大学物理实验思考

大学物理实验思考

大学物理实验思考用磁聚焦法测定电子的荷质比1、实验过程中有时会出现找不到光点（光斑）的情况，为什么？（1）亮度不够。解决的办法是适当增加亮度。（2）已经加有较大的电偏电压（x方向或和y方向），使光点偏出示波器的屏幕。此时应通过调节电偏转旋钮，使偏转电压降为零。（3）“调零”旋钮使用不当，造成光点偏出荧光屏。通过调节“调零”，即可找到光点。　2、在进行负向电偏转实验时，外接电压表指针会反向偏转，造成无法读数。为什么？这时要将电压表的两个接线端对调，同时电压的测量结果要加负号。3、接完线后，打开“电子荷质比测试仪”电源，示波管上什么都没有出现，为什么？（1）“电子荷质比测试仪”上“灰度”旋钮调得太小，导致亮度不够；（2）示波管已损坏。\n4、接完线后，打开“电子荷质比测试仪”电源，发现示波管上出现很大亮点斑，并且不在示波管的中央，为什么？（1）X偏转板未接地；（2）开关K1未打到接地端。5、“电压表”电压读数无法通过“电压初调”或“电压细调”旋转调到指定的值，为什么？（1）“电子荷质比测试仪”上“灰度”旋钮调得太暗或太亮，影响电压值；（2）“电压表”机械调零未调好；（3）“旋钮”已坏；（4）电压表已坏。6、将开关K1打到最下边接线柱上，示波管上未出现直线。为什么？（1）开关K1最下端接线柱未接到“电子荷质比测试仪”的“测试电源”上；\n（2）开关K2已接通，并且“直流稳压电源”上的输出已调到了测定值，而不是从“0”开始的。　7、打开“直流稳压电源”开关，调节“输出调节”旋钮，示波管上图形没反应，为什么？（1）“直流稳压电源”被短接；（2）“直流稳压电源”上保险丝已烧断；（3）“直流稳压电源”已坏，没有电压输出；（4）连接"直流稳压电源”与开关K2的导线损坏了。8、将两“安培表”串联时，发现“接线板”上“安培表”指针不动，为什么？（1）此“安培表”被反接；（2）接此“安培表”时，不慎将“直流稳压电源”短路；（3）此“安培表”已坏。　9、将两“安培表”串联时，发现两表读数相差较大，为什么？\n（1）操作者未正对着表盘读数；（2）其中一表或两表的机械调零未调好；（3）其中一表或两表已坏。　10、结果误差偏大，为什么？（1）“电压表”电压值偏离原定的值，而操作者未注意；（2）“电压表”或“电流表”机械调零未调好；（3）“电压表”或“电流表”已坏。　　注意事项1.试验线路中因用高压，操作要小心，以防电击；2.为了减小干扰，其它铁磁物体需远离螺线管；3.螺线管应南高北低放置；4.聚焦光点应尽量细小，但不要太亮，以免难于判断聚焦的好坏；5.在改变电流方向以前，应先调节激磁电流到零，然后再扳动换向开关Ka,使电流反向；6\n.改变加速电压U后，光点亮度会变化，这时需要重新调节亮度。若调节亮度后加速电压有变化，再调节电压细调到所需的电压值。迈克尔逊干涉仪实验1.观察点光源非定域干涉时，屏上只看到一大片光斑，看不到干涉条纹，怎么办？移走扩束镜，调节激光管方位，配合调M1、M2后螺钉，使由M1、M2反射的最亮光点能大致回到激光管中，此时入射光与分光板成45°角。然后重新微调M1、M2后面的螺钉，使得屏上两排光点中最亮光点完全重合，重合的标准是最亮光点中出现细条纹（其它光点也有细条纹），再放上扩束镜，屏上必看到干涉条纹。