物理实验报告通用15篇
在学习、工作生活中,报告十分的重要,其在写作上具有一定的窍门。那么,报告到底怎么写才合适呢?下面是小编整理的物理实验报告,仅供参考,欢迎大家阅读。
物理实验报告1
实验课程名称 近代物理实验
实验项目名称 盖革—米勒计数管的研究
姓 名 王仲洪
学 号135012012019
一、实验目的
1.了解盖革——弥勒计数管的结构、原理及特性。
2.测量盖革——弥勒计数管坪曲线,并正确选择其工作电压。
3.测量盖革——弥勒计数管的死时间、恢复时间和分辨时间。
二、使用仪器、材料
G-M计数管(F5365计数管探头),前置放大器,自动定标器(FH46313Z智能定标),放射源2个。
三、实验原理
盖革——弥勒计数管简称G-M计数管,是核辐射探测器的一种类型,它只能测定核辐射粒子的数目,而不能探测粒子的能量。它具有价格低廉、设备简单、使用方便等优点,被广泛用于放射测量的工作中。 G-M计数有各种不同的结构,最常见的有钟罩形β计数管和圆柱形计数管两种,这两种计数管都是由圆柱状的阴极和装在轴线上的阳极丝密封在玻璃管内而构成的,玻璃管内充一定量的某种气体,例如,惰性气体氩、氖等,充气的气压比大气压低。由于β射线容易被物质所吸收,所以β计数管在制造上安装了一层薄的云母做成的窗,以减少β射线通过时引起的吸收,而射线的贯穿能力强,可以不设此窗
圆柱形G-M计数管
计数管系统示意图
在放射性强度不变的情况下,改变计数管电极上的电压,由定标器记录下的相应计数率(单位时间内的计数次数)可得如图所示的曲线,由于此曲线有一段比较平坦区域,因此把此曲线称为坪特性曲线,把这个平坦的部分(V1-V2)称为坪区;V0称为起始电压,V1称为阈电压,△V=V2-V1称为长度,在坪区内电压每升高1伏,计数率增加的百分数称为坪坡度。
G-M计数管的坪曲线
由于正离子鞘的存在,因而减弱了阳极附近的电场,此时若再有粒子射入计数管,就不会引起计数管放电,定标器就没有计数,随着正离子鞘向阴极移动,阴极附近的电场就逐渐得到恢复,当正离子鞘到达计数管半径r0处时,阳极附近电场刚刚恢复到可以使进入计数管的粒子引起计数管放电,这段时间称为计数管的死时间,以td来表示;正离子鞘从r0到阴极的一段时间,我们称为恢复时间,以tr表示。在恢复时间内由于
电场还没有完全恢复,所以粒子射入计数管后虽然也能引起放电,但脉冲幅度较小,当脉冲幅度小于定标器灵敏阈时,则仍然不能被定标器记录下来,随着电场的恢复,脉冲幅度也随之增大,如果在τ时间以后出现的脉冲能被定标器记录下来,那么τ就称为分辨时间。
示波器上观察到的死时间及分辨时间
在工作电压下,没有放射源时所测得的计数率称为G-M计数管的本底。它是由于宇宙射线、空气中及周围微量放射性以及制作管子用的物质中放射杂质所引起的。所以我们要在实验测量的计数率数据中减去本底计数率才能得到真正的计数率。
实验证明,在对长寿命放射性强度进行多次重复测量时,即使条件相同,每次测量的结果仍然不同;然而,每次结果都围绕着某一个平均值上下涨落,服从一定的统计规律。假如在时间τ内,核衰变平均数是n,每秒核衰变数为n的出现几率p(n)服从统计规律的泊松分布
四、实验步骤
1.测量G-M计数管坪曲线。
(1)将放射源放在计数管支架的托盘上,并对准计数管的中央部位,在测坪曲线的整个过程中,放射源位置保持不变。
(2)检查连接线及各个开关位置无误后,打开定标器的电源开关,将定标器预热数分钟,然后将高压细调旋扭开关旋到最小,打开高压开关,细调高压值,使计数管刚好开始计数。
(3)将定标器的甄别阈调0.2伏,细调高压,仔细测出起始电压(测量两次,取平均值),然后电压每升高10伏测量十次,每次测量时间为10秒钟,直到发现计数增加时(坪长已测完),应立即降低工作电压,以免发生连续放电,将计数管损坏。
(4)将实验数据列入表中,取十次平均值,并用坐标纸画出该计数管的坪曲线,确定其起始电压,坪长度和坪坡度,然后选定其工作电压。
2.双源法测计数管分辨时间τ。
(1)准备好两个放射性强度大致相等的源,
(2)测本底300s。
(3)放上放射源1,测其放射强度1000s。
(4)放上放射源2,测量源1加源2的放射强度20xxs(放上放射源2时切勿碰动源1所在的位置)。
(5)取出放射源1(切勿碰动源2),测源2的放射强度1000s。
(6)取出源2,再测本底300s。
(7)根据公式(5—3)求出计数管分辨时间τ。
3.验证泊松分布:用本底计数来验证泊松分布,时间以3秒为单位,测量次数为500次,用实验所得的平均值n,根据泊松公式作出泊松分布的理论曲线,并将实验曲线与理论曲线比较。
五、注意事项
(1)使用放射源应按规定操作,不得马虎。不能用手直接接触放射源,要移动放射源时,一定要用夹子。
(2)注意保护计数管。计数管的高压不要超过450伏,以免烧毁计数
物理实验报告2
探究凸透镜成像的规律
实验目的:
探究凸透镜成像的规律。
实验原理:
光的折射
实验器材:
凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座
实验步骤:
1、按上图组装实验装置,将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度;
2、将凸透镜固定在光具座中间某刻度处,把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v;
3、把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使f<u<2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v;
4、把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使u<f,在光屏上不能得到蜡烛的像,此时成虚像,应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像,观察虚像的大小和正倒。
物理实验报告3
一、实验目的及要求:
(1)了解示波器的基本工作原理。
(2)学习示波器、函数信号发生器的使用方法。
(3)学习用示波器观察信号波形和利用示波器测量信号频率的方法。
二、 实验原理:
1) 示波器的基本组成部分:示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。
2) 示波管左端为一电子枪,电子枪加热后发出一束电子,电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上,屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下,位置也随之改变。在一定范围内,亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。
