大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二期

1、 綜合專題實(shí)驗(yàn)與綜合專題實(shí)驗(yàn)與 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) n 什么是綜合專題實(shí)驗(yàn)什么是綜合專題實(shí)驗(yàn) 由幾個(gè)內(nèi)容相關(guān)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)組合而成的系列實(shí)驗(yàn)由幾個(gè)內(nèi)容相關(guān)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)組合而成的系列實(shí)驗(yàn)同一個(gè)物理量用不同的方法研究：如光源光譜；同一個(gè)物理量用不同的方法研究：如光源光譜；同一個(gè)物理現(xiàn)象的各種表現(xiàn)：如波的衍射；同一個(gè)物理現(xiàn)象的各種表現(xiàn)：如波的衍射；較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)分多次進(jìn)行：如超聲波原理及應(yīng)用；較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)分多次進(jìn)行：如超聲波原理及應(yīng)用； 光纖專題；光纖專題；用同一個(gè)儀器研究不同的物理現(xiàn)象：如邁克耳孫用同一個(gè)儀器研究不同的物理現(xiàn)象：如邁克耳孫干涉儀系列實(shí)驗(yàn)干涉儀系列實(shí)驗(yàn) 等等等等 n為什么要進(jìn)行綜合專題實(shí)驗(yàn)

2、為什么要進(jìn)行綜合專題實(shí)驗(yàn) 綜合實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練：在一個(gè)專題中使用綜合實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練：在一個(gè)專題中使用多種儀器，運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)方法；多種儀器，運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)方法； 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納、綜合、分析能力的對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納、綜合、分析能力的訓(xùn)練；訓(xùn)練； 多角度、全方位、深入地對(duì)物理本質(zhì)進(jìn)行多角度、全方位、深入地對(duì)物理本質(zhì)進(jìn)行探討。探討。 綜合性專題實(shí)驗(yàn)綜合性專題實(shí)驗(yàn)超聲超聲電子電子波動(dòng)波動(dòng)光譜光譜原子核原子核光電子基礎(chǔ)光電子基礎(chǔ)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)綜合能力綜合能力磁共振磁共振激光激光光纖光纖1. 1. 棱鏡光譜與光柵衍射法測(cè)定光源光譜；棱鏡光譜與光柵衍射法測(cè)定光源光譜；2. 2. 小型棱鏡攝譜儀測(cè)氫原子光譜；

3、小型棱鏡攝譜儀測(cè)氫原子光譜；3. 3. 光柵光譜儀。光柵光譜儀。1. 1. 超聲波的產(chǎn)生與傳播；超聲波的產(chǎn)生與傳播；2. 2. 固體彈性常數(shù)的測(cè)量；固體彈性常數(shù)的測(cè)量；3. 3. 超聲波探測(cè)與成像基本原理。超聲波探測(cè)與成像基本原理。1.1.用密立根油滴儀測(cè)量電子電量；用密立根油滴儀測(cè)量電子電量；2.2.金屬逸出功的測(cè)定；金屬逸出功的測(cè)定；3.3.電子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及電子比荷的測(cè)定。電子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及電子比荷的測(cè)定。 q三個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)預(yù)習(xí)，三個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)預(yù)習(xí)，上課時(shí)到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)上課時(shí)到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)安排做實(shí)驗(yàn)的順序。安排做實(shí)驗(yàn)的順序。q第一次課帶本專題第一次課帶本專題三個(gè)實(shí)驗(yàn)三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)

4、報(bào)告，的預(yù)習(xí)報(bào)告，全部交給老師檢查。全部交給老師檢查。無(wú)預(yù)習(xí)報(bào)告不能做實(shí)無(wú)預(yù)習(xí)報(bào)告不能做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。q每次實(shí)驗(yàn)完成后數(shù)據(jù)交教師簽字。每次實(shí)驗(yàn)完成后數(shù)據(jù)交教師簽字。q最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后，次周內(nèi)交三個(gè)實(shí)驗(yàn)最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后，次周內(nèi)交三個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及小論文（結(jié)合專題撰寫科技論文，報(bào)告及小論文（結(jié)合專題撰寫科技論文，而不是對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的簡(jiǎn)單復(fù)述。論文不少而不是對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的簡(jiǎn)單復(fù)述。論文不少于于1500字，字，嚴(yán)禁抄襲嚴(yán)禁抄襲）。）。專題實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般要求找共性、找差異、找聯(lián)系找共性、找差異、找聯(lián)系怎樣綜合？怎樣綜合？小論文：小論文： 題目題目 背景背景 理論理論 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 總結(jié)現(xiàn)象和結(jié)果總結(jié)現(xiàn)象和結(jié)果

