上课须知及实验安排

1、 目 录12 上课须知及实验安排实验一 固体密度测量 1实验二 热电偶温度计定标 43 实验三4 实验四5 实验五 伏-安法测电阻7示波器的使用10薄透镜焦距的测量16实验一 固体密度的测量【实验目的】1学习用阿基米德原理测定固体密度；2学习天平及各测量长度仪器的使用方法。【实验原理】1测量方法物质在某一温度下的密度 定义为该物质在某一温度下单位体积的质量 = m / V （1）其中，m 为该物的质量，V 为该物的体积。对于规则物体，我们很容易测量它的体积V 和重量W a ，利用（1）式，它的密度为 = Wa /（V · g ） （2）但是对于不规则物体其体积较难测得，一般常采用阿基

2、米德原理法。阿基米德原理指出：浸在液体中的物体受到一向上的浮力，其大小等于物体所排开液体的重量。利用电子天平分别秤得固体在空气中和在液体中的重量分别为W a 和W fl ，如果忽略空气的浮力，已知液体的密度为 fl ，该固体的密度即为=W a flW a W fl （3）（3）式是用阿基米德原理测量固体密度的基本公式。2 公式的修正（1）温度引起的修正因为液体的密度与温度有关，故需考虑温度对实验结果的影响。本实验采用的液体是水，室温下水的密度 fl 的可由附表1查得。温度每变化一度，蒸馏水的密度将改变0.02%。（2）空气浮力引起的修正1 cm3的空气重量取决于当时的温度、湿度和大气压，一般可

3、近似认为等于1.2 mg。如一物体在空气中被秤，则应考虑空气的浮力，它会对测量结果的小数点后第三位有影响。考虑到空气浮力，公式（3）将被修正为=W a ×(fl a W a W fl +a （4）式中a 是空气的密度。温度为20°C ，大气压为1.01325×105Pa 时空气的密度为a = 0.0012 g/cm3。（3）浸入深度引起的的修正由于物体需浸入液体进行测量，这将导致液面有微弱的上升，故样品底盘的连接金属丝将被液体浸没得更深，从而产生额外的浮力。该浮力与烧杯的直径和连接金属丝的直径有关，（4）式将被进一步修正为W a ×(fl a =+a （

4、5） 2d (W a W fl ×(122D其中d 为连接金属丝的直径，D 为盛放液体的烧杯的直径。（4）连接固体的金属丝和液体的粘着力当物体放入水中时，由于水和金属之间有粘着力，所以水会沿着连接金属丝上升，这也导致了测量误差。（5）气泡的影响当物体放入水中后，物体表面形成的气泡同样会产生测量误差。一个直径为0.5 mm大小的气泡会产生小于0.1 mg的额外浮力；直径为1 mm大小的气泡会产生约为0.5 mg的额外浮力；直径为2 mm大小的气泡会产生近似4.2 mg的额外浮力。大的气泡在测量前必须除去。小的气泡可根据以上参数估算后扣除。【实验仪器】电子天平（感量1 mg，量程300

5、mg）、密度计支架、容器、螺旋测微仪、游标卡尺、水银温度计和待测样品若干。【实验内容】1利用阿基米德原理测量固体密度（1）测量被测样品在空气中的重量W aa. 将天平秤按清零钮清零。b. 将样品放入上样品托盘内，秤出该物体的重量W a 。（2）测定被测样品在水中的浮力G = Wa W fla. 将样品放入天平上面的秤盘内，按清零钮清零。b. 将样品用镊子放入天平下面的网状秤盘内，记录下天平读数的绝对值，该值即为G 。c. 利用公式（3）计算出该物体的密度。测量数据及结果记录在表1中。2利用密度的定义测量规则物体的密度（1）利用游标卡尺和螺旋测微计测量出被测样品的各尺寸。（2）将天平秤按清零钮清

6、零。（3）将被测样品放入上样品托盘内，秤出该物体的重量。（4）计算出该物体体积并用（2）式计算该物体的密度，测量数据及结果记录在表2中。【进一步实验内容】1 如考虑空气的浮力及考虑浸入深度的影响，可用螺旋测微计测量连接金属丝的直径 ，用游标卡尺测量烧杯直径，利用公式（5）修正实验结果，将实验结果记录在表3中。【附表】水在一定温度下（）的密度（g/cm3） T0.999070.998910.998730.998550.998350.998150.997930.997710.997470.997220.996970.996700.996430.996140.99585数据记录表 实验一 实验课时间 姓名 附表 1 t（）= 样品 1 1 Wa /g（g） Wfl /g（g） 2 3 平均 固体密度的测量 学号 . 成绩 . 利用静力称衡法测量固体密度 ， fl（g/cm3）= 样品 2 1 2 3 平均 1 样品 3 2 3 平均 （g/cm3） 附表 2 螺旋测微仪初读数 d0 = 测量次数 1 样 （mm） 品 （mm） 1 （mm） 样 （mm） 品 （mm） 2 （mm） 样 （mm） 品 （mm） 3 （mm） 样品 1 体积 （mm3） 样品 2 样品 3 一般测量仪器 2 3 平均 1 测量规则物体的密度 （m