2.观察点光源非定域干涉时，屏上只看到干涉圆弧，没看到干涉圆环，怎么办？调节水平拉簧螺钉和垂直拉簧螺钉，使干涉条纹往变粗变稀方向移动，必可调出干涉圆环的圆心。　3.调节微调旋钮时，没看到圆环“冒出”或“缩进”，怎么办？原因：可能是微调旋钮与移动可动镜M1的精密丝杆之间出现了“滑丝”。\n办法：可调节粗调大手轮，使M1重新移到一个粗调位置，再使微调手轮多转几圈，确保微动鼓轮螺帽与螺杆间无间隙（空程误差），转动微动鼓轮，必可看到圆环“冒出”或“缩进”现象。每次正式测量读数前，为防止空程误差，也应使微动鼓轮多转几圈，看到圆环“冒”或“缩”时才往一个方向转动读数，中途中微动鼓轮不能反转。4.如何对M1位置进行读数？该读数由三部分组成：①标尺读数，只读出整毫米数即可，不需估读；②粗调大手轮读数，直接由窗口读出毫米的百分位，也不需估读；③微动鼓轮读数，由微动鼓轮旁刻度读出，需要估读一位，把读数（格数）乘10-4即毫米数。M1位置读数为上三读数之和。5.什么是定域干涉？什么是非定域干涉？干涉条纹是定域还是非定域的，取决于光源的大小。如果是点光源，条纹是非定域的，在平面镜M1M2反射光波重叠区域内都能看到干涉条纹。如果在扩束镜与分光板间放一毛玻璃，则点光源发出的球面波经毛玻璃散射成为扩展面光源，条纹则是定域干涉（等倾干涉条纹）。6.迈克耳逊干涉仪中补偿板、分光板的作用是什么？\n分光板是后表面镀有半反射银膜的玻璃板，激光入射后经半反射膜能分解为两束强度近似相等光线。补偿板是折射率和厚度与分光板完全相同的玻璃板，使分光板分解的两束光再次相遇时在玻璃板中通过相同的光程，这样两光束的光程差就和在玻璃中的光程无关了。7.当反射镜M1和M2不严格垂直时，在屏上观察到的干涉条纹分布具有什么特点？此时M1与M2'之间形成一楔形空气薄层，用平行光照射将产生等厚干涉条纹，即空气层厚度相同的点光程差相同构成同一级干涉条纹，这些条纹是一系列等间距的直条纹。8.为什么不能用眼睛直接观察未扩束的激光束？因为没有扩束的激光能量集中，光强较大，直接射入眼内会使视网膜形成永久性的伤害。9.在迈克耳逊干涉仪实验中，用激光作光源的调整过程中，看到的是两排光点还是两个光点？为什么？\n实验中看到的是两排光点，因为光线在玻璃板与平面镜之间有多次反射。实验中只需调节两排光点中最亮光点即可。10.实验中为什么用逐差法处理实验数据？本实验采用分组隔项逐差法，可以充分利用所测数据，更好的估算最佳值，更合理地估算测量误差及不确定度。刚体转动惯量的测量一、如何测量周期？（1）当底盘A处于静止状态，将垫盘B转动一个很小的角度（约5度），使得A盘沿轴线转动50次，记下总时间，周期就是50次的平均时间。（2）测量圆环过几何中心轴的转动惯量时，一定要将该圆环的几何中心轴与A盘保持在同一轴线上。二、l、R、r都是从何处到何处的距离？（1）l是连结上下两圆盘的绳子的实际长度（不是垂直长度）。\n（2）R表示系绳点到下圆盘中心的距离。（3）r表示系绳点到上圆盘中心的距离。三、如何测量l、R和r?用钢卷尺测出三线摆的摆长l，测3次。l的长度必须从垫盘厚度的中心和底盘厚度底中心开始测量,因为三系绳点组成正三角形（才能保证是轴转动），故测量该三角形的边长，来推算出垫盘B的半径和底盘A的半径。