3) 示波器显示波形的原理:如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,在荧光屏上看到的是一条水平线,如果在Y轴偏转板上加正弦电压,而X轴偏转板不加任何电压,则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡,在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线,如果在Y轴偏转板上加正弦电压,又在X轴偏转板上加锯齿形电压,则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移,两个方向的位移合成就描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期(频率)相同,这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同,则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开,在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形,甚至很复杂的图形。要使显示的波形稳定,扫描必须是线性的,即必须加锯齿波;Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数。示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调,但光靠人工调节还是不够准确,所以在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置,称为“同步”。在人工调节接近满足式频率整数倍时条件下,再加入“同步”的作用,扫描电压的周期就能准确等于待测电压周期的整数倍,从而获得稳定的波形。
4) 李萨如图形的基本原理:如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比的两 个正弦电压,则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹,这种轨迹图称为李萨如图形。李萨如图形的形成规律为:如果沿x,y分别作一条直线,水平方向的直线做多可得的交点数为N(x),竖直方向最多可得的交点数为N(y),则x和y方向输入的两正弦波的频率之比为 f(x):f(y)=N(y):N(x)。
三、 实验仪器:
示波器、函数信号发生器。
四、 实验操作的主要步骤:
(一) 示波器的使用与调节
1) 将各控制旋钮置于相关位置。
2) 接通电源,按下面板左下角的“POWER”钮,指示灯亮,稍待片刻,仪器进入正常工作状 态。
3) 经示波管灯丝预热后,屏上出现绿色亮点,调节INTEN、FOCUS、POSITION,使亮点清晰。
4) 将TIME/DIV逐渐旋到2ms或5ms,观察光点由慢变快移动,直至屏上显示一条稳定的水 平扫描线,按(3)使线清晰。
(二) 实验内容:
1) 观察正弦波波长:
a)将AC GND DC转换开关置于AC
b)讲面板右上角的SOURCE置于CH2
c)将函数信号发生器的50Hz信号源直接输入CH2-Y输入端(红插头应接函数发生器输出的红接线柱)
d)屏上显示出正弦波(调V/DIV调节大小,TIME/DIV扫描开关使之出现正弦波,IEVEL使波形稳定)
e)改变扫描电压的频率(TIME/DIV)观察正弦波得变化,使屏上出现多个完整的波形图。
2) 观察并描绘李萨如图形,测量正弦信号频率。
利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理
通过观察荧光屏上利萨如图形进行频率对比的方法称之为利萨如图形法。此法于1855年由利萨如所证明。将被测正弦信号fx加到y偏转板,将参考正弦信号fx加到x偏转板,当两者的频率之比fy/fx是整数时,在荧光屏上将出现利萨如图。
不同频率比的利萨如图形。判断两个电压信号频率比的条件是屏上出现了利萨如图形稳定不动,方法是对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形相切,设水平线上的切点数最多为Nx,竖直线上的切点数最多为Ny,则
fy/fx=Nx/Ny
图1 李萨如图与信号频率的关系
图2 fx/fy=1:1时李萨如图与信号相位差的关系
五、数据记录及处理:
用李萨如图测量正弦信号频率
六、实验注意事项 :
1.信号发生器、示波器预热3分钟以后才能正常工作。
2.测信号电压时,一定要将电压衰减旋纽的微调顺时针旋足(校正位置);测信号周期时,一定要将扫描速率旋纽的微调顺时针旋足(校正位置);
3.不要频繁开关机,示波器上光点的亮度不可调得太强,也不能让亮点长时间停在荧光屏的一点上,如果暂时不用,把辉度降到最低即可。
4.转动旋钮和按键时必须有的放矢,不要将开关和旋钮强行旋转、死拉硬拧,以免损坏按键、旋钮和示波器,示波器探头与插座的配合方式类似于挂口灯泡与灯座的锁扣配合方式,切忌生拉硬拽。
七、趣味物理实验心得:
一个学期就要过去了,在本学期里,老师又教了很多实验,我做了许多类型的实验,让我受益菲浅,我又学会了很多东西,其中很多知识在平时的学习中都是无法学习到的,其中很多实验都开阔了我们的视野,让我们获得了许多平时课堂上得不到的知识。
通过高中以及大学两个学期的物理实验,我发现实验是物理学的基础,我们学到的许多理论都来源于实验,也学到了许多物理课上没有教到的理论。很多实验都是需要花费许多心思去学习的,也是非常复杂的。经过这一年的大学物理实验课的学习,让我收获多多。想要做好物理实验容不得半点马虎,她培养了我们耐心、信心和恒心。当然,我也发现了我存在的很多不足。我的动手能力还不够强,当有些实验需要比较强的动手能力的时侯我还不能从容应对,实验就是为了让你动手做,去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。现在,大学生的动手能力越来越被人们重视,大学物理实验正好为我们提供了这一平台让我们去锻炼自己的动手能力。我的学习方式还有待改善,当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成。伟大的科学家之所以伟大就是他们利用实验证明了他们的伟大。唯有实验才是检验理论正确与否的唯一方法。为了要使你的理论被人接受,你必须用事实来证明。
物理实验报告4
一、提出问题:平面镜成的是实像还是虚像?是放大的还是缩小的像?所成的像的位置是在什么地方?
二、猜想与假设:平面镜成的是虚像。像的大小与物的大小相等。像与物分别是在平面镜的两侧。
三、制定计划与设计方案:实验原理是光的反射规律。
所需器材:蜡烛(两只),平面镜(能透光的),刻度尺,白纸,火柴,
实验步骤:
1.在桌面上平铺一张16开的白纸,在白纸的中线上用铅笔画上一条直线,把平面镜垂直立在这条直线上。
2.在平面镜的一侧点燃蜡烛,从这一侧可以看到平面镜中所成的点燃蜡烛的像,用不透光的纸遮挡平面镜的背面,发现像仍然存在,说明光线并没有透过平面镜,因而证明平面镜背后所成的像并不是实际光线的会聚,是虚像。
3.拿下遮光纸,在平面镜的背后放上一只未点燃的蜡烛,当所放蜡烛大小高度与点燃蜡烛的高度相等时,可以看到背后未点燃蜡烛也好像被点燃了。说明背后所成像的大小与物体的大小相等。
