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大學物理模擬實驗報告

發布時間: 2021-08-04 01:27:10

⑴ 急求大學物理實驗報告 用模擬法測繪靜電場 磁效應測量實驗

用模擬法描繪靜電場
靜電場是由電荷分布決定的。給定區域內的電荷分布和介質分布及邊界條件,可根據麥克斯韋議程組和邊界條件來求得電場分布。但大多數情況下求出解析解,因此,要靠數字解法求出或實驗方法測出電場分布。
【實驗目的】
1.學會用模擬法描繪和研究靜電場的分布狀況。
2.掌握了解模擬法應用的條件和方法。
3.加深對電場強度及電勢等基本概念的理解。
【實驗儀器】
導電液體式電場描繪儀,同軸電極,平行板電極,白紙(自備)
【實驗原理】
直接測量靜電場是很困難的,因為儀表(或其探測頭)放入靜電場中會使被測電場發生一定變化。如果用靜電式儀表測量,由於場中無電流流過,不起作用。因此,在實驗中採用恆定電流場來模擬靜電場。即通過測繪點定電流場的分布來測繪對應的靜電場分布。
模擬法的要求是:仿造一個場(稱為模擬場),使它的分布和靜電場的分布完全一樣,當用探針去探測曲勢分布時,不會使電場分布發生畸變,這樣就可以間接測出靜電場。
用模擬法測量靜電場的方法之一是用電流場代替靜電場。由電磁學理論可知電解質(或水液)中穩恆電流的電流場與電介質(或真空)中的靜電場具有相似性。在電流場的無源區域中,電流密度矢量和靜電場中的電場強度矢量所遵從的物理規律具有相同的數學形式,所以這兩種場具有相似性。在相似的場源分布和相似的邊界條件下,它們的解的表達式具有相同的數學模型。如果把連接電源的兩個電極放在不良導體如稀薄溶液(或水液)中,在溶液中將產生電流場。電流場中有許多電位彼此相等的點,測出這些電位相等的點,描繪成面就是等位面。這些面也是靜電場中的等位面。通常電場分布是在三維空間中,但在水液中進行模擬實驗時,測出的電場是在一個水平面內的分布。這樣等位面就變成了等位線,根據電力線與等位線正交的關系,即可畫出電力線。這些電力線上每一點切線方向就是該點電場強度的方向。這就可以用等位線和電力線形象地表示靜電場的分布了。
檢測電流中各等位點時,不影響電流線的分布,測量支路不能從電流場中取出電流,因此,必須使用高內阻電壓就能消除這種影響。當電極接上交流電壓時,產生交流電場的瞬時值是隨時間變化的,但交流電壓的有效值與直流電壓是等效的(見附錄),所以在交流電場中用交流電壓表測量有效值的等位線與直流電場中測量同值的等位線,其效果和位置完全相同。
模擬法的應用條件是「模擬場「的基本規律或所滿足的數學議程要與被模擬的場完全一樣,這種模擬為數學模擬。恆定電流場和靜電場滿足相似的偏微分方程,只要帶電體(即電極)的形狀和大小,它們之間的相對位置以及邊界條件一樣。那麼這兩個場的分布就是一樣的。
根據靜電場與恆定電流場的對應關系,上述靜電場可以用下面的恆定電流場來模擬:兩長直同軸圓柱形導體,內圓柱半徑為a,外圓筒內半徑為b,其間充以電容率為 的均勻電介質,內外圓柱保持電勢差V0=VA—VB。只要我們測出模擬恆定電流場的分布,則可得出被模擬靜電場的分布。
不用形狀的電極,可以模擬不同形狀的靜電場,如平行板電極,可以模擬平行板電容器中的靜電場。

圖a 圖b
如圖a所示為一個同軸圓柱電極,內電極半徑為a,外電極半徑為b,內電極電勢Va,外電極電勢Vb=0,在兩極間距軸心r處的電勢為:

由高斯定理知半徑為r的圓柱面上的電場是:
式中λ是圓柱面單位長度上的電量,ε是兩極間介電常數,由兩式可得
當r=b時, ,則 ,代入上式有:

此式即為同軸圓柱電極間靜電場中的電勢分布公式。
若在同軸圓柱電極間充填均勻不良導體,在該電極間將形成穩定的電流場。同上道理,也可推導出穩定電流場中的電勢分布公式為

