设计性实验提要

实验1《135照相胶片密度的测定》实验提纲实验课题及任务《135照相胶片密度的测定》实验课题任务是，给定一张135照相胶片(如条状约150.0×35.00×0.125、质量约左右)样品，测量出该胶片的密度。学生根据自己所学知识，设计出《135照相胶片密度的测定》的整体方案，内容涉及：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；写出实验内容和环节。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴写出该实验的实验原理，推导出密度与各测量物理量的计算公式。⑵选择实验测量仪器要符合精度规定，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，拟定相应物理量的测量仪器。⑶设计的实验环节要具有可操作性。⑷测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。⑸测量胶片长度和宽度时应当注意的事项及实际测量的方法。⑹测量135胶片圆角矩形齿孔时，假如计算的是矩形面积，要注意圆角的修正。⑺收实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。测量仪器和被测物体及提醒⑴钢尺：20cm/0.1cm或30cm/0.05cm任选，但必须大于胶片的长度和满足测量值相对误差的规定。⑵游标卡尺：125mm/0.02mm。实验前应检查游标卡尺的零点，允许误差在0.1mm以内。⑶千分尺：25mm/0.01mm。⑷读数显微镜：50mm/0.01mm。⑸光源：钠灯、汞灯或一般的白炽灯任选。⑹物理天平：600g/0.05g或分析天平：200g/0.001g任选；(因胶片质量约1g，因此量程无需太大。)⑺照相胶片：一般的曝光废胶卷即可。(将胶卷裁切成5～10张长度相同的胶片，长度在15～20cm之间，以保证读数的有效数字为4位。可选单张或多张进行测量，由学生自己选择。裁切时注意不要破坏齿孔的完整。使用前先将胶片压平整，注意不要有折痕)。实验所用公式及物理量符号提醒⑴密度，为单张胶片的质量，为单张胶片的体积。⑵体积，为胶片的长度，为胶片的宽度，为单张胶片上齿孔的数目，为齿孔的面积，为单张胶片的厚度。⑶，为齿孔的长度，为齿孔的宽度，修正量为：。有关测量提醒⑴在进行长度测量时：使用钢尺，为了测量准确，通常不用钢尺的端边作为起点；使用千分尺，读数必须要扣除零读数。⑵用读数显微镜测量长度：先调节目镜和十字准线的间距，使十字准线像最清楚；然后再调节目镜镜筒与待测物体的距离，使十字准线像和待测物体的像都清楚。⑶使用分析天平时：要调底盘水平和横梁平衡，注意游码的使用方法，不要用手直接拿砝码，注意防风。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。注：该实验不需高深理论和烦琐的运算，也不需要特殊的方式方法和自己设计实验装置，该实验是基本知识、基础理论、基本测量仪器的综合性应用。实验2《碰撞打靶》实验提纲物体间的碰撞是自然界中普遍存在的现象，从宏观物体的天体碰撞到微观物体的粒子碰撞都是物理学中极其重要的研究课题。本实验通过两个球体的碰撞、碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动，应用已学到的力学定律去解决打靶的实际问题，从而更进一步地了解力学原理，并提高分析问题、解决问题的能力。实验沿革本实验的思绪是根据美国哈佛大学的“单摆打靶”实验改善而成的。哈佛的实验是这样的：在单摆的摆球与摆线间用一小段胶带纸粘合，当摆到最低点时，让电热丝烧断胶带纸，使摆球作平抛运动；教师临时放置一张靶纸，规定学生据此算出单摆的高度，使摆球击中靶心，然后实验验证之，比赛谁的得分最高(靶心为10分)。他们认为这是一个学生最感爱好的实验。我们认为这实验构思很好，但对于中国学生，内容还嫌太简朴。复旦大学因此把它做了改善：不是让单摆的摆球在最低点时自己作平抛运动去打靶，而是让摆球在最低点去碰撞另一个小球，由被撞球作平抛运动去打靶。这被撞球的质量、大小可与摆球相同，也可以不同，变化很多，内容也丰富多了。根据这一构思，设计了如图2-1所示实验装置，“碰撞打靶实验仪”。我们根据这一实验的构思和复旦大学设计的实验装置，运用我们现有的单摆实验箱，自行组装来完毕这一实验，从某种角度来说我们是站在美国哈佛大学和上海复旦大学的肩膀上来做这个实验的，然而难度又增长了几分。实验课题及任务《碰撞打靶》实验是通过两个球的碰撞以及碰撞后的平抛运动，研究物体间能量的转换以及运动的变化，了解能量与动量的守恒等力学规律。学生根据自己所学动力学和运动学的知识和以上的提醒，设计出《碰撞打靶》的整体方案，内容涉及：(写出实验原理和理论计算公式；选择和制作实验仪器配件，自组实验仪器；研究实验方法；写出实验内容和环节)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果。按书写科学论文的规定写出完整的实验报告。设计规定及提醒⑴用单摆实验箱，搭建如上图相似的实验装置(可以改善使之更加合理)，反复实验，找出规律，根据能量守恒定律和动量守恒定律及平抛运动规律，通过理论公式，导出碰撞后小球运动的水平距离x与单摆球的起始高度h和、下落高度y、两球的质量m1、m2的理论关系(导出计算公式)，再通过实验验证，看是否相符，假如有差别，找出因素加以修正，最佳能总结出该实验的经验公式(选作)。写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室进行实验，通过实验研究，分析论证，找出规律，才干写出实验原理。)⑵该实验有多种方法，可以根据上面的提醒来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。⑶选择实验测量仪器，钢尺(300mm/0.5mm、200mm/0.5mm、1m/0.001m)、天平(600g/0.05g)、游标卡尺(150mm/0.02mm)。⑷实验组件：碰撞小球、支架、线绳、靶纸和复写纸(自备)、支撑柱等。⑸设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑹如何由给定y值求出x和h的关系？，其中m1为撞击球的质量，m2为被撞球的质量。当m1=m2时，有。⑺实验结果分析(分析实验值和理论值的误差，并找出因素)。