内容发布更新时间 : 2024/11/18 16:51:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

理论证明，在温度和湿度一定的条件下，当气压不太大时，气体折射率的变化量?n与气压的变化量?p成正比：

所以

将（3）式代入该式，可得

n?1?n??常数 p?pn?1??n?pp （5）

n?1?式（6）给出了气压为p时的空气折射率n。

N?p （6）

2L?p可见，只要测出气室内压强由p1变化到p2时的条纹变化数N，即可由式（6）计算压强为p时的空气折射率n，气室内压强不必从0开始。

例如，取p=760mmHg，改变气压?p的大小，测定条纹变化数目N，用（6）式就可以求出一个大气压下的空气折射率n的值。 实验步骤

1、 按实验装置示意图把仪器放好。打开激光光源。 2、 调节光路

光路调节的要求是：M1、M2两镜相互垂直；经过扩束和准直后的光束应垂直入射到M1、M2的中心部分。 （1） 粗调

H、T先不放入光路，调节激光管支架，目测使光束基本水平并且入射在M1、M2反射镜中心部分。若不能同时入射到M1、M2的中心，可稍微改变光束方向或光源位置。注意操作要小心，动作要轻慢，防止损坏仪器。

（2） 细调

①放入H，使激光束正好通过小孔H。然后，在光源和干涉仪之间沿光束移动小孔H。若移动后光束不再通过小孔而位于小孔上方或下方，说明光束未达到水平入射，应该缓慢调整激光管的仰俯倾角，最后使得移动小孔时光束总是正好通过小孔为止。此时，在小孔屏上可以看到由M1、M2反射回来的两列小光斑。

②用小纸片挡住M2镜，H屏上留下由M1镜反射回来的一列光斑，稍稍调节光束的方位，使该列光斑中最亮的一个正好进入小孔H（其余较暗的光斑与调节无关，可不管它）。此时，光束已垂直入射到M1镜上了。调节时应注意尽量使光束垂直入射在M1镜的中心部分。

③用小纸片挡住M1镜，看到由M2镜反射回来的光斑，调节M2镜后面的三个调节螺钉，使最亮的一个光斑正好进入小孔H。此时，光束已垂直入射到M2镜的中心部分了。记住此时光点在M2镜上的位置。

④放入扩束镜，并调节扩束镜的方位，使经过扩束后的光斑中心仍处于原来它在M2镜上的位置。

调节至此，通常即可在接收屏O上看到非定域干涉圆条纹。若仍未见条纹，则应按②、③、④步骤重新调节。 条纹出现后，进一步调节垂直和水平拉簧螺丝，使条纹变粗、变疏，以便于测量。 3、 测量

测量时，利用打气球向气室内打气，读出气压表指示值p1，然后再缓慢放气，相应地看到有条纹“吐出”或“吞进”（即前面所说条纹变化）。当“吐出”或“吞进”N=60个条纹时，记录气压表读数p2值。然后重复前面的步骤，共取6组数据，求出移过N=60个条纹所对应的气室内压强的变化值p2?p1的6次平均值.?p。

4、 计算空气的折射率

气压为p时的空气的折射率为

n?1?N?p

2L?p

我们要求测量p为1个大气压强时空气的折射率。

八、全息照相

1、全息照相与普通照相不同，它可以不用透镜或其他成像装置，而是利用光的干涉和衍射原理来记录和再现物光波；普通照相只是记录光的强度（振幅），而全息照相是把物体发出全部光信息，即振幅和相位都记录下来，人们就可以看清物体的颜色、明暗、位置、形状和远近等。

2、要求物光和参考光的光程差尽量小，以保证它们具有良好的相干性，从而获得良好成像效果。实验中，采用导线测量的方法，来确定大致相等的光程。

3、在实验中可以采用多种方法来调整与检验，以其实现合时的光强之比。如用实验室提供的硬纸板遮挡住一路光，观察另一路光在白板上的光亮度情况，反复比较，调整扩束境的相对位置来实现。

九、光电效应

1实验时为什么不能将滤色片罩在光源的出光孔上？

答：如果滤色片不在入光孔处，会使得其它频率的光进入入光孔，无法实现单一频率光照射阴极金属板。 2从截止电压Ua与入射光频率?的关系曲线中，你能确定阴极材料的逸出功么？