4.用铅笔分别记下点燃蜡烛与未点燃蜡烛的位置,移开平面镜和蜡烛,用刻度尺分别量出白纸上所作的记号,量出点燃蜡烛到平面镜的距离和未点燃蜡烛(即像)到平面镜的距离。比较两个距离的大小。发现是相等的。
四、自我评估:该实验过程是合理的,所得结论也是正确无误。做该实验时最好是在暗室进行,现象更加明显。误差方面应该是没有什么误差,关键在于实验者要认真仔细的操作,使用刻度尺时要认真测量。
五、交流与应用:通过该实验我们已经得到的结论是,物体在平面镜中所成的像是虚像,像的大小与物体的大小相等,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。像与物体的连线被平面镜垂直且平分。例如,我们站在穿衣镜前时,我们看穿衣镜中自己的像是虚像,像到镜面的距离与人到镜面的距离是相等的,当我们人向平面镜走近时,会看到镜中的像也在向我们走近。我们还可以解释为什么看到水中的物像是倒影。平静的水面其实也是平面镜,等等。
物理实验报告5
预习报告:
1.试验目的。(这个大学物理试验书上抄,哪个试验就抄哪个)。
2.实验仪器。照着书上抄。
3.重要物理量和公式:把书上的公式抄了:一般情况下是抄结论性的公式。再对这个公式上的物理量进行分析,说明这些物理量都是什么东东。这是没有充分预习的做法,如果你充分地看懂了要做的试验,你就把整个试验里涉及的物理量写上,再分析。
4.试验内容和步骤。抄书上。差不多抄半面多就可以了。
5.试验数据。做完试验后的记录。这些数据最好用三线图画。注意标上表号和表名。EG:表1.紫铜环内外径和高的试验数据。
6.试验现象.随便写点。
试验报告:
1.试验目的。方法同上。
2.试验原理。把书上的归纳一下,抄!差不多半面纸。在原理的后面把试验仪器写上。
3.试验数据及其处理。书上有模板。照着做。一般情况是求平均值,标准偏差那些。书上有。注意:小数点的位数一定要正确。
4.试验结果:把上面处理好的数据处理的结果写出来。
5.讨论。如果那个试验的后面有思考题就把思考提回答了。如果没有就自己想,写点总结性的话。或者书上抄一两句比较具有代表性的句子。
实验报告大部分是抄的。建议你找你们学长学姐借他们当年的实验报告。还有,如果试验数据不好,就自己捏造。尤其是看到坏值,什么都别想,直接当没有那个数据过,仿着其他的数据写一个。
不知道。建议还是借学长学姐的比较好,网络上的不一定可以得高分。每个老师对报告的要求不一样,要照老师的习惯写报告。我现在还记得我第一次做迈克尔逊干涉仪实验时我虽然用心听讲,但是再我做时候却极为不顺利,因为我调节仪器时怎么也调不出干涉条纹,转动微调手轮也不怎么会用,最后调出干涉条纹了却掌握不了干涉条纹“涌出”或“陷入个数、速度与调节微调手轮的关系。测量钠光双线波长差时也出现了类似的问题,实验仪器用的非常不熟悉,这一切都给我做实验带来了极大的不方便,当我回去做实验报告的时候又发现实验的误差偏大,可庆幸的是计算还顺利。总而言之,第一个实验我做的是不成功,但是我从中总结了实验的不足之处,吸取了很大的教训。因此我从做第二个实验起,就在实验前做了大量的实验准备,比如说,上网做提前预习、认真写好预习报告弄懂实验原理等。因此我从做第二个实验起就在各个方面有了很大的进步,实验仪器的使用也熟悉多了,实验仪器的读数也更加精确了,仪器的调节也更加的符合实验的要求。就拿夫-赫实验/双光栅微振实验来说,我能够熟练调节ZKY-FH-2智能夫兰克—赫兹实验仪达到实验的目的和测得所需的实验数据,并且在实验后顺利地处理了数据和精确地画出了实验所要求的实验曲线。在实验后也做了很好的总结和个人体会,与此同时我也学会了列表法、图解法、函数表示法等实验数据处理方法,大大提高了我的实验能力和独立设计实验以及创造性地改进实验的能力等等。
下面我就谈一下我在做实验时的一些技巧与方法。
首先,做实验要用科学认真的态度去对待实验,认真提前预习,做好实验预习报告;
第二,上课时认真听老师做预习指导和讲解,把老师特别提醒会出错的地方写下来,做实验时切勿出错;
第三,做实验时按步骤进行,切不可一步到位,太心急。并且一些小节之处要特别小心,若不会,可以跟其他同学一起探讨一下,把问题解决。第四,实验后数据处理一定要独立完成,莫抄其他同学的,否则,做实验就没有什么意义了,也就不会有什么收获。
总而言之,大学物理实验具有非常重要的意义。首先,物理概念的建立、物理规律的发现依赖于物理实验,是以实验为基础的,物理学作为一门科学的地位是由物理实验予以确立的;其次,已有的物理定律、物理假说、物理理论必须接受实验的检验,如果正确就予以确定,如果不正确就予以否定,如果不完全正确就予以修正。例如,爱因斯坦通过分析光电效应现象提出了光量子;伽利略用新发明的望远镜观察到木星有四个卫星后,否定了地心说;杨氏双缝干涉实验证实了光的波动假说的正确性。可以说,物理学的每一次进步都离不开实验。这对我们大学生来说也是非常重要的,尤其是对将来所从事的实际工作所需要具备的独立工作能力和创新能力等素质来讲,也是十分必要的,这是大学物理理论课不能做到,也不能取代的。
物理实验报告6
自然界中,有一种很有趣的现象叫共振。俄罗斯横跨伏尔加河伏尔加格勒市的大桥全长154米,20xx年5月22日,大桥路面突然开始蠕动,类似于波浪形,并发出震耳欲聋的声音,正在大桥上行驶的车辆在滚动中跳动。这个有趣而又有点危险的现象就是由于共振引起的。
共振是指一个物理系统在特定频率下,以最大振幅做振动的情形。共振在声学中亦称“共鸣”。
我们在实验室中,可以通过“耦合摆球”的实验来演示这个现象及研究影响它的因素。
操作步骤:选中右侧第一个单摆,使其摆动起来,经过几个周期后,看到与其摆长相等的一单摆在它的影响下振幅达到最大,而其他单摆几乎不摆动;让摆动停止,在选中右侧第二个单摆,使其摆动起来,经过几个周期后,也看到与其摆长相等的另一单摆在它的影响下振幅达到最大,而其它单摆几乎不动。
这个结果表明:单摆的共振与其摆长有关。通过查询资料得知,是否共振与单摆的频率有关,当频率相同时,会产生共振现象;因为其它条件一定时,单摆的频率与其摆长有关,所以摆长相同的单摆会产生共振。
在上述实验过程中,还可观察到当产生共振时,刚开始振动的单摆振幅逐渐减小,共振的单摆振幅逐渐增大。这表明:在产生共振时,会有能量的吸收与转移。
在人们的日常生活中,共振也充当着重要的角色,如常用的微波炉。共振在医学上也有应用。任何事物都有两面性,共振有时还会给人类造成巨大危害。这其中最为人们所知晓的便是桥梁垮塌。近几十年来,美国及欧洲等国家和地区还发生了许多起高楼因大风造成的共振而剧烈摇摆的事件。
在这次物理实验中,我了解到了许多有趣的现象,也学到了许多知识,收获很大。
物理实验报告7
1.提出问题;平面镜成的是实像还是虚像?是放大的还是缩小的像?所成的像的位置是在什么地方?
2.猜想与假设;平面镜成的是虚像.像的大小与物的大小相等.像与物分别是在平面镜的两侧.
3.制定计划与设计方案;实验原理是光的反射规律.
所需器材;蜡烛(两只),平面镜(能透光的),刻度尺,白纸,火柴,
实验步骤;
一,在桌面上平铺一张16开的白纸,在白纸的中线上用铅笔画上一条直线,把平面镜垂直立在这条直线上.