实验前的准备⑴根据实验规定组建一个碰撞打靶实验仪，(各零件涉及撞击球、被撞球、细绳、小磁铁等自己考虑可以取舍)。⑵检查天平、钢尺和游标卡尺等是否正常。⑶备好一张靶纸及复写纸。⑷备好相应的附件：一个铜球、一个铝球、一个大铁球、两个相同的金属球。⑸简朴的工具：尖头钳一把(临时仪器维修用)。设计实验内容提醒参考上图的实验装置自组实验装置。先做几次实验，熟悉仪器使用方法；然后放上靶纸，在靶纸上写自己的专业、班级、姓名，根据靶纸的位置和小平台的高度算出h值；做几次打靶实验，根据球的实际落点修正计算值，直到有把握击中靶心。当确认能击中靶心时，将复写纸覆盖在靶纸上，打靶三次，根据击中环数的平均值计算学生的打靶成绩。取回靶纸。实验中常见的问题及其解决方法实验x值通常小于计算值。这是由于平台的摩擦、空气阻力等因素导致；但若差距太大，要检查是否计算有误或实验方法有误。规定两球正碰撞，使被撞球的平抛轨迹始终在竖尺和升降台组成的平面上。要从正面和侧面观测两球的位置：正面两球水平，侧面两球重合。直径不同的球在计算高度时要考虑球的半径。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。参考文献《基础物理实验》沈元华陆申龙主编高等教育出版社实验3-2《碰撞打靶》。实验3《物体在液体中的运动研究》实验提纲实验课题及任务《物体在液体中的运动研究》实验课题任务是：研究各种质量相同、形状不同的物体在水中下落时的速度将多不相同，这是由于粘滞阻力对这些物体的影响不同所致，用实验的方法研究它们之间的关系，并由此总结出规律。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶在坐标纸上作图，由图总结出物体的形状与速度、粘滞阻力与速度的关系。⑷计算小球的加速度与速度之间的关系。⑸分析讨论实验结果。实验仪器气垫导轨及附件、数字计时器、橡皮泥、细绳、水、大量筒、天平与游标尺。实验提醒将一定质量的橡皮泥分别捏成球形、圆锥形、圆盘形、流线型等，质量约为10左右，物体线度约为2.5cm。将橡皮泥系在线的一端在水中落下，线的另—端则通过所垫滑轮与滑块相连。测出其落入水中后，通过不同位置时的速度。实验时不考虑气轨与滑块的阻力。不计细线与滑轮的摩擦，不计细线的伸长及粘湿的情况。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。实验4《弦线振动法测定液体密度实验》实验提纲实验课题及任务《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是：研究弦线振动时波长的大小与弦线受到的张力有关，在其它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长，进一步求出待测液体的密度。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，画出实验装置原理图，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法；⑷写出浸入待测液体的密度公式，并计算出待测液体的密度。⑸分析讨论实验结果。实验仪器弦振动实验仪一套、水、待测液体、烧杯等。实验提醒物体浸没在液体中受到的浮力大小为：弦线在振动时频率、波长、张力及弦线的线密度有如下关系：当频率与线密度一定期，上式左右两边同时取对数，得到下式后还可以进一步简化。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。参考书籍《大学物理实验》陆廷济胡德敬陈铭南主编实验5《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》实验提纲实验课题及任务《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》实验课题任务是：自然界存在着多种振动现象，其中最简朴的振动是简谐振动。一切复杂的振动都可以当作是由多个简谐振动合成的。本实验是研究焦利氏秤下面的弹簧的简谐振动，测量弹簧的有效质量，验证振动周期与质量的关系。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用焦利氏秤测量弹簧的有效质量》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上设计出测定简谐振动周期与弹簧的倔强系数，弹簧振子的有效质量数值关系的方法，写出实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶拟出实验环节，列出数据表格，建议多次测量减小误差。⑷用最小二乘法解决实验数据。⑸分析讨论实验结果。实验仪器焦利氏秤及附件、天平、秒表或数字毫秒计。实验提醒在一上端固定的弹簧下悬一重量为的物体，弹簧的倔强系数为。在弹簧的弹性回复力的作用下，假如略去阻力，则物体作简谐振动。不考虑弹簧自身的质量时，列出振动周期与质量，倔强系数的关系式。由于焦利氏秤的弹簧值很小，弹簧自身的有效质量与弹簧下所加的物体系（涉及小镜子、砝码托盘和砝码）的质量相比不能略去，在研究弹簧作用简谐振动时，需考虑其有效质量。若考虑弹簧的有效质量时，、、、等关系又如何？提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。实验6《用热敏电阻改装温度计》实验提纲实验课题及任务热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体。不同于导体的阻值——温度特性（温度升高，阻值增大），半导体热敏电阻的阻值——温度特性是当温度升高，阻值减少。产生这种现象的因素是由于半导体中的载流子数目随着温度升高而按数剧烈地增长，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率就越小。热敏电阻温度计是运用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来拟定温度的仪器。可以运用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。用半导体热敏电阻作为传感器，设计制作一台测温范围为40℃~80《用热敏电阻改装温度计》实验课题任务是：根据所学的知识，设计实验把所给的热敏电阻改装成热敏温度计。