大学物理试验指导书主编唐焕芳副主编陶冶杨晓莉卢孟春喻凌.DOC

《大学物理实验》 指 导 书 主 编 唐焕芳 副主编 陶 冶 杨晓莉 卢孟春 喻 凌 2011年9月 目 录 实验1 长度的测量 实验2 密度的测量 实验3 金属线胀系数的测定 实验4 伏安法测电阻 实验5 示波器的调节与使用 实验6 分光计的调节与使用 实验7 电子元件伏安特性的测量 实验8 单摆实验 实验9 气垫导轨的使用 实验10 金属比热容的测定 实验11 水的汽化热测定 实验12 电位差计的使用 实验13 溥透镜焦距的测定 实验14 迈克尔逊干涉仪的调节与使用 实验15 杨氏弹性模量测量 实验16 弦线驻波的研究 实验17 液体粘度的测定 实验18 液体表面张力系数测定 实验19 开尔文电桥测低电阻 实验20 电表的改装与校准 实验21 微小长度测量方法研究 实验22 冰的熔解热的测定 实验23 自组望远镜、显微镜 实验24 用直流电桥测中值电阻 实验25 LRC电路的谐振特性研究  实验 长度测量 1、掌握测量长度的几种常用仪器的使用 2、掌握记录和计算不确定度的基本方法 3、基本掌握利用测量不确定度对实验结果进行评价的方法 【实验仪器】 游标卡尺、螺旋测微计（千分尺）、移测显微镜、被测物（滚珠、圆柱体、金属丝） 【实验原理】 1、游标卡尺 （1）结构 游标卡尺是一种能准确到以上的较精密量具，用它可以测量物体的长、宽、高、深及工件的内、外直径等。它主要由按米尺刻度的主尺和一个可沿主尺移动的游标（又称副尺）组成。常用的一种游标卡尺的结构如图2－1－1所示。为主尺，为副尺，主尺和副尺上有测量钳口和，钳口用来测量物体内径，尾尺在背面与副尺相连，移动副尺时尾尺也随之移动，可用来测量孔径深度，为锁紧螺钉，旋紧它，副尺就与主尺固定了。 （2）分度原理 如果用表示主尺上的最小分度值，用表示游标刻度尺上的总格数，而游标刻度尺上分格的总长度与主刻度尺上的分格的总长度相等。设游标刻度尺上每个等分格的长度为，则有： 主刻度尺与游标刻度尺上每个分格之差，即为游标卡尺的最小读数值（也称最小分度值或精度），这就是游标分度原理。 不同型号和规格的游标卡尺，其游标的长度和分度数可以不同，但其游标的基本原理均相同。主尺上的最小分度是毫米，若，即游标刻度尺上10个等分格的总长度和主刻度尺上的相等，每个游标分度是，主刻度尺与游标刻度尺每个分度之差，称作10分度游标卡尺；同理，若，游标卡尺的最小分度值为，称作20分度游标卡尺；若，游标卡尺的最小分度值为，此值正是测量时能读到的最小读数（也是仪器的示值误差），称作50分度游标卡尺。本实验室采用的是50分度的游标卡尺，如图1－2所示。 （3）读数 游标卡尺的读数表示的是主刻度尺的0线与游标刻度尺的0线之间的距离。读数可分为两步：首先，在主尺上与游标“0”线对齐的位置读出整数部分（毫米位）；其次，在游标上读出不足1的小数部分，二者相加就是测量值，其中 ，为游标上与主尺某刻线对得最准的那条刻线的序数。 例：如图1－3所示的游标尺读数为：， 所以。 （4）注意事项 ①游标卡尺使用前，应该先将游标卡尺的卡口合拢，检查游标尺的0线和主刻度尺的0线是否对齐。若没有对齐说明卡口有零误差，应记下零点读数，用以修正测量值。 ②推动游标刻度尺时，不要用力过猛，卡住被测物体的松紧应适当，更不能卡住物体后再移动物体，以防卡口受损。 ③用完后两卡口要留有间隙，然后将游标卡尺放入包装盒内，不能随便放在桌子上，更不能放在潮湿的地方。 2、螺旋测微计 （1）结构 螺旋测微计(又名千分尺)是螺旋测微量具中的一种，是一种较游标卡尺更精密的量具，常用来测量线度小且准确度要求较高的物体的长度。较常见的一种螺旋测微计的构造如图1－4所示。该量具的核心部分主要由测微螺杆和螺母套管所组成，是利用螺旋推进原理而设计的。 （2）原理 测微螺杆的后端连着圆周上刻有分格的微分筒，测微螺杆可随微分筒的转动而进、退。螺母套管的螺距一般为，当微分筒相对于螺母套管转一周时，测微螺杆就沿轴线方向前进或后退；当微分筒转过一小格时，测微螺杆则相应地移动的距离。可见，测量时沿轴线的微小长度均能在微分筒圆周上准确地反映出来。 比如，则能准确读到，再估读一位，则可读到，这正是称螺旋测微计为千分尺的缘故。实验室常用的千分尺的示值误差取为。 （3）读数 读数可分为两步：首先，在螺母套管的标尺上读出以上的读数；其次，再由微分筒圆周上与螺母套管横线对齐的位置上读出不足的数值，再估读一位，则几者之和即为待测物体的长度。如图1－5所示： （） （） （4）零误差（也称零点读数） 测量前，应进行“零”点核准，即零点修正。不