二.在平面镜的一侧点燃蜡烛,从这一侧可以看到平面镜中所成的点燃蜡烛的像,用不透光的纸遮挡平面镜的背面,发现像仍然存在,说明光线并没有透过平面镜,因而证明平面镜背后所成的像并不是实际光线的会聚,是虚像. 三.拿下遮光纸,在平面镜的背后放上一只未点燃的蜡烛,当所放蜡烛大小高度与点燃蜡烛的高度相等时,可以看到背后未点燃蜡烛也好像被点燃了.说明背后所成像的大小与物体的大小相等.
四.用铅笔分别记下点燃蜡烛与未点燃蜡烛的位置,移开平面镜和蜡烛,用刻度尺分别量出白纸上所作的记号,量出点燃蜡烛到平面镜的距离和未点燃蜡烛(即像)到平面镜的距离.比较两个距离的大小.发现是相等的.
5.自我评估.该实验过程是合理的,所得结论也是正确无误.做该实验时最好是在暗室进行,现象更加明显.误差方面应该是没有什么误差,关键在于实验者要认真仔细的操作,使用刻度尺时要认真测量.
6.交流与应用.通过该实验我们已经得到的结论是,物体在平面镜中所成的像是虚像,像的大小与物体的大小相等,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等.像与物体的连线被平面镜垂直且平分.例如,我们站在穿衣镜前时,我们看穿衣镜中自己的像是虚像,像到镜面的距离与人到镜面的距离是相等的,当我们人向平面镜走近时,会看到镜中的像也在向我们走近.我们还可以解释为什么看到水中的物像是倒影.平静的水面其实也是平面镜.等等.
物理实验报告8
器材
找一个底面很平的容器,让一个蜡烛头紧贴在容器底部,再往容器里倒水,蜡烛头并不会浮起来;轻轻地把蜡烛头拨倒,它立刻就会浮起来。
可见,当物体与容器底部紧密接触时,两个接触面间就没有液体渗入,物体的下表面不再受液体对它向上的压强,液体对它就失去了向上托的力,浮力当然随之消失了。
现在,你能提出为潜艇摆脱困境的措施了吗?
“浮力是怎样产生的”,学生对“浮力就是液体对物体向上的压力和向下的压力之差”这一结论是可以理解的,但却难以相信,因此做好浮力消失的实验是攻克这一难点的关键,下面介绍两种简便方法。
[方法1]
器材:大小适当的玻璃漏斗(化学实验室有)一个、乒乓球一只、红水一杯。
步骤:
(1)将乒乓球有意揿入水中,松手后乒乓球很快浮起。
(2)用手托住漏斗(喇叭口朝上,漏斗柄夹在中指和无名指之间),将乒乓球放入其中,以大拇指按住乒乓球,将水倒入漏斗中,松开拇指,可见乒乓球不浮起,(这时漏斗柄下口有水向下流,这是因为乒乓球与漏斗间不太密合)。
(3)用手指堵住出水口,可见漏斗柄中水面逐渐上升,当水面升至乒乓球时,乒乓球迅即上浮。(若漏斗柄下口出水过快,可在乒乓球与漏斗接触处垫一圈棉花,这样可以从容地观察水在漏斗柄中上升的情况。)
[方法2]
器材:透明平底塑料桶(深度10cm左右,口径宜大些,便于操作)一只、底面基本平整的木块(如象棋子、积木、保温瓶塞等)一个、筷子一根、水一杯。
制作小孔桶:取一铁扦在酒精灯上烧红,在塑料桶底面中央穿一小孔、孔径1cm左右,用砂纸将孔边磨平即成一小孔桶。
步骤:
(1)将木块有意揿入水中,松手后木块很快浮起。
(2)将木块平整的一面朝下放入小孔桶中并遮住小孔,用筷子按住木块,向桶中倒水。移去筷子,可见木块不浮起。(这时小孔处有水向下滴,这是因为木块与桶的接触面之间不很密合)。
(3)用手指堵住小孔,木块立即上浮。
上述两例针对实际中物体的表面不可能绝对平滑这一事实,巧妙地利用“小孔渗漏”使水不在物体下面存留,从而使物体失去液体的向上的压力,也就失去了浮力,结果本应浮在水面上的乒乓球和木块却被牢牢地钉在了水底,不能不令学生叹服。接着步骤(3)又魔术般地使浮力再现,更令学生情绪高涨,跃跃欲试。
组成串联电路和并联电路实验报告
一、实验目的:掌握_____________、______________的连接方式。
二、实验器材: __________、__________、__________、__________、___________。 三、步 骤: 1.组成串联电路
A.按图1-1的电路图,先用铅笔将图1-2中的电路元件,按电路图中的顺序连成实物 电路图(要求元件位置不动,并且导线不能交叉)。
B.按图1-1的电路图接好电路,闭合和断开开关,观察开关是同时控制两个灯泡,还 是只控制其中一个灯光泡.
观察结果:__________________________________________________________ C.把开关改接在L1和L2之间,重做实验B;再改接到L2和电池负极之间,再重做实验B. 观察开关的控制作用是否改变了,并分别画出相应的电路图.
电路图 电路图
观察结果:___________________________ 观察结果:__________________________
_______________________________. ______________________________. 2.组成并联电路
A.画出由两盏电灯L1和L2组成的并联电路图,要求开关S接在干路上,开关S1和S2分 别接在两个支路上,并按电路图用铅笔连接1-3
的实物电路图.
电路图
B.按电路图在实物上连接并联电路,然后进行下述实验和观察:
a. 闭合S1和S2,再闭合或断开干路开关S,观察开关S控制哪个灯泡.
观察结果:____________________________________________________________
b. 闭合S和S2,再闭合或断开干路开关S1,观察开关S1控制哪个灯泡. 观察结果:____________________________________________________________
c. 闭合S和S1,再闭合或断开干路开关S2,观察开关S2控制哪个灯泡.
观察结果:____________________________________________________________ [结论]
1.在串联电路里开关控制____________用电器;如果开关的位置改变了,它的控制作 用_________.
2.在并联电路干路里的开关控制__________________用电器;支路中的开关只能控制 _______________用电器.
物理实验报告9
____级__班__号
姓名_________ 实验日期____年__月__日
实验名称
探究凸透镜的成像特点
实验目的
探究凸透镜成放大和缩小实像的条件
实验器材
标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔 实验原理
实验步骤
1.提出问题:
凸透镜成缩小实像需要什么条件?