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用热敏电阻改装温度计》的整体方案，内容涉及：(写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节。)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，了解非平衡电桥的工作原理，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶温度计的测量范围在40℃～80℃，根据实验情况拟定测量温度间隔（最大不能超过5⑷定标时规定测量升温和降温中同一温度下热敏温度计的指示值（自己拟定测量间隔，要达成一定的测量精度）。定标后的刻度规定为：一大格表达5℃，一小格表达1⑸规定测量R～t曲线，标出改装后的的温度计的刻度，然后再进行校正，校正时的温度点不要和定标时的温度点相同。实验仪器惠斯通电桥，电阻箱，表头，热敏电阻，水银温度计，量热器等提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。思考题如何才干提高改装热敏温度计的精确度？实验7《测量小灯泡伏安特性曲线》实验提纲实验课题及任务《测量小灯泡伏安特性曲线》实验课题任务是：电学知识告诉我们当电压一定期，电流与电阻成反比，但小灯炮的电阻会随温度的改变而变化，小灯泡(6.3、0.15)在一定电流范围内其电压与电流的关系为，和是与灯泡有关的系数。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《测量小灯泡伏安特性曲线》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出测小灯泡伏安曲线的电路和实验环节，要具有可操作性。⑶验证公式；⑷求系数和；⑸求出室温下灯丝电阻，分析讨论实验结果。实验仪器小灯泡、电流表、电压表、变阻器、直流电源、开关、导线。实验提醒小灯泡通电后，灯丝的电阻受灯丝的影响。低温时灯丝的电阻的变化与温度升到较高时电阻变化是不同样的。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。实验8《用电磁打点计时器测定电容量》实验提纲实验课题及任务《用电磁打点计时器测定电容量》实验课题任务是：电容器充放电时都会在回路中产生电流，在放电时间相同的情况下，放电电流的大小与电容储存的电量成正比，本实验是通过测量电容器的放电时间与电流来测量电容量。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用电磁打点计时器测定电容量》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶为了便于数据解决测量数据应不少于10组⑷应当用什么方法解决数据，说明因素。⑸实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器电源、电阻箱、滑线变阻器、打点计时器、电压表与毫安表，实验所用公式及物理量符号提醒这种方法能准确地测出到之间的电容量，装置结构简朴，易于制作，实验效果较好，实验参考装置如图9-1所示。式中：为电容器的带电量，为电容器的两极电压，放电时间。与打点频率有关提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。实验9《高值电阻的测量方法》实验提纲实验课题及任务《高电阻的测量方法》实验课题任务是：在电阻测量中，伏安法是最基本的测量方法。我们只需设法测出流过被测电阻中的电流以及该电阻两端的电压。高电阻阻值在之间，测量出通过高电阻中的电流是测量电阻值的关键所在。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《高电阻的测量方法》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶应当用什么方法解决数据，说明因素。⑷实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器电源、滑丝变阻器，电压表、检流计（或电位差计）、标准电阻，实验所用公式及物理量符号提醒流过检流计中的电流灵为敏检流计的电流常数，为检流计的偏转格数。、、均为已知。选用检流计为测量电流工具的参考电路如图10-1所示。选用电位差计为测量电流工具的参考电路如图10-2所示。图标准电阻，且。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。实验10《将微安表改装成多量程电流表并进行初校》实验提纲实验课题及任务《将表头改装成多量程电流表》实验课题任务是：运用所给的仪器，结合所学的知识，把表头改装成、双量程电流表，完毕电表改装电路所需仪器与校正电路。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《将表头改装成多量程电流表》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。实验仪器量程的微安表一块，电阻箱(0.1级)三个，惠斯登电桥、数字电压表[精度(0.08%U+0.1)]、3V直流稳压电源、开关各一个、滑线变阻器两个（高值、低值各一个）。实验所用公式及物理量符号提醒⑴测微安表内阻时，电桥用外接电源并须降压使用，以免测量时微安表过载。⑵将标称量程为、级别为级的微安表，改装成、双量程电流表。参考电路如图11-1所示。⑶先测量微安表的内阻和满刻度的电流实际值。用实际测出的和算出和的数值。实验中、用电阻箱。课前推导出计算、的公式，画好测、的电路图。⑷以数字万用表的电压档作为标准表，两个滑线变阻器串联起来接入电路中，自己拟定校表电路，初校改装好的电表。对改装表的规定是：两个量程中各点的误码率均不超过(每个量程校10个点)。课前拟好数据表据。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。参考书籍《大学物理实验》陆廷济胡德敬陈铭南主编实验11《金属电阻及电阻率的研究》实验提纲实验课题及任务学生根据给出直流双臂电桥，金属铜漆包线制作成的四端电阻，螺旋测微器，烧杯，热水，温度计等仪器，设计出《金属电阻及电阻率的研究》的整体方案，内容涉及：运用经典金属电子论解释金属电阻及电阻率的微观本质，提出测量金属电阻率及电阻率温度系数的方法，分析了产生误差的重要因素，提出减小误差的方法。