答：根据h??eUa?A，测出不同频率?的入射光所对应的截止电压Ua，由此可做Ua-?图线，由截距-A/e可求得逸出功A。

3如果某种材料的逸出功为2.0eV，用它做阴极时能探测的波长红限时多少？

答：?0?A/h=2.0eV/4.13566743×10?15 eV·s=4.836×1014HZ

十、声速测量：

1） 因为换能器只有在共振状态下，它发出的信号才最强，也才有可能被接收器所接受，否则接收器是无法接受到信

号，也无法进行测量。

调节方法是将两个换能器平面平行放置好，两者之间相距1CM左右，连接好线路，调节信号发生器的频率，实验中所用换能器频率大概在33K~38KHZ 之间，所以可以从33KHZ的频率开始上调频率，观察示波器上的信号幅度大小，当幅度越来越大，并且达到最大值时，该频率即为谐振频率。 2） 当空气温度变化时，声音的频率不变，但波长有变化。

3） 在实验过程中，应尽量保持换能器S1 的 S2的表面互相平行，两者平行时，测量的误差最小。如果两者不平行，

两者间的驻波随着距离的增大会减小，引起测量误差。

十一、用电位差计校准毫安表

1如何确定负载电阻的阻值范围，为什么？

答：用滑线变阻器组成的分压电路中，负载电阻为滑线变阻器阻值2倍以上时，均匀调节滑片可以使得输出电压均匀线性变化。本实验要求电流表电流可调，滑动变阻器阻值为RP=550?，RS=100?,所以RL?2*RP- RS=1000? 2分析试验中引起校准误差的主要原因有哪些？你采用何种措施使误差减小？ 答：系统误差：电表的不确定性（包括标准电池，电位差计，电阻箱等），导线电阻引起的电流减小的误差等。

随机误差：电源的波动，估读数据数据的读数误差，做修正曲线时描点等误差。

措施：1电位差计在测量的过程中，其工作条件会发生改变，为保证电流保持规定的数值，每次测量都必须经过校准和测量两个基本步骤，两个基本步骤的间隔时间不能过长，而且每次

EK要达到补偿都要细致的调节。2 电流表读数时要使目光正视指针，不能斜

视。

3能否用UJ360电位差计校准0-3V的电压表，提出你的设计线路并拟定实验方案。 R（共3分）

答：实验电路图如图：

VR1电位差计R2校准电压表电路

电压表和电位差计都是测量电位的仪器，只要两者并联去测量同一个电压即可进行校准。只是一般的电位计的量程较小，不能与量程较大的电压表同时去测一较大的电压，为此我们可以将一分压箱与电压表并联，只要用电位差计测得分压箱上一定比例的电压，再乘上所使用的分压箱的倍率，即可得到电压表两端的实际电压，同样，调节滑线变阻器，读出电压表量程范围内均匀分布的8～10个电压值，即可作出电压表的校准曲线。

次数 V的示数V 上行U1 下行U2 真值U 偏差ΔU 1 0.3 2 0.6 3 0.9 4 1.2 5 1.5 6 1.8 7 2.1 8 2.4 9 2.7 10 3.0

表中数据电压单位均为V.

U1为上行测量时电位差计的读数，U2为下行测量时电位差计的读数

真值U为电压表两端的实际电位差测量值的平均，U?

1?2?U1?2?U2??U1?U2 2十二、落球法测量液体的黏度

1、 测量蓖麻油的黏度时，测量起点是否可以选择液面，为什么？ 不可以，小球刚进入液面时没有达到受力平衡，不是匀速运动。 2、 如何保证在小球运动过程中不产生漩涡？

使落球导管的末端浸入蓖麻油，让小球沿着落球导管慢慢进入液体

十三、电子束偏转与电子比荷测量

1、 请从理论和实验方法上比较各实验的误差，讨论其产生的原因，并提出改进意见 零电场法测量中，电子速度与轴向的夹角很小，近似认为电子在均匀磁场中运动时具有相同的轴向速度，当运动一个周期后，所有的电子聚焦于一点，实际上此焦点有一定的宽度，导致测量观察时有误差。

电偏转法测量中螺旋线的起点不明确，螺旋线的起点会不会随加速电压的改变而改变也不明确，试验中采用的是一种折中的办法认为螺旋线的起点在偏转板中，引入了误差；其次，在判断亮线的角度的时候也会出现错误。