2.猜想与假设:
(1)凸透镜成缩小实像时,物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)
(2)凸透镜成放大实像时,物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)
3.设计并进行实验:
(1)检查器材,了解凸透镜焦距,并记录。
(2)安装光具座,调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。
(3)找出2倍焦距点,移动物体到2倍焦距以外某处,再移动光屏直到屏幕上成倒立缩小的清晰实像的为止,记下此时对应的物距。
(4)找出2倍焦距点,移动物体到2倍焦距以内某处,再移动光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰实像的为止,记下此时对应的物距。
(5)整理器材。
物理实验报告10
中学物理实验是培养学生科学的观察、实验能力,科学的思维、分析和解决问题能力的主要课程之一。正向李政道先生所说的那样:“教物理重要的是让学生懂道理……”根据中学物理教学的目的和教学大纲的基本要求,在中学物理实验的教学过程中应使学生在科学实验的基本方法上有一个实在的感受,从而培养他们的探索精神和创造性,并受到科学方法的教育。
1.实验设计
为使实验达到预期的目的,必须明白为什么要做这个实验,做这个实验是要解决现实技术问题、知识问题,还是要探索一下教材中将要出现的物理现象等等。解决实际问题的是什么样的,探索书中的知识问题时,应当明白是哪一个问题及什么现象。目的明确,是实验成功的前题。
设计实验的基本方法归纳为下面几种:
(1)放大法。
利用迭加,反射等原理将微小量放大为可测量,例如游标尺、螺旋测微器、库仑扭秤、油膜法测分子直径等。
(2)平衡法。
用于设计测量仪器。用已知量去检验测量另一些物理量。例如天平、弹簧秤、温度计、比重计等。
(3)转换法。
借助于力、热、光、电现象的相互转换实行间接测量,例如打点计时器的设计,电磁仪表、光电管的设计等。
2.探索性实验的选题
学生探索性实验,并不是去揭示尚未认识的物理规律。而是在经历该实验的全过程之后,对探索性实验有一个实在的感受,掌握探索未知物理规律的基本方法。
探索性实验的选题应与学生的知识水平和学习任务相适应。在选题方面应注意到以下几点:
(1)根据中学生学到的数学知识和在实验时间上的限制,实验结果的经验公式以一次线性为宜。如:
①线性关系:Y=a+bx
②反比关系:Y=a+b/x
③幂关系:Y=axb
改直:logy=loga+blogx
④指数关系: Y=aexp(bx)
改直:Iny=Ina+bx
以上各式中x为自变量,y为应变量,同时又是被测量,a、b为常数。
(2)两个被测量之间的变化特征具有较强的可观察性。
(3)经验公式的理论分析不宜过于复杂。
3.物理实验的操作方法
操作能力,主要是指基本仪器的使用和数据的读出,仪器、设备的组装或连接,故障的排除等三个方面。
(1)基本仪器的作用。
中学物理实验涉及的基本测量仪器有:米尺、卡尺、螺旋测微器、天平、停表、弹簧秤、温度计、气压计、安培计、伏特计、变阻箱、万用表、示波器。
使用基本测量仪器的规范要求是:
①了解测量仪器的使用方法,明确测量范围允许极限和精密程度;
②对某些仪器如电表等,在使用前,必须调节零点,或记下零点误差;
③牢记使用规则和操作程序;
④正确读取数据。
例如,弹簧秤的正确使用要求是:明确弹簧秤的测量范围;测量前,记下零点误差;使用弹簧秤时,施力的方向应与弹簧的轴线在同一直线上,不能使弹簧秤受力过久,以免引起弹性疲劳,损坏仪器;正确地观察读数,记取数据时,不仅要记录最小刻度能指示出来的数,还应读出一位估计数字,数据后面要写明单位。
又如,安培计的正确使用要求是:明确量程;使用前,调节零点;正确连接应与待测电路串联,并注意正、负极性;正确读取数据,注明单位。
(2)仪器、设备的组装或连接。
要进行一个物理实验,总是需要先把各个仪器、部件、设备组装起来,并要求装配和连接必须正确无误。具体要求是:布局要合理,要便于观察和操作;连接要正确,简单;实验前要检查,必要时进行预备性调节。
例如,电路实验,操作要求是:
①按照实验原理电路图,安排好仪器、元件的布局,要便于连接,便于检查,便于操作,便于读取数据。
②正确地连接电路。
安培表、伏特表是否分别与待测电路串联、并联,正、负极性是否正确;滑线变阻器的接线是否合理;连接线路是否符合先支路、再并列、后干路、最后接电源的程序;电键是否能控制电路;接线是否简捷、牢固。
③实验前应先检查电路,发现问题及时纠正,并进行预备性调节。
④严格按操作程序操作,例如,改变电阻器的阻值,是否由小到大,或由大到小,最后,正确读取数据。
(3)故障的排除
实验中的故障排除,不单是一种操作能力,它涉及对实验原理的掌握程度、分析问题处理问题的方法、对各部件工作情况的了解等,是一种综合运用能力。
实验发生故障时,应根据各部件工作状态及各部件联结处的分析,可能产生故障的几种因素,逐个检查,以致最后排除故障。
总之,培养实验操作能力,是学习物理的必要基础,它有利于对知识的理解,有利于自己创造条件探索问题,有利于学生智力的发展。
在物理学习中,培养操作能力,应有计划地、分阶段地进行。
第一,操作的认知阶段
要求对操作技能有初步的认识,在头脑中形成操作的映象,要求按规定的程序,做一些目的单纯的定向训练;
第二,操作的阶调阶段
要求反复练习操作,提高操作的准确性、协调性。
4.物理实验中的观察内容
观察是对事物和现象的仔细察看、了解。它是思维的知觉,智力活动的门户和源泉。中学物理实验中的观察是一种有目的、有计划而且比较持久的思维知觉,一般需要重点地观察实验的基本仪器、实验的设备和装置,实验中的各种物理现象和数据、图象、图表,以及教师的规范化操作等等。
(1)观察仪器的刻度。
仪器刻度的观察,主要是弄清刻度值的单位及其最小分度值,由此可确定测量值应估读到哪一位。
(2)观察仪器的构造。
主要是通过观察,了解仪器的结构原理、每个部件的作用、测量范围等等。
例如,液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的。它们的底部都有一个玻璃泡,上部是一根顶端封闭、内径细而均匀的玻璃管,在管和泡里有适量的某种液体,管上标有刻度,在温度改变时,液体热胀冷缩,管内液面位置就随着改变,从液体达到的刻度就可读出温度值,温度计由于用途不一,测量范围也各不相同。例如,体温计的测量范围是35~42℃,一般实验室的水银温度计其测量范围是20~100℃。
(3)观察仪器的铭牌。
通过对仪器铭牌的观察可了解仪器的名称、规格、使用方法和使用条件等等。
例如,有的变阻器的铭牌上标有“滑动变阻器,1.5A50Ω的意思是滑动变阻器允许通入的最大电流是1.5A,最大阻值是50Ω。
(4)观察图像、图表、示意图、实物图。
对图像的观察,主要是观察它反映的是什么物理现象,物理量变化过程怎样,物理量的变化遵循什么规律。
对图表的观察,主要通过观察了解图表的意义、用途、应用条件以及所列物理量的单位。
例如,液体的沸点表反映了不同液体沸腾时的温度,用它可以查找液体的沸点,单位是℃,因液体的沸点跟压强等条件有关系,表中所列的通常是在1标准大气压下的沸点值。
对示意图、电路图、实物图等的观察,主要观察它们分别反映的是什么物理模型,有何用途,仪器和电路的结构是怎样布局的,各个部件(或元件)如何连接,各部分有什么关系等等。
(5)观察实验装置的安装。
通过对实验装置安装的观察,可了解该装置的用途,使用了哪些仪器和元件以及仪器配置的顺序和方法等等。
