大学物理力学实验单摆测重力加速度心得体会

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大学物理实验的心得体会篇一：

大学物理实验论文之《大学物理实验的心得体会》大学物理实验的心得体会

关键字大学物理实验、误差、定义、分类、分析、心得体会摘要物理实验通过实验现象的观察分析和对物理量的测量，使我们学习实验的基本知

识、基本

方法和基本方法，包括一些典型的试验方法和物理思维，如实验“固体密度的测定”“单摆侧重力加速度”“牛顿第二定律的验证”“金属比热容的测定”、、、、“碰撞实验”、“伏安法测电阻”、“用惠更斯登电桥测电阻”、“示波器的使用”“薄和透镜焦距的测定”，当通过对这些实验的操作以及后期的实验报告的写作，可以有助于我们思维能力和创作能力的培养。

物理实验课老师对我们的要求是，在实验之前做预习报告，以此让我们自主学习，自觉，创造性的获得知识，以便在做实验可以积极主动，发现错误和解决错误。

最后让我们写实验报告，以此培养我们书面形式分析、总结科学实验结果的能力。

因此，接下来，我将从误差这个内容来谈谈学习大学物理实验的心得体会。

一、误差的定义、误差的分类和各个实验的误差分析及措施

1、误差的定义：误差是因为测量仪器、方法、环境及实验者都不可能是完美无缺的，

所以测量结果都存在误差，误差自始至终会存在一切实验和测量中。

直接测量的结果是系统误差和偶然误差的总和。

它的估算值称为不确定度。

精确度高表示比较集中在真值附近，及测量的系统误差和偶然误差都比较小，因此，误差分析的主要原因是限制和消除系统误差，估算偶然误差，提高测量的精确度。

误差的分类和各个实验的误差分析及措施：按误差的性质和产生原因可分为系统误差、偶然误差和过失误差三种。

事实上再对这十个实验做实验报告时，都必须要考虑到这三种误差。

均保持不变，而条件改变时，误差按某种规律变化，这种误差称为系统误差。

系统误差的来源大致分为三种，一种是由仪器的结构和标准不完美或使用不当产生的，例如：用天平称量物体质量时，要考虑到天平称物前的平衡与否、天平的完好性和灵敏度; 欧姆法测电阻的实验中使用电表时要考虑到电表的示值与实际值符不符合; 示波器实验中电压是否稳定等等。

一种是由仪器设备安装调整不妥，不满足规定的使用状态产生的，例如：牛顿第二定律的验证实验和碰撞实验使用到的其气垫导轨不调水平、单摆实验摆线不垂直、物理天平的零点不准确等等，但这种系统误差是可以避免的，我们就必须在实验过程中尽量避免该类系统误差。

另一种是理论和方法的误差：这种误差是由测量所依据的理论公式近似或实验条件达不到理论公式所规定的要求引起的，例如：单摆实验所使用的公式的近似性;伏安法测电阻不考虑电表内阻;透镜实验用不同方法所测出结果也要考虑方法不同带来的误差。

还有一种是环境和人为误差：外部环境引起误差的原因有：温度、湿度、和光照等。

当然由于人的生理和心理特点所造成的，例如：螺旋测微器、游标卡尺、米尺的读数的人为差异;单摆时，使用停表计时，超前和滞后等等。

措施：这类误差有些是可以消除的，如仪器设备安装不妥和使用不当这类系统误差，其余的可以通过改进实验设备，提高其精确度和灵敏度，提高实验者的实验素质和掌握实验技巧或使用实验方法如对比法，仪器对比法，人员对比法，来减小误差。

(2)偶然误差是在实验测量的条件下，多次测量同一个量，误差的绝对值符号的变化，

2、

(1)系统误差是在一定条件下，对同一物理量进行多次重复测量时，误差的大小和符号

以不预定方式变化着的误差，也叫随机误差。

在做透镜实验、牛顿第二定律的验证实验、碰撞实验和固体密度的测定时特别要考虑偶然误差，在做电学实验时，也要考虑到电压的稳定与否，而仪器调平衡时，平衡点确定不准，一样带来偶然误差，在固体密度测定的实验，仪器显示数值跳动，带来计时的偶然误差等等。