比較兩個公式不難看出,它們都滿足高斯定理的拉普拉斯方程,其電勢分布是相同的。而穩定電流場不會因為探針的引入導致電場畸變,所以完全可用電極尺寸相同,邊界條件一樣的穩定電流場來模擬靜電場進行探測,從而間接描繪出靜電場的分布狀況。
【實驗內容及步驟】
1.按線路圖連接線路(圖b為同軸圓柱電極)。
2.用水準儀調平水槽架底座。在水槽內注入一定量的水,在水槽架上層壓好白紙,用於記錄測繪點;接通電源,電壓調至10V,其值由數字電壓表置「輸出」時讀出,探針置於水槽外。
3.將探針與內電極緊密接觸,電壓顯示為10V,其值由數字電壓表置「檢測」時讀出。若電壓顯示為0V,則改變電源電壓輸出極性。
4.讓探針在兩極間慢慢移動,依次測出電壓分別為7.0V、5.0V、3.0V、1.0V的等勢線,每一個等勢線8個測量點。
5.用探針沿外電極內、外側分別取三個和一個記錄點,用於確定電極的圓心和外電極的厚度;記錄內電極直徑和外電極內直徑。
6.用平行板電極換下同軸圓柱電極重復(2、3)兩個步驟,分別沿7.5V、5.0V、2.5V三個等勢線各記錄8個測量點(均勻分布),並做出確定電極位置的測量點。
7.在平行板電極測量紙上用不同符號標注出各等勢線上的測量點和等勢線數值,畫出電極,繪出實驗等勢線和電場線。
8.在同軸圓柱電極記錄紙上,用幾何方法確定圓心,畫出內、外電極,用不同符號標注出各等勢線上的測量點和等勢線數值,繪出理論等勢線(根據公式計算)和電場線。
9.量出同軸圓柱電極記錄紙上等勢線各測量點到圓心的距離,求出平均值。在半對數坐標紙上繪出Vr/Va~lnr理論曲線,標出對應的實驗測量點 ,畫出實驗曲線。
【實驗教學指導要點】
1.模擬場除滿足與被側場有相似地數學方程和邊界條件外,還要求水槽底座一定要水平,溶液導電率遠小於電極且處處均勻,電源必須是一定頻率的交流電,以防止電介質的極化。
2.水槽中裝入的水不可漫過電極上表面。
3.導線的連接一定要牢固,避免因接觸電阻而導致輸出電壓達不到要求。
4.描繪電場線應始於高電勢電極的外表面,終止於低電勢電極的內表面,且處處與等勢線垂直。電場線的密度反映了電場強度的大小。
5. 上層記錄紙上打點時,不要用力過猛,輕輕按即可,以免移動電極,帶來誤差。
6. 做實驗時,要確定圓心;要確定電極位置;除此之外,還要描出兩極板之間的區域外向外延伸的邊緣效應。
7. 作圖時,不僅要畫出等勢線,還應畫出電場線(起於正電荷,止於負電荷)。

a
b
同軸圓柱電極電場分布

平行板電極電場分布
10.0V
7.5V

5.0V
2.5V
0.0V
8. 在半對數坐標紙上作圖時,要把理論直線和實驗直線同時作出。

Vr /Va~ln r曲線
Vr /Va

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.3 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 5 6 7 89 r (cm)
此圖用半對數坐標紙進行繪制,縱向為均勻分布,橫向為對數分布。圖中理論曲線為過(ln a, 1)和(ln b, 0),線上四點為實際測量點。
9. 在電極間加上直流電壓時所形成的電場是不隨時間變化的,是穩定的。如果在電極間加交流電壓,電場將隨時間而變,場面穩定。但考慮到直電極間加上不同值的直流電壓時,場中相對的電勢值一定的等勢線或面的幾何形狀和位置都不變。既接交流電壓時,可看作在電極上塊速變換不同值的直流電壓(包括極性)。因此,在交流電場中測定的相對電勢線和直流電場中測定的同值相對電勢等勢線,其開頭和位置都完全相同。但必須指出這里的完全相同是有條件的。我們所選的交流電的頻率不能高,否則會出現電極間點電勢不是目前增減的效應。我們選用的是50HZ的交流電,場中的電極和不良條件互相楊成電容的影響可以忽略不計。完全符合條件。