四、实验中如何保证公式和成立?（1）在实验前必须利用水准仪将底盘A调整水平。（2）应该转动垫盘B来启动底盘A转动，以保证底盘A绕轴转动。（3）垫盘B刚转动时转动的角度不能超过5度。（4）三悬线必须等长。五、如何选取有效数字（1）有效数字的最后一位是绝对误差所在的一位。（2）在一般情况下，误差的有效数字只取一位。（3）任何测量结果，其数值的最后一位要与误差所在的一位对齐。\n（4）由绝对误差决定有效数字，读数时，必须记到估读的一位。霍尔效应（HallEffect）1、实验过程中导线均接好，开关合上，但Vh无示数，Im和Is示数正常,为什么?（1）Vh组的导线可能接触不良或已断。仔细检查导线与开关连接以及导线是否完好正常。（2）Vh的开关可能接触不良。反复扳动开关看是否正常。（3）可能仪器的显示本身有问题。2、Im和Is示数稳定，Vh示数极不稳定,为什么?仪器本身问题。更换仪器。3、利用对称测量法测霍耳电压时，改变Is或Im方向，霍耳电压值的符号不改变?（1）可能由于霍耳元件的四根连线连接错误而导致霍耳元件已烧坏。\n（2）可能导线未接在中间的接线柱上，导致开关不能改变方向。4、接好连线后打开仪器Im或Is示数为零，Vh有示数?（1）导线及霍耳元件的连线接触不良或已断，重新将连线连好，已断的重新焊接。（2）两组开关可能接触不良。5、Im或Is示数不稳定从而Vh示数不稳定?（1）仪器本身有故障。（2）调节Im或Is过快使仪器反应发生失灵现象。关闭仪器，重新打开仪器后缓慢调节Im或Is。（3）调节Im或Is的旋钮接触不良。6、结果误差偏大?（1）霍耳电压电压值偏离原定的值，而操作者未注意。（2）长时间通电流是霍耳元件性能有影响，造成误差偏大。（3）仪器X2刻度尺下的小游标的位置可能被移动，使得结果误差偏大。　注意事项1.Is的最大值不能超过40mA。Im值不超过1mA。\n2.仔细检查每组的接线，决不能将Is的输入连接到Im的输出，否则通电后即会烧坏霍耳元件。3.为减少热磁流效应引起的误差，测Vh--Im曲线时测完Im=1mA时断开仪器冷却几分钟，同时在实验过程中尽可能的减少长时间通电流。4.不能擅自拆开霍耳元件的四根连线。氢原子光谱1.如视场非常窄，谱线非常暗，怎样处理？可调节目镜前端的螺母，使视场变宽。2.如视场中黑三角不清楚或根本无法看到怎样处理？可调节目镜直到看清楚为止。3.如视场中谱线倾斜，怎样处理？微调狭缝的旋转度，使谱线竖直。4.如视场中黑三角未位于下方，怎样处理？可旋转目镜前的铁环，使黑三角位于视场下方。\n5.有时为什么完全看不到光谱线？可能是狭缝未打开或是狭缝间距过小，也可能是鼓轮没转到出现谱线的地方或光源偏离狭缝太远。6.为什么弱的谱线（弱红，弱紫）照不到？可能是第一个透镜没把光汇聚好，可调整透镜１的位置。7.为什么做氢灯时谱线比较暗或弱紫找不到？可能是光线进得不是很充足，可以再调一下氢灯和狭缝间的角度或适当拧宽狭缝，或将灯移近狭缝并将灯跟狭缝对正。8.为什么换氢灯后一下子上来看不到任何线？可能是视场不在可见光区域内，一般是做完汞灯后没把黑三角移到黄线的位置，可看看做汞灯时黄线的位置，然后把鼓轮转到那个位置。9.为什么做汞灯时黄线左边没有红线而只是一片红？应该是黄线还没分开，需继续调，直到把狭缝调到透镜３的焦平面处。