5、擴(kuò)展：方法、應(yīng)用領(lǐng)域、內(nèi)容擴(kuò)展：方法、應(yīng)用領(lǐng)域、內(nèi)容 不足與建議（關(guān)于內(nèi)容、方法方面）不足與建議（關(guān)于內(nèi)容、方法方面） 科技小論文的形式和內(nèi)容是開(kāi)放科技小論文的形式和內(nèi)容是開(kāi)放性的，學(xué)生可以從各自不同的角度來(lái)性的，學(xué)生可以從各自不同的角度來(lái)綜合表述實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和結(jié)果，并展開(kāi)綜合表述實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和結(jié)果，并展開(kāi)討論。討論。小論文格式示例小論文格式示例n（標(biāo)題）（標(biāo)題） n專業(yè)專業(yè) 姓名姓名 學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)n（論文）摘要：（論文）摘要：n關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：n（正文）背景（正文）背景n（正文）論述（包括理論和實(shí)驗(yàn)方法）（正文）論述（包括理論和實(shí)驗(yàn)方法）n（正文）結(jié)論（總結(jié)現(xiàn)象和結(jié)果，擴(kuò)展，（正文）結(jié)論（總結(jié)現(xiàn)象和

6、結(jié)果，擴(kuò)展，不足與建議等）不足與建議等）n（撰寫時(shí)間）（撰寫時(shí)間）n 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1. 光的衍射發(fā)展史；2. 用金屬逸出功測(cè)量?jī)x做設(shè)計(jì)性擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)；3. 小議光纖實(shí)驗(yàn)中的信號(hào)調(diào)制方式；4. 光波衍射與變換光學(xué)概論；5. 密立根油滴實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探討；6.棱鏡折射與光柵衍射的區(qū)別與聯(lián)系； .小論文小論文9三、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求和實(shí)驗(yàn)條件，根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求和實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并基本完成全過(guò)程的由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并基本完成全過(guò)程的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)。什么是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)什么是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三種類型三種類型測(cè)量型實(shí)驗(yàn)：測(cè)量型實(shí)驗(yàn)：對(duì)某一物理量（如電容、折射率、對(duì)

7、某一物理量（如電容、折射率、靜態(tài)磁特性的測(cè)量等）進(jìn)行測(cè)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要靜態(tài)磁特性的測(cè)量等）進(jìn)行測(cè)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求；求； 研究型實(shí)驗(yàn)：研究型實(shí)驗(yàn)：用實(shí)驗(yàn)確定兩物理量或多物理用實(shí)驗(yàn)確定兩物理量或多物理量之間的關(guān)系（電源特性研究），并對(duì)其物理量之間的關(guān)系（電源特性研究），并對(duì)其物理原理、外界條件的影響或應(yīng)用價(jià)值等進(jìn)行研究；原理、外界條件的影響或應(yīng)用價(jià)值等進(jìn)行研究； 制作型實(shí)驗(yàn)：制作型實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)并組裝或制作裝置，如萬(wàn)設(shè)計(jì)并組裝或制作裝置，如萬(wàn)用表的組裝、全息光柵制作等。用表的組裝、全息光柵制作等。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括 1.1.建立物理模型（多種）建立物理模型（多種）; ; 2. 2.物理模型

