2013年春季大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)思考題

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)思考題第一章 誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)1、測(cè)量不確定度的概念是什么？如何對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定？怎樣對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行報(bào)道？uA(x)M (xi - x)2、u 廠(x) = u (x)2 + u (x)2 = (S- )2 + (儀)2(p=68.3%)CABxv32、測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字位數(shù)是如何確定的？(1)不確定度的位數(shù)一般只取一位(而且只入不舍)，若首位是1 時(shí)可取兩位。相對(duì)不 確定度為百分之幾，一般也只取一、兩位。( 2 )不確定度決定了測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)，即測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字最后一位應(yīng)與 不確定度所在位對(duì)齊；若不確定度取兩位，則測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字的末位和不確定

2、度末位取齊。( 3)有效數(shù)字尾數(shù)舍入規(guī)則：尾數(shù)“小于五則舍，大于五則入，等于五湊偶”，這種舍 入法則使尾數(shù)舍與入的概率相同。( 4 )同一個(gè)測(cè)量值，其精度不應(yīng)隨單位變換而改變。3、作圖法是如何處理數(shù)據(jù)的？(光速測(cè)量實(shí)驗(yàn))(1)作圖規(guī)則作圖一定要用坐標(biāo)紙；畫(huà)坐標(biāo)紙大小和確定坐標(biāo)軸分度；畫(huà)出坐標(biāo)軸； 數(shù)據(jù)點(diǎn)； 連線； 標(biāo)注圖名.(2)圖解法求直線的斜率和截距求直線斜率和截距的具體做法是，在描出的直線兩端各取一坐標(biāo)點(diǎn)A(xi, yi)和B (x2, y)，則可從下面的式子求出直線的斜率a和截距b0b =x 2丁1 一 xi y 2A、B兩坐標(biāo)點(diǎn)相隔要遠(yuǎn)一些，一般取在直線兩端附近(不要取原來(lái)的測(cè)量數(shù)據(jù)

3、點(diǎn))且 自變量最好取為整數(shù)04、逐差法是如何處理數(shù)據(jù)的？(牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn) 2 示波器的原理與應(yīng)用1從CH1通道輸入IV、1KHz正弦波，如何操作顯示該信號(hào)波形？ 2當(dāng)波形水平游動(dòng)時(shí)，如何調(diào)節(jié)使波形穩(wěn)定？3如何測(cè)量波形的幅度與周期？ 4調(diào)節(jié)什么旋紐使李薩如圖穩(wěn)定？ 5當(dāng)示波器出現(xiàn)下面不良波形時(shí)，請(qǐng)選擇合適的操作方法，使波形正常。(1)波形超 出屏幕：; (2)波形太?。海?(3)波形太密：； (4)亮點(diǎn)，不顯示波形：?？蛇x答案：調(diào)大“偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)”；調(diào)小“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”調(diào)大“掃描速率 (TIME/DIV)”；調(diào)小“掃描速率”；水平顯示置“A”(常規(guī))方式；水平顯示置“X-Y” 方

4、式。觀察李薩如圖時(shí)，要改變圖形的垂直大小，應(yīng)調(diào)節(jié)通道的“偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)”；要改變圖形的水平大小，應(yīng)調(diào)節(jié)通道的“偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)”；要改變圖形的垂直位置，應(yīng)調(diào)節(jié)通道的“垂直位移(POSITION)”。(可選答案：CH1，CH2)。用示波器測(cè)得的CHI (X)信號(hào)的波形如下面左圖所示，CHI (X)信號(hào)與CH2 (Y)信號(hào)合成的李莎茹圖如下面右圖所示，示波器屏幕上已顯示了必要的參數(shù)，圖中每 1 大格為1ms/cm CH1I： 1V/cmI： 1V/cm 2： 5V/cmlcm。請(qǐng)回答下列回題：(1)CH1(X)信號(hào)的 周期為丨i ms； (3) CH2 (Y)信號(hào)的頻