（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节。），然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，按书写科学论文的规定写出完整的实验报告。实验设计提醒实验表白，导体的电阻与其材料、形状、长短、粗细及温度有关。一段柱形的均匀导体的电阻由下式决定：（1）其中是导体的长度，是导体的横截面积，是与导体的材料及温度有关的量，叫导体的电阻率。通常电阻的阻值会随温度的改变而发生改变，对于金属导体，变化关系可用下式表达：，规定不高时，可近似认为：，其中为温度系数。要想测量金属电阻的电阻率和温度系数，由于其电阻很小，所以需要用双臂电桥来测量。金属导电的欧姆定律和电阻可以用经典金属电子论解释，该理论可到图书馆查阅下列资料：徐游.电磁学[M].北京：科学出版社，2023.147,152-153.梁灿彬，秦光戎，梁竹健.电磁学[M].北京：高等教育出版社，1986.189-191，195-197.有关测量提醒⑴用双臂电桥测量电阻时，开关B只能在测量时按下，测好后应及时松开再读数。⑵测量电阻温度系数时，温度读数应尽量做到同时进行。⑶测量时应使热水的温度一边下降一边测量，自己拟定测量的次数和测量温度间隔。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。思考题⑴可以采用哪些措施来减少测量的误差？⑵简述双臂电桥的使用环节和应注意的事项。实验12《滑线变阻器的限流特性与分压特性的研究》实验提纲实验课题及任务《滑线变阻器的限流特性与分压特性的研究》实验课题任务是：在电学实验中经常用到滑线变阻做一分压控制电路和限流控制电路。如何根据实验规定对的选择滑线变阻器的参数(阻值和额定电流)，使得负载上的电流和电压能随变阻器触头位置的改变而均匀地变化，即所谓调节的线性较好。测定滑线电阻的限流特性曲线和分压特性曲线，便可得知滑线电阻与负载应如何匹配。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《滑线变阻器的限流特性与分压特性的研究》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，制定实验方案，推导测量公式，设计测量电路，要具有可操作性；⑶测绘限流特性与分压特性曲线；⑷根据所绘特性曲线讨论负载与滑线变阻器的匹配问题，分析讨论实验结果。实验仪器直流稳压电源、滑线变阻器(多种规格)、电阻箱、电压表、电流表。实验提醒限流器的电路如图13—1所示电流的最大值和最小值分别为，这就是电流的调节范围。愈大，愈小，调节范围愈大。我们还要考虑调节时对电流控制的线性限度。负载的电流为引进参数。，，可得请选择为什么值时，分别列表测出与，与的数据，并用坐标纸作出的关系曲线，讨论为什么值时，电流调节范围较大，调节线性较好且细调限度高，从而选择合适的滑线变阻器与负载相匹配。2．分压器的电路如图13-2所示。同样引入参数，。可得同限流器方法进行实验，分析滑线变阻器作分压器时如何选取，才干与负载相匹配。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。实验13表头参数的测定实验课题及任务《表头参数的测定》实验课题任务是：电流表、电压表和欧姆表等在电学测量中被广泛使用。它们都有一个共同部件“表头”，表头事实上就是“灵敏的直流电流表”。表头内阻、量程和等级是描述表头的三个重要参数。学习表头参数测定对生产和应用都有重要的意义。用箱式电位差计测量表头的参数。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《表头参数的测定》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵设计用箱式电位差计测量表头参数的附加电路，简述测量方法、原理及公式。⑶拟定实验环节及数据登记表格。⑷测量有关数据，作出校准曲线，计算测量结果。实验仪器UJ36箱式电位差计、电阻箱、标准电阻、待测表头实验提醒⑴用电位差计测电流表的内阻设是标准电阻，是待测电流表内阻，请自行设计一电路，用电位差计分别测出电压与，求出。⑵用电位差计校准电流表设为标准电阻，用电位差计可测出上的电压，则流过中电流的实际值为再从电流表上读出电流指示值，与进行比较，其差值称为电流表指示值的误差。找出所测值中的最大误差，按下式拟定电流表级别。为了使被校准的电流表在校准后有较高的准确度，电位差计与标准电阻的准确度等级，必须比较校准的电表的级别高。⑶表头量程的测量调节使得表头电流为最大(即所标电流)，用提醒2方法多次测量上的电压值可得。⑷箱式电位差计的操作程序很严密，在实际操作时尽也许预置测量值，在拟定实验环节或实验方法时应予考虑。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。附录UJ36型电位差计如图10-1、10-2分别是UJ36型电位差计的电路原理示意图、电路图，其电路原理示意图，工作原理都是采用补偿原理。UJ36型电位差计可在实验室或工作现场测量电动势或直流电压，也常用来校正直流毫伏表及电子电位差计，如配合其它仪器还能对直流电阻、电流及温度等物理量进行测量UJ36型电位差计，由步进读数盘和滑线读数盘以及晶体管放大检流计、电键开关、标准电池组成。工作回路电流分别为：×1时，5mA；×0.2时，1mA。步进读数盘由11只2Ω电阻组成，滑线盘电阻为2.2Ω。其板面图如11—附—4所示。图中“调零”为检流计的电气调零旋钮；倍率开关共有G1、x1、断、x0.2、G0.25档；步进数盘旋钮每档递增10mV、最高档为110mV，滑线读数盘自0至10.5mV连续可调。图10图10-1电路图图10-2UJ36型电位差计板面图使用说明1.将被测未知的电压（或电动势）接在“未知”的二个接线柱上（注意极性）。2.把倍率开关调到所需要的档上，同时接通电位差计工作电源和检流计放大器电源，3分钟以后，进行检流计指零调节。3.将扳键开关扳向“标准”，调节多圈变阻器，使检流计指零。4.再将扳键开关，扳向“未知”，调节步进读数盘和滑线读数盘使检流计再次指零，未知电压（或电动势）按下式表达：Ux=（步进盘读数＋滑线盘读数）×倍率5.