8、比較（選擇一種或幾種）物理模型比較（選擇一種或幾種）; ; 3. 3.確定實(shí)驗(yàn)方法（由相應(yīng)模型確定）確定實(shí)驗(yàn)方法（由相應(yīng)模型確定）; ; 4. 4.選擇儀器設(shè)備（根據(jù)設(shè)計(jì)要求）選擇儀器設(shè)備（根據(jù)設(shè)計(jì)要求）; ; 5. 5.選擇最佳參數(shù)（包括實(shí)驗(yàn)測(cè)量條件）選擇最佳參數(shù)（包括實(shí)驗(yàn)測(cè)量條件）; ; 6. 6.制定實(shí)驗(yàn)步驟（包括實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)）。制定實(shí)驗(yàn)步驟（包括實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)）。 q第一次為準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，要求上課前先有設(shè)計(jì)方案（不第一次為準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，要求上課前先有設(shè)計(jì)方案（不只一種）和參考資料列表。（設(shè)計(jì)方案包括：物理只一種）和參考資料列表。（設(shè)計(jì)方案包括：物理模型、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器、參數(shù)估算、實(shí)驗(yàn)步驟模型

9、、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器、參數(shù)估算、實(shí)驗(yàn)步驟等。）等。）無(wú)設(shè)計(jì)方案不能做實(shí)驗(yàn)無(wú)設(shè)計(jì)方案不能做實(shí)驗(yàn)。課內(nèi)了解所需實(shí)。課內(nèi)了解所需實(shí)驗(yàn)儀器性能和操作方法，進(jìn)行試做，研究設(shè)計(jì)方案驗(yàn)儀器性能和操作方法，進(jìn)行試做，研究設(shè)計(jì)方案的可行性。的可行性。q第二次帶修改過(guò)的第二次帶修改過(guò)的“可行的設(shè)計(jì)方案可行的設(shè)計(jì)方案”，粗做實(shí)驗(yàn)。，粗做實(shí)驗(yàn)。q第三次精做實(shí)驗(yàn)，并完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，第三次精做實(shí)驗(yàn)，并完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，下課時(shí)當(dāng)下課時(shí)當(dāng)堂交原始設(shè)計(jì)方案和正式實(shí)驗(yàn)報(bào)告堂交原始設(shè)計(jì)方案和正式實(shí)驗(yàn)報(bào)告（報(bào)告內(nèi)應(yīng)包括（報(bào)告內(nèi)應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)總結(jié)或體會(huì)以及建議等）。實(shí)驗(yàn)總結(jié)或體會(huì)以及建議等）。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一般要求設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一般要求建立建立

10、物理物理模型模型確定確定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法方法選擇選擇實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)儀器儀器選擇選擇實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)參數(shù)參數(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作操作處理處理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)撰寫撰寫實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告報(bào)告制定制定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟步驟設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一般程序設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一般程序1. 建立物理模型建立物理模型例：測(cè)量重力加速度例：測(cè)量重力加速度g。 什么物理現(xiàn)象或物理過(guò)程與g有關(guān)？ 自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)/物體在斜面上的滑動(dòng)物體在斜面上的滑動(dòng)/拋體拋體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)/單擺單擺/ 根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的物理性質(zhì)，研究與實(shí)驗(yàn)對(duì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的物理性質(zhì)，研究與實(shí)驗(yàn)對(duì)象相關(guān)的物理過(guò)程原理及過(guò)程中各物理量之象相關(guān)的物理過(guò)程原理及過(guò)程中各物理量之間的關(guān)系、推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式間的關(guān)系、推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式

11、 。過(guò)程中的物理量有什么關(guān)系)(221211221ttt ttstsggdtdv gtvv0tvvg0gtvdtds 02021gttvs202ttvsg2110121gttvs2220221gttvsdtdsdsdvdtdvg svvg2202vdsdv 以以“自由落體自由落體”為為例例2.物理模型比較與選擇物理模型比較與選擇測(cè)量量值估計(jì)：當(dāng)測(cè)量量值估計(jì)：當(dāng)S=2m=2m，t 約為約為0.60.6秒。秒。 SS1S2哪個(gè)方案合適哪個(gè)方案合適？tvvg0202ttvsg)(221211221ttt ttst sgsvvg2202s速度測(cè)量速度測(cè)量：tsv如何提高準(zhǔn)確度如何提高準(zhǔn)確度？v斜面上的

