大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)思考題匯總提要

金屬線脹系數(shù)的測定1.為什么要在溫度和千分表穩(wěn)定的時候讀數(shù)？測定固體的線性膨脹系數(shù)時，溫度會逐漸上升，并超越你設(shè)定的溫度值，再繼續(xù)等待，溫度會降低，直至溫度穩(wěn)定至千分表10秒鐘不轉(zhuǎn)動一格，再讀數(shù)，能減小系統(tǒng)誤差。

2.隔熱棒的作用是什么？與被測物接觸的一端為什么是尖的？隔熱和力的傳遞作用,做成尖的，接觸面積最小民間小樣品與千分表的熱傳遞。隔熱和力的傳遞作用。一端是尖的，是減少樣品與測量設(shè)備(千分尺)的熱傳遞,保證千分尺測試到的就是樣品的受熱伸長量.3.為什么被測物體與千分表探頭需保持在同一直線？只有受力在同一直線，千分表才能測出樣品的真實(shí)伸長量，否則只是伸長量的分量。4.兩根材料相同，粗細(xì)、長度不同的金屬棒，在同樣的溫度變化范圍內(nèi)，他們的線膨脹系數(shù)是否相同？線膨脹系數(shù)是材料的屬性，只要是同一材料就一樣。落球法液體粘滯系數(shù)測量1.斯托克斯公式的應(yīng)用條件是什么?本實(shí)驗(yàn)是怎樣去滿足這些條件的?又如何進(jìn)行修正的?無限寬廣的液體，無渦流，液體靜止，小球剛性，表面光滑，恒溫條件，無初速度下落，勻速過程滿足該公式；本實(shí)驗(yàn)采用剛性小球，使小球的半徑遠(yuǎn)小于液面，體積可忽略不計，放入小球時盡量輕來滿足公式適用條件；修正：d/2R。前乘修正系數(shù)2.4；d/2h前乘修正系數(shù)3.3.2.在特定的液體中，如果鋼珠直徑增大一些，測量結(jié)果如何變化?如果鋼珠從高處擲下，測量結(jié)果如何變化?鋼珠直徑增大，測量結(jié)果變大，鋼珠從高處擲下，測量結(jié)果變小。3.討論本實(shí)驗(yàn)造成不確定度增大的主要因素是什么，如何改進(jìn)?小球受容器體積限制，使小球盡可能在中央下落；小球有初速度，釋放小球盡量輕。楊氏模量的測定1.本實(shí)驗(yàn)中必須滿足哪些實(shí)驗(yàn)條件?金屬絲必須材質(zhì)和尺寸均均勻；韌性要好,能夠承重一定規(guī)格的鉤碼；金屬絲長度要足夠,一般要求兩米左右。2.為什么要使鋼絲處于伸直狀態(tài)?因?yàn)槔焙蟛拍鼙ＷC加力后正確測出鋼絲伸長量。

3.如何判斷在整個加減砝碼過程中鋼絲是彈性形變?在增砝碼過程和減砝碼過程中，相同質(zhì)量砝碼的情況，前后兩次測得金屬絲的長度沒有很大差別，說明金屬絲進(jìn)行的是彈性形變。4.要減小E的測量誤差，本實(shí)驗(yàn)采取了什么措施?調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡時，要仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡，消除視差。整個測量過程中的動作要輕,保持整個測量裝置穩(wěn)定。如果發(fā)生變動必須重新調(diào)節(jié)，重新開始實(shí)驗(yàn)。每一次加減砝碼的間隔時間盡量保持相等。取放砝碼時一定要輕拿輕放，避免擺動。測量鋼絲直徑時應(yīng)用螺旋測微器多測幾次，每次取不同點(diǎn)不同方向進(jìn)行測量，取平均。為了正確測量加力后的伸長量，必須事先進(jìn)行預(yù)加力3千克左右。光杠桿放大法測量細(xì)鋼絲的微小長度變化，用逐差法求平均微小長度變化，減小誤差.5.

試設(shè)計用本實(shí)驗(yàn)所用的光杠桿及望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺系統(tǒng)，測量固體薄膜厚度(比如紙張)的原理及方法.參考思路:根據(jù)楊氏彈性模量實(shí)驗(yàn)中的光杠桿放大法原理,把物體伸長量△L看做薄片的厚度進(jìn)行設(shè)計。薄片可以多片一起測,提高厚度變化值;還可以多片一起放上然后逐片減少。具體測量過程自己考慮設(shè)計。1.實(shí)驗(yàn)中，除討論的玻璃塊之間空氣層兩表面反射光外，其他表面所反射的光之間能否產(chǎn)生干涉?光是有一段段離散的脈沖組成，要同一個脈沖才能產(chǎn)生干涉，否則因?yàn)橄辔徊缓愣ǘ划a(chǎn)生干涉，這就導(dǎo)致了必然要求兩塊表面之間的距離很小。所以就只有玻璃塊之間空氣層兩表面，其他的不要考慮?？战^絕熱指數(shù)的測定1.實(shí)驗(yàn)時若放氣不充分，則所得γ值是偏大還是偏小?為什么?變大,由r=log（p1/p0）/log（p1/p2）

