试验1基本测量

1、实验 1基本测量1 实验目的 1.1掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微计的正确使用；1.2掌握用比重瓶法测定物体密度的原理，学会使用物理天平和比重瓶；1.3学习仪器的读数方法，并能根据有效数字的概念正确记录实验数据；1.4掌握不确定度估算和实验结果的正确表示方法。2 实验仪器 米尺，游标卡尺，螺旋测微计，物理天平，比重瓶（100ml ），金属长方体，金属圆筒，小钢球，蒸馏水（简称水），温度计，细金属条，吸水纸，电吹风（公用）。3 实验内容 3.1用米尺测量金属长方体的体积；3.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积；3.3用螺旋测微计测量钢球的体积；3.4测金属薄板的密度；3.5用比

2、重瓶法测小钢球的密度。4 实验指导 4.1用米尺测量长方体的体积测定金属长方体长度（宽度、厚度）时，应选择不同部位测量5 次，数据填入表 4-1-1。4.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积（ 1）检查零点，使游标卡尺两钳密合，观察游标 “0线”是否与主尺 “0线”对齐，若不对齐则记下零点读数。（ 2）用卡尺测圆筒的外径（ D 1）、内径（ D 2）和筒长（ H ），对每一个物理量要求在测量时应选择不同部位测量5 次，数据填入表 4-1-2 。4.3用螺旋测微计测量钢球的体积测定螺旋测微计的零点误差 ,记录量程、最小分度及单位，再将钢球直径测量6 次，数据填入表 4-1-3 。4.4测金属薄板的密度

3、（10-3 kg）（ 1）用物理天平测出金属薄板在空气中的相应质量m， m=（） ±0.05（ 2）记录天平感量（） kg，天平最大称量（） kg，环境温度（）。4.5用比重瓶法测待测小钢球的密度） ±0.05 （ 10-3kg）；（ 1）用物理天平称50 粒小钢球的质量 m， m= （ 2）将比重瓶装满水，用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水，测出加满水的比重瓶质量 Ma ；（ 3）将小钢球放入比重瓶中，盖上瓶盖，擦去多余的水，测出小钢球和加满水的比重瓶的质量 Mb ；（ 4）按式（ 4-1-10 ）计算小钢球的密度及，正确表示其结果。4.6 注意事项（ 1）米尺的刻度可能不够

4、均匀， 在测量要求高时可以选取不同的起点，进行多次测量。（ 2）游标卡尺的主尺用 cm 刻度，游标用mm 刻度，注意单位统一。（ 3）游标卡尺用后放入仪器盒时，固定螺钉S 要松开。（ 4）螺旋测微计测量结束，钳口A 、B 应留一空隙，再放入仪器盒内。（ 5）用细金属条动作轻缓把比重瓶中小钢球的表面气泡赶掉，不能把比重瓶的薄壁碰破。（ 6）实验结束用电吹风把小钢球吹干。5 实验数据处理 5.1 米尺测量长方体体积的数据处理表 4-1-1 米尺测量长方体的体积测量仪器 _分度值 _仪_单位cm测量项目长 a宽 b高 c12345平均值计算出金属长方体的长a、宽 b、高 c 的平均值、 算术平均值的

5、标准偏差Sa 、 Sb 、 Sc 及不确定度 a 、b 、c ，再求出体积，表达出结果。（计算步骤详细）na) 2nb) 2nc)2(ai(bi(ciSi1， Si 1， Si1an(n1)bn(n1)cn(n1)仪仪3aS2仪 2，bS 2仪 2，cS 2仪 2abc长 aaacm宽 bbbcm高 ccccm体积Vabccm3V222VVVabcabc222bc体积VVaVacbabccm35.2游标卡尺测量金属圆筒体积的数据处理表 4-1-2游标卡尺测量金属圆筒体积测量仪器 _分度值 _零点_单位mm测量项目外径 DD 实内径 dd 实筒长 HH 实12345平均值计算外径 D 、内径 d

6、 和筒长 H 的平均值、算术平均值的标准偏差及不确定度,再求出体积，表达出结果。 （计算步骤详细）外径DDmm内径ddmm筒长HHmm223体积V( Dd )Hmm4VDH，VdH ， VD 2d 2D2d 2H4V22V222V2VD体积VVVDddHHmm35.3螺旋测微计测量钢球的体积的数据处理表 4-1-3螺旋测微计测量钢球的体积测量仪器 _分度值 _零点_ 单位mm测量项目123456平均值读数 Di实际值（ Di）Di计算出金属球直径D 的平均值、算术平均值的标准偏差及不确定度，再求出体积，表达出结果。（计算步骤详细）直径DDmmV3mm3体积D6VVVVV22DDDD23mm5.