倍率开关旋向“G1”时，电位差计处在×1位置，检流计短路。倍率开关旋向“G0.26.在连续测量时，规定经常核对电位差计工作电流，防止工作电流变化。实验14《用钢板尺测量激光的波长》实验提纲课题的提出和依据光是一种电磁波，光在真空中的波长不同，性质也不同．如波长小于390nm的光波叫紫外光，它有杀菌作用；波长大于770nm的光波叫红外光，它能传递热量．波长在390nm至770nm之间的光波是人眼可见的，叫可见光，不同波长有不同的颜色：如波长为390～446nm的光是紫色的，波长为620～770nm的光是红色的，橙、黄、绿、蓝各色依次排列其间，都由其波长决定，而与其强度、方向等因素无关．由此可见，光的波长是决定光波性质的最重要的参数之一．那么，如何才干测出光的波长呢?可见光在真空中(或空气中)的波长只有万分之几毫米，这么短的长度又怎么用毫米刻度尺去测量呢?本实验用最小分度为0.5mm的普通钢尺“量”出只有0.0006mm左右的波长，并且看到了反射角不等于入射角的“奇怪”现象．它说明，反射定律只是在一定条件下才成立的，假如反射面上刻有许多很细并且等间距的刻痕，就可使不同波长的光反射到不同的方向去，这就是现代高科技中常用的光学元件——“光栅”的雏形．光栅是一种比棱镜更好的分光器件。假如运用光栅的衍射原理就不难用普通的钢尺测量出激光的波长。实验课题及任务《用钢板尺测量激光的波长》实验课题任务是，运用光的波动性，用一把钢板尺，通过用激光照射钢板尺的带有刻度的一面而反射到光屏上的衍射把戏，根据激光的相干性和反射光的干涉原理，通过度析，找出规律，测量出激光的波长。学生根据自己所学知识，设计出《用钢板尺测量激光的波长》的整体方案，内容涉及：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和环节。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。实验原理提醒众所周知，用一把普通的钢尺，可以方便地测量出一本练习簿的长度和宽度，而要测量它的厚度就有些困难了，由于钢尺上两相邻刻线的间距是0.5mm或lmm，而一般练习簿的厚度也但是lmm左右，所以很难测准．现在要用这把钢尺去测量只有万分之几毫米的光的波长，这看来似乎是不也许的。假如实验运用光的波动性质，用一把普通的钢尺就可以巧妙地把这么短的波长测出来．它的测量原理如图16-1所示：让一束激光照到钢尺的端部，其中一部分激光从钢尺上方直接照到观测屏上的－点，其余激光从钢尺表面反射到屏上．在屏上除了与－对称的点有反射亮斑外，还可看到一系列亮斑、S1、S2、S3……Sn.。这是由于，尺上是有刻痕的(刻痕的间距是d=0.5mm)，光在两刻痕间的许多光滑面上反射，这些反射光假如相位相同(即波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇)，则它们会互相叠加而加强，形成亮斑，否则会互相抵消而减弱．由图16-2可知，从光源某一点A发出而在相邻光滑面B、B’反射的光，到达屏上C点时所通过的路程差(称为光程差)为：△=ABC－AB/C=BD/一DB/=d(cos一cos)(1)若△恰好等于零或等于波长的整数倍，则这些反射光的相位就相同，屏上C点就会出现亮斑．显然，在处，△=0，这就是在S。处的亮斑．在S1、S2、S3、S4、……处，必有：△=，△=2，△=3，△=4……．因此，由(1)式可知：d(cos一cos1)=(2)d(cos一cos2)=2(3)d(cos一cos3)=3(4)d(cos一cos4)=4(5)其中d=0.5mm是已知的，因此，只要测出和、、、……就可从以上各式算出波长的值．实验中，使尺与屏垂直，则：(6)其中，L是尺端到屏的距离，h是各亮斑到O点的距离，而O点位于S。点和一S。点的中心．量出各亮斑间的距离即可求得各值，而相应于亮斑S。的就是。设计规定⑴写出该实验的实验原理，推导出波长的计算公式。拟定待测的物理量。⑵选择实验测量仪器要符合精度规定，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，拟定相应物理量的测量仪器。⑶写出实验内容及环节。设计的实验环节要具有可操作性(写出测量时实验装置的摆放及其位置角度、应当注意的事项及实际测量的方法等)。⑷设计出实验测量原始数据的表格。⑸实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。测量仪器的选择及提醒小型半导体激光器一支，普通钢尺一把，卷尺一把，胶带纸若干，纸若干，垫高物等。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。参考文献《基础物理实验》沈元华陆申龙主编高等教育出版社实验15《目测法测透射光栅常数》实验提纲实验课题及任务《目测法测透射光栅常数》实验课题任务是，给定一个光栅和光源(如汞灯、钠灯或激光器等)，根据光源的已知光谱，在没有分光计和其它测量仪器的情况下，仅运用米尺和自制实验器材，结合直接目视法，测量透射光栅的光栅常数。该实验还可以已知光栅常数测量未知谱线的波长。学生根据自己所学知识，设计出《目测法测透射光栅常数》的整体方案，内容涉及：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和环节。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过在实验室用目测的方式观测光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观测实验现象，通过实验现象的观测，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才干写出实验原理。)⑵选择实验测量仪器，仅限于光栅、米尺(10m/0.005m或3m/0.001m)、光源(汞灯、钠灯或激光器)的选择，可以自制辅助器件。⑶设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑷测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。⑸实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器的选择及提醒⑴光栅：实验室给定，光栅参数为：300/mm⑵米尺：3m/0.001m或10m/0.005m任选，⑶光源：钠灯、汞灯、激光器，任选。