措施：多次侧量，取平均值。

(3)过失误差(粗大误差) ：主要是实验者的粗心大意或操作不当造成的。

如看错刻度，读错数值，计算错误，这类误差与实验事实不符，应舍去不用。

例如单摆实验中，画摆长与周期的平方的图像时，若有一个值偏离直线很远，可以舍去不用。

措施：尽量规范实验步骤，技巧和方法，避免过失误差，对于存在的过失误差在处理数据时可舍去不用。

二、心得体会

实验误差是实验最重要的内容之一，从对实验误差的分析，会觉得十分的困难，因为它要考虑的东西很全面，一不小心就会出错，有时候考虑不全面就会卡在一个问题上，久久想不出来。

后来发现，通过对实验误差的学习，自己了解了误差的定义，误差的分类，误差的处理，会明确从哪些角度去分析实验中有疑问的现象，渐渐的也会发现自己考虑事情会比较全面，因此在遇到问题时，自己学会了用分析的思维去解答。

这是我在实验中学到的，感慨真的获益匪浅。

参考文献：《大学物理实验》(广西师范大学出版社)覃以威主编《物理量测量》(科学出版社)袁长坤主编《大学物理实验》(清华大学出版社)丁红旗主编《大学物理实验》(中国农业大学出版社)李天和主编《大学物理实验》(科学出版社)唐曙光主编

大学物理实验的心得体会篇一：

大学物理实验报告-弗兰克赫兹实验

大学物理试验2014-02-26 18:59:30 阅读17868 评论14 字号：大中小订阅

大学物理实验报告

实验题目：弗兰克赫兹实验

实验器材：F-H实验管、恒温加热电炉、F-H实验装置、示波器。

实验内容：

1.熟悉实验装置，掌握实验条件。

该实验装置由F-H管、恒温加热电炉及F-H实验装置构成，其装置结构如下图所示：

F-V管中有足够的液态汞，保证在使用温度范围内管内汞蒸气总处于饱和状态。

一般温度在100 oC至250 oC。

并且由于Hg对温度的灵敏度高，所以温度要调好，不能让它变化太大。

灯丝电压控制着阴极K发射电子的密度和能量分布，其变化直接影响曲线的形状和每个峰的位置，是一个关键的条件。

2.测量Hg的第一激发电位。

1)起动恒温控制器，加热地F-H管，使炉温稳定在157 oC，并选择合适的灯丝电压，VG1K=2.5V，VG2p=1.5V，Vf=1.3V。

2)改变VG2k的值，并记录下对应的Ip值上(每隔0.2V记录一个数据)。

3)作数据处理，作出对应的Ip-VG2k图，并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)。

3.测Ar原子的第一激发电位。

1)调节好相关的数据：Vp=8.36V，VG1=1.62V，VG2k=0~100V，Vf=2.64V;

2)将相关档位调到自由档位，在示波器上观看得到的Ip-VG2k图，是否符合实验要求(有六个以上的波峰)。

大学物理实验预习报告(力学基本测量)

大学物理实验预习报告

实验原理及仪器介绍： 圆柱体密度计算公式如式（1）所示。 H D m V m 2 4πρ== （1） 液体密度计算公式如式（2）所示。 水 水 待测液体待测液体水 水 待测液体 待测液体 m m m m ρρρρ?= ?= （2） 实验仪器： 1.游标卡尺 如图1所示，游标卡尺有两个主要部分，一条主尺和一个套在主尺上并可以沿它滑动的副尺（游标）。游标卡尺的主尺为毫米分度尺，当下量爪的两个测量刀口相贴时，游标上的零刻度应和主尺上的零位对齐。 如果主尺的分度值为a ，游标的分度值为b ，设定游标上n 个分度值的总长与主尺上（ n-1 ）分度值的总长相等，则有 a n n b )1(-= （3） 图1 游标卡尺示意图

