大学物理实验--光速的测定
实验三十六 光拍频法测量光速
光速是物理学中重要的常数之一。由于它的测定与物理学中许多基本的问题有密切的联系，如天文测量，地球物理测量，以及空间技术的发展等计量工作的需要，对光速的精确测量显得更为重要，它已成为近代物理学中的重点研究对象之一。
17世纪70年代，人们就开始对光速进行测量，由于光速的数值很大，所以早期的测量都是用天文学的方法。到了1849年菲索利利用转齿法实现了在地面实验室测定光速，其测量方法是通过测量光信号的传播距离和相应时间来计算光速的。由于测量仪器的精度限制，其精度不高。而19世纪50年代以后，对光速的测量都采用测量光波波长λ和它的频率f。由c=f·λ得出光的传播速度。到了20世纪60年代，高稳定的崭新光源激光的出现，使光速测量精度得到很大的提高，目前公认的光速度为(299792458±1.2)m/s，不确定度为4×10-9。
测量光速的方法很多，本实验采用声光调制形成光拍的方法来测量。实验集声、光、电于一体。所以通过本实验，不仅可以学习一种新的测量光速的方法，而且对声光调制的基本原理，衍射特性等声光效应有所了解，并通过实验掌握光拍频法测量光速的原理与方法。
[实验目的]
1. 了解声光效应的应用。
2. 掌握光拍法测量光速的原理与方法。
[实验原理]
本实验采用声光调制器产生具有一定频差、重叠在一起的两光束，从而方便地获得光拍频的传播。通过光电倍增管检测光拍信号，用示波器比较光拍传播空间两点的位相，从而测量激光在空气中的传播速度。
一、 光拍的形成和传播
光是一种电磁波，根据振动叠加原理，频率较大而频率差较小、速度相同的两同向传播的简谐波相叠加即形成拍。若有振幅同为E0、圆频率分别为ω1和ω2（频差Δω=ω2-ω1较小）的两列沿x轴方向传播的平面光波，波动方程为：
)cos(11101xktEE
)cos(22202xktEE
式中11/2k，22/2k为波数，1和2分别为两列波在坐标原点的初位相。若这两列光波的偏振方向相同，则叠加后的总场为
22cos22cos221212121021cxtcxtEEEE (5-36-1)
上式是沿x轴方向的前进波，其圆频率为2/)(21，振幅为：
22cos2210cxtE
显然，E的振幅是时间和空间的函数，以频率2/)(21f周期性地变化，称这种低频的行波为“光拍频波”，f就是拍频。如图5-36-1(a)所示为拍频的行波场在某一时刻t的空间分布，振幅的空间分布周期就是拍频波长；以表示。
当用光电探测器接收这个拍频波时，因为光电探(a)
λ
图5-36-1 t t
λ
(b) 测器所产生的光电流系光强（即电场强的平方）所引起，故光电流为：
20gEi （5-36-2）
式中g为探测器的光电转换常数。将(5-36-1)式代入(5-36-2)式，同时注意到：由于光频甚高(of>1014Hz)，探测器的光敏面来不及反映频率如此高的光强变化，迄今仅能反映频率为108Hz以下的光强变化而产生光电流，将i0对时间积分，并取对光探测器的响应时间ff110的平均值，结果i0的积分中高频项为零，只留下常数项和缓变项，即
cxtgEtiicos1d1200 （5-36-3）
式中是与f相对应的角频率，21为初位相。在某一时刻，光电流i的空间分布如图5-36-1（b）所示，可见光探测器输出的光电流包含有直流和光拍信号两种成分。滤去直流成分，即可得频率为拍频f、位相与初相和空间位置x有关的光拍信号。
图5-36-2是光拍信号在某一时刻的空间分布。这就是说，处在不同空间位置的光探测器，在同一时刻有不同位相的光电流输出。这就提示我们可以用比较位相的方法间接地决定光速。
设空间某两点之间的光程差为L，该两点的光拍信号的位相差为，根据(5-36-3)式应有：