⑷可以自制实验器材，如带刻度的条型光屏，也可以借助现有实验室的条件。实验所用公式及物理量符号提醒⑴光栅方程:(k=0、1、2、3、……)式中(其中为光栅缝宽，为相邻缝间不透明部分的宽度)为相邻狹缝之间的距离，称为光栅常数，为光波波长，为衍射光谱线的级次。⑵用表达谱线到0级谱线的距离，用表达光栅到0级谱线的垂直距离。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。思考题⑴光栅与光源之间的距离多远比较合适？⑵眼睛与光栅的距离对测量有没有影响？⑶光屏和光源是否一定要在一个平面内？⑷光栅与光屏的距离测量，该实验应采用单次测量还是多次测量？单次测量能否满足测量精度的规定？参考文献参阅各实验书籍中的夫琅和菲衍射原理及光栅衍射原理。几何光学，人眼睛的光学原理。实验16《CD-R光盘轨道密度的测定》实验提纲实验课题及任务《CD-R光盘轨道密度的测定》实验课题任务是，测量一张CD-R光盘的轨道密度。实验提醒⑴用一张废旧的CD-R光盘制作一个平面反射光栅，规格尺寸约为10×20mm2，固定在光栅座上，根据光栅衍射原理，运用分光仪和光源(如汞灯、钠灯或激光器任选)，参照《用透射光栅测定光波波长》实验，设计出实验方案。⑵用一张废旧的CD-R光盘运用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅(制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可)，根据光源的已知光谱(如激光器光源)，运用平面反射光栅反射光的衍射现象，在光屏上能得到衍射把戏，分析衍射把戏，找出规律，设计出实验方案。学生根据自己所学知识，设计出《CD-R光盘轨道密度的测定》的整体方案，内容涉及：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和环节。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过在实验室用目测的方式观测平面反射光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观测实验现象，通过实验现象的观测，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才干写出实验原理。)⑵该实验有多种方法，可以根据上面的提醒来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。⑶选择实验仪器，CD-R光盘自备、米尺(10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm)、光源(汞灯、钠灯、激光器)、分光计、光屏自制、也可以自制辅助器件。⑷设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑸测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。⑹实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器的选择及提醒⑴光栅：平面反射光栅自制，选分光计作为测量仪器的实验，要制作一个规格尺寸约为10×20mm2的光栅，固定在光栅座上，以备使用。选用衍射光屏方法的实验，用一张废旧的CD-R光盘运用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅(制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可)。⑵米尺：10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm任选。⑶光源：钠灯、汞灯、激光器，任选。⑷分光计实验室提供。⑸可以自制实验器材，如条型光屏，自带胶带和光屏用纸，也可以借助现有实验室的条件。实验所用公式及物理量符号提醒⑴光栅方程:(k=0、1、2、3、……)式中(其中为光栅缝宽，为相邻缝间不透明部分的宽度)为相邻狹缝之间的距离，称为光栅常数，为光波波长，为衍射光谱线的级次。⑵用表达谱线到0级谱线的距离，用表达光栅到0级谱线的垂直距离。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。思考题⑴光栅与光屏之间的距离多远比较合适？⑵激光光源照射反射光栅的角度在什么范围内较合适？⑶改变光源和光栅的距离是否对衍射把戏有影响？⑷如何拟定0级谱线的位置？⑸光栅与光屏的距离测量，该实验应采用单次测量还是多次测量？单次测量能否满足测量精度的规定？参考文献参阅各实验书籍中的夫琅和菲衍射原理及光栅衍射原理。《发明性物理演示实验》宣桂鑫江兴方编著华东师范大学出版社实验五十三CD光栅。《基础物理实验》沈元华陆申龙主编高等教育出版社实验3-14《运用钢尺测量激光的波长》。实验17《微小线径的测定》实验提纲课题的提出和依据微小线径的测量在现代科学中有很多的测量方法，但都可以归结为，有直接测量和间接测量两类。在普通物理中，直接测量常用的仪器如：千分尺、读数显微镜等，间接测量常采用的方法如：干涉法、衍射法等。对于0.01mm以下的线径用千分尺和常用的读数显微镜来测量就显得无能为力了，通常采用间接测量的方法。头发对每一个人来说都不陌生，但有谁能说出自己的头发的直径是多少？本课题规定设计一种测量自己头发直径的方法，通过实验加以验证。实验课题及任务《微小线径的测定》实验课题的任务是，运用光的的干涉、衍射(波动性)现象及其理论，设计出一种实验方法，根据干涉、衍射的把戏测量出自己头发的直径。学生根据自己所学知识，设计出《微小线径的测定》的整体方案，内容涉及：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和环节。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。本实验题目规定开光学课程的各专业必选，可以有三至四组选，但是每组的方法或采用的手段应不同。建议电子专业的有四组选择该实验，给专业光学实验打基础。实验原理提醒⑴衍射法根据巴俾涅(Babinet)原理“两个互补屏所产生的衍射图形，其形状和光强完全相同，仅位相差为”。