7、4测金属薄板的密度参照前面游标卡尺和体积计算方法，根据（4-1-7 ）式，利用6.2 测量及求出的体积，求出及，正确表示其结果。5.5比重瓶法测小钢球的密度小钢球的密度mMMmo0上式两边取对数：nnmn (M 0Mm) no上式两边求偏导数：ddmdM 0dMdmm M 0M m M 0M m M 0M m2222相对不确定度：mM 0MmmM 0M mM 0M mM 0M m物理天平单次测量：mM 0M仪 0.05(10 3 kg )密度间接测量结果的不确定度:22212m3M 01mMm仪3M 0MmM 0m测量结果标准表达式:( kg / m3 )6 预习思考题 6.1游标尺的 50

8、格对应分度值为 lmm 的主尺 49 格，此游标卡尺的分度值是。6.2检查千分尺零点时，发现微分套筒上第49 根刻线与主尺上的读数标志线重合，此时零点值是。6.3测长度约为 2cm物体。用分度值为 0.02mm 的卡尺测有效数字有位，用千分尺测有效数字位，用米尺测有效数字有位。6.4螺旋测微计螺距0.5mm，微分筒上刻有100 个分格，它的分度值是多少？6.5如何调整天平水平？如何调整天平零点？7 课后习题 7.1列表总结实验中所用米尺、游标卡尺、螺旋测微器的量程、分度值和应读到的位数。7.2有人把天平的使用，总结为四句话：“称量、分度值先看清，柱直、梁平、游码零，物左、砝右止动勤，仪器用毕收

9、拾净”，请给出解释。7.3比重瓶盖中的毛细管的作用是什么？实验 2刚体转动惯量的测定第一部分IM-2 刚体转动实验仪1 实验目的 1.1了解多功能计数，计时毫秒仪实时测量（时间）的基本方法。1.2用刚体转动法测定物体的转动惯量。1.3验证转动定律及平行轴定理1.4分析实验中误差产生的原因和实验中为降低误差应采取的实验手段。2 实验仪器 IM-2刚体转动惯量实验仪，应用霍尔开关传感器结合计数计多功能时毫秒仪自动记录刚体在一定转矩作用下， 转过 角位移的时刻， 测定刚体转动时的角加速度和刚体的转动惯量。3 实验内容 3.1（必做部分） 以铝盘中心孔安装铝盘，组成转动系统， 测量在砝码力矩作用下角加

10、速度2 和砝码挂线脱离后角加速度1 。 以铝盘作为载物台，加载环形铜质实验样品，测量在砝码力矩作用下角加速度2 和砝码挂线脱离后角加速度1 。3.2（选做部分）以铝盘偏心孔d3.0， 4.0， 5.0cm 为转轴，测量在砝码力矩作用下角加速度2 和砝码挂线脱离后角加速度1 。4 数据处理 根据实验要求， 将有关数据填入对应表格 （见本实验附录）中，按所学的理论对数据进行处理。5 预习思考题 利用该刚体转动惯量仪，能否想出其它测转动惯量的方法。6 课后习题 使用该刚体转动惯量仪的注意事项有哪些？第二部分 IM-1 三线悬盘摆实验仪1 实验目的 1.1学会用三线摆来研究刚体的转动规律，测定刚体的转

11、动惯量。1.2研究转动惯量随刚体的质量、质量分布及转轴位置而变化的规律。1.3验证转动定律及平行轴定理1.4分析实验中误差产生的原因和实验中为降低误差应采取的实验手段。1.5学习利用曲线改直及图解法求待测量的方法。2 实验仪器 三线摆实验仪，水平仪，水准仪，秒表，米尺，卡尺，物理天平。3 实验内容 3.1仪器调平将气泡水准仪放在悬挂上圆盘的支架上，调节底座的两个螺钉，使上圆盘处于水平状态。再将水准仪放在下圆盘上，调节三根悬线的长度使下盘水平（L 约 50cm）。3.2测出仪器各参数L ，R， r ， r m， m， m1，m2， a，b， r 2而HL2(R r) 2 ,r3 a,a1 ( a