【實驗隨即提問】
1.提問:本實驗對靜電場的測繪採用的是什麼方法?為什麼要用此方法?
回答:採用的是模擬法測繪靜電場。因為直接測量靜電場的分布,需用探針對空間各點逐點進行測量。當把探針放入靜電場後,由於靜電感應,探針上會產生感應電荷,則會改變原電極的電荷分布,從而引起原電場的畸變。顯然直接測量不可行,所以採用模擬法來進行測繪。
2.提問:模擬法分為哪兩種模擬,其應用的條件是什麼?本實驗採用的是哪一種模擬?
回答:模擬法分為物理模擬和數學模擬。物理模擬的應用條件為物理相似和幾何相似,即模型和原型都遵從同樣的物理規律;模型的幾何尺寸與原型的幾何尺寸成比例的放大或縮小。數學模擬應用的條件為模型與原型在物理實質上可以完全不同,但它們都遵從相同的數學規律,即滿足相似的數學方程,還要帶電體(即電極)的形狀和大小,它們之間的相對位置以及邊界條件一樣。用恆定電流場模擬靜電場採用的是數學模擬。
3.提問:為什麼不良導體內的電場分布與真空中的靜電場分布相同?
回答:因為在不良導體內沒有電流通過時,其中任一宏觀體積元中的正負電荷數量相等,沒有凈電荷,呈電中性。當有直流電流通過時,單位時間內流出體積元的電荷被流入的同號電荷所代替,體積元內正負電荷數量還是相等,因而整個體積內呈電中性。換言之,真空中的靜電場是由電極上的電荷產生的,而在有恆定電流通過的不良導體中,電場也是由電極上的電荷產生的。不同的是靜電場中電極上的電荷靜止不動,而恆流場中電極上的電荷一邊流失,一邊由電源隨時補充,在動態平衡狀態下保持電荷的數量不變。所以,兩種狀況下電場的分布是相同的。
4.提問:用恆定電流場模擬靜電場的實驗條件是什麼?
回答:實驗條件首先要求不良導體在兩極間區域內其電導率是常數,並保持其厚度不變;其次要求測量電勢的儀表中基本上無電流通過。從本質上講就是要保證測量時,恆定電流場的電位分布在極間區域內和邊界上不會因測量操作而發生改變。
5.提問:實驗中如何做測量點?
回答:⑴ 同軸柱形電極沿半徑做測量點。
首先沿與實驗者垂直的兩個半徑做測量點,沿半徑由高電勢向低電勢(由中心電極向外電極)依次做四個測量點;再反方向沿另一個半徑線做四個測量點;其次沿水平方向的兩個半徑做測量點,最後再做左斜和右斜的四個半徑線,其布局如同一個「米」形。這樣做測量點的優點在於不會遺漏測量點,同時也可使同一條等勢線上的測量點均勻分布。做完所有等勢線上測量點後,還需沿外電極外沿做三個測量點,以確定電極的圓心。
⑵ 平行板電極沿等勢線做測量點,由高電勢向低電勢依次做出等勢線。
沿等勢線做測量點時,不可只局限於電極兩端之間的區域內,一定要向外延伸擴展。因為實驗中的平行板電極是有限長的,在電極兩端電場存在邊緣效應,所以,在測量中沿等勢線先在中間做四個測量點,其次在電極兩端各做一個測量點,然後向兩端外延約1厘米再各做一個測量點,最後,再沿兩個電極板的四個角各做一個測量點,確定電極的位置。
6.提問:如何繪制電場分布圖?
回答:⑴ 同軸柱形電極:
首先根據外電極外沿的三個測量點,用幾何作圖法確定圓心,由測出的半徑a、b,畫出完整的同軸柱形電極。由公式算出各等勢線的理論半徑值,按理論半徑值畫出等勢線。用同一種符號標出同一等勢線上的八個測量點,並註明等勢線的量值。再依據電場線與等勢線處處正交的特性,畫出電場線,標出其方向(由公式E=-dU/dr知,電場的方向是由高電勢指向低電勢)。
因為在靜電平衡狀態下,導體內部電場為零,電荷分布於導體表面。所以電場線始於中心電極的外表面,終止於外電極的內表面。
最後寫出圖名(同軸柱形電極電場分布圖)。
⑵ 平行板電極
根據確定電極位置的測量點畫出兩電極板,分別用光滑曲線連接同一電勢的八個測量點,畫出等勢線,用同一種符號將測量點標出,並註明等勢線量值。與同軸電極一樣,畫出電場線及其方向。在畫電場線時,要特別注意靠近極板兩端電場的邊緣效應。寫出圖名(平行板電極電場分布圖)。
7.提問:如何為什麼對柱形電極要用單對數坐標紙作圖?怎樣用單對數坐標紙作圖?
回答:由極間電勢的公式 知, 僅僅只是坐標r的函數,所以用單對數坐標紙可以表現出 與r的線性關系,且作圖比較便捷。
單對數坐標紙(又稱半對數坐標紙)在製作時已將某個軸向取好對數,從坐標紙上看刻度值,一個軸向是均勻分布,而另一個軸向則是對數分布。在做同軸柱形電極「 ~ 理論曲線」圖時,在坐標紙上以均勻分布刻度為縱軸取名 ,以對數分布刻度為橫軸取名r(cm),以點(lna,1)和點(lnb,0)為端點,畫出理論直線。然後,分別量出各等勢線上八個測量點的實際半徑記錄於數據表中,並算出各等勢線實際平均半徑值,在坐標紙上描出平均值點,觀察其是否落在理論直線上。
8.提問:能否模擬平行軸電線或帶有等量異號電荷的平行長直圓柱體的電場?為什麼?
回答:能。由電磁學理論可知電解質(或水液)中穩恆電流的電流場與電介質(或真空)中的靜電場具有相似性。在電流場的無源區域中,電流密度矢量和靜電場中的電場強度矢量所遵從的物理規律具有相同的數學形式,所以這兩種場具有相似性。在相似的場源分布和相似的邊界條件下,它們的解的表達式具有相同的數學模型。如果把連接電源的兩個電極放在不良導體如稀薄溶液(或水液)中,在溶液中將產生電流場。電流場中有許多電位彼此相等的點,測出這些電位相等的點,描繪成面就是等位面。這些面也是靜電場中的等位面。通常電場分布是在三維空間中,但在水液中進行模擬實驗時,測出的電場是在一個水平面內的分布。這樣等位面就變成了等位線,根據電力線與等位線正交的關系,即可畫出電力線。這些電力線上每一點切線方向就是該點電場強度的方向。這就可以用等位線和電力線形象地表示靜電場的分布了。
9. 提問:請給出模擬平面板與其中垂面上長直帶電圓柱體的電場的主要步驟?
回答:(1).按線路圖連接線路。
(2).用水準儀調平水槽架底座。在水槽內注入一定量的水,在水槽架上層壓好白紙,用於記錄測繪點;接通電源,電壓調至10V,其值由數字電壓表置「輸出」時讀出,探針置於水槽外。
(3).將探針與內電極緊密接觸,電壓顯示為10V,其值由數字電壓表置「檢測」時讀出。若電壓顯示為0V,則改變電源電壓輸出極性。
(4).讓探針在兩極間慢慢移動,依次測出電壓分別為7.5V、5.0V、2.5V的等勢線,每一個等勢線8個測量點。
(5).用探針沿帶電圓柱體電極外側取三個記錄點,用探針沿帶電平面板電極外側取四個記錄點,用於確定電極的圓心和電極的厚度。
(6). 在測量紙上用不同符號標注出各等勢線上的測量點和等勢線數值,畫出電極,繪出實驗等勢線和電場線。