cLfcL2 (5-36-4)
如果将光拍频波分为两路，使其通过不同的光程后入射同一光电探测器，则该探测器所输出的两个光拍信号的位相差与两路光的光程差L之间的关系仍由上式确定。当2时，fL，即光程差恰为光拍波长，此时(5-36-4)简化为：
fc （5-36-5）
可见，只要测定了f和，即可确定光速c。
二、 相拍二光束的获得
为产生光拍频波，要求相拍两光束具有一定（较小）的频率差。为了获得具有这样特殊的两束光。使激光束产生固定频移的办法甚多，最常用的办法是通过超声波与光波的相互作用来实现超声波与光波相互作用。本实验是利用超声和激光同时在某些介质中互相作用来实现。超声（弹性波）在介质中传播，引起介质光折射率发生周期性变化，成为一位相光栅，使入射激光束发生衍射，其结果是光强受到声功率的调制，同时引起衍射光束的频率产生与声频有关的频移，从而达到使激光束频移的目的。
利用声光效应产生光频移的方法有两种：一种是行波法，如图5-36-3（a）所示。在声光介质与声源（压电换能器）相对的端面上敷以吸声材料，防止声反射，保证介质中只有声行波通过。声光相互作用的结果，n
n0 x snt2
n
x
snt23
n
n0
x st
n
x st2 n0
n
n0 0t
x
图5 –36-2 激光束产生对称多级衍射。第l级衍射光的角频率为ll0，其中0和分别为入射光和超声的圆频率，2,1l为衍射级数，则通过光路调节，可使零级与+1级二光速平行叠加，沿同一条路径传播，即可产生频差为的光拍频波。
另一种是驻波法，如图5-36-3（b）所示。利用声波的反射，使介质中存在驻波声场（相应于介质的传声厚度为半声波长的整数倍情况）。它也产生l级对称多级衍射，而且衍射光比行波法时强得多，第l级的衍射光频为)2(0,mlml，其中2,1,0,ml可见，在同一级衍射光束内就含有许多不同频率的光波的叠加（当然强度也各不相同）。因此，用不着经过光路的调节就能获得拍频波。通常选取第一级，由m=0和-1两种频率成分叠加得到拍频为2f的拍频波。
[实验仪器]
GSY─IV型光速测定仪，XJ17型通用示波器，E324型数字频率计等。
光速测定仪的主要结构由四大部分：
（一） 发射部分：氦氖激光器 声光移频器 超高频功率信号源
（二） 光路：光栏 全反镜M0、M2~M10 半反镜M、M1 斩光器
（三） 接收部分：光电接收盒 分频器
（四） 电源：氦氖激光器电源 15V直流稳压电源
图5-36-4所示是测量光速实验装置图。图(a) GSY─IV型光速测定仪光路示意图，图(b)是电路原理框图。
由超声功率信号源产生频率为F的超声波信号送到声光调制器，在声光介质中产生驻波超声场，此时声光介质形成位相光栅，当He─Ne激光束垂直射入声光介质，将产生L级对称衍射，任一级衍射光都含有拍频F=2F的光拍信号，假设选用第一级衍射光，可用光阑选出这一束光。经半透分光镜M1将这束光分成两路：远程光束①依次经全反射镜M2、M3……等多次反射后透过半反射镜M1后面接入斩光器，由小型电机带动，轮流挡住其中一路光束，让光敏接收器轮流接收①路或②路光信号。如果将这路光通过光敏接收器后直接加到示波器上观察它们的波形，还是比较困难的，因为He─Ne激光束和频移光束包含许多频率成分，致使有用的拍频信号被淹没，所以难以观察。 入射光 入射光 行波声场
图5-36-3相拍二光束获得示意图 (a) (b)
He ─Ne M半反射镜
M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
M9 M10 光敏接收器
光阑 声光频移器 斩光器
半反镜 可移动
图5-36-4 (a) 光路示意图 为了能够选出清晰的拍频信号，接收电路中采用选频放大电路，如图5-36-4（b），以滤除激光器的噪声和衍射光束中不需要的频率成分。而只让频率为（2F0.25）MHz的拍频通过，从而提高了接收电路的信噪比。
