大学物理实验汇总

1、实验步骤单摆法测定重力加速度1.熟悉MUJ-5型仪器测量周期的方法：A.打开电源开关，按“功能键”，选择“T周期”测量功能，对应指示灯亮。B. “不设定周期数”模式：挡光片在光电门上挡光，仪器显示单摆周期数。按“转换”键，仪器停止测量，然后显示累计时间值。按“取数”键，显示单个周期的时间值。按“功能”键测量下一组。C. “设定周期数”模式：按下“转换”键不放，直至显示待测周期数。挡光片在光电门上挡光，显示周期数递减，然后显示累计时间值。按“取数”键，显示单个周期的时间值。按“功能”键测量下一组。2 .目测判断调节立柱铅垂。3 .取5个不同摆长Li,每个摆长下单摆周期Ti重复测量6次，然后做出T

2、2L图，用作图法求重力速度g的值。测量摆长时，要求用卷尺测出悬线长度，用卡尺测出小球直径。4 .关闭仪器电源，仪器归位。电桥实验试题1、把检流计的开关打开，对其进行机械调零，完成后关闭开关。2、按照图1所示的电路连接好线路，设定电源电压为5V,滑线变阻器处于安全位置。3、设定R1和R2的值，R1/R2=200Q/200Q,调节可调电阻Rs到适当阻值，闭合总开关。4、打开检流计开关，看检流计是否有偏转，调节Rs阻值，直到检流计指针指零。5、闭合检流计支路上带保护电阻的开关，再次仔细调节Rs,直到检流计指针精确指零。6、记下Rs的阻值。平衡法测量到此完成。7、交换R1与R2位置，重复步骤4、5,记

3、下Rs阻值Rs',交换法测量完成。8、关闭电源，关闭检流计开关，收拾仪器。非良导体热导率测定二、实验内容（10分）1 .建立稳恒态，记录稳恒时的温度T1、T2。2 .在A自然冷却的情形下，记录温度的变化，在坐标纸上作A的冷却曲线，过稳恒温度T2作此曲线的切线，求出切线的斜率即为n。3 .用游标卡尺测出圆板及圆柱的几何尺寸，称出A的质量m。4 .由原理公式计算出该薄圆板的热导率。三、关键步骤（25分）1.建立稳恒态。由于稳恒态的建立与过程无关，为缩短实验时间，在接通电源对C加热时可先将待测薄圆板移开，将C与A接触，直接通过C将A加热到它的稳恒温度点附近，然后将B插入，耐心等待若干分钟(此

4、值也由实验室给出)后，注意观察TA的变化，若TA每5分钟的变化TA0.1C,即认为已达到稳恒态，记下C、A的温度T1、T2。2.在A自然冷却的情形下，测量它的温度随时间的变化(具体做法见原理介绍中有关测自的内容)，记录数据从T2T0(C)开始，直到T2T0(C)(实验室给出0T在23C)止，每分钟记录一个数据。在坐标纸上作A的冷却曲线，过稳恒温度T2作此曲线的切线，求出切线的斜率即为n。3 .用游标卡尺测出待测薄圆片B的厚度l,铝圆柱A的高度h和直径d。用天平或电子秤称出A的质量m。l、h与d用米作单位，m用千克作单位。4 .由公式即可计算出该薄圆板的热导率。的常用单位为W/(m.K)。分光计

5、的调整与使用1 .分光计的调整先进行粗调，即用眼睛估测。把载物平台、望远镜和平行光管尽量调成水平，然后再对各部分进行细调。(1)调节望远镜1)目镜的调节：把目镜中分划板上的刻线调清楚。2 )望远镜的调焦：把目镜分划板调整到物镜的焦平面上，也就是望远镜对无穷远调焦。此时反射回的十字像清晰，无视差。3 )调节望远镜的光轴垂直于中心旋转主轴：借助于双面平行反射镜，采用自准法把望远镜的光轴调到与双面平行反射镜的两面都垂直，此时两面反射回的十字像都与分划板上方的十字线重合。(2)调节平行光管1)平行光管的调焦：把狭缝调整到物镜的焦平面上，使平行光管发出平行光。此时看到的狭缝像非常清晰，没有视差。2)调整