5、率為.8.示波器如圖3中,Upp為Hz。J.|IJ -V；(2) CH1 (X)信號(hào)的改正垂直方向幅度太小、水平方向幅度太大的現(xiàn)象，應(yīng)如何調(diào)節(jié)?調(diào)大“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)大“掃描速率”調(diào)小“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)小“掃描速率”調(diào)小“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)大“掃描速率”調(diào)大“偏轉(zhuǎn)因數(shù)”、調(diào)小“掃描速率”實(shí)驗(yàn) 6 聲速測(cè)量形成駐波的條件是什么？壓電換能器作為超聲波的發(fā)生器和接收器，分別應(yīng)用了什么效應(yīng)？怎樣確定聲速測(cè)量?jī)x換能系統(tǒng)的諧振頻率？駐波共振法測(cè)聲速和相位比較法測(cè)聲速，有什么區(qū)別？實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)示波器顯示的是接收端面的聲壓變化波形？還是媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)位移變化的 波形？駐波共振法測(cè)量聲速時(shí)，在示波器熒屏上可明顯地觀察到聲壓振

6、幅隨距離的增長(zhǎng)而衰減，這是為什么？為了提高測(cè)量的靈敏度，示波器的偏轉(zhuǎn)因數(shù)(VOLTS/DIV)適當(dāng)調(diào)大還是調(diào)小？（1）駐波共振法測(cè)量聲速l = n二（n=l、2、3、），相鄰兩個(gè)駐波振幅極大值之n2間的距離為n（2）相位比較法測(cè)量聲速，當(dāng)換能器S2從某一個(gè)同相位置調(diào)到下一個(gè)同相位置，該 換能器移動(dòng)的距離為一個(gè)波長(zhǎng)九實(shí)驗(yàn)11 邁克爾遜干涉儀測(cè)光波波長(zhǎng)邁克爾遜干涉形成條紋的條件、條紋的特點(diǎn)、條紋出現(xiàn)的位置和測(cè)量波長(zhǎng)的公式。比較等 傾干涉條紋和牛頓環(huán)（等厚干涉）異同。怎樣準(zhǔn)確讀出可動(dòng)反射鏡M的位置？邁克爾遜干涉儀中的補(bǔ)償板、分光板各起什么作用？用鈉光或激光做光源時(shí)，沒(méi)有補(bǔ)償板 P2 能否產(chǎn)生干涉條紋

7、？用白光做光源呢？在邁克爾遜干涉儀的一臂中，垂直插入折射率為1.45的透明薄膜，此時(shí)視場(chǎng)中觀察到 15個(gè)條紋移動(dòng)，若所用照明光波長(zhǎng)為500nm，求該薄膜的厚度。實(shí)驗(yàn) 12 光的等厚干涉牛頓環(huán)形成的條件、條紋的特點(diǎn)、條紋出現(xiàn)的位置和測(cè)量波長(zhǎng)的公式。比較等傾干涉條紋和牛頓環(huán)（等厚干涉）異同。比較牛頓環(huán)和劈尖的干涉條紋的異同點(diǎn).何謂等厚干涉？ 如何應(yīng)用光的等厚干涉測(cè)量平凸透鏡的曲率半徑？（掌握求曲率半徑的 數(shù)據(jù)處理方法）用讀數(shù)顯微鏡測(cè)量出來(lái)的牛頓環(huán)直徑是真實(shí)大小的牛頓環(huán)直徑嗎？如何調(diào)節(jié)使視場(chǎng)變清晰？從牛頓環(huán)裝置的下方透射上來(lái)的光，能否形成干涉條紋？如果能的話，它和反射光形成的干涉條紋有何不同？假如在

8、測(cè)量過(guò)程中，叉絲中心未與牛頓環(huán)中心重合，測(cè)得的是弦而不是直徑，則對(duì)R的結(jié)果有無(wú)影響？為什么？D 2 一 D 2為什么采用測(cè)量干涉圓環(huán)直徑來(lái)求得牛頓環(huán)裝置的曲率半徑R十，而不直接4m - n 爪測(cè)量干涉環(huán)的半徑，由r2 = kR九條件得到曲率半徑R.，請(qǐng)說(shuō)明具體的原因。k如果待測(cè)透鏡是平凹透鏡，觀察到的干涉條紋將是怎樣的？觀察牛頓環(huán)時(shí)將會(huì)發(fā)現(xiàn)，牛頓環(huán)中心不是一點(diǎn)，而是一個(gè)不甚清晰的暗或亮的圓斑，為什么？對(duì)透鏡曲率半徑R的測(cè)量有無(wú)影響？為什么？牛頓環(huán)的干涉條紋各環(huán)間的間距是否相等? 為什么?實(shí)驗(yàn) 16 用霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)楊氏模量1實(shí)驗(yàn)中有什么方法可以間接測(cè)出微小的長(zhǎng)度變化？ 2什么是楊氏模量？如何