(6)观察实验的操作过程。
通过对实验操作过程观察,可了解操作前需做哪些准备工作,操作实验的顺序和过程怎样(例略)。
(7)观察实验的现象。
对实验现象的观察,主要是观察现象产生的条件和过程。
例如,两根相距很近的平行导线,当通入相同方向的电流时,两者会相互吸引;当通入相反方向电流时,两者就互相排斥。
(8)观察实验的数据。
实验数据的观察,要求观测的方法要正确,数字的读数要根据仪器最小刻度达到一定的准确度,记录测量的结果时必须明确数据的单位。
例如,测物体长度,观察刻度时要眼睛正视制度线,不能斜视,观察装在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到达的刻度时,视线要跟水面凹形的底部相平,观察水银温度计时,视线要和水银面最高处相平。
(9)观察教师的示范演示。
对教师示范演示的观察,要观察教师规范化的安装实验装置,合理地安排实验程序和正确的操作过程以及演示物理现象、数据的读取和记录,如何得到实验结果等等(例略)。
5.物理实验中的观察方法
物理实验观察,通常采用的方法有:对比观察法和归纳观察法。
(1)对比观察法。
人们认识事物、现象,往往是通过对两个事物、现象的对比,或把某一现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。
例如,观察物质熔解或凝固时的体积变化,就可以把石蜡放在烧杯里,先用酒精灯徐徐加热使其全部熔解。这时,观察到石蜡液面是水平的,标出液面与烧杯接触的高度。撤去酒精灯,等石蜡冷却全部凝固后,经过观察发现:石蜡面与烧杯接触的高度虽然没有明显的变化,但表面凹下去了。
又如,在学习沸腾现象时,可以观察液体在沸腾前和沸腾时的情况,并进行比较。这时,要求学生做到细致、敏捷、全面、准确地观察。结果会发现:沸腾前,液体内部形成气泡,气泡在上升过程中逐渐变大,达到液面后破裂。通过液体沸腾前、后的情况对比,可以得知:沸腾是液体内部和表面都进行剧烈地汽化的现象。
我们还可以人为地控制条件,使液体分别在常压、加压、减压下沸腾,比较不同情况下的沸腾现象可知:同一种液体,沸点随外界压强变化而改变;如果研究对象为不同液体,使它们在相同外界压强的条件下沸腾,通过对比实验观察可知,在相同的压强下,不同液体的沸点是不同的。
从以上两个例子可以看出:使用对比观察法,有利于掌握现象的特征以及它与其它类似现象的区别。
(2)归纳观察法。
总结一些现象的一般规律,反映现象的实质时,或研究一些涉及变化因素较多的问题时,通常采用归纳观察法。即通过对个别现象分别进行观察,得到一些个别的结论,再分析、归纳,从而得出一般的规律。
例如,为了便于研究质点的加速度与力、质量的关系,就在先确定质量这个因素是不变情况下,观察加速度与力之间的关系;然后在确定另一个因素——力是不变的情况下,观察加速度与质量之间的关系;最后,通过归纳得出牛顿第二运动定律。
可见,使用归纳观察法,有利于掌握现象的实质以及研究比较复杂现象的一般规律。
总之,培养观察能力,要明确观察的目的、任务,激发学生的观察兴趣,要使学生养成善于观察、勤于思考的习惯,要教给学生观察的方法,对学生进行观察训练,要求观察得准确、全面、细致、敏捷。
6.实验结果的表示
实验结果的表示,首先取决于实验的物理模式,通过被测量之间的相互关系,考虑实验结果的表示方法。常见的实验结果的表示方法是有图解法和方程表示法。在处理数据时可根据需要和方便选择任何一种方法表示实验的最后结果。
(1)实验结果的图形表示法。
把实验结果用函数图形表示出来,在实验工作中也有普遍的实用价值。它有明显的直观性,能清楚的反映出实验过程中变量之间的变化进程和连续变化的趋势。精确地描制图线,在具体数学关系式为未知的情况下还可进行图解,并可借助图形来选择经验公式的数学模型。因此用图形来表示实验的结果是每个中学生必须掌握的。
图解法主要问题是拟合面线,一般可分五步来进行。
①整理数据
即取合理的有效数字表示测得值,剔除可疑数据,给出相应的测量误差。
②选择坐标纸
坐标纸的选择应为便于作图或更能方使地反映变量之间的相互关系为原则。可根据需要和方便选择不同的坐标纸,原来为曲线关系的两个变量经过坐标变换利用对数坐标就要能变成直线关系。常用的有直角坐标纸、单对数坐标纸和双对数坐标纸。
③坐标分度
在坐标纸选定以后,就要合理的确定图纸上每一小格的距离所代表的数值,但起码应注意下面两个原则:
a.格值的大小应当与测量得值所表达的精确度相适应。
b.为便于制图和利用图形查找数据每个格值代表的有效数字尽量采用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等数字。
④作散点图
根据确定的坐标分度值将数据作为点的坐标在坐标纸中标出,考虑到数据的分类及测量的数据组先后顺序等,应采用不同符号标出点的坐标。常用的符号有:×○●△■等,规定标记的中心为数据的坐标。
⑤拟合曲线
拟合曲线是用图形表示实验结果的主要目的,也是培养学生作图方法和技巧的关键一环,拟合曲线时应注意以下几点:
a.转折点尽量要少,更不能出现人为折曲。
b.曲线走向应尽量靠近各坐标点,而不是通过所有点。
c.除曲线通过的点以外,处于曲线两侧的点数应当相近。
⑥注解说明
规范的作图法表示实验结果要对得到的图形作必要的说明,其内容包括图形所代表的物理定义、查阅和使用图形的方法,制图时间、地点、条件,制图数据的来源等。
(2)实验结果的方程表示法。
方程式是中学生应用较多的一种数学形式,利用方程式表示实验结果。不仅在形式上紧凑,并且也便于作数学上的进一步处理。实验结果的方程表示法一般可分以下四步进行。
①确立数学模型
对于只研究两个变量相互关系的实验,其数学模型可借助于图解法来确定,首先根据实验数据在直角坐标系中作出相应图线,看其图线是否是直线,反比关系曲线,幂函数曲线,指数曲线等,就可确定出经验方程的数学模型分别为:
Y=a+bx,Y=a+b/x,Y=a,Y=aexp(bx)
②改直
为方便的求出曲线关系方程的未定系数,在精度要求不太高的情况下,在确定的数学模型的基础上,通过对数学模型求对数方法,变换成为直线方程,并根据实验数据用单对数(或双对数)坐标系作出对应的直线图形。
③求出直线方程未定系数
根据改直后直线图形,通过学生已经掌握的解析几何的原理,就可根据坐标系内的直线找出其斜率和截距,确定出直线方程的两个未定系数。
④求出经验方程
将确定的两个未定系数代入数学模型,即得到中学生比较习惯的直角坐标系的经验方程。
中学物理实验有它一套实验知识、方法、习惯和技能,要学好这套系统的实验知识、方法、习惯和技能,需要教师在教学过程中作科学的安排,由浅入深,由简到繁加以培养和锻炼。逐步掌握探索未知物理规律的基本方法。
7.分组实验问题
对学生分组实验,目前存在的主要问题是:
①有的学生不讲求实验目的是否达到,不按实验规则和实验步骤进行实验,只是在实验室里把仪器当作玩具胡乱地摆弄几下就了事;
②有的学生不遵守实验室的纪律,在实验室内串来串去,大声讲话,干扰别人的实验操作;
③在分组实验中的操作往往由一人包办到底,其余同学只是陪坐,不能参与实验活动;
④有的同学不重视实验的科学性,不重视实验现象和实验数据的真实性,而是凑凑实验数据了事,将实验课变成了凑数据、拼结论的课。