6、平行光管的光轴垂直于分光计中心转轴。让狭缝像被分划板中心等分。4 .用分光计测定三棱镜的顶角(1)调节三棱镜的主截面与分光计的中心转轴垂直为了调节方便，将三棱镜的三条边垂直于载物台下面三个螺钉的连线。用自准法调节三棱镜的两个光学平面，使之均能垂直于望远镜的光轴。(2)反射法测定三棱镜顶角将三棱镜的顶点放在靠近工作台的中心。用望远镜分别测出两反射光线的方位角，记录下相应的读数。重复测五组数据。用光栅光谱仪测量汞光谱1 .应先打开电气箱、光源预热，再开计算机进行程序操作。实验完毕后，应先退出控制程序，再关闭计算机，最后关闭电气箱。2 .调试仪器：狭缝、光源位置、光电倍增管的负高压及前置放大器的增益

7、，由汞三线检查分辨率(优于0.5nm)是否满足；3 .测量汞灯光谱，合理选择最小峰高，保证准确测出九条汞谱线；4 .对照汞三线标准值进行波长偏移修正。5 .观测1次测量、1000(100)次测量结果，用统计规律对比讨论。1 .光栅光谱仪分辨能力的判断依据？如何调节？解：检查汞三线的能量曲线的波峰是否可以清楚的分辨开？能分开就表示光谱仪谱线波长的分辨率满足0.5nm;若不能分辨开就需组合调节：进、出光狭缝的光通量，光源的位置，电器箱负高压，光电倍增管灵敏度使之匹配。2 .棱镜摄谱仪色散系统是什么光学元件？它的工作特点？解：色散系统是一个恒偏向棱镜，它使光线在色散的同时又偏转900。棱镜本身也可绕

8、铅直轴转动。半导体霍尔电压和霍尔灵敏度的测量1 .仔细阅读TH-H型霍尔效应实验组合仪使用说明书和测试仪上盖的注意事项，连接测试仪和实验仪之间相应的IS、VH和IM各组连线。连线都接在单刀双掷开关中间接线柱上。规定：每个单刀双掷开关的左边为正极，用红色导线分别接在测试仪IS、VH和IM的红色接口，另一为负。此时IS及IM换向开关投向上方时，IS、IM均为正值（即IS沿X方向，B沿Z方向），反之为负值。2 .实验仪上“VH、V切换开关”投向上方，始终保持闭合于VH一侧，测试仪上“VH、V功能切换开关”置于VH一侧。3 .将IS、IM调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输出电流处于最小。4 .检查线路无

9、误后，仪器接通电源，预热数分钟后，若VH显示不为零，调节“调零”旋钮调零，使VH显示框显示为“0.00”。5 .IS、IM换向开关都投向上方，“测量选择”键弹出，调节0.5mASI,测量选择”键按下，依次调节MI0.1A,0.6A,数据分别记录在表格的第一列（IS,B）中。6 .每次将IS、IM调节旋钮逆时针方向旋到底，关闭电源，再分别（1）把SI换向开关投向上方，IM换向开关投向下方，（2）IS、IM换向开关都投向下方，（3）把SI换向开关投向下方，IM换向开关投向上方，固定0.5mASI重复第6步中，IM的调节，数据分别记录在表格的第二、三、四列中。7 .将IS、IM调节旋钮逆时针方向旋到

10、底，关闭电源，拆除导线，整理仪器。误差分析1 .当实验一段时间后，IS、IM再次取相同的值时，VH的值与第一次测试时不同。因此霍尔片发热，温度对结果有影响，不宜实验过长时间。2 .仪器系统误差产生的四种副效应，对称法仍不能消除爱廷豪森效应，也影响测量结果。3 .外界温度对实验带来一定影响。4 .电压浮动，数码显示管精度不够高和数值跳动，产生误差。5 .霍尔片位置可能没处于匀强磁场中，或励磁线圈、铁心对称性不好，霍尔片不完全垂直于磁场，开关导致换向时，会导致测量值偏差较大。7 .坐标纸格数的精度不够高，作图时又进一步估计影响求解斜率的精确度，对HK的值产生影响。测量He-Na激光器的波长1 .调