9、用彎曲法測(cè)金屬的楊氏模量？ 3什么現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)？寫(xiě)出霍爾電壓測(cè)量微小長(zhǎng)度變化量的表達(dá)式。 4霍爾位置傳感器定標(biāo)的目的是什么？5如果有一幾何尺寸與待測(cè)橫梁完全相同，但用另一種材料做成的金屬橫梁，且已知其楊 氏模量的精確值，你能否借助此橫梁的楊氏模量，測(cè)出待測(cè)橫梁的楊氏模量，方法如何？ 6本實(shí)驗(yàn)對(duì)霍爾位置傳感器定標(biāo)時(shí)，要求首先要將毫伏表讀數(shù)調(diào)為零，請(qǐng)問(wèn)讀數(shù)顯微鏡的 初始讀數(shù)是否也一定要調(diào)為零呢？為什么？實(shí)驗(yàn) 18 磁化曲線和磁滯回線測(cè)量什么是硬、軟磁材料？為什么測(cè)磁化曲線先要退磁？為什么測(cè)量磁化曲線要進(jìn)行磁鍛煉？為什么動(dòng)態(tài)法測(cè)量時(shí)不需要人為進(jìn)行磁鍛煉？什么是靜、動(dòng)態(tài)法？為什么動(dòng)態(tài)磁滯回線的面積

10、比靜態(tài)磁滯回線大，損耗大？什么是磁化曲線？什么是磁滯回線？HS、BS、B、H各特征參數(shù)是什么含義？ SSrc4.在測(cè)量磁滯回線下降段曲線時(shí),勵(lì)磁電流先從0.55A變到了 0.25A測(cè)量，如果想補(bǔ)測(cè)0.40A這點(diǎn)，能否將電流直接從 0.25A 調(diào)回 0.40A 測(cè)量，然后再?gòu)?0.40A 調(diào)到 0.10A 繼續(xù)測(cè)量，為 什么？B(X105 T)A圖 1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量曲線在電流步進(jìn)法測(cè)圖 1 所示的磁滯回線時(shí),若在勵(lì)磁 電流為正向飽和電流IS時(shí)突然斷開(kāi)測(cè)試儀電源，此時(shí) 鐵磁材料的剩磁為多少？本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到的物理原理有哪些？分別用于測(cè) 量那些參數(shù)？實(shí)驗(yàn) 20 太陽(yáng)能電池特性的測(cè)量1掌握太陽(yáng)能電池的基本原理。2無(wú)光源的條件下，太陽(yáng)能電池施加正向偏壓時(shí)的伏安特性？怎樣求常數(shù) 和 I 的值？0恒定光照下，太陽(yáng)能電池在不加偏壓時(shí)伏安特性？如何求短路電流I ；開(kāi)路電壓U ；SCOC最大輸出功率；填充因子 FF？如何對(duì)太陽(yáng)能電池基本特性進(jìn)行測(cè)量？電路圖？溫度會(huì)對(duì)太陽(yáng)能電池帶來(lái)什么影響？實(shí)驗(yàn) 22 光調(diào)制法測(cè)量光速能否對(duì)光的頻率進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，為什么？?jī)x器中光源的波長(zhǎng)為 0.65 微米，為什么還要測(cè)量波長(zhǎng)？什么是位相法測(cè)定調(diào)制波的波長(zhǎng)？在本實(shí)驗(yàn)中是如何實(shí)現(xiàn)的？紅光的波長(zhǎng)為，在空氣中只走0.325微米就會(huì)產(chǎn)生相位差療。而我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中卻