主尺与副尺每个分度值的差值即游标尺的分度值，也就是游标尺的精度（最小读数值）： - =-a b a n a n a n =-)1( （4） 常用的三种游标尺有50,20,10=n ,即精度各为、、。 游标尺的读数方法是：先读出游标零线以左的那条线上毫米级以上的读数L 0，即为整数值；然后再仔细找到游标尺上与主尺刻线准确对齐的那一条刻线（该刻线的两边不对齐成对称状态），数出这条刻线是副尺上的第k 条，则待测物的长度（即为小数值）为 n a k L L ? +=0 （5） 图2是50=n 分度游标卡尺的刻度及读数举例。图上读数： 00.0215.00120.0515.60L L k mm =+?=+?= 图2 游标卡尺读数示意图 螺旋测微器 如图3所示，螺旋测微器是在一根测微螺杆上配一螺母套筒，上有分度的标尺。测微螺杆的后端连接一个有50个分度的微分套筒，螺距为50mm 。当微分套筒转过一个分度时，测微螺杆就会在螺母套筒内沿轴线方向改变。也就是说，螺旋测微器的精密度（分度值）是。由此可见，螺旋测微器是利用螺旋（测微螺杆的外螺纹和固定套筒的内螺纹精密配合）的旋转运动，将测微螺杆的角位移转变为直线位移的原理实现长度测量的量具。 图3 螺旋测微器示意图 在使用螺旋测微器时，应该检查零线的零位置，当螺杆的一端与测砧相接触时，往往会0

大学物理实验报告-单摆测重力加速度

西安交通大学物理仿真实 验报告 ——利用单摆测重力加速度 班级： 姓名： 学号：

西安交通大学模拟仿真实验实验报告 实验日期：2014年6月1日老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式： 进而可以推出：

式中L为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。如果测量得出周期T、单摆长度L，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g。 三、实验内容 1.用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2) 写出详细的推导过程,试验步骤. (3) 用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g<1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.

大学物理实验报告-单摆测重力加速度

大学物理仿真实验 实验报告 拉伸法钢丝测杨氏模量 实验名称：拉伸法测金属丝的杨氏模量

一、实验目的 1、学会测量杨氏模量的一种方法； 2、掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理； 3、学会用逐差法处理数据； 二、实验原理 任何物体（或材料）在外力作用下都会发生形变。当形变不超过某一限度时，撤走外力则形变随之消失，为一可逆过程，这种形变称为弹性形变，这一极限称为弹性极限。超过弹性极限，就会产生永久形变（亦称塑性形变），即撤去外力后形变仍然存在，为不可逆过程。当外力进一步增大到某一点时，会突然发生很大的形变，该点称为屈服点，在达到屈服点后不久，材料可能发生断裂，在断裂点被拉断。人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即 / ) /( =/ / (（1） ? ) FL = S L L L E? F S E被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

通过式（1），在样品截面积S 上的作用应力为F ，测量引起的相对伸长量ΔL/L ，即可计算出材料的杨氏模量E 。因一般伸长量ΔL 很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL 。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL 时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。当θ很小时， l L /tan ?=≈θθ （2） 式中l 为支脚尖到刀口的垂直距离（也叫光杠杆的臂长）。根据光的反射定律，反射角和入射角相等，故当镜面转动θ角时，反射光线转动2θ角，由图可 D b =≈θθ22tan （3） 式中D 为镜面到标尺的距离，b 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。 从（2）和（3）两式得到 D b l L 2=? （4） 由此得 D bl L 2=? （5）