⑵ 大學物理實驗報告具體如何寫

大學物理實驗報告一般有這樣幾個部分:
1 簡要地敘述一下實驗的原理;
2 實驗所需要的儀器;
3 實驗步驟;
4 實驗的數據:依次列出所有測量量的數值。
這里最好是列表表示,這樣會更方便,同時也把誤差列在表中,按照誤差計算的方法逐個分步算出來,這樣就不至於被許多的數據弄得頭昏腦漲;
5 最後把所得出的結論寫出來。
如果老師要求做思考題的,就寫在最後。

祝你高速、高質量地完成實驗報告!

⑶ 大學物理模擬實驗《分光計》實驗報告

問的是關於哪一個方面的?是誤差還是.......

⑷ 求大學物理實驗報告模板( 電子版)

怎樣撰寫物理實驗報告

物理實驗除了使學生受到系統的科學實驗方法和實驗技能的訓練外,通過書寫實驗報告,還要培養學生將來從事科學研究和工程技術開發的論文書寫基礎。因此,實驗報告是實驗課學習的重要組成部分,希望同學們能認真對待。
正規的實驗報告,應包含以下六個方面的內容:(1)實驗目的;(2)實驗原理;(3)實驗儀器設備;(4)實驗內容(簡單步驟)及原始數據;(5)數據處理及結論;(6)結果的分析討論。
現就物理實驗報告的具體寫作要點作一些介紹,供同學們參考。
一、實驗目的
不同的實驗有不同的訓練目的,通常如講義所述。但在具體實驗過程中,有些內容未曾進行,或改變了實驗內容。因此,不能完全照書本上抄,應按課堂要求並結合自己的體會來寫。
如:實驗4-2 金屬楊氏彈性模量的測量
實驗目的
1.掌握尺讀望遠鏡的調節方法,能分析視差產生的原因並消除視差;
2.掌握用光杠桿測量長度微小變化量的原理,正確選擇長度測量工具;
3.學會不同測量次數時的不確定度估算方法,分析各直接測量對實驗結果影響大小;
4.練慣用逐差法和作圖法處理數據。
二、實驗原理
實驗原理是科學實驗的基本依據。實驗設計是否合理,實驗所依據的測量公式是否嚴密可靠,實驗採用什麼規格的儀器,要求精度如何?應在原理中交代清楚。
1.必須有簡明扼要的語言文字敘述。通常教材可能過於詳細,目的在便於學生閱讀和理解。書寫報告時不能完全照書本上抄,應該用自己的語言進行歸納闡述。文字務必清晰、通順。
2.所用的公式及其來源,簡要的推導過程。
3.為闡述原理而必要的原理圖或實驗裝置示意圖。如圖不止一張,應依次編號,安插在相應的文字附近。
如:實驗3-3 滑線變阻器的分壓與限流特性
實驗原理
滑線變阻器在電路中的連接不同,可構成分壓器和限流器。
1.分壓特性研究
實驗電路如圖1。滑動頭將滑線電阻 分成 和 兩部分, 為負載電阻。電路總電阻為

圖1 分壓電路

圖2 分壓特性曲線

故總電流為

為電源的端電壓,不是電源的電動勢 。負載電阻 上的壓降為

令 、 , 是負載電阻 相對於滑線電阻 阻值大小的參數; 是滑線電阻 的滑動頭相對於低電位端的位置參數。則上式可改寫為

在給定負載 和滑線電阻 的情況下, 為某一定值,則分壓比 與滑線電阻 滑動頭位置參數 有關,它們的函數關系曲線如圖2。
本實驗是通過實際測量來檢驗 的函數關系曲線是否與理論曲線相吻合,並探討分壓電路的有關規律。
2.限流特性研究
實驗電路如圖3。此時流過負載 的電流為