12、滑動(dòng)斜面上的滑動(dòng)sinmgf 優(yōu)點(diǎn)：增大時(shí)間值，優(yōu)點(diǎn)：增大時(shí)間值， 方便測(cè)量；方便測(cè)量；缺點(diǎn)：？缺點(diǎn)：？ 2202svvgt 所有自由落體公式均所有自由落體公式均可套用：可套用：sin sin單擺模型單擺模型LTg2)2(估計(jì)估計(jì) L=1m，T2s。限制：小擺角限制：小擺角sin 自由落體的變形自由落體的變形絕對(duì)重力儀絕對(duì)重力儀（美國(guó)）（美國(guó)）不確定度不確定度210-8 m/s2朱棣文朱棣文原原子干涉重力儀子干涉重力儀3.3.實(shí)驗(yàn)方法的確定實(shí)驗(yàn)方法的確定 用什么方法、裝置實(shí)現(xiàn)物理模型，每個(gè)物理用什么方法、裝置實(shí)現(xiàn)物理模型，每個(gè)物理量怎么測(cè)量。量怎么測(cè)量。q測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)恒力矩怎么實(shí)現(xiàn)？測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

13、時(shí)恒力矩怎么實(shí)現(xiàn)？ f 固定，半徑固定，半徑 r 固定，則力矩固定，則力矩f r固定；固定；q 速度怎么測(cè)？速度怎么測(cè)？ 用很短時(shí)間的平均速度近似瞬時(shí)速度；用很短時(shí)間的平均速度近似瞬時(shí)速度；fMq 電源的短路電流怎么測(cè)？電源的短路電流怎么測(cè)？AEBARgA、B間壓降間壓降I 0Rg0。Rg為電表內(nèi)阻。為電表內(nèi)阻。當(dāng)當(dāng)I0=I時(shí)時(shí)，UAB=0，AB間相當(dāng)短路。間相當(dāng)短路。ARI0GEEAB0II補(bǔ)償法補(bǔ)償法4. 實(shí)驗(yàn)儀器的選擇與配套實(shí)驗(yàn)儀器的選擇與配套q根據(jù)量值和準(zhǔn)確度要求選擇儀器種類；根據(jù)量值和準(zhǔn)確度要求選擇儀器種類； 例：例： 測(cè)時(shí)間用什么儀表？測(cè)時(shí)間用什么儀表？q對(duì)待測(cè)物理量的值進(jìn)行估計(jì)，

14、以選擇儀表的對(duì)待測(cè)物理量的值進(jìn)行估計(jì)，以選擇儀表的 量程；量程；q按不確定度均分原則選擇儀表的準(zhǔn)確度。按不確定度均分原則選擇儀表的準(zhǔn)確度。用什么儀器，準(zhǔn)確度與量程。誤差分配計(jì)算用什么儀器，準(zhǔn)確度與量程。誤差分配計(jì)算RdRUdUPdP 2222)()(2)(REUEPE E(P)2 (1%)2=0.00014E(U)20.00005， E(U)0.35%， 選選0.2級(jí)電壓級(jí)電壓表。表。E(R)2 0.00005，E(R)0.7%，選選0.5級(jí)電橋。級(jí)電橋。q舉例：舉例：測(cè)量功率。公式測(cè)量功率。公式RUP2 RUPlnln2ln 0.0001 0.00005 0.00005用電壓表測(cè)電壓，用電橋

15、測(cè)電阻。要求不確定度用電壓表測(cè)電壓，用電橋測(cè)電阻。要求不確定度1%。5. 5. 測(cè)量條件與最佳參數(shù)的確定測(cè)量條件與最佳參數(shù)的確定實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器選定后，選擇有利的實(shí)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器選定后，選擇有利的實(shí)驗(yàn)條件及參數(shù)范圍，以最大限度的減小誤差。驗(yàn)條件及參數(shù)范圍，以最大限度的減小誤差。如如 單擺長(zhǎng)度的測(cè)量（擺線、小球單擺長(zhǎng)度的測(cè)量（擺線、小球） 指針式儀表量程選擇在滿度指針式儀表量程選擇在滿度 的的2/3處處 選擇合適的測(cè)量環(huán)境：溫度、濕度、氣壓、選擇合適的測(cè)量環(huán)境：溫度、濕度、氣壓、電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)6. 6. 擬定實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案擬定實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案1) 根據(jù)物理模型及實(shí)驗(yàn)方法，畫出相應(yīng)根據(jù)物理模型及實(shí)驗(yàn)