11、节干涉仪底座螺丝使干涉仪底座水平；2 .转动粗调鼓轮，使M1和M2至分光板大致等距；3 .点燃He-Na激光器，使之与分光板等高并且位于沿分光板和M2镜的中心线上；4 .调节M1和M2后的三个螺钉，使两排光点完全重合，此时M1和M2大致垂直了；5 .在光路中加入扩束镜产生点光源；6 .调节M1底下的水平调节螺丝和垂直调节螺丝，使干涉环圆心居中，并观察无视差时M1和M2完全垂直了；7.零点调整：将微动鼓轮沿某一方向（例如顺时针方向）旋转直至消除空程误差后，使之对准零刻度；然后以同方向转动粗动手轮使之对齐某一整刻度。注意：测量时须仍以同方向转动微动鼓轮使镜移动，使手轮与鼓轮二者读数相互配合。避免产

12、生空程误差。误差分析（5分）在测量过程中出现很多的误差（系统和偶然），分析主要有以下原因造成：1 .虽然为同心干涉圆环，但M1,M2并不严格垂直，并不是完全等倾干涉；2 .确定k取值时和误差计算时，忽略了对准程度对影响；3 .条纹过密或，数条纹时可能数错。4 .每次读数时，条纹终止的位置不完全一致。即对准程度不一致。5 .读数时产生视差。6 .实验中产生了震动等。自由落体法测定重力加速度1 .调节地脚螺丝，先目测判断再用悬线法判断立柱铅垂。2 .将上面的光电门固定在10Cm左右，下面的光电门固定在140cm左右的位置。A.打开MUJ-5电源开关，按“功能”键，选择“重力加速度”功能，对应指示灯

13、亮。B.“按“电磁铁”键，键上方指示灯亮，电磁铁吸合，可吸住小球。再按“电磁铁”键，键上方指示灯灭，小球自由下落，仪器开始计时。小球经过第二个光电门之后，仪器停止计时。在“1”之后显示“小球从开始下落到第一个光电门为止”的时间，在“2”之后显示“小球从开始下落到第二个光电门为止”的时间。二者的差即为“运行时间”。按“功能”键，或“电磁铁”键，显示清零，测下一组数据。如果仪器上只能显示一个时间，或不显示时间，应反复调节地脚螺丝，直到立柱足够铅垂，仪器能测出运行时间。1 .上面的光电门固定不动，移动下面的光电门并测量。当光电门距离分别为50、40、30、20Cm左右时，分别测出运行时间。2 .关闭

14、仪器电源，仪器归位。3 .通过计算比较，得出B的最佳位置。周期运动1 .观察简谐振动，测量滑块的振动周期；改变振幅观测周期T（振幅较小时），说明测量结果，求百分差以证明在一定误差范围内，简谐振动周期与振幅无关。2 .考察简谐振动周期T与m（mm0m）的关系，改变m,即在滑块上加骑码，测出不同mi下的Ti，用作图法处理数据，作T2m图来验证周期公式，并由图求出弹性系数k与弹簧有效质量m0值。3 .观察阻尼振动，测量弛豫时间，计算空气阻尼因数、阻尼常数和品质因数。误差来源分析（5分）1、数字毫秒表的滞后。2、骑码加载是否对称；3、空气阻力同样对实验结果有影响。粘滞阻尼常数的测定1、调节气轨水平。2

15、、测量两滑块的质量。3、给滑块一个稳定的拉力，测量滑块通过两个光电门的速度，通过两个光电门的时间，以及两光电门的距离。4、通过数据计算空气粘滞阻尼常数。误差来源分析（5分）1、虽然我们利用气轨，减小了滑块与轨道之间的摩擦力，但是，实验中还是存在摩擦力的，以及导轨调节是否水平。2、数字毫秒表的滞后。3、实验测量瞬时速度时，瞬时速度是利用很短时间内的平均值代替的。铜棒的线膨胀系数测量1 调节加热炉子成铅直；2 调节光杠镜和望远镜：粗调：先调节望远镜的高度，使之与光杠镜等高，并调节光杠镜的镜面垂直于平台面（放置光杠镜的平台）。移动望远镜，使标尺与望远镜几乎对称地分居反射镜的两侧。然后利用望远镜上面的