大学物理力学实验单摆测重力加速度心得体会

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它的估算值称为不确定度。 精确度高表示比较集中在真值附近，及测量的系统误差和偶然误差都比较小，因此，误差分析的主要原因是限制和消除系统误差，估算偶然误差，提高测量的精确度。 误差的分类和各个实验的误差分析及措施：按误差的性质和产生原因可分为系统误差、偶然误差和过失误差三种。 事实上再对这十个实验做实验报告时，都必须要考虑到这三种误差。 均保持不变，而条件改变时，误差按某种规律变化，这种误差称为系统误差。 系统误差的来源大致分为三种，一种是由仪器的结构和标准不完美或使用不当产生的，例如：用天平称量物体质量时，要考虑到天平称物前的平衡与否、天平的完好性和灵敏度; 欧姆法测电阻的实验中使用电表时要考虑到电表的示值与实际值符不符合; 示波器实验中电压是否稳定等等。 一种是由仪器设备安装调整不妥，不满足规定的使用状态产生的，例如：牛顿第二定律的验证实验和碰撞实验使用到的其气垫导轨不调水平、单摆实验摆线不垂直、物理天平的零点不准确等等，但这种系统误差是可以避免的，我们就必须在实验过程中尽量避免该类系统误差。 另一种是理论和方法的误差：这种误差是由测量所依据的理论公式近似或实验条件达不到理论公式所规定的要求引起的，例如：单摆实验所使用的公式的近似性;伏安法测电阻不考虑电表内阻;透镜实验用不同方法所测出结果也要考虑方法不同带来的误差。 还有一种是环境和人为误差：外部环境引起误差的原因有：温度、湿度、和光照等。 当然由于人的生理和心理特点所造成的，例如：螺旋测微器、游标卡尺、米尺的读数的人为差异;单摆时，使用停表计时，超前和滞后等等。

实验 用单摆测定重力加速度 教案

实验:用单摆测定重力加速度 教案 实验目的：学会用单摆测定当地重力加速度，正确熟练使用秒表。 实验器材：①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡尺⑥米尺⑦秒表 实验原理：根据单摆周期公式T=2πg l /，得：g=224T l 。据此，只要测得摆长l 和周期T 即可算出当地的重力加速度g 。 实验步骤 1、用细线拴好小球，悬挂在铁架台上，使摆线自由下垂，如图1。 注意：线要细且不易伸长，球要用密度大且直径小的金属球，以减小空气阻力影响。 摆线上端的悬点要固定不变，以防摆长改变。 2、用米尺和游标卡尺测出单摆摆长。 注意：摆长应为悬点到球心的距离，即l=L+D/2；其中L 为悬点到球面的摆线长，D 为球的直径。 3、用秒表测出摆球摆动30次的时间t ，算出周期T 。 注意：为减小记时误差，采用倒数计数法，即当摆球经过平衡位置时开始计数，“3，2，1，0，1，2，3……”数“0”时开始计时，数到“60”停止计时，则摆球全振动30次，T=t/30。 计时从平衡位置开始是因为此处摆球的速度最大，人在判定它经过此位置的时刻，产生的计时误差较小。 为减小系统误差，摆角a 应不大于10°，这可以用量角器粗测。 4、重复上述步骤，将每次对应的摆长l 、周期T 填于表中，按公式T=2πg l /算出每 次g ，然后求平均值。 [实验记录] 图1

注意：（1）为减小计算误差，不应先算T的平均值再求g，而应先求出每次的g值再平均。 （2）实验过程中： ①易混淆的是：摆通过平衡位置的次数与全振动的次数。 ②易错的是：图象法求g值，g≠k而是g=4π2/k；T=t/n和T=t/（n-1）也经常错用，（前者是摆经平衡位置数“0”开始计时，后者是数“1”开始计时）。 ③易忘的是：漏加或多加小球半径，悬点未固定；忘了多测几次，g取平均值。 实验结论 从表中计算的g看，与查得的当地标准g值近似相等，其有效数字至少3位。 实验变通 变通（1）：变器材，用教学楼阳台代替铁架台，用数米长的尼龙细线拴好的小挂锁代替摆球，用米尺只测量摆线的一段长度，用秒表测量周期T仍能测量当地重力加速度，其简要方法如下：如下图所示，设阳台上的悬点为O，挂锁的重心为O′在摆长上离挂锁附近作一红色标记M，用米尺量OM=L1，而MO′=L2，不必测量，则： T12=4π2（L1+L2）/g……①在悬点处放松（或收起）一段线，再量OM=L2，MO′=L0不变，则T2=4π2（L2+L0）/g……② 由①②式得：g=4π2（L2+L1）/（T12-T22）（其中T1、T2测量方法同上述方法） 此实验也可以用T2-l图象法去求。 变通（2）：变器材，变对象，在地球表面借助电视机，依据周期公式，用机械手表测月球表面自由落体的加速度g月。 有一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在登月密封舱内悬挂着一个重物在那里微微摆动，其悬绳长跟宇航员的身高相仿，于是他看了看自己的手表，记下了一段时间t内重物经最低点的次数，就算出了g月，已知他记下重物由第一次经最低点开始计时数到n=30次的时间t为1分12.5秒，并估计绳长l约等于宇航员身高l。 l/计算出了g月。 由T=t/[（n-1）/2]和T=2πg

