J |。
Rb 87基态F 有两个值：F = 2 及F = 1；Rb 85基态有F = 3 及F = 2。
由F 量子数表征的能级称为超精细结构能级。
原子总角动量与总磁矩之间的关系为：μF=-gFe2m PF （3）1)2F(F )1I (I )1J (J )1F (F g g JF ++-+++= （4）在磁场中原子的超精细结构能级产生塞曼分裂，磁量子数F m ＝F, F-1, … ,-F ，裂成2F ＋1 个能量间隔基本相等的塞曼子能级。
在弱磁场条件下，通过解Rb 原子定态薛定锷方程可得能量本征值为B m g )]1I (I )1J (J )1F (F [2hE E BF F 0μα++-+-++= （5）由（5）式可得基态2/12S 5的两个超精细能级之间的能量差为)]1()1([2''+-+=∆F F F F ah E F （6） 相邻塞曼子能级之间（ΔF m ＝±1）的能量差为m F B 0E g B F μ∆=（7）2. 圆偏振光对Rb 原子的激发与光抽运效应电子在原子能级间发生跃迁时，需要满足总能量和总角动量守恒。
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近代物理实验教程的实验报告
近代物理实验教程的实验报告
新版
时间过得真快啊！我以为自己还有很多时间，只是当一个睁眼闭眼的瞬间，一个学期都快结束了，现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，本学期从第二周开设了近代物理实验课程，在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程，回顾这一学期的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。
我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验，以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。
它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶，激发了我的探索和创新精神。
同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。
我们本来每个人要做共八个实验，后来由于时间关系做了七个实验，我做的七个实验分别是：光纤通讯，光学多道与氢氘，法拉第效应，液晶物性，非线性电路与混沌，高温超导，塞满效应，下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍：
一、光纤通讯：本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究（包括对光纤耦合效率的测量，光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗
的测量与计算），了解光纤光学的基础知识。
探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动情况，模拟语电话光通信，
了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。
老师讲的也很清楚，本试验在操作上并不是很困难，很易于实现，易于成功。
二、光学多道与氢氘：本实验利用光学多道分析仪，从巴尔末公式出发研究氢氘光谱，了解其谱线特点，并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次实验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长，并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量，得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图，计算得出了质子和电子的质量之比。
个人觉得这个实验有点太智能化，建议锻炼操作的部分能有所加强。
对于一些仪器的原理在实验中没有体现。
如果有所体现会比较容易使学生深入理解。
数据处理有些麻烦。
不过这也正是好好提高自己的分析数据、处理数据能力的好时候、更是理论联系实际的桥梁。
三、法拉第效应：本实验中，我们首先对磁场进行了均匀性测定，进一步测量了磁场和励磁电流之间的关系，利用磁场和励磁电流之间的线性关系，用电流表征磁场的大小；再利用磁光调制器和示波器，采用倍频法找出ZF6、MR3－2样品在不同强度的旋光角θ和磁场强度B的关系，并计算费尔德常数；最后利用MR3样品和石英晶体区分自然旋光和磁致旋光，验证磁致旋光的非互易性。
四�p液晶物性：本实验主要是通过对液晶盒的扭曲角，电光响应曲线和响应时间的测量，以及对液晶光栅的观察分析，了解液晶在外电
场的作用下的变化，以及引起的液晶盒光学性质的变化，并掌握对液
晶电光效应测量的方法。
本实验中我们研究了液晶的基本物理性质
和电光效应等。
发现液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响，在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值，得到液晶盒扭曲角的
大小为125度；测量了液晶的响应时间。
观察液晶光栅的衍射现象，
在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的
电光响应曲线，求得了阈值电压、饱和电压和阈值锐度。
并且比较了
升压降压过程中阈值锐度的差别。
我们一开始做的很慢，不过老师讲
得很清楚，后来我们很快就做出来了，
五、非线性电路与混沌：本实验通过测量非线性电阻的I-U特性曲线，了解非线性电阻特性，，从而搭建出典型的非线性电路―蔡氏振荡电路，通过改变其状态参数，观察到混沌的产生，周期运动，倍周期与分岔，点吸引子，双吸引子，环吸引子，周期窗口的物理图像，并研究其费
根鲍姆常数。
最后，实验将两个蔡氏电路通过一个单相耦合系统连接
并最终研究其混东同步现象。
实验过程还可以，数据处理有点难，后
来慢慢思考，最终还是处理好了，
六、高温超导：本实验利用液氮创造低温环境，测量了高温超导材料
样品的超导转变临界温度为90.。
88K，并在实验同时对温差电偶温度计以及硅半导体温度计进行了温度定标，测得在实验的温度范围内，
在磁悬浮实验上，我们分别测量了无磁场条件下相变（零场冷）的高
温超导体样品的以及有磁场条件下相变（场冷）的高温超导体样品的
磁悬浮力与距离的关系，认为此超导体在强磁场下进入了混合态，而
在场冷条件下的实验证实了我们的假设。
这次实验我们所作实验中最
早结束的一个实验，不过在示波器中调波形时花了点时间，最终还是
很快就做完了。
七、塞满效应：这个实验是我最后一次做的实验，也是最晚结束的一
个实验，因为我们去做实验的时候实验室没电了，于是我们等
把电路修好后开始做实验了，于是做到晚上11点才结束了，本实验运用光栅摄谱仪和阿贝比长仪，采用摄谱法观测Hg谱线的分裂情况，
并以此对外加磁感应强度进行估测。
本次实验运用光栅摄谱法观察到
了在外磁场下Hg谱线的分裂情况，直接验证了塞曼效应；还以Fe谱线作为标准谱，用内插法测得了各谱线的波长，并以此故测了外加磁
感应强度B，基本实现了定量验证和分析，本实验数据处理比较容易，老师讲得也很清楚。
我们大家都知道实践是检验真理的唯一标准，近代物理实验属于学科
基础课程，通过这次近代物理实验课程的学习，使我们认识到了一整
套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决
实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的
形成有着积极的现实意义，除此之外，使我从思想上牢记做任何事之
前就像做实验一样只有好好预习才能做好实验；实验中如果出现问题
应该耐心、细致的进行分析，并且要考虑实验仪器本身的因素，有时
也应该咨询老师；实验通过做实验的艰辛和处理数据的繁琐让我体会
到前辈们是怎么一步一艰辛的在科学之路上进行探索，他们的严谨、
求实之精神必然激励着我们在今后的人生之路上向他们那样，孜孜不倦、勇于进取。
最后感谢每位实验老师，您们辛苦啦！每次都跟我们一起在实验室里待到很晚，谢谢您们！。