令 ,則

圖4 限流特性曲線
、 定義同前。對於不同的參數 ,電路的限流比 與滑線電阻 滑動頭位置參數 有關,它們的函數關系曲線如圖4。

圖3 限流電路

本實驗是通過具體測量來了解它們的關系曲線及限流電路的基本特徵。
三、實驗儀器設備
在科學實驗中,儀器設備是根據實驗原理的要求來配置的,書寫時應記錄:儀器的名稱、型號、規格和數量(根據實驗時實際情況如實記錄,沒有用到的不寫,更不能照抄教材);在科學實驗中往往還要記錄儀器的生產廠家、出廠日期和出廠編號,以便在核查實驗結果時提供可靠依據;電磁學實驗中普通連接導線不必記錄,或寫上導線若干即可。但特殊的連接電纜必須註明。
如:實驗5-7 用電位差計校準毫安表
實驗儀器設備
HD1718-B型直流穩壓電源(0-30V/2A),UJ36a型直流電位差計(0.1級、量程230mV),BX7D-1/2型滑線變阻器(550Ω、0.6A),C65型毫安表(1.5級、量程2-10-50-100mA),ZX93直流電阻器,ZX21旋轉式電阻箱,UT51數字萬用表,導線若干。
四、實驗內容及原始數據
概括性地寫出實驗的主要內容或步驟,特別是關鍵性的步驟和注意事項。根據測量所得如實記錄原始數據,多次測量或數據較多時一定要對數據進行列表,特別注意有效數字的正確,指出各物理量的單位,必要時要註明實驗或測量條件。
如:實驗3-1 固體密度測量
實驗內容及原始數據
1.用游標卡尺測量銅環內、外徑,用螺旋測微計測量厚度。
螺旋測微計零位讀數 0.003 (mm)
n 1 2 3 4 5 6 7
外徑D(mm) 29.96 29.94 29.98 29.94 29.96 29.92 29.96
內徑d(mm) 10.02 10.04 10.00 10.02 10.06 10.04 10.08

h 測量讀數(mm) 9.647 9.649 9.648 9.644 9.646 9.646 9.645
測量值(mm) 9.644 9.646 9.645 9.641 9.643 9.643 9.642
2.用礦山天平測量銅環質量
53.97 g
指針折回點讀數 S1 S2 S3 S4 S5
零 點α 17.9 6.5 17.5 7.0 17.2
停 點β 15.0 6.0 14.8 6.1 14.4
停 點γ 12.1 5.8 11.9 6.1 11.6
五、數據處理及結論
1.對於需要進行數值計算而得出實驗結果的,測量所得的原始數據必須如實代入計算公式,不能在公式後立即寫出結果;
2.對結果需進行不確定度分析(個別不確定度估算較為困難的實驗除外);
3.寫出實驗結果的表達式(測量值、不確定度、單位及置信度,置信度為0.95時可不必說明),實驗結果的有效數字必須正確;
4.若所測量的物理量有標准值或標稱值,則應與實驗結果比較,求相對誤差。
5.需要作圖時,需附在報告中。
如:實驗3-1 固體密度測量
數據處理及結論



經查表, 時銅的密度為 ,實驗結果的相對誤差為

六、結果的分析討論
一篇好的實驗報告,除了有準確的測量記錄和正確的數據處理、結論外,還應該對結果作出合理的分析討論,從中找到被研究事物的運動規律,並且判斷自己的實驗或研究工作是否可信或有所發現。
一份只有數據記錄和結果計算的報告,其實只完成了測試操作人員的測試記錄工作。至於數據結果的好壞、實驗過程還存在哪些問題、還要在哪些方面進一步研究和完善?等等,都需要我們去思考、分析和判斷,從而提高理論聯系實際、綜合能力和創新能力。
1.首先應對實驗結果作出合理判斷。
如果儀器運行正常,步驟正確、操作無誤,那就應該相信自己的測量結果是正確或基本正確的。
對某物理量經過多次測量所得結果差異不大時,也可判斷自己的測量結果正確。
如果被測物理量有標准值(理論值、標稱值、公認值或前人已有的測量結果),應與之比較,求出差異。差異較大時應分析誤差的原因:
(1) 儀器是否正常?是否經過校準?
(2) 實驗原理是否完善?近視程度如何?
(3) 實驗環境是否合乎要求?
(4) 實驗操作是否得當?
(5) 數據處理方法是否准確無誤?
2.分析實驗中出現的奇異現象。
如果出現偏離較大甚至很大的數據點或數據群,則應認真分析偏離原因,考慮是否將其剔除還是找出新規律。
無規則偏離時,主要考慮實驗環境的突變、儀器接觸不良、操作者失誤等。
規則偏離時,主要考慮環境條件(溫度、濕度、電源等)的變異、樣品的差異(純度、缺陷、幾何尺寸不均等)。
如果能找出新的數據規律,則應考慮是否應該否定前人的結論。只有這樣,才能在科學研究中有所創新。但要切實做到「肯定有據、否定有理」。
3.對講義中提出的思考題作出回答
問題可能有好幾個,但不一定要面面具到一一作答。寧可選擇一兩個自己有深刻體會的問題,用自己已掌握的理論知識和實踐經驗說深透些。
如:實驗3-3 滑線變阻器的分壓與限流特性
實驗結果的分析和討論
1.本實驗所得曲線與原理曲線相似,故可認為實驗是基本成功的。
2.當 時,分壓和限流特性曲線都接近線性,但不是一條直線。若要求其呈一條直線,唯有 ,即負載開路。
值越小,曲線彎曲得越厲害,當 時,曲線幾乎呈直角彎曲。
3.實驗結果表明,測量值比理論計算值高,尤其在小負載( )情況下更為突出。這可能由於:
(1) 負載電阻 精度不高,誤差達 以上;
(2) 滑線電阻的滑動頭位置不準確,觸頭不是精密點接觸,可能同時跨越幾圈電阻線;
(3) 電表的內阻帶來的影響;
(4) 電源的穩定度不高。等等。
4. 時,曲線 和 近乎線性,這在電子線路中有廣泛應用。例如,前者作為音頻放大器的音量調節,音量隨電位器中心觸頭的位置在近乎線性地增減;後者多在電路中作偏流電阻使用;
5.除非特殊應用,一般不採用 的電路設計。

