大学物理实验报告学习指导.doc

篇一：大学物理教程实验报告详细答案 伏安法测量电阻 实验的目的 (1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。 实验方法原理 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。 实验装置 待测电阻两只，0～5ma 电流表 1 只，0－5v 电压表 1 只，0～50ma 电流表 1 只，0～10v 电压表一 只，滑线变阻器 1 只，df1730sb3a 稳压源 1 台。 实验步骤 本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学 生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录 u 值和 i 值。对每一个电阻测量 3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。 数据处理 测量次数 u/v 1 u 根据欧姆定律， r = ，如测得 u 和 i 则可计算出 r。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， 5.4 2.00 2700 1 2.08 38.0 54.7 6.9 2.60 2654 2 2.22 42.0 52.9 2 1 8.5 3.20 2656 3 2.50 47.0 53.2 i/ma 1 测量次数 u/v 2 2 (1) 由 (2) 由 ?= 0.075 ； ?i = i× 1.5% ，得到 ?i= 0.075ma, ?i= 0.75ma ； maxmax 1 2 = (3) 再由 ur r + ) 1 , u = u = × r2 ) ，求得 r1 9 10 ? 1? ； 3 (4) 结果表示 r = (2.92 ± 0.09) , r 1 ×10 ?= 2 (44 1) ± ? 光栅衍射 实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法 。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长 实验方法原理 若以单色平行光垂直照射在光栅面上， 按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定： (a + b) sin ψ k =dsin ψ=±kλ k 如果人射光不是单色，则由上式可以看出，光的波长不同，其衍射角也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央 k =0、 ψ =0 处，各色光仍重叠在一起，形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着 k=1，2，3，…级光谱 ，各级光谱 线都按波长大小的顺序依次 排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数，用分光计测出 k 级光谱中某一明条纹的衍射角ψ，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。 实验步骤 (1) 调整分光计的工作状态，使其满足测量 条件。 (2) 利用光栅衍射 测量汞灯在可见光范 围内几条谱线的波长。 ① 由于衍射光谱在中央明条纹两侧对 称地分布，为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时 ，应测出 +k级和-k 级光谱线的位置，两位置的差值之 半即为实验时 k取1 。 ② 为了减少分光计刻度盘的偏心误差，测量每条光谱线时 ，刻度盘上的两个游标都要读数 ，然后取其平均值 (角 游标的读数方法与游 标卡尺的读数方法基本一致)。 ③ 为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。 ④ 测量时，可将望远 镜置最右端，从 -l 级到 +1 级依次测量，以免漏测数据。 数据处理 左1级 (k=-1) 1级 20.258°20.158°19.025°15.092° φ λ／nm λ／nm e 0.33％ 0.45％ 0.51％ 0.44％ (1) 与公认值比较 l(明) 2(明) (明) (明) 579.0 577.9 546.1 435.8 λ为公认值。 (2) 计算 出紫色谱线波长 的不确定度 ? 差 e0 x λ 0 其中 ? ? + (a b)sin ? u ? ? = a + ? u(λ) = ? ?? ( ) ( b) | cos? | u( ) ? ? 1 ? π = × ×=0.467nm ; u =2×u(λ) =0.9 nm . 600 × cos15 60 180 092 ? 最后结果为: λ=(433.9±0.9) nm 当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?并 请说明理由。 答：由(a+b)sinφ=kλ ∵φ最大为 90o 又∵a+b=1/500mm=2*10m， 6 得 k={(a+b)/λ}sinφ 所以 sinφ=1 λ=589.0nm=589.0*10m