在光栅衍射测光波波长的实验中,光栅方程是,其成立条 …

河北工业大学2005/2006年第一学期大学物理实验试题（2）一．选择题:(20分)自准法测透镜焦距时平面镜到透镜的距离L的大小（）只影响成像的明亮程度；只影响成像的清晰程度；对像的明亮和清晰都有影响；对像的明亮和清晰皆无影响；2．用共轭法测量凸透镜焦距时，如果物屏和像屏的距离L=4f（四倍焦距），把透镜在物屏与像屏间移动，观察到的像为（假设物体正立）：（）一个放大、一个缩小的两个倒立实像；两个大小相等的正立实像；一个与发光物同样大小的倒立实像；一个正立的虚像。3．分光计实验中，“各半调节”是用在：（）调整平行光管发射平行光；自准法调整望远镜；调节望远镜光轴垂直于分光计主轴，并使反射平面镜的法线与望远镜光轴重合；4．牛顿环装置如下图，当光源垂直照射时，有四个光学面可以反光，而牛顿环是由以下两个面反射相干而成。（）4321反射面1与3；反射面1与4；反射面2与3；反射面2与4；5．牛顿环是一种：（）等倾干涉条纹；等间距的干涉条纹；等厚干涉条纹；6．在迈克尔迅干涉实验中，分光板和补偿板的区别是什么：（）是否镀有半反射膜；几何形状不同；折射率不同；物理性质不同。7．用超声光栅测液体中声音传播的速度实验中，接收到的衍射条纹间距与超声波的频率f和超声光栅中心到屏之间的距离A有关，当衍射条纹间距变大是因为：（）f或者A变小；f变大或者A变小；f变小或者A变大；f或者A变大.8．为油雾室加工作电压的目的是什么：（）使油滴匀速下落;使油滴静止;使油滴上升使操作者看清楚油滴.9.霍耳元件的灵敏度和哪些因素有关:（）霍耳元件的面积;霍耳元件的工作电流;所处磁场的大小;霍耳元件的厚度.10.用单色平行光垂直照射两块玻璃板之间的液体劈形膜，干涉条纹为一些平行等距明暗相间的直条纹，用下面的那种方法可使干涉条纹的间距变小（）增大液体劈形膜的倾角；改用折射率较小的液体；改用波长较大的单色光。二．填空题：（20分）1．在光栅衍射测光波波长的实验中，光栅方程是，其成立条件为入射单色光必须是而且应。2．利用共轭法调节透镜、物及屏等仪器同轴等高时，如果所得大像在小像下方，当固定物时，应向调节；若固定透镜时，则应将物向调节。3．分光计调整应使得与同轴等高，而且与分光计主轴，载物台面应与分光计主轴，而且与望远镜转动平面。4．在牛顿环和迈克尔逊干涉仪的实验中，观察到干涉条纹皆为同心圆，但是牛顿环是干涉条纹，圆心处条纹的级k值比边缘的，而迈克尔逊干涉仪观察到是干涉条纹，圆心处条纹的级k值比边缘的。5．1913年英国物理学家布拉格父子研究x射线在晶面上的反射时，得到了著名的布拉格衍射公式，奠定了用x射线衍射对晶体结构分析的基础，并荣获了1915年的诺贝尔物理学奖。微波布拉格衍射实验是用代替，用代替。三．简答题:（30分）1．迈克尔逊干涉仪实验中，光源为He--Ne激光,其波长为λ=632.8nm，空气折射率n=1,试求当等倾条纹变化50条时对应两相干光的光程差变化是多少？2．在牛顿环实验中为什么不直接测rk，用公式rk2＝KλR来计算曲率半径R，而通过测Dk、DL用公式R＝（Dk2－DL2）/4(K－L)λ来计算R？3.密立根油滴实验的重要意义是什么？用一句话说明其数据处理要点。4.简述超声光栅形成的过程。5.试画出电压补偿法测电阻的电路图，并标出图中的元件符号。四．数据处理及计算（任选两题）：(30分)1．在用超声光栅测液体中声音传播速度的实验中，其测量公式为v＝(2KAλf)/D±k，已测数据如下：A＝1.000±0.005m;K=2;f=3.000×106D±k=6.500±0.005mm;λ=632.8×10–9根据学过的误差理论，推导其不确定度的传递公式。假设λ，f均为常数的情况下，写出合成不确定度的表示式，计算v,并写成v=v±σv和Ev=%在光栅衍射测光波波长的实验中，若衍射条纹k=-1级时，分光计上左右游标的读数θ-1为170020'和350020'；k=+1级时，分光计上左右游标的读数θ+1为192020'和12020'。已知光栅常数d=3.333×10–6m（标准值）。求入射光波的波长，并说明它是什么色光？若分光计的仪器误差Δ仪为3'，求光波波长的用迈克尔逊干涉仪测光波波长，每“涌”（或“缩”）50环条纹记录一次d值，d值依次为：di（mm）32.1562532.1709832.1857032.2004632.2151632.22993光波的测量公式；根据所给出的数据选择一种处理方法，并写成λ=λ±σλ,Eλ=%形式。tp因子n-1P1234560.6831.841.321.201.141.111.094．在设计用伏安法测电阻的实验中，取电压表量程为5.0V，准确度等级为1.0，毫安表量程为50.0mA，准确度等级为1.0。实验过程中，当调整滑线变阻器R1（1kΩ），使电压表示数从U1=1.0V开始增加，直到U5=5.0V；电压表示数每增加1.0V，调整一下滑线变阻器R2（280Ω），使待测电阻Rx两端的电压Ux=Ui,即使电路中检流计G上没有电流通过（IG=0mA），电路达到补偿状态；同时记下电路中毫安表的示数I，分别为10.5、19.3、30.0、40.3、49.5(mA)。要求：（1）试用列表法处理数据，包括画出实验数据表格，正确填入实验数据，计算处理数据，并给出待测电阻Rx的算术平均值、不确定度和结果表示。（2）试用作图法处理数据，包括早坐标纸上正确完整地画出I～U伏安特性曲线，并求其斜率和待测电阻值Rx。5．牛顿环装置是将一曲率半径R较大的平凸透镜置于一光学平面玻璃上，当平行单色垂直入射时，可以观察到干涉条纹——同心圆。现给出测透镜曲率半径的测量数据如下：环数4540353025201510左(mm)20.87820.49820.12419.71619.26318.76418.20517.54