⑸ 大學物理實驗報告怎麼

預習報告:抄

1.試驗目的.

2.實驗儀器.

3.重要物理量和公式:把書上的公式抄了:一般情況下是抄結論性的公式.再對這個公式上的物理量進行分析,說明這些物理量都是什麼東東.這是沒有充分預習的做法,如果你充分地看懂了要做的試驗,你就把整個試驗里涉及的物理量寫上,再分析.

4.試驗內容和步驟.

5.試驗數據.做完試驗後的記錄.這些數據最好用三線圖畫.注意標上表號和表名.EG:表1.紫銅環內外徑和高的試驗數據.

6.試驗現象.隨便寫點.

試驗報告:

1.試驗目的.方法同上.

2.試驗原理.把書上的歸納一下,差不多半面紙.在原理的後面把試驗儀器寫上.

3.試驗數據及其處理.書上有模板.照著做.一般情況是求平均值,標准偏差那些.書上有.注意:小數點的位數一定要正確.

4.試驗結果:把上面處理好的數據處理的結果寫出來.

5.討論.如果那個試驗的後面有思考題就把思考提回答了.如果沒有就自己想,寫點總結性的話.或者書上抄一兩句比較具有代表性的句子.

不知道.建議還是借學長學姐的比較好,網路上的不一定可以得高分.每個老師對報告的要求不一樣,要照老師的習慣寫報告.

⑹ 大學物理模擬實驗《利用單擺測重力加速度》實驗報告 包括數據等等

自由落體運動中物體的加速度是由於物體受到重力的作用所致。實驗表明,在地球上同一地點的任何物體,無論它們的形狀、大小和質量是否相同,在空氣阻力可忽略的條件下,它們自由下落的加速度的值都一樣。

⑺ 跪求大學物理演示實驗報告——光學

這是以前我們寫的 你看看可不可以
用透射光柵測定光波波長
08物理 楊貴宏
雲南省紅河學院物理系 雲南 蒙自 661100

摘 要:這篇文章講述了怎樣利用透射光柵測量光波波長,以及測量時的細節,測量前的實驗准備。
關鍵詞:光柵,主極大,次極大,分光計,單色光,復色光

引言:
我們的生活離不開陽光,通常我們認為陽光是一種單色光[1](單一波長的光)。其實,籠罩在我們周圍的光線本身是復色光(由兩種或兩種以上的單色光組成的光線),他是由不同波長波線的單色光組成的。
廣義的說,具有周期性的空間結構或光學性能(如透射率、折射率)的衍射屏,統稱光柵。光柵的種類很多,有透射光柵和反射光柵,有平面光柵和凹面光柵,有黑白光柵和正弦光柵,有一維光柵,二維光柵和三維光柵,等等。此次實驗所使用的光柵是利用全息照相技術拍攝的全息透射光柵光柵的表面若被污染後不易清洗,使用時應特別注意[2]。
分光計是一種能精確測量角度的光學儀器,常用來測量材料的折射率、色散率、光波波長和進行光譜觀測等。由於該裝置比較精密,控制部件較多而且復雜,所以使用時必須嚴格按照一定的規則和程序進行調整,以便測量出准確的結果。
分光計主要由五個部件組成:三角底座,平行光管、望遠鏡、刻度圓盤和載物台。圖中各調節裝置的名稱及作用見表1。