可得，放氣不充分,p2變大2.為什么瓶內(nèi)溫度恢復(fù)不到先前記錄的“室溫"?溫度傳感器由于多方面的因素可能會產(chǎn)生偏差，使得溫度恢復(fù)不到先前記錄的“室溫"。3.為什么實(shí)驗(yàn)測量值遠(yuǎn)小于1.40?等溫過程k=1、絕熱過程k=1.4

因?yàn)橛袩醾鲗?dǎo)，使實(shí)際過程偏向于等溫過程。所以，空氣絕熱指數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)中，測量值遠(yuǎn)小于理論值1.40。4.泊松公式成立的條件是什么?為什么說由本實(shí)險測得的結(jié)果比較粗糙?準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法測定導(dǎo)熱系數(shù)和比熱無三線擺1.用三線擺測剛體轉(zhuǎn)動慣量時，為什么必須保持下盤水平?使轉(zhuǎn)動的軸線與懸線的軸線重合，兩盤如果不水平的話，就會導(dǎo)致擺動時不做簡諧振動，出現(xiàn)螺線擺運(yùn)動從而導(dǎo)致誤差偏大2.在測量過程中，如下盤出現(xiàn)晃動，對周期有測量有影響嗎?如有影響，應(yīng)如何避免?有影響。當(dāng)三線擺在扭動的同時產(chǎn)生晃動時，這時下圓盤的運(yùn)動已不是一個簡諧振動，從而運(yùn)用公式測出的轉(zhuǎn)動慣量將與理論值產(chǎn)生誤差，其誤差的大小是與晃動的軌跡以及幅度有關(guān)的。讓擺幅小一些；停止擺動，重新啟動。不要晃動儀器。可避免晃動。3.三線擺放上待測物后，其擺動周期是否一定比空盤的轉(zhuǎn)動周期大?為什么?加上待測物體后三線擺的擺動周期不一定比空盤的周期大。由下圓盤對中心軸轉(zhuǎn)動慣量公式可知，若J/m>J0/m0，加上待測物體后，三線擺的擺動周期變大；若J/m＜J0/m0，加上待測物體后，三線擺的擺動周期變小。不一定，還與物體的形狀及質(zhì)量有關(guān)。4.測量圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量時，若圓環(huán)的轉(zhuǎn)軸與下盤轉(zhuǎn)軸不重合，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響?重力影響振動，增添額外誤差。5.如何利用三線擺測定任意形狀的物體繞某軸的轉(zhuǎn)動慣量?可利用平行軸定理先測定物體繞與特定軸平行的過物體質(zhì)心的軸的轉(zhuǎn)動慣量J',儀器可用扭擺或三線擺.若特定軸與過質(zhì)心軸的距離為L,則物體繞特定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動慣量J=J'+mL2。6.三線擺在擺動中受空氣阻尼，振幅越來越小，它的周期是否會變化?對測量結(jié)果影響大嗎?為什么?對于阻尼不大的欠阻尼來說周期不變的,周期為T=2∏/(k^2-w^2)^(1/2)其中k為振動系統(tǒng)固有頻率,w為阻尼系數(shù)。對于阻尼過大的過阻尼來說,周期將會發(fā)生變化物體將以非周期運(yùn)動。慣性稱的定標(biāo)與物體慣性質(zhì)量的測定1.何謂慣性質(zhì)量?何為引力質(zhì)量?在普通物理力學(xué)課中是怎樣表述二者的關(guān)系的?慣性質(zhì)量是量度物體慣性的物理量，物理學(xué)中規(guī)定各物體的慣性質(zhì)量與它們在相同的力作用下獲得的加速度數(shù)值成反比。引力質(zhì)量是量度物體引力性質(zhì)的物理量，在相對距離不變的前提下，物體間引力大小與兩個物體引力質(zhì)量的乘積成正比。物體的慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量是等效的。因此，在中學(xué)物理教學(xué)中，不必區(qū)分慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量。2.怎樣測量慣性秤的周期，測量時要注意什么問題?用周期測試儀測若干個周期的總值，再平均。要注意：裝置應(yīng)水平；必須使砝碼和待測物的質(zhì)心位于通過秤臺圓孔中心的垂直線上，經(jīng)保證在測量時有一固定不變的臂長；振動臺啟動時，水平推移不超過2cm，并使各次測量秤臺的水平位移都相同；擋光桿應(yīng)通過光電探孔的豎直連線；擺動幾個周期后再計時。3.慣性秤放在地球不同高度處測量同一物體，所測結(jié)果能否相同?如果將其置于月球上去做此實(shí)驗(yàn)，結(jié)果又將如何?用天平做以上的稱量將如何?用彈簧秤測又將如何?不同高度或在月球上，對測慣性質(zhì)量無影響，所測結(jié)果相同，對測引力質(zhì)量有影響，所測結(jié)果不相同。高度越高,慣性質(zhì)量越接近引力質(zhì)量。用天平測量：結(jié)果相同。