实验中为了能用普通示波器观察拍频信号，在一级选频放大电路后面加入混频电路，把拍频信号差频为几百KHz的较低频信号送到示波器y轴。另外，还用超声信号源的信号经另一混频电路差频后作为示波器x轴同步触发信号，使扫描与信号同步，在示波器的屏幕上显示出清晰、稳定的两光束电信号波形。然后通过移动滑动平台，改变两光束间的光程差，在示波器上观察到两束光的相位变化。当两束光相位相同时，光拍波波长s恰好等于两光束的光程差x。所以测出超声波频率F和光拍频波的波长，则计算出光的传播速度c。
[实验内容及要求]
本实验利用声光调调制测量He─Ne激光(=632.8nm)在空气中的传播速度c。并求测量标准偏差c。
与公认值比较，求百分误差。
1、实验装置的调试
(1) 按图5-36-4（b）联接好所用仪器的线路，高频信号源的信号输出端接频率计FA，打开频率计开关，频率旋钮置于100Hz，扫频时间置于0.01s，打开高频（超声波）信号源，分频器y轴输出端接示波器的y轴输入端，x轴输出端接示器x外触发(或EXT)。
(2) 接通激光光源的开关，调节工作电流至4~5mA(或小于4mA)，以最大激光光强输出为准，预热15分钟，使激光输出稳定，并调节激光束与装置导轨平行。
(3) 打开示波器电源开关，y轴增幅旋至2V/diV，x轴扫描时间旋至0.5μs/diV，示波器右下四个旋钮分别置于：自动、+、内、AC。
(4) 接通稳压电源开关，直流电压为+15V(红灯亮)，电源正常供电。细心调节超声波频率，调节激光束通过声光介质并与驻声场充分互相作用（通过调节频移器底座上的螺丝完成），调节高频信号源频率微调旋钮，使之产生二级以上最强的衍射光斑。
(5) 调节光阑，用光阑选取所需的（零级或一级）光束，调节M0、M1方位，使①②路光都能按预定要求的光路进行。
(6) 按图5-36-4（a）中的光路，调节各全反射镜、半反射镜调节架，使二光束均垂直入射到接收头窗口，并注意使全反射镜和半反射镜处于同一高度，以保证光速通过多次反射后仍处于同一水平面上。 本 振 一级选频
放 大 光敏接收器
二级选频
放 大
混 频 光电频移器
超 声 波
信 号 源 分 频
混 频 频率计
选频放大 EXT y输入 He─Ne
300MHz
170MHz 17.5MHz
17MHz 15MHz 29.7MHz 30MHz
图5-36-4 (b) 实验装置原理图
①
②
(a)同相 ①
大学物理实验教材电子版
大学物理演示实验讲义
课程的开展形式与内容原则上为：
1，任课老师可选择其中的2~3个演示实验进行演示与讲解，其他的实验可让学生自行进行操作，并要求学生思考现象后面蕴含物理原理。
2，实验报告可让学生自行选择其中自己感兴趣的2~3个演示实验进行撰写。应包括实验现象的描述，重点应放在对原理的阐述和理解上。
特别要强调的是：
1、演示实验都是一套设备，需要对学生特别强调对设备的爱护。
2、需要重点提示学生对自身安全的保护。
实验室功能介绍
本实验室将全面支持同学们的大学物理课学习；
本实验室为同学们提供了数十个定性或半定量实验。
本实验室还为同学们提供了大量的趣味物理展品。
实验和资料将帮助你理解物理概念,帮助你体会实验构思的巧妙,帮助你把理论与实践更好地结合起来,帮助你开阔知识视野。总之是为了帮助你早日成才！
本实验室采取互动方式教学，除了观察教师为你做的演示实验以外，你还可以选择自己最感兴趣的项目亲自动手做实验；你可以利用导学系统去学习,去思考,去探索；你还可以在课外参加创新实践活动,参加实验室建设,发展自己的个性与特长。
兴趣是最好的老师，在这个实验室的经历将会使你终生难忘!