16、方法，畫出相應(yīng) 的實(shí)驗(yàn)裝置圖或電路圖、光路圖；的實(shí)驗(yàn)裝置圖或電路圖、光路圖；2) 擬定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟；擬定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟；3) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格；4) 實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備的名稱，規(guī)格，使用實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備的名稱，規(guī)格，使用 條件等。條件等。7. 7. 撰寫設(shè)計(jì)方案撰寫設(shè)計(jì)方案（第一次課帶的預(yù)習(xí)方案）（第一次課帶的預(yù)習(xí)方案） 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 題題 目目 一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)一、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 二、實(shí)驗(yàn)要求二、實(shí)驗(yàn)要求 三、實(shí)驗(yàn)方案三、實(shí)驗(yàn)方案 1、物理模型的比較、物理模型的比較 2、實(shí)驗(yàn)方法的比較、實(shí)驗(yàn)方法的比較 3、儀器的選擇與配套（系統(tǒng)誤差分析）、儀器的選擇與配套（系統(tǒng)誤差分析） 1）誤差公式的推

17、導(dǎo)）誤差公式的推導(dǎo) 2）儀器的選擇）儀器的選擇 4、測(cè)量條件與最佳參數(shù)的設(shè)定、測(cè)量條件與最佳參數(shù)的設(shè)定 1）測(cè)量條件）測(cè)量條件 2）測(cè)量參數(shù)）測(cè)量參數(shù) 四、實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)略）四、實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)略） 五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 六、參考文獻(xiàn)六、參考文獻(xiàn)資料搜集資料搜集 在設(shè)計(jì)過(guò)程中要查閱足夠的參考資料：在設(shè)計(jì)過(guò)程中要查閱足夠的參考資料： 例如例如: 大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)教科書（不同版本）；大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)教科書（不同版本）； 有關(guān)測(cè)量、傳感器方面的教材和專著；有關(guān)測(cè)量、傳感器方面的教材和專著； 儀器、儀表、器件手冊(cè)；儀器、儀表、器件手冊(cè)； 儀器說(shuō)明書；儀器說(shuō)明書； 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范

18、等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等。 完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案后，方可到實(shí)驗(yàn)室實(shí)地考查完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案后，方可到實(shí)驗(yàn)室實(shí)地考查儀器情況并進(jìn)行準(zhǔn)備性實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案交給儀器情況并進(jìn)行準(zhǔn)備性實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案交給指導(dǎo)老師檢查。指導(dǎo)老師檢查。 通過(guò)第一次實(shí)驗(yàn)檢查設(shè)計(jì)方案是否可行，根據(jù)通過(guò)第一次實(shí)驗(yàn)檢查設(shè)計(jì)方案是否可行，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備情況、實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備情況、實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案，即可進(jìn)入實(shí)測(cè)。方案，即可進(jìn)入實(shí)測(cè)。 實(shí)測(cè)一般分兩次進(jìn)行：粗測(cè)、精測(cè)。粗測(cè)中根實(shí)測(cè)一般分兩次進(jìn)行：粗測(cè)、精測(cè)。粗測(cè)中根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)檢查是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，可再次調(diào)整實(shí)據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)檢查是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，

19、可再次調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，最后精測(cè)，完成實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)方案，最后精測(cè)，完成實(shí)驗(yàn)。8. 8. 實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作9.9.數(shù)據(jù)處理及撰寫報(bào)告數(shù)據(jù)處理及撰寫報(bào)告根據(jù)最終選定的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程，根據(jù)最終選定的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括前述實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括前述實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)任務(wù)、要求、方法、步驟、注意事項(xiàng)、容（實(shí)驗(yàn)任務(wù)、要求、方法、步驟、注意事項(xiàng)、參考資料等）外，還應(yīng)包括以下兩項(xiàng)：參考資料等）外，還應(yīng)包括以下兩項(xiàng)： 數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)處理與分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)計(jì)算、誤差估算、誤差分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)計(jì)算、誤差估算、誤差分析 實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)總結(jié) 包括對(duì)本實(shí)驗(yàn)的總結(jié)；

