大物实验报告范文大整合

1、本报告仅供参考格式，数据、内容请勿抄袭！用模拟法测绘静电场实验示范报告【实验目的】1 理解模拟实验法的适用条件。2 对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。3 加深对电场强度和电势概念的理解【实验仪器】JDY型双层静电场测试仪、JDY型静电场描绘电源、模拟装置（同轴电缆和电子枪聚焦电极）。【实验原理】1、静电场的描述 电场强度E是一个矢量。因此，在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况，因为电位是标量。我们可以先测得等位面，再根据电力线与等位面处处正交的特点，作出电力线，整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。有了电位U值的分布，由 便可求出E的大小和方向，整个电场就算确定了。

2、2、模拟法实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位，是不可能的，因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，而静电场是无电流的。再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻，若在静电场中引入电表，势必使电场发生严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，使原场源电荷的分布发生变化。人们在实践中发现，有些测量在实际情况下难于进行时，可以通过一定的方法，模拟实际情况而进行测量，这种方法称为“模拟法”。由于静电场和稳恒电流场服从的规律的数学形式相同,如又满足相同的边界条件,则电场、电位分布完全相类似，所以可用电流场模拟静电场。这种模拟属于数学模拟。静电场(无电荷区) 稳恒电流

3、场(无电流区) 3、讨论同轴圆柱面的电场、电势分布（1）静电场根据理论计算，A、B两电极间半径为r处的电场强度大小为A、B两电极间任一半径为r的柱面的电势为（2）稳恒电流场在电极A、B间用均匀的不良导体（如导电纸、稀硫酸铜溶液或自来水等）连接或填充时，接上电源（设输出电压为VA）后，不良导体中就产生了从电极A均匀辐射状地流向电极B的电流。电流密度为式中E为不良导体内的电场强度，为不良导体的电阻率。半径为r的圆柱面的电势为图1、同轴圆柱面的电场分布图2、不良导体圆柱面电势分布结论：稳恒电流场与静电场的电势分布是相同的。由于稳恒电流场和静电场具有这种等效性，因此要测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳

4、恒电流场的分布就行了。实验内容与步骤1、 测量无限长同轴圆柱间的电势分布。（1）在测试仪上层板上放定一张坐标记录纸，下层板上放置水槽式无限长同轴圆柱面电场模拟电极。加自来水填充在电极间。（2）接好电路。调节探针，使下探针浸入自来水中，触及水槽底部，上探针与坐标纸有1-2mm的距离。（3）接通电源，K2扳向“电压输出”位置。调节交流输出电压，使AB两电极间的电压大约为12.00V左右，确定后保持不变。（4）移动探针，在A电极附近找出电势为10.00V的点，用上探针在坐标纸上扎孔为记。同理再在A周围找出电势为10.00V的等势点8个，扎孔为记。（5）移动探针，在A电极周围找出电势分别为8.00V，

5、6.00V，4.00V，2.00V的各8个等势点（操作中也可以是1.20V,3.02V等且圆越大，应多找几点），方法如步骤（4）。（6）以10V的8个等势点连成等势线（应是圆），并确定圆心的位置。然后根据坐标纸的数据坐标线，量出各条等势线的直径，并分别求出等势线的半径。（坐标记录纸精度是1mm，不确定度是0.5mm）。（7）用游标卡尺分别测出电极A和B的直径2a和2b 。（8）计算各相应坐标r处的电势的理论值V理，并与实验值比较，计算百分差。（9）根据等势线与电力线相互正交的特点，在等势线图上添置电力线，成为一张完整的两无限长带等量异号电荷同轴圆柱面的静电场分布图。（10）以lnr为横坐标，V