1. 锥体上滚
【实验目的】：
1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。
2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。
【实验仪器】：锥体上滚演示仪
图1，锥体上滚演示仪
【实验原理】：
能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。
【实验步骤】：
1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；
大学物理实验计算题
1．用50分度游标卡尺测量铜环的内径K=6次，测量数据如下，di=，，，，，，单位毫米，计算测量结果，并用不确定度表示测量结果。
%2.097.19/03.003.097.1903.002.002.002.0102.0197.1922261EmmdmmUUUmmUmmntUmmnddmmdBAdBdAiid解：
2．用流体静力称衡法测固体密度的公式为：ρ=[m/(m-m1)] ρ0，若测得m=（±）g，m1=（±）g,
ρ0=（±）g/cm3,求：ρ±Uρ
330132021212211222112020212122/02.091.2/91.2/02.0)())(())((cmgcmgmmmcmgUmmmUmmmUmmmUUUUpmmmmmm解：
3．用有效数字运算规则计算下列各式：
⑴．1.02000.10.5000.400.2
⑵．201080.63
⑶． 00.2989.52.2480.2
解：（1）601.02000.10.5000.400.2
（2）331078.6201080.6
（3）9.600.2989.52.2480.2
4．（1）12.93.20475.8
（2）23102.41025.5
（3）30.26.4)2.1036.9(
（4）200.10
解：（1）6.1912.93.20475.8
（2）3231083.4102.41025.5
(3) 3930.26.4)2.1036.9(
(4) 2.31400.102
5．（1）753.951.236457.68
（2）0.30000.200.40360.9
大学物理实验教学大纲(48学时)
《大学物理实验》课程教学大纲
（Experiment of college physics）
一、基本信息
课程编号：L2121101、L2121102
课程类别：公共基础课
适用层次：本科
适用专业：理、工科
开课学期：2、3学期
学 分：2学分
学 时：48学时(理论3学时，实验45学时)
考核方式：考查
二、教学目的
大学物理实验是对大学生进行科学实验基础训练的一门独立的必修课。它在培养大学生实践能力和知识方面有其它课程不可替代的作用。将为学生终生学习和继续发展奠定必要基础。该门课程是原国家教委设立的六门重点课程之一，它的主要目的是：使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解学实验的主要过程与基本方法，为今后进一步学习奠定良好的基础。
本课程的具体任务是：
1、通过观察物理实验现象，培养学生分析问题和解决问题的初步能力。
2、培养学生科学实验能力：
（1） 通过阅读实验教材和对照实物做实验前的准备。
（2） 通过阅读仪器说明书，正确使用常用仪器。
（3） 正确记录和处理实验数据，拟定合格的实验报告。
（4） 通过拟定实验报告，培养学生科技写作能力和语言表达能力。
3、培养学生严谨的治学态度和实事求是的科学作风。
4、能完成简单的设计性实验，培养学生主动精神和创新意识。
三. 基本要求
1.能够完成预习，进行实验和撰写报告等主要实验程序。
2．能够调整常用实验装置，并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整；水平、铅直调整；光路的共轴调整；消视差调节；逐次逼近调节；根据给定的电路图正确接线等。
3.了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换、模拟、补偿、平衡和干涉等方法。
4.能够进行常用物理量的一般测量。例如：长度、质量、时间、热量、温度、电流强度、折射率等。
5.了解常用仪器的性能，并学会使用方法。例如：测长仪器、测温仪器、变阻器、直流电表、通用示波器、低频信号发生器、常用电源和常用光源等。
迈克尔逊干涉仪
3.1.1 迈克尔孙干涉仪
（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）
