大學(xué)物理實驗答案2(同名16809)

實驗二十七動力學(xué)共振法測定材料的楊氏彈性模量【預(yù)習(xí)題】 1．外延測量法有什么特點？使用時應(yīng)注意什么問題？答：所謂外延測量法，就是所需要的數(shù)據(jù)在測量數(shù)據(jù)范圍之外，一般很難測量，為了求得這個數(shù)，采用作圖外推求值的方法。具體地說就是先使用已測數(shù)據(jù)繪制出曲線，再將曲線按原規(guī)律延長到待求值范圍，在延長線部分求出所要的值。使用外延測量法時應(yīng)注意：外延法只適用于在所研究范圍內(nèi)沒有突變的情況，否則不能使用2．懸絲的粗細對共振頻率有何影響？答：在一定范圍內(nèi)，懸絲的直徑越大時，共振頻率反而越小。因為共振頻率與阻尼的關(guān)系為，懸絲直徑大時，阻尼相應(yīng)較大，即大，則共振頻率應(yīng)該較小。當然，懸絲直徑也不可過粗，太粗的懸絲對于棒振動時振幅的影響很大，即變小，而不利于信號的拾取。【思考題】1．在實際測量過程中如何辨別共振峰真假？答：理論上認為，“改變信號發(fā)生器輸出信號的頻率，當其數(shù)值與試樣棒的某一振動模式的頻率一致時發(fā)生共振，這時試樣振動振幅最大，拾振器輸出電信號也達到最大”。實驗中，并非示波器檢測到信號峰值處頻率都為樣品棒的共振頻率，由樣品支架和裝置其它部分的振動也會導(dǎo)致示波器檢測到極值信號。因此正確真假判別共振信號對于測量相當重要。真假共振峰的判別方法有好幾種，如預(yù)估法和撤耦法，預(yù)估法指利用已知的金屬楊氏模量，利用公式估算出共振頻率，撤耦法指用手托起試樣棒，此時拾振信號應(yīng)消失，反之為假信號。預(yù)估法和撤耦法結(jié)合起來用比較好：預(yù)估法可判斷出共振頻率的大致范圍，而撤耦法則可做進一步精確判斷。另外，還可以在不放銅棒的情況下先做一個粗略檢測，即將可能的干擾信號頻率做一個排除。2．如何測量節(jié)點的共振頻率。答：從實驗裝置圖中可以看出，試樣振動時，由于懸絲的作用，棒的振動并非原理中要求的自由振動，而是存在阻尼下的受迫振動，所檢測共振頻率隨懸掛點到節(jié)點的距離增大而增大。若要測量（27-1）式中所需的試樣棒基頻共振頻率，只有將懸絲掛在節(jié)點處，處于基頻振動模式時，試樣棒上存在兩個節(jié)點，它們的位置距離分別為0.224L和0.776L處。在節(jié)點處的振動幅度幾乎為零，很難檢測，所以要想測得試樣棒的基頻共振頻率需要采取內(nèi)插測量法。所謂內(nèi)插測量法，就是所需要的數(shù)據(jù)在測量數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，而不方便進行測量，為了求得這個數(shù)，采用作圖內(nèi)插求值的方法。具體地說就是先使用已測數(shù)據(jù)繪制出曲線，再求出所要的值。內(nèi)插法只適用于在所研究范圍內(nèi)沒有突變的情況，否則不能使用。在本實驗中就是以懸掛點位置為橫坐標，以共振頻率為縱坐標作出關(guān)系曲線圖，求得曲線最低點（節(jié)點）對應(yīng)的頻率即為試樣棒的基頻共振頻率。實驗二十八邁克耳孫干涉儀的調(diào)節(jié)和使用【預(yù)習(xí)題】1．邁克耳孫干涉儀主要由哪些光學(xué)元件組成，各自的作用是什么？答：邁克耳孫干涉儀主要由分光板、補償板、可移動平面反射鏡和固定平面反射鏡4種光學(xué)元件組成。的作用是將一束光分成強度大致相同的兩束光——反射光（1）和透射光（2）；的材料和厚度與相同，作用是補償光束（2）的光程，使光束（2）與光束（1）在玻璃中走過的光程大致相同；的作用是反射（1）光；的作用是反射（2）光。2．怎樣調(diào)節(jié)可以得到等傾干涉條紋？怎樣調(diào)節(jié)可以得到等厚干涉條紋？答：當M1、M2嚴格垂直時，調(diào)出的圓條紋為等傾干涉條紋。當M1、M2不垂直時，調(diào)出的干涉條紋為等厚干涉條紋。3．如何用He一Ne激光調(diào)出非定域的等傾干涉條紋？在調(diào)節(jié)和測其波長時要注意什么？答：=1\*GB3①用He一Ne激光調(diào)出非定域的等傾干涉條紋的方法如下：（1）調(diào)節(jié)He一Ne激光束大致與平面鏡垂直。（2）遮住平面鏡，用自準直法調(diào)節(jié)背后的三個微調(diào)螺絲，使由反射回來的一組光點象中的最亮點返回激光器中，此時入射光大致垂直平面鏡。（3）遮住平面鏡，調(diào)節(jié)平面鏡背后的三個微調(diào)螺絲，使由反射回來的一組光點象中的最亮點返回激光器中，使平面鏡和大致垂直。（4）觀察由平面鏡、反射在觀察屏上的兩組光點象，【思考題】1．拍攝一張高質(zhì)量的全息圖應(yīng)注意哪些問題?答：為保證全息照片的質(zhì)量，各光學(xué)元件應(yīng)保持清潔。若光學(xué)元件表面被污染或有灰塵，應(yīng)按實驗室規(guī)定方法處理，切忌用手、手帕或紙片等擦拭。2．繪出拍攝全息圖的基本光路，說明拍攝時的技術(shù)要求。答：=1\*GB3①拍攝全息圖的基本光路如下：=2\*GB3②拍攝時的技術(shù)要求，主要有：（1）全息實驗臺的防震性能要好。（2）要有好的相干光源。同時要求物光波和參考光波的光程盡量相等，光程差盡量小，以保證物光波和參考光波有良好的相干性。（3）物光和參考光的光強比要合適，一般選擇1：2到1：5之間為宜。兩者間的夾角在30到90度之間。3．全息圖的主要特點是什么？答：全息圖上記錄的是物光和與參考光相干涉時，形成的不規(guī)則干涉條紋。條紋的形狀與被拍攝物體