16、瞄准器，使望远镜对准反射镜，调节镜面使通过镜筒上方能从反射镜中看到标尺像。细调：从望远镜中观察，旋转目镜直至看清叉丝，然后调节镜筒中部的调焦螺旋，以改变组合物镜的焦距达到清晰地看到标尺像。仔细调节目镜和调焦螺旋，使标尺像与叉丝共面，此刻若眼睛略微上下移动，标尺像与叉丝没有相对移动，。升降标尺高度，令标尺像的零刻线与望远镜叉丝的水平丝几乎重合。拉伸法测量钢丝的弹性模量1调节杨氏模量仪支架成铅直；2调节光杠镜和望远镜：注意：1不要急于调节物镜找象，因为如果前几步未调节好，那么无论怎样调节物镜也找不到平面镜中直尺的象。2光杠杆、望远镜和标尺应在开始测量前调好，实验过程中绝对不得再移动，否则所测数据无

17、效，实验应从头做起。3加槽码时，条必谨慎，以免钢丝摆动造成光杠杆移动，并注意各槽码应错开，防止钢丝倾斜及槽码掉落。声速的测定1 熟悉仪器请参照有关内容，熟悉信号源及示波器面板上各按钮和旋钮的作用以及它们的操作方法，特别应注意相关的注意事项。2 驻波法（1）熟悉信号源及示波器的使用。1S、2S之间的距离调至20cm左右，连好线路。（2）调节信号源“发射强度”及“信号频率”，找到换能器1S、2S的匹配频率点，记下该频率值。（3）移动2S，当振幅达到极大值时，记下2S的位置1L。（4）继续增加L,达到下一个极大值点，记下2L,连续测量10个点。3 .相位比较法（1）调节示波器出现李莎如图形。（2）移

18、动2S，记下图形为直线时刻度尺上的读数。（3）连续移动2S，记下倾角相同的直线出现时的读数，连续测量10个点。4 .计算声速的理论值记下室内温度t，按理论公式计算出声速的理论值。误差分析（15分）1 .对示波器显示的波形最大振幅位置的不能准确定位；2 .实验室背景噪音对信号的影响；3 .气流扰动对振幅判断的影响。拍摄平面透射式全息图及再现像观察（全息一）原理述说中体现出以下要点并得分情况：1、全息记录原理：光的干涉原理（5分）2、再现像的原理：光的衍射原理（5分）3、记录光路图（5分）4、再现光路图（5分）5、平面透射式全息图像的特点（5分）：（1）立体感强，而且有视差效应和景深感。（2）具有

19、可分割性：通过全息图的每一小块均能再现完整的物体图像来。（3）同一张全息干板上可重迭拍摄多个全息图：对于不同的物体，采用不同角度的参考光束进行拍摄，则相应的物体的再现像就出现在不同的衍射方向上，每一再现像可做到不受其它再现像的干扰而显示出来的。实验内容及关键的步骤（20分）1、每个光学器件放置时要求其中心处与光源光线等高共面，判别和调整方法；（2分）2、参考光与物光光程接近的要求：先确定G-M1-L1-O-H距离大致1m,用细绳子测量其距离，并以此确定G-M2-L2-H中L2的大致位置。（4分）3、照到干板上的物光和参考光夹角要求在250-450之间：细绳子的一条边（即M2-L2-H）与O-H

20、夹角要求在250-450之间（4分）4、照射到H上的物光和参考光光强比要求1：11：5之间：实验中分别遮挡用物光和参考光，用眼来观察并判断物光和参考光的光强比，一般情况下，物光太弱，需要进行调整，主要方法是：调整扩束镜位置，改变光强，达到光强比的要求。（4分）5、安放全息干板，干板感光剂面朝向物体方向，待稳定1分钟后再行曝光。曝光时间要选取合适（一般取1030秒，由光强、干板感光速度和温度等条件定）。曝光时不能触及全息台，不要随意走动和说话，以免破坏光路的稳定性，影响全息图拍摄质量。（2分）6、将曝光后得到的全息干板进行暗房处理。冲洗全息干板用-19显影液和DF-5定影液，其具体冲洗过程如下：