1881年美国物理学家迈克尔孙（A.A.Michelson）为测量光速，依据分振幅产生双光束实现干涉的原理精心设计了这种干涉测量装置。迈克尔孙和莫雷（Morey）用此一起完成了在相对论研究中有重要意义的“以太”漂移实验。迈克尔孙干涉仪设计精巧、应用广泛，许多现代干涉仪都是由它衍生发展出来的。
本实验的目的是了解迈克尔孙干涉仪的原理、结构和调节方法，观察非定域干涉条纹，测量氦氖激光的波长，并增强对条纹可见度和时间相干性的认识。
实验原理
1． 迈克尔孙干涉仪的结构和原理
迈克尔孙干涉仪的原理图如图3.1.1-1所示，A和B为材料、厚度完全相同的平行板，A的一面镀上半反射膜，M1、M2为平面反射镜，M2是固定的，M1和精密丝杆相连，使其可前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm，M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
光源S发出的光射向A板而分成（1）、（2）两束光，这两束光又经M1和M2反射，分别通过A的两表面射向观察处O，相遇而发生干涉，B作为补偿板的作用是使（1）、（2）两束光的光程差仅由M1、M2与A板的距离决定。
由此可见，这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长，而且其路径是互相垂直的，分的很开，这正是它的主要优点之一。从O处向A处观察，除看到M1镜外，还可通过A的半反射膜看到M2的虚像M’2，M1与M2镜所引起的干涉，显然与M1、M’2引起的干涉等效，M1和M’2形成了空气“薄膜”，因M’2不是实物，故可方便地改变薄膜的厚度（即M1和M’2的距离），甚至可以使M1和M’2重叠和相交，在某一镜面前还可根据需要放置其他被研究的物体，这些都为其广泛的应用提供了方便。
2． 点光源产生的非定域干涉
一个点光源S发出的光束经干涉仪的等效薄膜表面M1和M’2反射后，相当于由两个虚光源S1、S2发出的相干光束（图3.1.1-2）。若原来空气膜厚度（即M1和M’2之间的距离）为h，则两个虚光源S1和S2之间的距离为2h，显然只要M1和M’2（即M2）足够大，在点光源同侧的任一点P上，总能有S1和S2的相干光线相交，从而在P点处可观察到干涉现象，因而这种干涉是非定域的。
大学物理实验报告答案大全
大学物理实验报告答案大全
实验一，测量重力加速度。
实验目的，通过自由落体实验，测量地球表面的重力加速度。
实验原理，自由落体运动的加速度等于重力加速度，即a=g。自由落体运动的位移与时间的平方成正比，即s=1/2gt^2。
实验步骤：
1. 在实验室内选择一个高度适中的地方，设置好实验仪器。
2. 用高度计测量自由落体的初始高度h0。
3. 释放小球，用计时器测量自由落体的时间t。
4. 记录实验数据，并进行数据处理。
实验结果，通过实验数据处理，计算得到重力加速度g的数值为9.81m/s^2，与标准值基本吻合。
实验结论，实验结果表明，通过自由落体实验可以准确测量地球表面的重力加速度，验证了自由落体运动的加速度等于重力加速度的原理。
实验二，测量弹簧振子的周期。
实验目的，通过测量弹簧振子的周期，探究弹簧振子的运动规律。
实验原理，弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数k和振子的质量m有关，周期T=2π√(m/k)。
实验步骤：
1. 将弹簧挂在支架上，将振子悬挂在弹簧上。 2. 用计时器测量振子的周期T。
3. 改变振子的质量m，再次测量振子的周期T。
4. 记录实验数据，并进行数据处理。
实验结果，通过实验数据处理，计算得到弹簧振子的周期T与振子的质量m的关系符合周期公式T=2π√(m/k)。
实验结论，实验结果表明，弹簧振子的周期与振子的质量m呈现出明显的关系，验证了弹簧振子的周期公式。
实验三，测量光的折射率。
实验目的，通过测量光在不同介质中的折射角，计算得到不同介质的折射率。
实验原理，光在介质中的折射率n与光的速度v和真空中的光速c有关，n=c/v。
实验步骤：
1. 准备折射仪器和不同介质的试样。
2. 用光源照射试样，测量光在不同介质中的折射角。
3. 计算得到不同介质的折射率n。
4. 记录实验数据，并进行数据处理。
实验结果，通过实验数据处理，计算得到不同介质的折射率n的数值，与标准值基本吻合。
江苏大学物理实验考试题库与答案
江苏大学-物理实验A(II)考试
题库和答案
1-基础仪器
1.有一个角游标尺，主尺的分度值是0.5°，主尺上29个分度与游标上30个分度
等弧长，则这个角游标尺的最小分度值是多少？
答案：每份1′
分析：30和29格差1格，所以相当于把这1格分成30份。这1格为0.5°=30′，分
成30份，每份1′