12、1 a2 a3 )33R3b1b3 )b ,(b1 b233其中， ai ，和 bi，分别是上、下圆盘上三线的孔距。3.3测量下盘的转动惯量使三线摆保持静止，然后轻轻转动上盘5°10°。用秒表测出 50 次完全摆动周期的时间t，测三次，求平均摆动周期T0，代入式（ 4-2-13）计算出 I0，并与理论值 J01 mrm2 相rm 是下圆盘的半径） 。2比较，求出百分差（3.4测量某一圆环的转动惯量将待测圆环置于下盘 B 上，使两者中心轴心重合，按上条过程测出T1，由（ 4-2-12）式计算即可。 求出 J1 与理论值 J1m1 (a b) 比较，求百分差（a、b 是待测圆环

13、的内外半径） 。23.5平行轴定理将两个完全相同的圆柱体，对称地置于下盘B 上，按上条过程测出T2，由式（ 4-2-16 ）计算出一个圆柱体绕OO ，轴的转动惯量（记录d 值），并与理论值（4-2-15 ）式比较，求出百分差。4 实验方法 (1) 实验开始时，扭动上盘以带动下盘摆动， A 盘角度不能大，以免 B 盘产生晃动。角度大了，也不能满足推理的条件。(2)记时秒表在正式读用前，要正确掌握其功能和方法。记录50 个周期的时间，不能错记一个周期数。(3) 用作图方法处理计算实验数据，应该很好地阅读书中有关作图的知识。5 数据处理 根据实验要求，自制表格并将有关数据填入表中，按所学的理论对数据

14、进行处理。6 预习思考题 6.1实验中为什么要求做到两盘水平、三线相等? 启动三线摆时，怎样防止下盘晃动?6.2测出仪器各参数（ L ，R， r ， m）时应该选择什么仪器 ?6.3为什么周期 T 要通过测量 50 次的时间，次数太少或太多有什么不好?7 课后习题 7.1三线摆在摆动过程中受到空气阻尼，振幅越来越小，周期有没有变化?7.2加上一待测物后，三线摆的周期是否一定比空盘大?实验 3冷却法金属比热容法的测定实验1 实验目的 1.1了解冷却定律，学会用冷却法测量金属的比热容。1.2学习一种把曲线变为直线的数据处理方法。2 实验仪器 本实验采用JSBR-1 型冷却法金属比热容测量仪3实验内

15、容 3.1用铜康铜热电偶测量实验样品的温度，热电偶信号输入数字电压表，电压表显示的mV 数可查表，换算成温度。3.2用物理天平秤出（铜、铁、铝）三种实验样品的质量，根据M cu M fe M a1 区分。3.3测量实验样品的直径。3.4记录三种实验样品由温度 102下降到 98所需要的时间t 0 。3.5计算铁、铝在100时的比热容。4 实验数据处理 样品质量： M cu4.830gM Fe 40280gM A1 1.5 0 0g热电偶冷端温度：0 00C。样品由 102下降到98所需要的时间（单位为S）表 4-3-1次数样品12345平均值 tFeCuA 1以铜为标准： C1 Ccu=0.0

16、940 cal/ （ g） 。铁：M 1 (t )24.8308.890.113/(0)C2C1M2(t)10.09404.2808.38g CCalt铝： C3C1M（1t) 20.0940 4.8306.31 0.228Cal /( g 0 C )M 3 (t) 31.5008.385 预习思考题 5.1比热容的定义是什么？单位是什么？5.2本实验装置，热电偶经预先定标，冷端置于空气中，数字电压表为多少时，热端温度为 100？，设室温为20，热端温度变化1，数字电压表变化多少？5.3根据式（ 4-3-6），测量比热容的条件是什么？6 课后习题 6.1引起本实验误差的因素有那些？应该如何消除

17、？6.2你对该进本实验有何建议？100 106?“Rx”两接线柱实验4用单臂电桥测中值电阻电桥是一种用比较法进行测量的电学仪器，通常是在平衡条件下将待测量与已知量进行比较从而确定待测量数值。它具有精确度高、使用方便等特点。根据电源的不同，电桥可分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥有单臂电桥和双臂电桥两种，主要用来测电阻。交流电桥除了测量电阻外，还可测电容、电感、频率等。直流单臂电桥亦称惠斯通电桥，是电桥中最基本的一种，主要用于精确测定范围内的中值电阻。1 实验目的 1.1了解惠斯通电桥的基本原理及特点。1.2掌握用惠斯通电桥测量电阻的方法。1.3了解电桥灵敏度。2 实验仪器 检流计，直流稳压