20、實(shí)驗(yàn)中的體會(huì)、包括對(duì)本實(shí)驗(yàn)的總結(jié)；實(shí)驗(yàn)中的體會(huì)、 收收獲；對(duì)實(shí)驗(yàn)選題的建議、意見(jiàn)等。獲；對(duì)實(shí)驗(yàn)選題的建議、意見(jiàn)等。10. 10. 最后完整的報(bào)告最后完整的報(bào)告 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 題題 目目 一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)一、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 二、實(shí)驗(yàn)要求二、實(shí)驗(yàn)要求 三、實(shí)驗(yàn)方案（可行性方案）三、實(shí)驗(yàn)方案（可行性方案） 1、物理模型的比較與選擇、物理模型的比較與選擇 2、實(shí)驗(yàn)方法的比較與選擇、實(shí)驗(yàn)方法的比較與選擇 3、儀器的選擇與配套（系統(tǒng)誤差分析）、儀器的選擇與配套（系統(tǒng)誤差分析） 1）誤差公式的推導(dǎo)）誤差公式的推導(dǎo) 2）儀器的選擇）儀器的選擇 4、測(cè)量條件與最佳參數(shù)的設(shè)定、測(cè)量條件與最佳參數(shù)的設(shè)定 1）測(cè)量條件）測(cè)量條件

21、 2）測(cè)量參數(shù)）測(cè)量參數(shù) 四、實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)略）四、實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)略） 五、所測(cè)量的數(shù)據(jù)五、所測(cè)量的數(shù)據(jù) 六、數(shù)據(jù)處理，驗(yàn)證是否符合設(shè)計(jì)要求。六、數(shù)據(jù)處理，驗(yàn)證是否符合設(shè)計(jì)要求。 七、參考文獻(xiàn)七、參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)舉例一設(shè)計(jì)舉例一 測(cè)量型實(shí)驗(yàn)測(cè)量型實(shí)驗(yàn)任務(wù)：測(cè)定金屬材料的楊氏模量任務(wù)：測(cè)定金屬材料的楊氏模量E。要求：測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度不超過(guò)要求：測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度不超過(guò)5%。 物理模型的建立及比較：物理模型的建立及比較：1） 外力作用下，發(fā)生形變，在彈性限度內(nèi)有外力作用下，發(fā)生形變，在彈性限度內(nèi)有Ec 20436067. 1fdmlE LLEAF 2） 圓棒狀樣品用兩條細(xì)線懸吊起來(lái)，共振時(shí)圓棒狀

22、樣品用兩條細(xì)線懸吊起來(lái)，共振時(shí) 3） 聲波在連續(xù)媒質(zhì)內(nèi)傳播，其聲速，則有聲波在連續(xù)媒質(zhì)內(nèi)傳播，其聲速，則有 采用模型一。采用模型一。 采用金屬絲的伸長(zhǎng)測(cè)楊氏模量采用金屬絲的伸長(zhǎng)測(cè)楊氏模量E，反射鏡反射鏡杠桿架杠桿架SSdDmgLdE2218導(dǎo)出測(cè)量公式為導(dǎo)出測(cè)量公式為 22222212)()(2)()()()()(SEDELEdEdEmEEEu按均分原則，按均分原則，E(D)1%,其余約為其余約為2%。q鋼絲直 徑 ：鋼絲直 徑 ： 0.8mm， 千 分 尺 測(cè) 量 ， 保 證， 千 分 尺 測(cè) 量 ， 保 證 E(D)0.01/0.8=1.2。q彈性極限彈性極限200MPa,F100N。q逐

23、差法測(cè)量，中間分段，逐差法測(cè)量，中間分段，F(xiàn)m=50N。用多個(gè)。用多個(gè)1kg砝碼累加加載。砝碼累加加載。qE量級(jí)量級(jí)21011Pa，可以計(jì)算出，可以計(jì)算出 L/L0.0005。 取取L=1m，則，則L=0.5mm。 LLEAF 25/100004/100004/100004/100004/100004/100004/10000q 光杠桿放大光杠桿放大光杠桿望遠(yuǎn)鏡豎尺SS0S1d2d1L放大倍數(shù)放大倍數(shù)=2d1/d2，取取d1=2m，d2=80mm，放大，放大50倍，倍，S=25mm。用尺讀。用尺讀。u(S)=0.5mm，E(S)=2%。q d1用卷尺測(cè)，用卷尺測(cè)，E(d1)=0.005/2=0