21、将全息干板放入显影液进行显影，可开暗绿灯观察显影（稍变黑即可）,记下时间，-水洗10秒-定影35分钟-水洗1分钟左右-自然晾干或用电吹风吹干，至此即得全息图。（2分）7、按图二所示光路观察再现的虚像。观察时，注意比较再现虚像的大小、位置与原物体的情况，体会全息照相的立体感效应；再通过光照全息图的不同局部或移动平移全息图，观察再现虚像，体会全息照相的可分割性和虚像的变化。（2分）结果分析（15分）1、结果的判断的方法（5分）（用激光和白光观察，观察方法及结果）2、曝光时间的分析以及两者综合分析的结果（5分）3、显影时间的分析4、成功与失败的原因：1）物光与参考光的光程差（小于4cm）（5分）2）

22、物光与参考光的光强比（1：11：5）3）物光与参考光的夹角（250450）4 ）是否有振动产生，振动的来源是哪些？拍摄反射式体积全息图及再现像观察（全息二）5 .记录反射式全息图光路设置如图4所示，整个实验过程可在日光灯下进行。（1）打开电器箱电源，按动“常开/定时”按钮，使之处于常开状态，激光输出。干板架上放置一毛玻璃。（2）调整激光头、被摄物、干板架（毛玻璃）之间的距离和位置，使毛玻璃、被摄物均处于激光束的均匀照射下，且物光和参考光的光程差尽量小。（3）按动“常开/定时”按钮，使之处于定时状态，按需要设置曝光时间，将干板架上的毛玻璃换成干板，其药膜面朝下。一般反射式全息图曝光时间在4060

23、秒。（4）待系统稳定几分钟后，按动启动钮，激光输出，干板被曝光。曝光过程中不可触摸平台，不要随意走动和说话，不可开启红光。6 .将曝光的全息干板，进行适当的显影处理，并记录拍摄时间、冲洗时间等。冲洗全息干板用浓度分别为40%、60%、80%、100%的异丙醇溶液，冲洗时间要根据具体情况而定，若干板比较干燥，冲洗时间可相对长一些，若干板比较潮湿，冲洗前可先在100%的异丙醇溶液中冲洗一下。一般可用下列方法：浸入蒸馏水中静止：20秒；浸入40%异丙醇中：50秒；浸入60%异丙醇中：50秒；浸入80%异丙醇中：20秒；浸入100%异丙醇中：干板逐渐发白，直至出现清晰、明亮的红色或黄绿色图像为止。7

24、.取出干板，迅速用吹风机热风快速吹干直至全息图像变为金黄色清晰、明亮的图像。8 .直接在日光下观察全息像，对所拍摄的全息照片的效果进行总结，分析成功与失败的原因，并与前一实验的结果相比较。成功的原因：1）物光与参考光的光程差尽可能要小；（小于2mm）2）物光与参考光的光强比（1：11：5）3）物光与参考光的夹角（250450）4）曝光时不得有任何振动产生。1、试设计用半导体激光全息实验仪拍摄透射式全息图的光路，简要说明实验过程。答：用半导体激光全息实验仪拍摄透射式全息图的光路中，主要是保证物光和参考光位于干板的同一侧，物光和参考光的光程以及光强接近，根据光强和感光板的特性以及环境情况，进行曝光

25、。再进行显影处理即可。平凸透镜曲率半径的测量（牛顿环）1.仪器调节（1）打开电源，预热钠光灯。调节反光镜背向钠光灯。（2）调节牛顿环架上的三个螺丝,使干涉环居中；调节可调式半反镜约为45°倾角，选择钠光灯最亮的部分正对45°倾角的半反镜，使平行光垂直射到牛顿环玻璃表面。（ 3）将调节好的牛顿环仪摆正放置载物台上，使显微镜镜筒居中；移动整个显微镜，使视场最亮。（ 4）调节目镜，使十字叉丝最清晰。（ 5）调节物镜。使显微镜镜筒下降到接近牛顿环仪然后缓慢上升，直到观察到干涉条纹。如果亮度不够，再微调45°倾角的半反镜角度和显微镜，使条纹清晰、明亮。（ 6）消除视差：微调