可知细丝衍射图形和狭缝衍射图形是相同的，细丝衍射计算和狭缝衍射计算相同。狭缝或细丝衍射的光强I的分布，由物理学知道：式中：；为衍射角；d是狭缝宽度或细丝直径；是单色光源波长(激光光源波长)是时的光强，即光轴上的光强度。当处将出现光强为零的条纹，即的暗条纹。测量出暗条纹的位置以及相应的暗条纹的级数，就可以根据上面公式计算出细丝直径d。衍射法可以用细丝衍射法(和狭缝衍射互补)，还可以用圆斑衍射法(和小孔衍射互补)。这两种衍射方法都需要制作衍射屏，但前者制作衍射屏比后者容易。⑵干涉法运用空气劈尖的形成干涉条纹，根据劈尖干涉的原理和计算公式，测量出条纹的距离等参数计算出细丝直径d。设计规定⑴通过在实验室观测干涉(“劈尖”等厚干涉)、衍射(细丝衍射)现象，选择其中一种方法，制定出实验方案。⑵画出实验原理图，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出头发直径与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据干涉、或衍射理论及相关公式推导出计算公式，写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观测实验现象，通过实验现象的观测，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才干写出实验原理。)⑶根据实验原理写出实验内容，设计出实验环节，要具有可操作性。⑷实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器的选择及提醒⑴干涉法：读数显微镜；钠灯；平板玻璃两块；头发丝(自带)；也可以自制辅助器件。⑵衍射法：氦氖激光器；自制衍射屏(头发丝固定在支架上)；米尺(三米以上较好)；光屏(可以自制，也可以运用实验室条件)；也可以自制辅助器件。可以用透镜，也可以不用，推荐不用透镜。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。思考题⑴衍射物屏与光屏之间的距离多远比较合适？⑵制作劈尖要注意什么？参考文献参阅各实验书籍中的干涉、衍射原理。《物理学》下册第四版东南大学等七所工科院校编马文蔚等改编高等教育出版社出版第十七章17-417-6、7。《近代光学测试技术》杨国光主编浙江大学出版社第五章光的衍射技术。实验18《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片折射率》实验提纲实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片厚度》实验课题任务是：根据玻璃的折射率比空气大，当玻璃片加到一个光路中时，必产生一光程差，这个光程差会导致中央条纹会发生位移的现象，根据这一特定的光学现象和给定的仪器，设计出实验方案，测定玻璃的折射率。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片厚度》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶测量5组数据，测量玻璃的厚度。⑷应当用什么方法解决数据，说明因素。⑸实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器迈克尔逊干涉仪、待测玻璃、钠光灯、汞光灯、千分尺。有关提醒若用白光作光源，在一般情况下，不出现干涉条纹。进一步分析还可看出，在、两面相交时，交线上，但是由于1、2两束光在半反射膜面上的反射情况不同，引起不同的附加光程差，故各种波长的光在交线附近也许有不同的光程差。因此，用白光作光源时，在、，两面的交线附近的中央条纹也许是白色明条纹，也也许是暗条纹。在它的两旁还大体对称的有几条彩色的直线条纹，稍远就看不到干涉条纹了。调出白光干涉条纹，此时镜位置读数为将待测玻璃片插入有镜的臂中，再次调出白光干涉条纹，这时镜位置读数为，若薄膜的折射率已知，则可测出膜厚。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。附迈克尔逊干涉仪观测白光干涉条纹方法迈克尔逊干涉仪中，的等光程位置只有运用白光干涉条纹来拟定。用这一类干涉仪测液体的折射率(色散不太大的光学材料)，也常运用白光干涉条纹移动位置的大小来拟定待测液体引进的光程。下面介绍调出白光干涉条纹的方法。本实验要先将迈克尔逊干涉仪已经调整好，，是严格互相垂直，调节手轮使平移到与接近等到光程位置，先转动在水平方向的微动螺丝，这时干涉条纹又转为等厚干涉条纹(规定条纹要稀—些,在人眼的视场范围内十条左右)，再摇动手轮使活动镜在与固定镜等光程位置来回平移，此时干涉条纹将如图所示那样来回变化，当手轮摇到干涉条纹是直线条纹时停下来，把白炽灯插入钠光灯和毛玻璃屏之间的光路中，再微动手轮，直到观测到彩色条纹时可将钠光灯去掉，这时就可看到白光相干产生的彩色条纹，并要使白光彩色条纹处在视场的正中位置，这就是等光程的位置，注意定位误差是。当白光彩色条纹调出以后，运用迈克尔逊干涉仪也能测气体和液体的折射率。实验19《用迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率》实验提纲实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率》实验课题任务是：根据液体的折射率比空气大，当一个光路中加有液体时，其光程差会发生改变，根据这一的光学现象和给定的仪器，设计出实验方案，测定水的折射率。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵根据实验用的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶用最小二乘法求出水的折射率。⑷实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器改装过迈克尔逊干涉仪、专用水槽及配件、激光器。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。