24、.25%2%；q L用卷尺測(cè)，用卷尺測(cè)， E(L)=0.005/1=0.5%2%；qd2用板尺測(cè)，用板尺測(cè)， E(d2)=0.5/80=0.6%2%；q校核：校核： 22222212)()(2)()()()()(SEDELEdEdEmEEEu%2)2 . 12(5 . 06 . 025. 05 . 0222222 %3 . 3 設(shè)計(jì)舉例二設(shè)計(jì)舉例二 研究型實(shí)驗(yàn)研究型實(shí)驗(yàn)任務(wù)：研究某二極管的伏安特性。任務(wù)：研究某二極管的伏安特性。要求：電流準(zhǔn)確度在要求：電流準(zhǔn)確度在0.5mA， 電壓準(zhǔn)確度在電壓準(zhǔn)確度在0.1V。AV1 2K2K1ED特點(diǎn)：二極管電阻為非線性、正反特點(diǎn)：二極管電阻為非線性、正反向

25、電阻不一樣。向電阻不一樣。方案一：伏安法測(cè)電阻方案一：伏安法測(cè)電阻根據(jù)阻值大小，確定采用根據(jù)阻值大小，確定采用內(nèi)接或外接法。圖中用內(nèi)接或外接法。圖中用K2 電鍵轉(zhuǎn)換。電鍵轉(zhuǎn)換。 I=ID DADDRRRVV 當(dāng)當(dāng) RA RD， ID I。正向?qū)ɑ蚋咦桦妷罕?，近似用。正向?qū)ɑ蚋咦桦妷罕恚朴肐D I。用公式計(jì)算，。用公式計(jì)算， 需要先測(cè)電壓表內(nèi)阻需要先測(cè)電壓表內(nèi)阻 RV VAD1。I精度要求較高時(shí)用補(bǔ)償法測(cè)電壓精度要求較高時(shí)用補(bǔ)償法測(cè)電壓AGVR0REEI0I調(diào)調(diào)R使使G中無(wú)電流，中無(wú)電流， ID IA補(bǔ)償法測(cè)電壓，電壓表上不分流，補(bǔ)償法測(cè)電壓，電壓表上不分流，相當(dāng)內(nèi)阻無(wú)窮大。相當(dāng)內(nèi)阻無(wú)窮

26、大。 粗測(cè)曲線粗測(cè)曲線q電源輸出大于電源輸出大于15V， E選穩(wěn)壓電源。選穩(wěn)壓電源。0.6 U(V)I(mA) 808qR0通過(guò)分壓來(lái)調(diào)電壓。通過(guò)分壓來(lái)調(diào)電壓。 若選若選R0為為100，負(fù)載電流，負(fù)載電流0.1A， 加二極管負(fù)載，最大電流加二極管負(fù)載，最大電流0.2A， 要求電源輸出大于要求電源輸出大于0.5A。qI很小，很小，E選大電阻選大電阻 ，小電動(dòng)勢(shì)，小電動(dòng)勢(shì) 電源。電源。39直接測(cè)量量不確定度的評(píng)定直接測(cè)量量不確定度的評(píng)定 n1ii1xnx1 1）計(jì)算：）計(jì)算：3 3）計(jì)算：）計(jì)算：)(xsuA nxxxx.,321等精度多次測(cè)量等精度多次測(cè)量3mBu 和和4 4）22)(BAuuxu 2 2）計(jì)算：）計(jì)算：)(xs剔除壞值后，重復(fù)剔除壞值后，重復(fù)1 1）2 2）（已無(wú)壞值）（已無(wú)壞值）5) 5) 最終結(jié)果：最終結(jié)果：)(xuxx %100)()( xxuxE40某長(zhǎng)度測(cè)某長(zhǎng)度測(cè)6 6次次, ,分別為分別為29.18 29.19 29.27 29.18 29.19 29.27 29.25 29.26 29.24(cm) 29.25 29.26 29.24(cm) m m=0.02cm=0.02cmcm23.296161 iixx取一位取一位02. 00168. 01)()(612nnxxnxsxsiicmcm計(jì)算計(jì)算41 cm020u)