近代物理实验内容及思考题.doc

近代物理实验内容及思考题第一轮实验项目：一、 夫兰克赫兹实验实验内容：1、 仪器的安装调试。2、 逐点手动测量激发电位：在同一张坐标纸上作出IpVG2曲线，由曲线确定出各极值电位值。求出氩原子第一激发态电位和测量误差。3、 自动测量激发电位：在示波器上调出IpVG2曲线，直接读出氩原子第一激发态电位值。4、 示波器观察分别改变减速电压Vp和灯丝电压Vf曲线IpVG2应有何变化。课后思考题：1、 解释曲线IpVG2形成的原因。2、 实验中，取不同的减速电压Vp时，曲线IpVG2应有何变化？为什么？3、 实验中，取不同的灯丝电压Vf时，曲线IpVG2应有何变化？为什么？二、塞曼效应实验内容：1、调整光路，从测量望远镜中可观察到清晰明亮的一组同心干涉圆环。2、接通电磁铁稳流电源，缓慢地增大磁场B，从测量望远镜中可观察到细锐的干涉圆环逐渐变粗，然后发生分裂。旋转偏振片为00、450、900各不同位置时，观察偏振性质不同的成分和成分。3、选定干涉级K和K-1的位置，测量干涉圆环直径，用特斯拉计测出磁场B，根据下式求出电子的比荷（e/m）值。（标准值=1.761011C/kg） （式中d=5mm）4、观察沿磁场方向的塞曼分裂，将电磁铁旋转900，并抽出铁芯，放上1/4波片与偏振片，以区分左旋和右旋偏振光。课后思考题：1、什么叫塞曼效应，磁场为何可使谱线分裂？2、叙述各光学器件在实验中各起什么作用?3、如何判断F-P标准具已调好？4、实验中如何观察和鉴别塞曼分裂谱线中的成分和成分？如何观察和分辨成分中的左旋和右旋偏振光？三、核磁共振实验内容：1、 观察氢核1H的NMR现象（1）分别改变不同实验条件（射频场强度、扫场电压、样品在磁极间的位置）观察吸收信号的变化；（2）比较掺入顺磁物质浓度不同的水样品，观察吸收信号的差别。2、通过测量产生共振现象的射频场频率和磁场强度大小，根据公式计算回磁比。3、通过测量产生共振现象的射频场频率，根据公式计算磁场强度大小，并与实际测量值相比较。课后思考题：1、 什么叫核磁共振？2、 观测NMR吸收信号时要提供哪几种磁场？各起什么作用？各有什么要求？3、 NMR稳态吸收有哪两个物理过程？实验中怎样才能避免饱和现象出现？4、 怎样利用核磁共振测量回磁比和磁场强度？四、电子顺磁共振实验内容：1、仪器的调试。2、观察共振吸收信号波形和色散波形。3、用特斯拉计测量磁场磁感应强度，根据公式计算旋磁比，根据从而计算出朗德因子g值。课后思考题：1、 电子顺磁共振的原理是什么？2、 微波段电子顺磁共振的主要装置有哪些？各起什么作用？五、用光栅光谱仪测钠光光谱实验内容：1、光谱仪的熟悉和调试。2、观察钠原子光谱并打印测得的图象将光谱仪电压调到500 V左右，可见的光谱为589.0nm、589.6nm。课后思考题：解释光谱的物理意义，以及从形状上区别光谱的种类。第二轮实验项目：六、密立根油滴实验实验内容：1、调节仪器。2、练习控制油滴和测量。3、正式测量，喷入油雾后，通过加减电压，选择出一中意油滴，该油滴经几次受控上下运动，待其它油滴消失后进行测量。静态测量法测量油滴带电量：至少选择三个油滴进行测量，每个油滴至少测量五次。课后思考题：1、 加上电压后，油滴可能出现哪些运动？请分别说明原因。2、 为什么不挑选带质量很大的油滴测量？3、 如果电容器两极板不水平，即极板间电场方向与重力场方向不平行，这对测量结果有何影响？七、傅立叶分解与合成实验内容：A、 方波的傅立叶分解1、 求RLC串联电路对1KHz，3KHz，5KHz正弦波谐振时的电容值C1、C3、C5，并与理论值进行比较。2、 将1KHz方波进行频谱分解，测量基波和n阶谐波的相对振幅和相对相位。B、 傅立叶级数合成1、 用李萨如图形反复调节各组移相器1KHz、3KHz、5KHz、7KHz正弦波同位相。2、 调节1KHz、3KHz、5KHz、7KHz正弦波振幅比为。3、将1KHz、3KHz、5KHz、7KHz正弦波逐次输入加法器，观察合成波形变化，最好可看到近似方波图形。课后思考题：1、 写出方波和三角波的傅里叶分解式。2、 实验中使用什么电路对方波或三角波进行频谱分解？3、 将1KHz，3KHz，5KHz，7KHz四组正弦波的初相位和振幅调节到什么条件输入到加法器叠加后，可以分别合成出方波波形？八、光拍法测量光速实验内容：1、调节光速测定仪底脚螺丝，使仪器处于水平状态。2、连接线路，接通激光电源，调节电流至5mA，接通12V直流稳压电源，预热15分钟后，使它们处于稳定工作状态。3、调节高频信号源的输出频率使衍射光最强。4、调整光路。接通斩光器，调节光电二极管前的透镜，改变入射到光敏面上的光强大小，使近程光束和远程光束的幅值相等。5、缓慢移动导轨上装有正交反射镜的滑块11，改变远程光束的光程，使示波器中两束光的正旋波形完全重合（位相差为）此时，两路光的光程差等于拍频波长。6、测出拍频波长，并从数字频率计读出高频信号发生器的输出频率F，代入公式求得光速c。反复进行多次测量，并记录测量数据，求出平均值及标准偏差。光速计算公式：拍频，F为超声波频率，为同相位点的光程差。课后思考题：1、“拍”是怎么形成的？它有什么特性？2、声光调制器是如何形成驻波衍射光栅的？什么叫声光效应？3、斩光器的作用是什么？4、获得光拍频波的两种方法是什么？本实验采取哪一种？九、全息照相实验内容：拍摄一物体的全息照相图课后思考题：1、 怎样理解全息图每点都记录了物体上各点光的全部信息？像面全息也是这样的吗？为什么？2、 拍摄全息图时，光路布置要注意些什么？十、混沌实验（与实验十一合并）实验内容：倍周期分岔和混沌现象的观测及相图描绘课后思考题：解释倍周期分岔、混沌、奇怪吸引子概念的物理意义。十一、PN结物理特性测定实验（与实验十合并）实验内容：1、在室温时，测量PN结电流与电压关系，证明此关系符合指数规律。2、测量玻尔兹曼常数。课后思考题：1、解释在实际测量中用二极管的正向IU关系求得的玻尔兹曼常数偏小的原因。2、该实验装置中如何实现弱电流的测量？能测量的最小电流值为多少？第三轮实验项目：十二、高温超导转变温度的测量实验内容：测量氧化物超导体YBaCuO的临界温度。课后思考题：1、 高温超导体和低温超导体的区别是什么？2、 什么叫超导现象？超导材料有什么主要特性？3、 从实验中如何判断样品进入超导态了？4、 解释零电阻现象和迈斯纳效应现象的物