2.电表量程为：0～75mA的电流表，0～15V的电压表，它们皆为0.5级，面板刻度
均为150小格，每格代表多少？测量时记录有效数字位数应到小数点后第几位(分别以mA、V为记录单位)？为什么？
答案：电流表一格0.5mA，小数点后一位，因为误差0.4mA
电压表一格0.1V，小数点后两位,因为误差0.08V，估读一位
3．（*）用示波器来测量一正弦信号的电压和频率，当“Y轴衰减旋钮”放在“2V/div”
档，“时基扫描旋钮”放在“0.2ms/div”档时，测得波形在垂直方向“峰－峰”
值之间的间隔为8.6格，横向一个周期的间隔为9.8格，试求该正弦信号的有效电
压和频率的值。
答案：510.2Hz，6.08V
分析：f=1/T=1÷(9.8×0.0002)=510.2Hz，U有效=8.6×2÷2÷根号2=6.08V
4.（*）一只电流表的量程为10mA，准确度等级为1.0级；另一只电流表量程为15mA，
准确度等级为0.5级。现要测量9mA左右的电流，请分析选用哪只电流表较好。
答案：选用量程为15mA，准确度等级为0.5级
分析：量程为10mA，准确度等级为1.0级的电流表最大误差0.1mA, 量程为15mA，准确度等级为0.5级,最大误差0.075mA,
即：选用量程为15mA，准确度等级为0.5级。
5.测定不规则固体密度时，0mMM，其中0为0℃时水的密度，M为被测
物在空气中的称量质量，m为被测物完全浸没于水中的称量质量，若被测物完全
浸没于水中时表面附有气泡，试分析实验结果将偏大还是偏小？写出分析过
程。
答案：偏小
分析：若被测物浸没在水中时附有气泡，则物体排开水的体积变大，物体所受到
人教版-物理-八年级上册-物理 第四章 第一节 光的直线传播 (光速是如何测量的)
光速是如何测量的
在17世纪以前，人们都以为光的传播不需要时间，因为无论距离多远，只要一发光就立刻可以看到它。但是科学实验的始祖伽利略认为，光的传播和声音一样，要花费时间。1607年，他曾经尝试用实验来测定光速，这在科学史上是第一次。
夜间，伽利略和他的助手面对面地站在两个相距1公里的山头A和B上，各带一只校得同样准确的钟，伽利略的手里还提着一盏遮了罩子的提灯。
实验开始的时候，伽利略打开灯罩，记下发光的时刻；助手根据他自己的钟记下看到光的时刻。从两个时刻的差，就可以得到光通过距离l和所用的时 A传到B所用的时间极短，比两只钟的误差还要小得多。
伽利略对实验做了改进，他让助手拿一块大平面镜站在B山头上，自己提着灯，带着钟站在A山头上。实验开始的时候，他打开灯罩，记下发光时刻，当看到光从平面镜反射回来的时候，再看一下钟，这样就记下了光通过2l距离所用的时间t。从理论上讲，这个实验用了同一只钟，光走过的路程也长了 光速实在太快了。
伽利略虽然初试受挫，但他发明了望远镜，观察了木星和它的几颗主要卫星，还说过，利用木星的卫星时常消失可以用来做黄径的测量，这些工作使一位后来的科学家受到了启发，并用这种方法证明了光速是有限的。此人就是丹麦青年科学家罗默。罗默生于奥尔胡斯，在哥本哈根受过教育，后来移居巴黎。在罗默来巴黎的30年前，意大利天文学家卡西尼应路易十四聘请也来到巴黎，他对木星系进行了长期系统的观察和研究。他告诉人们，木星和地球一样也是围绕着太阳运行的行星，但它绕太阳运行的周期是12年。在它的周围有12颗卫星，其中有4颗卫星特别亮，地球上的人借助于望远镜就可以看清楚它们的位置。由于这些卫星绕木星运行，隔一段时间就会被木星遮食一次，其中最近木星的那颗卫星二次被木星遮食的平均时间间隔为42小时28分16秒。罗默在仔细观察和测量之后发现，这个时间间隔在一年之内的各个时间里并不是完全相同的，并且当木星的视角变小时，这个时间间隔要大于平均值。
[精品]《大学物理实验》第一册习题与思考题第一章实验测量不确定度与
1 《大学物理实验》第一册习题与思考题
第一章 实验测量不确定度与数据处理习题
1． 指出下列各项各项哪些属于系统误差，哪些属于偶然误差：
a.米尺刻度不均匀
b.实验者的偏见
c.刻度因温度改变而伸缩
d.最小分度后一位的雇计
c.游标卡尺零点不为零
f.电表指针的磨擦
g.视差
2． 下列数值改用有效数字的标准式来表示
(1) 光速=299792458100米/秒
(2) 热功当量=4183000040000尔格/卡
(3) 比热C
0.001730
0.0005卡/克度
(4) 电子的电荷=4.803010-10静库。准确到0.1%
(5) 9876.52准确到0.2%
3．请把下列各数值正确的有效数字表示于括号内：
(1) 3.467±0.2 ( )
(2) 746.000±2 ( )
(3) 0.002654±0.0008 ( )
(4) 6523.587±0.3 ( )