6、实为纵坐标，做V实-lnr曲线，并与V理-lnr曲线比较2、测量聚焦电极的电势分布（选做）分别测10.00V、9.00V、8.00V、7.00V、6.00V、5.00V、4.00V、3.00V、2 .00V等(可以对称地选择其中5个)，一般先测6 .00V的等位点，因为这是电极的对称轴。步骤同上数据记录 模拟电场分布测试数据 VA= 12.00±0.01V 2a=（1.608±0.002）×10-2m 2b=（8.640±0.002）×10-2ma=（0.804±0.001）×10-2m b=（4.320±0.00

7、1）×10-2mV实(V)10.00±0.018.00±0.016.00±0.014.00±0.012.00±0.01r()1.000±0.0251.380±0.0251.810±0.0252.410±0.0253.220±0.025Lnr0.000.320.590.881.17V理(V)10.448.136.194.152.10-4.3%-1.6%-3.1%-3.7%-4.8%处理：1、用圆规和曲线板绘出圆柱形同轴电缆电场等位线(注意电极的位置). 实线为电场线虚线为等势线2、根据电

8、力线垂直等位面,绘出电力线. 贴图1：同轴圆柱体电势从外往里依次为2.00V 4.00V6.00V8.00V10.00V贴图2：聚焦电极3、在圆柱形电缆电场分布图上量出各等位线的半径,计算V并与理论值比较,求出其相对误差.（1）；则；同理可得（2）、（3）、（4）、（5）结果，但要具体写出结果。注：本实验百分差小于10%。结果的定性和定量分析（1） 由图中可以看出实际测量值都在理论值的下方，说明实验的误差主要来自系统误差。随半径的增大, 减少,这是因为减小,对结果的影响减少了,另一方面,外面电流密度较小,探针的移动已很难被感知,测量值都很接近了。（2） 等势面由人工拟合，因此半径的计算较粗糙，

9、估计至少，分析对第一组数据的影响。由：知，说明在确定数据点时，一定要保证装置和操作的稳定性，另外数据尽量多，以减少实验值的波动性。分光计的调整与三棱镜顶角的测量示范报告【实验目的】1、了解分光计的结构和各个组成部分的作用； 2、学习分光计调节的要求和调节方法； 3、测量三棱镜顶角【实验仪器】1、分光计：（型号：JJY-型），最小刻度1'；2、钠灯： （型号：GY-5）；3、三棱镜棱角:60º±5（材料：重火石玻璃，nD = 1.6475）；4、双面反射镜，变压器(6.3V/220V)【实验原理】 （1）分光计调整总要求：望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直

10、。分要求：有三个如下： 1望远镜调焦到无穷远（接收平行光）、其光轴与分光计中心轴垂直调整方法：对望远镜的目镜进行调焦，从望远镜中能清晰看到分划板十字准线对望远镜的物镜进行调焦，用“自准直法”进行，从望远镜中能清晰看到绿“+”字像、且无视差。分别从望远镜看到从小镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。在望远镜能接收平行光的基础上，根据反射定律，应用“各半调节法”进行调整。2载物台垂直仪器主轴调整方法：将双面镜旋转90°，同时旋转载物台90°，调节一个螺丝，分别从望远镜看到从双面镜两反射面反射回来的两绿“+”字反射像，均与分光板

11、的调整用线（分划板上方的十字叉线）重合。 3平行光管出射平行光；调整方法：从望远镜里看到平行光管狭缝清晰像呈现在分划板上且无视差。望远镜对准平行光管（注意：这一步及后面操作绝对不能动望远镜的仰角调节螺丝以及物镜和目镜的焦距），从望远镜观察平行光管狭缝的像，调节平行光管透镜的焦距，使从望远镜清晰看到狭缝的像（一条明亮的细线）呈现在分划板上为止。这时望远镜接收到的是平行光，也就是说，平行光管出射的是平行光。4平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直调整方法：望远镜看狭缝像与分光板竖直准线重合，狭缝像转90o后又能与中心水平准线重合。在上一步的基础上，调节平行光管（或望远镜）的水平摆向调节螺