总体来说，零电场法比电偏转法测量的误差要小。 实验4.13铁磁材料磁化特性研究

1. 顺磁材料

2. 分子电流说和有序排列

3. 加反向磁场；摔打；高温；交变并且逐渐变小的外磁场

实验5.11 光栅衍射

1. 适用条件：平行光垂直入射。

判断：平行光，分光计调节中光缝成清晰的象

垂直入射，光栅玻璃面反射的亮十字和望远镜的上叉丝重合。

2. 光栅：由于不同波长的光在其衍射角不同产生的衍射光谱。谱线是分级的。

棱镜：不同波长的光在棱镜材料中的折射率不同产生的折射光谱。谱线是分立的。

弗兰克-赫兹实验

1．IP-Ua呈现出有规律的起伏变化，IP的谷峰不为零，而且沿U轴升高。

由波尔理论可知，当电子与原子碰撞时，如果电子能量小于临界能量，则发生弹性碰撞；如果电子能量大于临界能量，则发生非弹性碰撞。

从曲线中可知，当Ua从零增大，板极电流也随之增大，表示电子动能增加，到达板极的电子数目必随之增多，这说明电子在飞行途中尽管与管内的气体原子碰撞，但不损失能量，是弹性碰撞。当Ua增大到原子的第一激发电位Uo时，这时电子与气体原子发生非弹性碰撞，把几乎全部的能量传递给气体原子，使气体原子激发，这些损失了能量的电子不能穿越减速电场到达板极，到达极板的电子数目减少，所以Ip下降。继续增大Ua，板极电流又逐渐回升，说明电子与气体原子碰撞后的剩余能量能使电子穿越电场到达板极。当Ua增大到2Uo时，Ip又转为下降，说明电子与气体原子发生了第二次非弹性碰撞而失去能量，并且受到减速电场的阻挡不能到达极板，电流再度下降，如此往复。 2．电压UR在G2与板极p之间形成一个减速电场，在穿越G2的电子中，只有能量大于eUR的电子才能到达板极P形成板极电流

Ip,当UR增大时，到达板极p的电子数减小，相应的板极电流Ip减小。

音频信号的光纤通信

1． 半导体发光二极管经光纤输出的光功率与其驱动电流的关系称为LED的光电特性。在信号传输中，为了避免和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流ID,如果直流偏置过大，出现饱和失真，直流偏置过小出现截止失真。对于非线性失真要求不高的情况下，可把偏置电流选为LED最大允许工作电流的一半，这样可使LED获得无截止畸变幅度最大的调制，有利于信号的远距离传输。

2. 光发送器部分，光纤部分，光接收器部分都有可能引起光信号的衰减。

3．光纤传输中对光源器件在发光波长、电光功率、光谱宽度和调制性能等许多方面都有特殊要求，目前能较好的满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管和半导体激光器。

光探测器又叫光检测器，光接收机的主要部件是光检测器，也就是高灵敏度的光电二极管。与普通的半导体二极管一样，SPD也是一个PN结，但SPD的管壳上有一个能让光射入其光敏区的窗口。此外，与普通二极管不同，它经常工作在反向偏置电压状态或无偏压状态，因此，SPD的光电特性线性度好。常见的光电二极管有俩种：PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)

由于光信号在光纤中有损耗和失真所以对光检测器的性能要求很高。其中最重要的要求是在所用的光源的波长范围内有较高的灵敏度、较小的噪声，响应速度快以适应速率传输。 光检测器一般要满足以下要求：

（1）在系统工作要求的波长区域范围内，有高的量子效率； （2）响应速度快；

（3）具有好的线性输入-输出性质； （4）能在通常条件下可靠的工作。

电桥

1、试证明单臂电桥平衡时，四个桥臂的阻值满足R1R3?R2R4.

答：当电桥平衡时，检流计中电流为零，即UB?UD,所以R1I1?R4I4,R2I1?R3I4,所以，

R1R3,即R1R3?R2R4。 ?R2R42、若单臂电桥中有一个桥臂断开（或短路），电桥是否能调到平衡状态？若实验中出现该故障，则调节时会出现什么现象？

答：不能调到平衡，检流计的指针始终朝一个方向偏转。

3、在实际操作电桥测电阻时，总是要先预置仪器上的数值大致等于被测电阻的阻值，为什么要这样做？

答：这样使电阻箱的阻值与待测电阻的阻值较接近，B、D之间的压降不会太大，检流计的偏转不会过于剧烈，从而保护检流计；同时先预置阻值可以使调节过程更加方便快捷。

电位差计

1、 电位差计具有很高的准确度和灵敏度，与电路中的哪些元件关 系密切？

标准电池、检流计 11米电阻丝