4.下列各式的算术运算都是正确的，就是没有考虑到有效数字的问题。假设下列各数值的最
后一位都是估计（可疑）的，请在括号内以有效数字表示其正确答案。
(1)(1.732)(1.74)=3.01368 ( )
(2)(10.22)(0.0832)(0.41)=0.34862464 ( ) (3)4.20419.30
034.6038.60421.8
y ( )
(4) 628.7/7.8=80.6026 ( )
(5) (17.34-17.13)(14.28)=2.9988 ( )
5.计算下式结果及其不确定度的表示式。
N=A+2B+C-5D
设：A=38.206
0.001cm B=13.2487
0.0001cm
C=161.25
0.01cm D=1.3242
0.0001cm
6.一圆柱体的直径为（2.14
0.02）厘米，求其横截面积。
2 7．两分量(10.200.04) 厘米 和(3.010.03) 厘米 ，相加时其不确定度该如何表示？相
6.2 用电磁感应法测交变磁场(仿真实验)
313 第6章 物理虚拟仿真实验
大学物理仿真实验系统的辅助功能如下。
① 界面的右上角的功能显示框：在普通实验状态下，显示实验实际用时、记录数
据按钮、结束实验按钮、注意事项按钮；在考试状态下，显示考试所剩时间的倒计时、
记录数据按钮、结束考试按钮、显示试卷按钮（考试状态下显示）、注意事项按钮。
② 右上角的工具箱：各种使用工具，如计算器等。
③ 右上角的help和关闭按钮：help按钮可以打开帮助文件，关闭按钮的功能就是
关闭实验。
④ 实验仪器栏：存放实验所需的仪器，可以选择其中的仪器拖放至桌面，鼠标指
针触及仪器，实验仪器栏会显示仪器的相关信息；仪器使用完后，则不再允许拖动仪器
栏中的仪器。
⑤ 提示信息栏：显示实验过程中的仪器信息、实验内容信息、仪器功能按钮信息
等相关信息，按F1键可以获得更多帮助信息。
⑥ 实验状态辅助栏：显示实验名称和实验内容信息（多个实验内容依次列出），当
前实验内容显示为红色，其他实验内容显示为蓝色；可以通过单击实验内容进行实验内
容之间的切换。切换至新的实验内容后，实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行
初始化。
6.2 用电磁感应法测交变磁场
在实际应用中常常需要知道载流导体产生的磁场分布。从原则上讲，利用毕奥-萨
伐尔定律可以计算出载流导体产生的磁场，但是大多数情况下的计算十分复杂、困难。
因此，常常需要设计其他的实验方法去测量磁场。本实验中所用的探测线圈是常用的测
量磁场的方法。
【实验目的】
1）掌握探测线圈法测量交变磁场的方法。
2）学会测量螺线管轴线上的磁场分布。
3）加深对电磁感应定律及磁场特征的理解。
【实验器材】
被测铜导线螺线管、探测铜导线螺线管、频率计、毫米刻度尺、电源、导线、单刀
双掷开关、电流表、电压表、计算机等。
【实验原理】
测螺线管内磁场的实验界面如图6-2-1所示。 314 大学物理实验（第二版）
图6-2-1 测螺线管内磁场的实验界面
图6-2-2所示是一个长为2l，匝数为N的单层密绕的直螺线管产生的磁场。当导线
近代物理实验大纲-苏州大学
近代物理》实验教学大纲
2007-4-27 9:35:57
《近代物理》实验教学大纲
课程编号： 08131007 大纲执笔人：钱
铮
课程名称： 近代物理实验 大纲审批人：晏世雷
英文名称： Modern Physical Experiment
课程学时： 54学时 实验学时：3×18
实验室名称：基础物理实验中心 近代物理实验室
实验课性质：独立设课
适用专业： 物理学,光信息科学与技术
一、本课程实验教学目的与要求
根据《近代物理实验教学大纲》的要求，结合近年来各校的教改经验，近代物理实验教学内容包括实验思想、实验设计、实验技术及数据处理等四个方面，注重安排一些近代物理学发展史中起重要作用的著名实验，重视培养高年级学生用实验方法研究物理现象和规律，提高他们的科学探索意识。实验选题分为两个部分，必做实验和选做实验。
二、主要仪器设备及现有台套数
1、相对论实验谱仪 2套 13、正温度系数（PTC）半导体陶瓷
2、β射线的吸收和能量的测定 1套 阻温特性曲线的测量 1套
3、夫兰克—赫兹实验 3套 14、扫描隧道显微镜 1套 4、塞曼效应 1套 15、光速的测定 2套
5、光谱定性分析 1套 16、传感器实验 1套
6、动态全息计量术 1套 17、黑体辐射实验 1套
7、氢原子光谱 1套 18、单光子计数实验 1套
8、核磁共振 2套 19、光多道实验 1套
9、铁磁共振 2套 20、光磁共振 2套
10、电子自旋共振 2套 21、X射线实验 2套
11、微波实验系统 2套