12、丝，使狭缝细线像与十字竖线重合，然后转动狭缝90o，调节平行光管的仰角螺丝，使狭缝细线像与中心水平线重合。这时平行光管光轴与望远镜光轴共线，也就与分光计中心轴垂直（2）三棱镜的顶角的测量1方法：反射法测量。2原理：如下图所示： 一束平行光由顶角方向射入，在两光学面上分成两束反射光。测出两束反射光线之间的夹角，则可得到顶角A为 A=3方法：实验时，将待测棱镜放在分光计载物小平台上，使棱镜的折射棱正对平行光管，并接近载物台的中心位置，如图4-26-2所示。调节载物台面平面与分光计主轴垂直，旋紧7、25，锁紧载物台和游标盘，缓慢转动望远镜，用望远镜寻找经过棱镜两反射面反射回来的狭缝像，使狭缝像与分划

13、板中心竖线重合。记录下望远镜所处位置分别为和时的两刻度盘读数、和 、 ，则望远镜分别处于和位置时光轴的夹角为： 重复测量五次，按（4-26-1）式求出顶角A，计算其测量不确定度。4读数时超过0点处理：转动望远镜时，如果越过了刻度0点，则应按下式计算望远镜转过的角度=360O 2、实验步骤：（写出实验操作过程中的有效步骤）1将双面镜放在载物台上；三个螺钉高度分别为“h”2望远镜调焦到无穷远（接收平行光）3望远镜光轴与分光计中心轴垂直（自准法）4望远镜和平行光管的光轴共线并与分光计中心轴垂直3、注意事项：（主要）。1不要用手摸三棱镜棱角、双面反射镜镜面2读数时每半小格在游标盘上分成30等份；超过0

14、°时要加360°3计算时借位为604钠灯开启后直至结束（中途不要关闭）再关闭。四、数据记录与处理（计算结果有误，数据仅供格式参考）数据表格测量序号12345窗口示数左右左右左右左右左右望远镜位 置K=1K=-1偏心误差修正最佳值A类不确定度B类不确定度总不确定度结果最佳值不确定度结果相对不确定度百分差使用公式反射光夹角角度测量公式：或偏心误差的修正:顶角计算：处理过程：1 计算反射光的夹角仪器精度: 同样的方法计算得到,（要写出来的）2 计算顶角结果表示:相对不确定度: 本次实验三棱镜顶角参考值(注意每组可能不一样的) 百分差: 显然:,说明实验结果在本方法测量的误差范围内

15、与标准值相符合的。注：本实验百分误差五、误差分析： 分光计属于精密仪器，其操作调节的要求在测量中产生的系统误差不是很大，主要有：（1）载物台倾角对应的顶角系统误差（2）望远镜垂直主轴时的叉丝像位置的系统误差（3）望远镜和主轴的垂直度的系统误差（4）平行光管狭缝较宽引起的误差（5）人眼视觉引起的误差等厚干涉牛顿环实验示范报告 【实验目的】 (1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； (3)学会使用读数显微镜测距。 【实验原理】 在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面相接触，在接触点附近就形成一层空气膜。当用一平行的准单色光垂直照射时，在

16、空气膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样，称为牛顿环，其光路示意图如图。如果已知入射光波长，并测得第级暗环的半径，则可求得透镜的曲率半径。但实际测量时，由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差，使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。用直径、，有 此为计算用的公式，它与附加厚光程差、圆心位置、绝对级次无关，克服了由这些因素带来的系统误差，并且、可以是弦长。 【实验仪器】 JCD型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座)。 【实验内容】 1、调整测量装置 按光学实验常用仪器的读数显微镜使用

17、说明进行调整。调整时注意： (1)调节450玻片，使显微镜视场中亮度最大，这时，基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。 (2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。 (3)调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止，往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。(4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用擦镜纸擦拭干净。2、观察牛顿环的干涉图样（1）调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。调节螺丝不能太紧，