参考文献彭剑辉周烈生迈克尔逊干涉仪测量液体的折射率及仪器调节方法[J]《光学技术》1998.1实验20《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验提纲实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验课题任务是：运用迈克尔逊干涉仪能精密测量微小变量的特点，测量出钢丝在拉力作用下的微小伸长量，用特制的测力计测量拉力大小。设计实验方案，测定钢丝的杨氏模量。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵根据实验用的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶用最小二乘法求出杨氏模量。⑷实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器迈克尔逊干涉仪、测力计、激光器。教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完毕实验；提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。参考文献⑴金正宇一个经典力学实验测量方法的改善——霍尔传感器测杨氏模量[J]实验室研究与探索,2023⑵张帮运用迈克耳孙干涉原理测杨氏模量[J]大学物理实验2023实验21《用迈克尔逊干涉仪测光波波长和波长差》实验提纲实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测光波波长和波长差》实验课题任务是：给定的仪器是迈克尔逊干涉仪、钠光钉，运用所学的光的干涉理论，结合所给的仪器，设计出实验方案，测量出钠黄光的波长差。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测光波波长和波长差》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出波长及波长差的计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。⑷规定在测量波长时测量次数为10次，（，初始位置也要测量），测量波长差时测量次数为6-10次（初始位置也要测量），用逐差法解决数据。⑸分别计算波长及波长差的百分差。实验仪器迈克尔逊干涉仪、钠灯。问题提醒钠光灯发出的光，其中两条主谱线的波长和强度都很接近，在迈克尔逊干涉仪中将独立地发生干涉条纹，两组条纹叠加的结果使干涉条纹的视见度的发生周期性变化，实验时只要测出邻两个视见度最差(也可以是间隔个视见度最差)的鼓轮读数，运用迈克尔逊干涉实验得到的计算公式找出它们的内在联系，导出波长差的计算公式，即可求出波长差。钠黄光较强的两条主谱线的波长分别为，，平均值为。必答问题⑴定域干涉与非定域干涉的区别？⑵提出减少误差的方法。提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。参考书籍《大学物理实验》陆廷济胡德敬陈铭南主编《光学教程》姚启钧原著实验22《棱镜偏向角特性和色光折射率的测量》实验提纲实验课题及任务《棱镜偏向角特性和色光折射率的测量》实验课题任务是：根据玻璃对不同波长的光有不同折射率的特性，设计出运用分光仪为重要仪器，测定玻璃对不同波长的折射率，并测绘出棱镜偏向角特性曲线。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《棱镜偏向角特性和色光折射率的测量》的整体方案，内容涉及：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶选三种波长的光测量，分别测量的次数规定为10组数据（最小偏角要测5次），求出折射率并描绘出特性曲线。⑷应当用什么方法解决数据，说明因素。⑸实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器分光仪、汞光灯与三棱镜，实验所用公式及物理量符号提醒折射率的计算公式：式中：为棱镜的顶角，为最小偏向角。实验提醒⑴设计如何测定入射角，描绘出光路图，供指导教师检查。⑵最小偏向角的结果表达时不拟定度值用4倍标准差表达提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完毕实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，规定用纸质版供教师修改。思考题证明（为入射角，为折射角）时的偏向角为最小偏向角。实验24《光的色散研究》实验提纲实验课题及任务《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表白折射率也不相同。对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。折射率随波长又而变的现象称为色散。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容涉及：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和环节，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据解决，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计规定⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验环节，要具有可操作性。⑶掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。⑷用分光计观测谱线，并测定玻璃材料的色散曲线；⑸应当用什么方法解决数据，说明因素。⑹实验结果用标准形式表达，即用不拟定度来表征测量结果的可信赖限度。实验仪器给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯，实验提醒最小偏向角。与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。折射率与波长之间的关系曲线称为色散曲线。本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。用汞灯的光谱谱线的波长作为已知数据，测量其通过三棱镜后所相应的各最小偏向角，算出与相应的值，