分光計基本結構示意圖
表1 分光計各調節裝置的名稱和作用
代號 名稱 作用
1 狹縫寬度調節螺絲 調節狹縫寬度,改變入射光寬度
2 狹縫裝置
3 狹縫裝置鎖緊螺絲 松開時,前後拉動狹縫裝置,調節平行光。調好後鎖緊,用來固定狹縫裝置。
4 平行光管 產生平行光
5 載物台 放置光學元件。檯面下方裝有三個細牙螺絲7,用來調整檯面的傾斜度。松開螺絲8可升降、轉動載物台。
6 夾持待測物簧片 夾持載物台上的光學元件
7 載物台調節螺絲(3隻) 調節載物台檯面水平
8 載物台鎖緊螺絲 松開時,載物台可單獨轉動和升降;鎖緊後,可使載物台與讀數游標盤同步轉動
9 望遠鏡 觀測經光學元件作用後的光線
10 目鏡裝置鎖緊螺絲 松開時,目鏡裝置可伸縮和轉動(望遠鏡調焦);鎖緊後,固定目鏡裝置
11 阿貝式自准目鏡裝置 可伸縮和轉動(望遠鏡調焦)
12 目鏡調焦手輪 調節目鏡焦距,使分劃板、叉絲清晰
13 望遠鏡光軸仰角調節螺絲 調節望遠鏡的俯仰角度
14 望遠鏡光軸水平調節螺絲 調節該螺絲,可使望遠鏡在水平面內轉動
15 望遠鏡支架
16 游標盤 盤上對稱設置兩游標
17 游標 分成30小格,每一小格對應角度 1』
18 望遠鏡微調螺絲 該螺絲位於圖14-1的反面。鎖緊望遠鏡支架制動螺絲 21 後,調節螺絲18,使望遠鏡支架作小幅度轉動
19 度盤 分為360°,最小刻度為半度(30′),小於半度則利用游標讀數
20 目鏡照明電源 打開該電源20,從目鏡中可看到一綠斑及黑十字
21 望遠鏡支架制動螺絲 該螺絲位於圖14-1的反面。鎖緊後,只能用望遠鏡微調螺絲18使望遠鏡支架作小幅度轉動
22 望遠鏡支架與刻度盤鎖緊螺絲 鎖緊後,望遠鏡與刻度盤同步轉動
23 分光計電源插座
24 分光計三角底座 它是整個分光計的底座。底座中心有沿鉛直方向的轉軸套,望遠鏡部件整體、刻度圓盤和游標盤可分別獨立繞該中心軸轉動。平行光管固定在三角底座的一隻腳上
25 平行光管支架
26 游標盤微調螺絲 鎖緊游標盤制動螺絲27後,調節螺絲26可使游標盤作小幅度轉動
27 游標盤制動螺絲 鎖緊後,只能用游標盤微調螺絲26使游標盤作小幅度轉動
28 平行光管光軸水平調節螺絲 調節該螺絲,可使平行光管在水平面內轉動
29 平行光管光軸仰角調節螺絲 調節平行光管的俯仰角

實驗原理:
圖1中給出幾條不同縫數縫間干涉因子的曲線.為了便於比較,縱坐標縮小了 它們有以下特點:
(1)主極強峰值的大小、位置和數目
當 ( )時, , ,但它們的比值 ,這些地方是縫間干涉因子的主極大(多縫衍射圖樣中出現一些新的強度極大和極小,其中那些較強的亮線叫主極大,較弱的亮線叫次極大)。 意味著衍射角滿足下列條件:
(1)
(1)式說明,凡是在衍射角滿足(1)式的方向上出現一個主極大,主極大的強度是單縫在該方向強度的 倍。主極強的位置與縫數N無關。主極強的最大級別|k|<d/λ。
(2)零點的位置、主極強的半形寬度和次極強的數目
當Nβ等於π的整數倍但β不是π整數倍時,sinNβ=0,sinβ≠0,這里是縫間干涉因子的零點。零點在下列位置:
sinθ=(k+m/N)λ/d (2) 其中k=0,±1,±2,…;m=1,…,N-1.
所以每個主極強之間有N-1條暗線(零點),相鄰暗線間有一個次極強,故共有N-2個次極強。
半形寬度公式為: △θ=λ/Nd•cosθk。 (3)
主極強的半形寬度△θ與Nd成反比,Nd越大,△θ越小,這意味著主極強的銳度越大。反映在幕上,就是主極強亮紋越細。
上面我們只分析了縫間干涉因子的特徵,實際的強度分布還要乘上單縫衍射擊因子.在圖1中所示 縫間干涉因子上乘以圖1所示的單縫衍射因子,就得到圖2[(a),(b),(c)]中所示的強度分布.從這里可以看出,乘上單縫衍射因子後得到的實際強度分布中各級說極強的大小不同,特別是剛好遇到單縫衍射因子零點的那幾級主極強消失了,這現象叫做缺級.
在給定了縫的間隔d之後,主極強的位置就定下來了,這時單縫衍射因子並不改變主極強的位置和半形寬度,只改變各級主極強的強度.或者說,單縫衍射因子手作用公在影響強度在各級主極強間的分配.