18、电源，QJ19 型单双臂电桥，万用表。3 实验内容 3.1线路连接用万用表初测待测电阻的阻值, 按图 4-4-2 的要求将待测电阻接于电桥的上。3.2根据初测的电阻值, 参照表 4-1 选择适当的比例臂、待测电阻和电源电压比较臂电阻有四种:它们分别是10000，1000，100，10,每种规格有两种电阻 ,可以构成 6 种比例数据。 R 的计数在旋钮下端 （或上端） 之窗孔出现。 电桥读数臂有五个十进盘，读数臂内圈电阻 10 只，外圈电阻 10 只，每个十进盘每只电阻值分别为100，10, 1 , 0.1 ,0.01 。 R 的数值为五个转盘上读数的总和。待测电阻接在“Rx”两接线柱上。若检流

19、计不指零，可用 “凋零 ”旋钮调节。表 4-4-1各档位的比例臂电阻和电池电压的参考值RX（）比例臂电阻（ ）电池电压从到R1R2101021001001.510210310010033410001006101010410510000100101051061000010203.3对同一电阻，用两种比率测量，比较测量结果4 数据处理 根据实验要求，自制表格，并把实验数据填入表中，按所学的理论知识对数据进行处理。5 预习思考题 5.1如何选择比例臂？可任意选吗？为什么？5.2检流计指针始终偏在零点的一侧，可能是什么问题?应怎样处理才能使电桥达到平衡?5.3当电桥达到平衡后，将检流计与电源互换位置，

20、电桥是否仍保持平衡?试证明之。6 课后习题 6.1用电桥测量电阻，若工作电源不太稳定，稍有波动，对测量结果是否有影响？如果电源电压过低，对测量结果是否有影响?如果电源电压过高，又有什么问题？6.2除了用电桥法测量电阻之外，你知道测量电阻还有哪些方法?试比较它们的优缺点。6.3惠斯通电桥比例臂倍率的选取原则是什么?为什么要这样选择？实验 5模拟示波器的使用示波器是一种用途广泛的电子测量仪器。 根据示波器对信号的处理方式， 可将示波器分为模拟示波器和数字示波器。本实验主要使用模拟示波器。1 实验目的 1.1了解示波器的主要组成部分，掌握各旋钮的作用及调节方法。1.2掌握扫描和整步的作用原理，加深对

21、振动合成的理解。1.3掌握用示波器观测信号波形的方法。1.4掌握用李萨如图形测量正弦振动频率的方法，用比较法测量电压的方法。2 实验仪器 YB4325 型双踪示波器，函数发生器YBl639 型，其它信号源，实验板等。3 实验内容 3.1基本练习熟悉示波器各个旋钮名称及其功能，并调出清晰的亮点和水平线。3.2观察波形用示波器观察函数信号发生器发出的信号的波形。3.3用李萨如图形测频率用一台信号发生器输出的正弦波频率作为标准频率， 另一台信号源产生未知频率。 在示波器上测量未知信号的正弦波频率。4 数据处理 表 4-5-2 李萨如图形测量未知信号频率的数据记录表fx:fy1:12:11:3李萨如图

22、形NxNyfx（ H Z）fy（ H Z）5 预习思考题 5.1示波器是好的，当 Y 轴输入一交变电压，发现屏幕上只出现一条垂直亮线，这时应调节哪些旋钮 ?如果只出现一条水平亮线，这时应调节哪些旋钮?5.2示波器上观察到的信号波形不断向左移动，分析这时的扫描电压频率偏高还是偏低?5.3用示波器观察周期为0.2ms 的信号电压，要在屏幕上调节出3 个稳定的波形，扫描电压的周期应是多少毫秒?5.4示波器上观察到的正弦波形实际它是哪两个波形的合成?5.5示波器上观察到的李萨如图形实际上是哪两个波形的合成?5.6用示波器观察待测信号的波形和用示波器观察李萨如图形时，示波器的工作方式有什么不同 ?5.7