理由：天平測質(zhì)量，質(zhì)量不隨位置的變化而變化。

用彈簧測力計測量：結(jié)果不同。

理由：彈簧稱測力，高度不同，重力不同，因此示數(shù)就不同。4.處于失重狀態(tài)的某空間里有兩個完全不同的物體，能用天平或彈簧秤區(qū)分其引力質(zhì)量的差異嗎?（不能，因?yàn)樘炱交驈椈沙右蕾囉谥亓Σ拍芄ぷ鳎┠苡脩T性秤區(qū)分其慣性質(zhì)量的差異嗎?（能，因?yàn)閼T性秤不依賴于重力就能工作）5.作T一mi，關(guān)系曲線并分析慣性秤的振動周期的平方是否與其上負(fù)載mi，成比例，如果成比例估計空秤的慣性質(zhì)量mo是多少?霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)無地磁場水平分量的測量無分光計的調(diào)整就用透射光柵測定光波波長1.對于同一光源，分別利用棱鏡和光柵分光，所產(chǎn)生的光譜有何區(qū)別？光柵分光，提供的色散量更大，譜線分開更大，而且可以提供許多干涉級次，分辨率也更高，但是缺點(diǎn)是光柵通過衍射，把光線能量分散了，譜線的亮度會下降。棱鏡分光，提供的色散量不是很大，譜線分開的角度不大，分辨率不高，也就是說譜線寬度沒有光柵的細(xì)，他主要是利用了不同光的折射率的不同進(jìn)行分光的。不過譜線亮度會很好，因?yàn)椴]有形成許多干涉級，能量比較集中！2.分析光柵面和入射平行光不嚴(yán)格垂直時對實(shí)驗(yàn)有何影響?

衍射圖形會發(fā)生偏移,理論上是:d(sinφ±sinθ)=kλ,φ是衍射角,θ是平行光的入射角.3.推導(dǎo)出d和λ的不確定度公式，為減少測量誤差，根據(jù)觀察到的各級譜線的強(qiáng)弱及不確定度公式，決定測量第幾級的θk較為合理。邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用1.在什么條件下產(chǎn)生等傾干涉條紋?什么條件下產(chǎn)生等厚干涉條紋？等厚干涉,要求平行光源入射上下表面不平行劈尖,發(fā)生干涉的三點(diǎn)要求都必須有,同頻,同振動方向,固定相位差.光源要求時間空間相干性都好,劈尖頂角要求要小.等傾干涉,是錐形光線入射上下表面平行的平行平板,要求發(fā)生干涉的三點(diǎn)都有,光源要求時間和空間相干性,平行平板要求厚度不能太大!對于本實(shí)驗(yàn)，1、當(dāng)M與M′平行——等傾干涉

2、當(dāng)M與M′之間有微小夾角、形成楔形空氣薄層時——等厚干涉

（M和M′為鏡片）2.邁克耳孫干涉儀產(chǎn)生的等傾干涉條紋與牛頓環(huán)有何不同?

邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生的是等傾干涉條紋，條紋的明暗變化，和入射角度有關(guān)，相同入射角的位置干涉條紋明暗情況一致，條紋間距，條紋粗細(xì)都不等，影響條紋干涉變化的主要原因是光源入射角度的問題。牛頓環(huán)是等厚干涉條紋，條紋的明暗變化，和上下表面中間加的空氣厚度有關(guān)，相同厚度的位置，干涉條紋明暗一致（邁克耳遜干涉儀等傾干涉形成的空氣劈尖是上下表面平行的），條紋間距和粗細(xì)也都不等，但是兩者條紋粗細(xì)，條紋間隔計算公式完全不一樣！另外牛頓環(huán)中心是零級干涉，邁克耳遜干涉儀中心是最大級干涉！3.為什么在觀察激光非定域干涉時，通?？吹降氖腔⌒螚l紋?怎樣才能看到圓形條紋?

如果兩個反射鏡絕對符合理想的垂直狀態(tài),看到的是等傾干涉的圓形條紋,如果兩個反射鏡不再符合理想的垂直狀態(tài),看到的是等厚干涉的平行條紋,也稱劈尖,弧形條紋是過渡狀態(tài),