18、以免中心暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。（2）把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读数显微镜上45°角的反射透明玻璃片等高，旋转反射透明玻璃 ，直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。（3）调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰；自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。移动牛顿环仪，使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调节目镜系统，使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差。平移读数显微镜，观察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。3、测量牛顿环的直径（1）选取要测量的m和n(各5环)，如取m为55，50，45，40，35，n为30，25，20，15，10。（2）转动鼓轮。先使镜

19、筒向左移动，顺序数到55环，再向右转到50 环，使叉丝尽量对准干涉条纹的中心，记录读数。然后继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与45，40，35，30，25，20，15，10，环对准，顺次记下读数；再继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与圆心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55环对准，也顺次记下各环的读数。注意在一次测量过程中，测微鼓轮应沿一个方向旋转，中途不得反转，以免引起回程差。4、算出各级牛顿环直径的平方值后，用逐差法处理所得数据，求出直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径，并算出误差。 注意： (1)近中心的圆环的宽度变化很大，不易测准，故从K=lO左右开始比较好； (

20、2)m-n应取大一些，如取m-n=25左右，每间隔5条读一个数。 (3)应从O数到最大一圈，再多数5圈后退回5圈，开始读第一个数据。 (4)因为暗纹容易对准，所以对准暗纹较合适。 (5)圈纹中心对准叉丝或刻度尺的中心，并且当测距显微镜移动时，叉丝或刻度尺的某根线与圈纹相切(都切圈纹的右边或左边)。【】凸透镜曲率半径测量数据数据表取 ，仪器误差（值以实验时用的牛顿环的曲率半径值为准）（1）透镜曲率半径测量数据环数环数mn5532.39421.53810.8563031.03622.9188.11851.95152.125032.11221.78610.3262530.70223.3387.364

21、.52.3984531.90222.0629.8402030.31823.6026.71651.721相对不确定度百分差4031.63822.3149.3241529.91824.0265.89252.2210.64%0.5%3531.33822.6008.7381029.41024.5064.90452.303（2）确定平凸透镜凸面曲率半径的最佳值令 曲率半径的最佳值 （3）不确定度计算A类不确定度： B类不确定度：仪器误差：= 注：Dmo.Dn取值最大值，DmD5510.856，DnD308.118故（4）写出实验结果： 相对不确定度：百分差：注意：百分差要在以内。【误差分析】1、观察牛顿

22、环时将会发现，牛顿环中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。其原因是透镜和平玻璃板接触时，由于接触压力引起形变，使接触处为一圆面；又镜面上可能有微小灰尘等存在，从而引起附加的程差，这都会给测量带来较大的系统误差。另外要用肉眼去观察暗条纹，误差会较大。2、平凸透镜的不稳定性也会影响实验结果。3、仪器不准或精度不够，制作粗糙(干涉环)所造成的系统误差。4、显微镜叉丝与显微镜移动方向不平行产生的误差。5、十字叉线纵轴没有垂直环，测量直径时没有将十字叉线纵轴与环相切。6、自己数错环的偶然误差，在操作时回转仪器时造成操作错误等。用拉伸法测金属丝的杨氏模量示范报告一、实验目的1.学会用拉伸法测量杨氏

23、模量；2.掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理；3.学会用逐差法处理实验数据；4.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；5.学会实验报告的正确书写。二、实验仪器YWC-1杨氏弹性模量测量仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）、 钢卷尺（0-200cm ,0.1cm） 、游标卡尺(0-150mm,0.02mm)、螺旋测微器(0-25mm,0.01mm)三、验原理在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长，截面积为，沿

24、长度方向施力后，物体的伸长，则在金属丝的弹性限度内，有： 我们把Y称为杨氏弹性模量。如上图： 四、实验内容 <一> 仪器调整1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；3、将望远镜放置在平面镜正前方1.500-2.000m左右位置上；4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；6、调节叉丝在标尺0刻度以内，并使得视差不超过半格。<二>测量1、 下挂重物时标尺的读数；2、依次挂上的砝码，七次，计下；3、依次取

25、下的砝码，七次，计下；4、用米尺测量出金属丝的长度（两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离；5、用游标卡尺测量出光杠杆、用螺旋测微器测量出金属丝直径。<三>数据处理方法逐差法1. 实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均还是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。2. 逐差法采用隔项逐差：3. 注：上式中的为增重的金属丝的伸长量。 五、实验数据记录处理（1）数据的记录imi（kg）加砝码（m）减砝码（m）平均值（m）（m）不确定度01230.0001.0002.0003.0000.000.470.941.380.000.490.981.400.