23、用示波器观察李萨如图形时，图形不稳定，应该怎样调节?6 课后习题 6.1总结正确使用示波器的方法。6.2用示波器可以定量测量交流信号的电压峰 峰值和电压有效值， 提供你一台标准信号源，你如何具体去完成测量 ?实验 6弦振动的研究弦线上波的传播规律的研究是力学实验中的一个重要实验。 本实验重点观测在弦线上形成的驻波， 并确定弦振动时，驻波波长与张力的关系，驻波波长与振动频率的关系，以及驻波波长与弦线密度的关系。 掌握驻波原理测量横波波长的方法。 这种方法不仅在力学中有重要应用，在声学、无线电学和光学等学科的实验中都有许多应用。1 实验目的 1.1观察在弦上形成的驻波；1.2在振动频率不变时，用实

24、验确定弦线振动时驻波波长与弦线张力的关系；1.3在弦线张力不变时，用实验确定弦线振动时驻波波长与振动频率的关系；1.4学习对数作图。2 实验仪器 SWV-1弦线波振动实验仪3实验内容3.1验证横波的波长与弦线中的张力的关系固定一个波源振动的频率，在砝码盘上添加不同质量的砝码，以改变同一弦上的张力。每改变一次张力（即增加一次砝码），均要左右移动可动滑轮的位置，使弦线出现振幅较大而稳定的驻波。 用实验平台上的标尺测量L 值，即可根据式 （4-6-3）算出波长。作 lnln T图，求其斜率。3.2验证横波的波长与波源振动频率的关系在砝码盘上放上一定质量的砝码，以固定弦线上所受的张力，改变波源振动的频

25、率，驻波法测量各相应的波长，作ln ln f 图，求其斜率。最后得出弦线上波传播的规律结用论。4 注意事项 (1)要准确求得驻波的波长，必须在弦线上调出振幅较大且稳定的驻波。在固定频率和张力的条件下，可沿弦线方向左、右移动可动滑轮的位置，找出“近似驻波状态 ”，在调节移动可动滑轮附近平台上铺一张白纸作为背景 （以利观察波节或波蜂） 然后细细移动可动滑轮位置，逐步逼近，最终使弦线出现振幅较大且稳定的驻波。(2) 实验调试测量和记录数据时， 务必确认弦线的振动在水平面， 且仅在水平面方向前后振动，无上下振动，即一维振动。 这时与弦线相同高度水平方向观察振动着的弦线时，弦线呈一直线。若非一维振动，沿

26、须仔细调节。(3) 调节振动频率， 当振簧片达到某一频率（或其整数倍频率）时，会引起整个振动源（包括弦线）的机械共振，从而引起振动不稳定。 此时，可逆时针旋转面板上的输出信号幅度旋钮，减小振幅，或避开共振频率进行实验。5 数据记录及处理 5.1控制 f 不变， f=100Hz，改变张力T，TMg 。1） M=90g=2 L nn123L cm cm求平均值：。2） M=112.5g=2 L nn123L cm cm求平均值：。3） M=135g=2 L nn123L cm cm求平均值：。4） M=157.5g=2 L nn123L cm cm求平均值：。5） M=180g=2 L nn123

27、L cm cm求平均值：。6） M=202.5g=2 L nn123L cm cm求平均值：。总结：M gcmln Mln作 ln 一 ln M 图 , 得出斜率 k，说明与 T的关系5.2 控制张力 T 不变（ M 180g），改变 f ，求 f 与的关系。1） f=100Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。2） f=110Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。3） f= 120Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。4） f= 130Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。5） f= 140Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。6）

28、 f= 150Hz=2 L nn123L cm cm求平均值：。总结：f Hz100110120130140150 cmln fln作 ln一 ln f图，得出斜率k，说明与 f 的关系5.3根据与 T 的关系及与 f 的关系，得出弦线上波传播的规律结论。6 课后习题 6.1测量驻波的半波长2 时，选单个测量好还是多个测量好。6.2为使作图时点子分布均匀，各张力如何选择?实验 7电子束磁偏转及其荷质比的测量1 实验目的 1.1验证磁偏量 S 与磁转线圈电流Ia 的正比关系，描出在横向磁场中S 与 I a 的关系图线。1.2确定磁偏灵敏度磁与加速电压 U2 之间的定量关系。1.3测定电子的荷质比