针对上述情况,在组织分组实验,特别是进实验室做第一个实验时,实验前的教育,从开始就着手培养良好的实验习惯。如爱护仪器,遵守实验室的各种纪律,实验前弄清实验目的,实验原理,实验步骤,了解实验时的注意事项以及实验仪器的操作和放置。如实验仪器的放置应方便操作和易于观察,需要观察和读数的仪器、仪表应放在中间靠近操作者,需要调节的仪器、仪表应放在面前稍偏右,其它器件以不影响操作,不防碍观察做有序的放置。应要求学生人人参加实验活动,认真观察实验现象和记录真实的实验数据。实验结束后,将实验仪器清理归还原处。认真处理实验所测出的数据,分析归纳实验中观察的现象,从而得出实验结论,分析实验误差,并写出简单的实验报告。
物理实验报告11
班 级
姓 名
学 号
日 期
实验课题 研究平抛物体的运动
实验目的 1.描出平抛物体的运动轨迹. 2.求出平抛物体的初速度.
实验原理 平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。只需测出运动轨迹上某一点的(x,y由x=V0t y= 得:V0=x
器 材 斜槽、白纸、图钉、木扳、有孔的硬纸卡片、小球、重锤线、米尺
实验步骤
1. 用图钉把白纸钉在竖直木板上。
2. 在木板左上角固定斜槽并使其末端点O的切
3. 线水平。在纸上记录O点,
4. 利用重垂线画出通过O点的竖直线。
5. 在木板的平面上用手按住卡片,
6. 使卡片上有空的一面保持水平,
7. 调整卡片的位置,
8. 使槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔,
9. 然后用铅笔在卡片的缺口上点个黑点,
10. 这就记下了小球平抛的轨迹通过的点。多次实验,
11. 描下多个点。
12. 用平滑的曲线将小球通过的点连接起来,
13. 就得到小球平抛运动的轨迹。
14. 以O为圆点,
15. 画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴.
16. 从曲线上选取A、B、C、D四个不同
17. 的点,
18. 测出它们的坐标,
19. 记在表内。
根据公式v0=x 求出每次小球平抛运动的初速度,再求出V0的平均值。
实验记录
X(米) y(米) V0(米/秒) V0(平均值)
A
B
C
D
实验分析
1.实验注意点:
a. 固定白纸的木板要 。
b. 固定斜槽时,要保证斜槽未端的 。
c.小球每次从槽上 滑下。
d.在白纸上准确记下槽口位置,该位置作为 。
2.实验误差:
(1)计算小球初速度时应在轨迹上选距离抛出点稍远一点的地方。
(2)木板、斜槽固定好后,实验过程中不改变位置。
实 验
整理文章……
练 习 1.在研究平抛物体的运动的实验中,已测出落下的高度h与对应的射程x如下表,则物体平抛初速度为 。(g=9.8m/s2)
h (m)
5.00
11.25
20.00
24.20
x (m)
.为什么实验中斜槽的末端的切线必须是水平的?
答:
.请你依据平抛运动的实验思想,自己设计一个测定玩具手弹速度的方法。
(1) 器材:
(2) 步骤:
(3) 手弹速度V0= 。(用字母表示)
教 师
评 语
记 分
物理实验报告12
摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。
关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的.电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:
Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越校应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为
(1—1)
式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为
(1—2)
式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。
对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有
(1—3)
上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,
以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数 下式给出
(1—4)
从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,B、D之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。
当负载电阻 → ,即电桥输出处于开
路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定,R4为待测电阻,R4 = RX,则当R4→R4+△R时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:
(1—5)
在测量MF51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则
(1—6)
式中R和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△R,从而求的 =R4+△R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻R和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0Ω, =4323.0Ω)。
根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下G、B开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。
表一 MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据
i 9 10
温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1
根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)的电阻~温度特性的数学表达式为 。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:
表三 实验结果比较
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。
6、实验小结
通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。
参考文献:
[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[M]
[2] 杨述武,杨介信,陈国英。普通物理实验(二、电磁学部分)[M] 北京:高等教育出版社
[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[M] 厦门:厦门大学出版社
[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[J]<
物理实验报告13
偏振光通过某种物质之后,其振动面将以光的传播方向为轴线转过一定的角度,叫做旋光现象。很多物质都可以产生旋光现象。
实验表明:
(1)旋光度与偏振光通过的旋光物质的厚度成正比。
(2)对溶液,旋光度不仅与光线在液体中通过的距离有关,还与其浓度成正比.