26、000.480.961.391.841.821.801.820.06m45674.0005.0006.0007.0001.832.292.773.211.852.312.753.211.842.302.763.21=()m直径未加载(m)加满载(m)平均值 0.600md上0.6010.6010.5990.599d中0.6010.6010.6000.600不确定度： 0.006 md下0.6020.6010.5960.598()m其他数据螺旋测微器零点读数：0.000 m ;游标卡尺零点读数0.00m(1.5020 0.0005) m(6.820 0.005) m(7.660 0.002) m

27、结果表达Y=（1.99 0.13）相对不确定度：6.3%百分差： 3%（2）数据处理 1、求 同理求得其它填入表中 同理求得2、求 同理求得，填入表中 同理求得3、求金属丝伸长量 4、求金属丝直径 5、求 =6.3% 标准值：百分差： 注：本实验百分差10%六、误差分析1.误差主要取决于金属丝的微小变化量和金属丝的直径，由于平台上的圆柱形卡头上下伸缩存在系统误差，用望远镜 读取微小变化量时存在随机误差。2.实验测数据时，由于砝码的摇晃使得金属丝没有绝对静止，读数时存在随机误差。3.测量金属丝直径时，由于存在椭圆形，故测出的直径存在系统误差和随机误差。4.测量D时米尺没有拉水平，测量L时米尺没有

28、铅垂导致误差存在。5.测量X时，由于作垂线没有完全的垂直，导致X值的测量存在误差。示波器的使用示范报告一、实验目的1了解示波器显示信号波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合；2熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量信号的电压和频率；3观察李萨如图形。二、实验仪器1、 双踪示波器 GOS-6021（6031）型 1台2、 函数信号发生器 AFG-2225型 1台3、 连接线 示波器专用 2根示波器和函数信号发生器的使用方法请阅读p118和p127附件。三、实验原理示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成， 1、 示波管如下图所示，左端为一电子枪，电

29、子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 示波管结构简图 示波管内的偏转板2、 扫描同步的作用如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如图扫描的作用及其显示如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如下图 如果在Y轴偏转板上加正弦电压，又在X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理

30、如上图所示，描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。由此可见：a、要想看到Y轴偏转板电压的图形，必须加上X轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。b、要使显示的波形稳定，Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即： n=1,2,3, 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的

31、频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。如果Y轴加正弦电压，X轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨如图形，如表所示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令、分别代表Y轴和X轴电压的频率，代表X方向的切线和图形相切的切点数，代表Y方向的切线和图形相切的切点数，则有 如果已知，则由李萨如图形可求出。李萨如图形举例表【实验内容】1 示波器的调整（1）不接外信号，进入非X-Y方式（2）调整扫描信号的位置和清晰度（3）设置示波器工作方式2 正弦波形的显示（1）熟读示波器的使用说明，掌握示波器的性能及使用方法。（2）把信号发生器输出接到示波器的Y轴输入上，接通电源开关，把示波器和信号发生器的各旋钮调到正常使用位置，使在荧光屏上显示便于观测的稳定波形。3示波器的定标和信号电压、频率的测量（1）把Y轴偏转因数和扫描时间偏转因数旋钮都放在“校准”位置（指示灯“VAR”熄灭）。（2）把校准信号输出端接到Y轴输入插座（3）把信号发生器的正弦电压接到Y轴输入端，用示波器测量正弦电压的幅值和周期，并和信号发生器上显示的频率值比较。（4）选择不同幅值和频率的