如圖3所示,設S為位於透鏡L1物方焦面上的細長狹縫光源,G為光柵,光柵上相鄰狹縫兩對應之間的距離d 稱為光柵常量,自L1射出的平行光垂直地照射在光柵G上。透鏡L2將與光柵法線成θ角的衍射光會聚於其像方焦面上的Pθ點,由(1)式的光柵分光原理得
(3)
上式稱為光柵方程.式中θ是衍射角,λ是光波波長,k是光譜級數(k=0、±1、±2…)。衍射亮條紋實際上是光源加狹縫的衍射像,是一條銳細的亮線。當k=0時,在θ=0的方向上,各種波長的亮線重疊在一起,形成明亮的零級像。對於k的其它數值,不同波長的亮線出現在不同的方向上形成光譜,此時各波長的亮線稱為光譜線。而與k 的正、負兩組值相對應的兩組光譜,則對稱地分布在零級像的兩側。因此,若光柵常量d為已知。當測定出某譜線的衍射角θ和光譜級k,則可由(1)式求出該譜線的波長λ;反之,如果波長λ是已知的。則可求出光柵常量d 。

實驗進行步驟:
1.實驗時分光計調節,
(1)粗調。
A,旋轉目鏡手輪,盡量使叉絲和綠十字清晰。
B,調節載物台,使下方的三隻螺釘的外伸部分等高,使載物台平面大致與主軸垂直(目測)。
C,調整望遠鏡光軸俯仰調節螺釘,使望遠鏡光軸盡量調成水平(目測)。
粗調應達到的要求:在載物台上放一個三棱鏡。當三棱鏡的一個光學面與望遠鏡光軸接近垂直時,應可以看到反射回來的十字像,十字像一般與分劃板上的交點並不重合,至此粗調完成。
(2)細調。
A,使分光計望遠鏡適應平行光(對無窮遠調焦),望遠鏡、準直管主軸均垂直於儀器主軸,準直管發出平行光。
B,使望遠鏡對准準直管,從望遠鏡中觀察被照亮的準直管狹縫的像,使其和叉絲的豎直線重合,固定望遠鏡。參照圖3放置光柵,點亮目鏡叉絲照明燈(移開或關閉夾縫照明燈),左右轉動載物平台,看到反射的「綠十字」,調節b2或b3使「綠十字」和目鏡中的調整叉絲重合。這時光柵面已垂直於入射光。
用汞燈照亮準直管的狹縫,轉動望遠鏡觀察光譜,如果左右兩側的光譜線相對於目鏡中叉絲的水平線高低不等時(如圖3),說明光柵的衍射面和觀察面不一致,這時可調節平台上的螺釘b1使它們一致。最終使 光柵面衍射面應調節到和觀測面度盤平面一致。
2. 測光柵常量d:只要測出第k可級光譜中的波長λ已知的譜線的衍射角 ,就可以根據(3)式求出d值。
(1).調節分光計按(1)步驟
(2).調節光柵位置
(3).用汞燈照亮準直管,轉動望遠鏡到光柵的一側,使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心,記錄二游標值。
(4). 將望遠鏡轉向光柵的另一側,使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心,記錄二游標值。
(5).重復第4、5步兩次,得到3組數據。
3.光譜級數k由自己確定,由於光柵常量d已測出,因此只要未知波長的第k級譜線的衍射角 ,就可以求出其波長值 。
以知波長可以用汞燈光譜中的綠線( nm),也可以用鈉燈光譜中二黃線 )之一。
3. 測量未知波長
(1). 用汞燈照亮準直管,轉動望遠鏡到光柵的一側,使叉絲的豎直線對准已知波長的第k級譜線的中心,記錄二游標值。
(2).轉動望遠鏡到光柵的一側,使叉絲的豎直線對准以知波長的第k級譜線的中心,記錄兩游標值;將望遠鏡轉向光柵的另一側,同上測量,同一游標的兩次讀熟之差是衍射角 的兩倍。
(3).重復第1、2步兩次,得到3組數據。
實驗數據:見實驗數據記錄表
實驗數據記錄表
表二 測光柵常量d實驗數據
測量次序( )

1

2

3

表三 測量未知波長實驗數據
測量次序( )

1

2

3

實驗結果:
1.測量光柵常量
根據 ,由表二得到 的平均值

= (1)
由光柵原理 ,
因此有
又因為在此實驗中 ,綠光的波線 nm,衍射角的平均值 ,因此得d的平均值
(nm) (2)
2.測量藍紫光的波長
根據 ,由表三得到 的平均值

= (3)
由於 ,得到

又因為在此實驗中 ,光柵常量 nm,衍射角的平均值 ,因此得 的平均值
(nm) (4)
參考文獻:
[1],趙凱華.新概念物理教程——光學.高等教育出版社,2004
[2],進清理, 黃曉虹主編. 基礎物理實驗.浙江大學出版社2006
[3],楊述武主編,王定興編. 普通物理實驗(光學部分).高等教育出版社,1993

⑻ 大學物理模擬試驗《利用單擺測重力加速度》實驗報告

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