(3)同一物质对不同波长的光有不同的旋光率。在一定的温度下,它的旋光率与入射光波长的平方成反比,这种现象就是旋光色散。
显然,利用旋光的各种性质,可以应用与不同的领域。
在演示实验中,有葡萄糖溶液旋光色散的演示。根据这一原理,可以用于很多中溶液的浓度检测。比如医疗中血糖的测量,尿糖的测量。(实际中并不用这种方法,因为血糖尿糖本身浓度很小而且显然不是透明溶液,一般使用的方式是化学方法,通过氧化测定血糖的含量)还看到有的论文说可以用旋光法实现青、链霉素皮试液的质量控制和稳定性预测。现在旋光计广泛应用于药物分析。旋光现象还可以用于光的波长的测量。(好像也是不被采用)。
物理实验报告14
实验一 数字基带信号实验
一、实验目的
1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3、了解HDB3 (AMI)编译码集成电路CD22103。
二、实验仪器
l、双踪示波器一台
2、通信原理Ⅵ型实验箱一台
3、M6信源模块
三、实验原理
AMI编码规律是:信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1,1的符号反转交替;信息代码0为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码,即脉冲宽度是码元宽度(码元周期、码元间隔)0.5倍。
HDB3码的编码规律是:4个连0信息码用取代节000V或B00V代替,当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V,有偶数个信息1码(包括0个信息1码)时取代节为B00V,其他信息0码仍为0码;信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1;HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则,而V的符号破坏这种符号的交替反转原则,但相邻V码的符号又是交替反转的;HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。
四、实验内容及步骤
1、熟悉信源模块,AMI&HDB3编译码模块(由可编程逻辑器件模块实现)和HDB3编译码模块的工作原理。
2、接通数字信号源模块的电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。
(1)示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态, 判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);
(2)用K1产生代码×1110010(X为任意码,1110010为7位帧同步码),K2,K3 产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ 码特点。
3、关闭数字信号源模块的电源,按照下表连线,打开数字信号源模块和AMI(HDB3) 编译码模块电源。用示波器观察AMI (HDB3)编译单元的各种波形。
(1)示波器的预个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和(AMI) HDB3,将信源模块K1
K2、K3的每一位都置l,观察并记录全l码对应的AMI码和HDB3码;再将K1,K2,K3置为全O,观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察AMI码时将开关Kl置于A端,观察HDB3码时将K1置于H端,观察时应注意编码输出(AMI) HDB3比输入NRZ-out延迟了4个码元。
(2)将K1,K2,K3置于01110010 00001100 00100000态,观察并记录相应的AMI码和HDB3码。
(3)将Kl、K2、K3置于任意状态,K4(码型选择开关)先置A再置H端,CHI接NRz—out,
CH2分别接(AMI)HDB3-D,BS-R和NRZ,观察这些信号波形。观察时应注意: ·NRZ信号(译码输出)迟后于N RZ-OUT信号(编码输入)8个码元。
·AMI、HDB3码是占空比等于0.5的双极性归零码,AMI-D、HDB3-D是占空比等于0.5的单极性归零码。
·BS-OUT是一个周期基本恒定(等于一个码元周期)的TTL电平信号。
·本实验中若24位信源代码中只有1个“l“码,则无法从AMI码中得到一个符合要求的位同步信号,因此不能完成正确的译码.。若24位信源代码全为“0”码,则更不可能从AMI信号(亦是全0信号)得到正确的位同步信号。信源代码连O个数越多,越难于从AMl码中提取位同步信号(或者说要求带通滤波的Q值越高,因而越难于实现),译码输出NRZ越不稳定,而HDB3码则不存在这种问题。
五、实验结果及分析
实验步骤2:K1:01110010;K2:00100100;K3=00100101
实验现象如下图所示:
实验分析:(1)集中插入帧同步码时分复用信号帧结构特点:集中插入法是将标志码组开始位置的群同步码插入于一个码组的前面。接收端一旦检测到这个特定的群同步码组就马上知道了这组信息码元的“头”。检测到此特定码组时可以利用锁相环保持一定的时间的同步。为了长时间地保持同步,则需要周期性的将这个特定的码组插入于每组信息码元之前。
(2)NRZ码特点:极性单一,脉冲宽度等于码元宽度,有直流分量。
实验步骤3(1)
HDB3全一码:
HDB3全零码:
AMI全一码:
AMI全零码:
实验分析:由上图可知,信息码全一时,HDB3码与AMI码相同;信息码全零时,AMI码全零,在图中显示为一条直线,无法提取同步信息;而HDB3码最大连零数不超过3,有信号电平的跳变,因此仍能提取定时信息。
实验步骤3(2):将K1,K2,K3置于01110010 00001100 00100000态,此时实验结果如下图所示:
AMI码:
物理实验报告15
【实验目的】
观察光栅的衍射光谱,掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
【实验仪器】
分光计,透射光栅,钠光灯,白炽灯。
【实验原理】
光栅是一种非常好的分光元件,它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅分透射光栅和反射光栅两类,本实验采用透射光栅,它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件,刻痕处不透光,未刻处透光,于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数,用d 表示。
由光栅衍射的理论可知,当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时,透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射,同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉,光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。凡衍射角满足以下条件, ±1, ±2, …的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹,其它方向的光将全部或部分抵消。式(10)称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数,θ为衍射角,λ为光波波长。当k=0时,θ= 0得到零级明纹。当k = ±1, ±2 …时,将得到对称分立在零级条纹两侧的一级,二级 … 明纹。
实验中若测出第k级明纹的衍射角θ,光栅常数d已知,就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。
【实验内容与步骤】
分光计的调整
分光计的调整方法见实验1。
用光栅衍射测光的波长
(1)要利用光栅方程(10)测光波波长,就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。
先用钠光灯照亮平行光管的狭缝,使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像,然后固定望远镜。将装有光栅的光栅支架置于载物台上,使其一端对准调平螺丝a ,一端置于另两个调平螺丝b、c的中点,如图12所示,旋转游标盘并调节调平螺丝b或c ,当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时,如图13所示,固定游标盘。
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图12 光栅支架的位置 图13 分划板
(2)调节光栅刻痕与转轴平行。
用钠光灯照亮狭缝,松开望远镜紧固螺丝,转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2 级衍射光谱,调节调平螺丝a (不得动b、c)使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合,即使两侧的光谱线等高。重复(1)、(2)的调节,直到两个条件均满足为止。
(3)测钠黄光的波长
① 转动望远镜,找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合,读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/,并记入表4 中。
② 右转望远镜,找到一级像,并使之与分划板上的中心垂线重合,读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/,并记入表4中。
③ 左转望远镜,找到另一侧的一级像,并使之与分划板上的中心垂线重合,读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/,并记入表4中。
观察光栅的衍射光谱。
将光源换成复合光光源(白炽灯)通过望远镜观察光栅的衍射光谱。
【注意事项】
分光计的调节十分费时,调节好后,实验时不要随意变动,以免重新调节而影响实验的进行。
实验用的光栅是由明胶制成的复制光栅,衍射光栅玻璃片上的明胶部位,不得用手触摸或纸擦,以免损坏其表面刻痕。
转动望远镜前,要松开固定它的螺丝;转动望远镜时,手应持着其支架转动,不能用手持着望远镜转动。
【数据记录及处理】
表4 一级谱线的衍射角
零级像位置
左传一级像
位置
偏转角
右转一级像
位置
偏转角
偏转角平均值
光栅常数
钠光的波长λ0 = 589·
根据式(10) K=1, λ
相对误差
【思考题】
1 什么是最小偏向角?如何找到最小偏向角?
2 分光计的主要部件有哪四个?分别起什么作用?
3 调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作是什么?如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像?
4 为什么利用光栅测光波波长时要使平行光管和望远镜的光轴与光栅平面垂直?
5 用复合光源做实验时观察到了什么现象,怎样解释这个现象?
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4.物理思想方法总结