29、e/m。2 实验仪器 ZKY DZS I 型电子束实验仪，直流稳压电源，模拟万用表，数字万用表。3 实验内容 3.1电子在横向磁场作用下的运动（磁偏转）。3.2电子在纵向磁场作用下的螺旋运动（磁聚焦），测定电子的荷质比。4 实验数据处理 4.1电子在横向磁场作用下的磁偏转表 4-7-1 电子在横向磁场作用下的磁偏转U2S（小格）246810磁项目I aI a-I a-I a根据表格中的数据，在X-Y 坐标系中描出不同U2 下的 S-Ia 关系图线（ S 为 X 轴），由图解法求出直线的斜率，分析斜率与加速电压U2 之间的关系，最后斜率的倒数即为表格中的磁 。4.2 电子在纵向磁场作用下的磁聚焦

30、表 4-7-2电子在纵向磁场作用下的螺旋运动加速电压次数一次聚焦电流二次聚焦电流三次聚焦电流U2VI1AI2AI3A1120023平均值L 229mm ， D 92.5mm， L 190mm ， N 1230 匝将一次、二次、三次聚焦电流的平均值代入公式（4-7-10 ），可得出第一次聚焦的平均值I 1 ，代入公式（ 4-7-7 ）可求出纵向磁场参数B，再将加速电压U2 以及 I 1 代入公式（ 4-7-11 ）计 算 电 子 荷 质比 e ； 计 算时 要 注 意单 位 的 转 换。 将 电 子 荷质 比 的 测 量值与标 准 值me/m=1.758 ×1011（ C/kg ）相比

31、较求相对误差，并对结果加以分析讨论。5 预习思考题 5.1什么是磁偏灵敏度？写出公式，并说明公式中各符号代表的物理量。5.2如何测定电子的荷质比？5.3简述示波管的磁聚焦现象。6 课后习题 6.1磁偏转灵敏度与哪些因素有关？6.2为什么要用三次聚焦的数据求e/m？6.3当螺线管电流 I 由小逐渐增大时，电子流从一次聚焦到二次聚焦又到三次聚焦，荧光屏上的光迹如何变化？并解释之。6.4如何发现和消除地磁场对测量电子荷质比的影响？实验 9分光计的调节与棱镜折射率测定1 实验目的 1.1 了解分光计的构造与原理，掌握分光计的调节技术，学会角游标的读数方法。1.2 掌握用最小偏向角法测定折射率。2 实验

32、仪器 分光计 (JJY 型 1)，三棱镜，汞灯或钠光灯，双平面镜。5 实验内容 5.1 调节分光计。5.2 调节三棱镜两个光学面的法线垂直于分光计主轴。5.3 测三棱镜最小偏向角。7 实验数据处理 7.1 测三棱镜最小偏向角的实验数据填入表9-1 。表 9-1测三棱镜最小偏向角次望远镜位置望远镜转过的角度最小偏向角数1212'12'2min1237.2 计算最小偏向角和三棱镜折射率（本实验所用的三棱镜顶角A=60 ）计算出最小偏向角的平均值及其不确定度，计算出三棱镜对钠光灯的钠黄光(589.3nm)的折射率及其不确定度。8 预习思考题 9-8-1 分光计由哪几个主要部分组成？它

33、们的作用是什么？9-8-2 测角时，望远镜由 330°00经 0°转到 30° 15，望远镜实际所转角度是多少？9 课后习题 9-9-1 用汞灯光源，对同一种材料而言，当转动载物台寻找最小偏向角时，应使谱线向红光移动，还是向紫光移动？9-9-2 如何判别最小偏向角？9-9-3 调节望远镜光轴垂直于仪器旋转主轴时可能看到两类现象： (a）平面镜两个面反射的绿“十”字像都在上分划线的上方； （ b）一个在上，一个在下。分析说明二者主要是由望远镜还是载物台的倾斜引起的；怎样调节能迅速使两个面反射的像与上水平线重合。实验 10牛顿环1 实验目的 1.1 观察和研究等厚干涉