26、物镜的焦距，直到两眼前后左右移动，叉丝和干涉条纹之间无相对移动。仔细观察干涉条纹的特点，并做好记录。（ 7）转动目镜筒和牛顿环仪，使显微镜十字叉丝交点和牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝和标尺平行（与显微镜移动方向平行）。2.测量转动读数鼓轮，向右侧移动镜筒到十字叉丝第34环，然后反向转动读数鼓轮，使十字叉丝向左移动到第30环（暗环）中间位置，记下此时十字叉丝的位置读数，使十字叉丝继续向左移动，依次记下29环，28环，21环右侧的位置读数；继续向左移动十字叉丝并越过中心，十字叉丝依次到21环，22环，30环（暗环）中心位置，并分别记下2130环左侧的位置读数。误差分析（5分）1. 面光源（钠光

27、灯）干涉，波长（入=589.3nm）与实际值有偏差，带来误差。2. 十字叉丝交点和牛顿环中心不完全重合，或水平方向的叉丝和标尺不平行，测量而是略小于直径的弦长，引起误差。3. 在测量过程中,读数鼓轮稍微拧过，或者由于眼睛的分辨能力和疲劳，对准程度质量下降，叉丝交点的位置不能保证每次控制在每暗环的中心位置，产生读数误差。这是主要误差来源。4. 牛顿环本身由于三个螺丝松紧不一致或者测距显微镜的台面不水平,则叉丝沿干涉环所走的路线就不是一条直线，向上或向下弯曲，引起误差。5. 牛顿环的三个螺丝松紧不一致，使干涉图样不对称，引起误差。调到中心干涉斑为最小且又不至于松动为好,从而使透镜形变减至最小,进而

28、将测量结果误差减至最小.6. 视差没有完全消除，读数时产生视差。7. 实验中产生了震动等。验证牛顿第二定律1、调节气轨水平。注意：检查滑块滑动是否正常，仪器功能和单位设置是否正确，将所需附件固定在滑块上，用电子称测量质量。2、研究加速度与位置的关系（固定总质量和外力）。保持M和F不变，改变距离x,测量加速度，可以验证物体的加速度与位置无关。3、固定系统总质量，研究加速度与外力的关系。固定M=m1+m2不变，改变F（m2=5g、10g、15g、20g、25g）时，测量V0、Vt、a的大小，作Fa曲线图。4、数据分析；误差来源分析（5分）1、虽然我们利用气轨，减小了滑块与轨道之间的摩擦力，但是，实

29、验中还是存在摩擦力的，导轨调节是否水平；2、骑码加载是否对称；3、空气阻力同样对实验结果有影响。4、牛顿第二定律是对质点运动的描述，滑块并不是真正的质点。5、数字毫秒表的滞后。6、实验测量瞬时速度时，瞬时速度是利用很短时间内的平均值代替的。扭摆法测定刚体转动惯量实验1 .调节地脚螺丝，使扭转弹簧水平。2 .将摆杆装上扭转弹簧，练习仪器的使用：A.打开电源开关，按“功能”键，使“摆动”灯亮，选择摆动功能。B.按“置数”键，按“上调”、“下调”键，将显示数据修改为待测周期数，按“置数”键保存设置。C.取120度150度范围内的摆角，按“执行”键开始计时。D.测完一组数据后，可直接按“执行”键测量下一组，无需再次设定周期数。3 .将滑块先后调到距离轴10、15cm的位置，分别测量摆动周期。4 .装上摆球，测量摆动周期。5 .关闭仪器电源，仪器归位。验证碰撞过程中动量守恒定律1、打开气泵，调节气轨水平。注意：检查滑块滑动是否正常，仪器功能和单位设置是否正确，将所需附件固定在滑块上，用电子称测量质量。2、验证当m1m2且V20=0时完全弹性碰撞与完全非弹性碰撞两种碰撞的动量守恒定律；（1）将弹簧片固定在滑块上，进行完全弹性碰撞的