34、现象及其特点。1.2 利用牛顿环测量平凸透镜曲率半径。1.3 掌握读数显微镜的用法。1.4 学习用逐差法处理实验数据的方法。2 实验仪器 低压钠光灯，读数显微镜（附45°玻璃板），牛顿环装置3 实验内容 5.1 将读数显微镜，低压钠光灯，牛顿环装置调节好。5.2 分别测出 D K+m 、 D K 的数值由公式（10-4）求出 R。4 实验指导 6.1 钠光灯 S 发出的钠黄光（ =589.3nm），射到与水平成 45°角的玻璃片上，经反射垂直入射到牛顿环实验器上，这时从显微镜中应观察到一片均匀明亮的黄色光。6.2 调节目镜，使视场中的十字叉丝清晰。6.3 置显微镜于导轨中部

35、，将镜头对准牛顿环实验器中心小心地自下而上移动镜筒，聚焦到能看到清晰的牛顿图象为止（谨防物镜与玻璃片碰撞）。6.4 在导轨上移动（粗动和微动）显微镜筒，从镜中观象，使十字叉丝对准牛顿环中心暗斑，然后旋转显微镜的微调螺钉，使镜筒向牛顿环直径某方面（如向右移动），用十字叉线对准各暗环，并数出级数。为了减少读数误差，应将值取得大一些，如取 10，则干涉条纹的相对误差就可减小近10 倍。数到相当远的某一环（级）（比如第32 环），再将微调螺钉反转，即镜筒向左前进，至第30 环开始测量，用十字叉线对准第 28、26，等暗环，记下读数后继续转动鼓轮，并注意读出环的顺序，直到十字叉线回到牛顿环中心，核对该中

36、心是否是k = 0。经过中心后，继续向左进行测量，直到左边第 30 环为止。（注意：测量时测微调螺钉只能单方向转动，不能在测量过程任意更变方向，影响读数的准确度，而且也千万不要读错环数，造成把第级的读数当作第 +1 级的读数） 。6.5 注意事项4.11 钠光灯点燃后通常要过十几分钟才能正常发光，钠光灯寿命很短，特别经不起反复点燃，使用时一经点燃不要轻易灭，也不要在点燃时移动的撞击，钠光灯关闭后，必须稍等片刻才能重新打开。牛顿环仪、透镜和显微镜的光学表面不清洁，要用专门的擦镜纸轻轻揩拭。测量显微镜的测微鼓轮在每次测量过程中只能向一个方向旋转，中途不能反转。当用镜筒对待测物聚焦时， 为防止损坏显

37、微镜物镜， 正确的调节方法是使镜筒移离待测物（即提升镜筒） 。5实验数据处理 7.1 将测牛顿环直径的原始数据记录到下表10-17.2 由测量所得读数算出各对应的牛顿环的直径（即第级右边读数减去左边读数）；用逐差法分组求取条纹的直径的平方差，即把各环直径的平方进行组合（D k2mDk2 ) ，共有 5 组；再求出平均值（ D k2mDk2 ) ；把此平均值代入式（10-4），求透镜曲率半径R。表 10-1测牛顿环直径第显微镜读数第显微镜读数直径 DKDk2Dk2k+m直径 D k+mk（mm ）m（mm ）（ mm ）环右端（ mm）环右端左端（mm2）左端302028182616241422

38、127.3 计算 R 的不确定度（把 看成常数， m 和 n 的不确定度都取0.1），写出测量结果。6 预习思考题 10-8-1实验中，牛顿环中央是亮班而不是暗斑，是何原因？如何消除？10-8-2 为什么说读数显微镜测量的是牛顿环的直径， 而不是显微镜内放大象的直径？如果改变显微镜筒的放大倍率，是否会影响测量的结果？7 课后习题 10-9-1 如何利用一元线性回归的方法，测量平凸透镜的曲率半径？10-9-2 如何用牛顿环实验装置测液体的折射率？写出简单的原理和测量公式。10-9-3 如何用等厚干涉原理检验光学平面的表面质量？实验 11超声波光栅测声速1 实验目的 1.1了解超声光栅产生的原理。1.2了解声波如何对光信号进行调制。1.3通过对液体（非电解质溶液）中的声速的测定，加深对其概念的理解。2 实验仪器 WSG- 型超声光栅仪声速仪3 实验内容 3.1分光计的调整3.2观察的衍射光谱按 6.1 测量前的准备工作仔细调节，可观察到左右各3 4 级以上的衍射光谱3.3测量条纹间距取下阿贝目镜， 换上测微目镜， 调焦目镜，使清晰观察到的衍射条纹。 利用测微目镜逐级测量其位置读数 （例如： 从 3、 ·、0、··