大学物理实验报告单摆测重力加速度

——利用单摆测重力加速度 班级： 姓名： 学号： 西安交通大学模拟仿真实验实验报告 实验日期：2014年6月1日 老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无 审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式： 进而可以推出： 式中L 为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。如果测量得出周期T 、单摆长度L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。 西安交通大学物理仿真实验报告

三、实验内容 1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2)写出详细的推导过程,试验步骤. (3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△ 米≈0.05cm;卡尺精度△ 卡 ≈0.002cm;千分尺精度△ 千 ≈0.001cm; 秒表精度△ 秒 ≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s 左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△ 人 ≈0.2s. 2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否 达到设计要求. 3. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关 系,试分析各项误差的大小. 四、实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺（图1-图4）

物理力学演示实验报告

物理力学演示实验报告 导读：想知道物理力学演示实验报告怎么写？只要看看帮你的就可以了。 《物理力学演示实验报告一》 今天上午我们很高兴的到理学院参观了大学物理演示实验室，我们参观并亲自操作了一些实验，在这次的演示实验课中，我见到了一些很新奇的仪器和实验， 一个个奇妙的实验吸引了我们的注意力，通过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙，给我印象深刻地有以下几个实验，在演示实验室，老师首先给我们演示的是锥体上滚实验， 其实验原理是：能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态，本 今天上午我们很高兴的到理学院参观了大学物理演示实验室，尽管天气很冷，但是我们的热情很高，毕竟这对我们来说是一个全新的领域，是我们之前从未接触过的东西。 在老师的带领下，我们参观并亲自操作了一些实验。 在这次的演示实验课中，我见到了一些很新奇的仪器和实验，一个个奇妙的实验吸引了我们的注意力，通过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙。 给我印象深刻地有以下几个实验。 一.锥体上滚 在演示实验室，老师首先给我们演示的是锥体上滚实验。

其实验原理是：能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。 本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了;相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。 实验现象仍然符合能量最低原理，其核心在于刚体在重力场中的平衡问题，而自由运动的物体在重力的作用下总是平衡在重力势能极小的位置。 通过这个实验，我们知道了有时候现象和本质完全相反。 二.电磁炮 接着我们又做了电磁炮的实验。 电磁炮是利用电磁力代替火药爆炸力来加速弹丸的电磁发射系统，它主要有电源、高速开关、加速装置和炮弹组成。 根据通电线圈磁场的相互作用原理，加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生的交变磁场就会在线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用，使弹丸加速运动并发射出去。 我们将炮弹放入炮管中距尾部25cm左右，按下启动按钮发射了炮弹。 虽然炮弹的射程很小，但我们都觉得很奇妙，做的很开心。 三.会飞的碗

用单摆测定重力加速度

用单摆测定重力加速度实验注意事项及误差分析 1、实验原理 单摆的偏角很小（小于010）时，其摆动可视为简谐运动，摆动周期为 2L T g π =，由此可得224g L T π=。从公式可以看出，只要测出单摆的摆长L 和摆动周期T ，即可计算出当地的重力加速度。 实验器材：1、单摆、停表、直尺、游标卡尺、铁架台等。 2、单摆、光电门传感器、直尺、游标卡尺、铁架台等。 注意器材： 绳 —— 不可伸长，质量小，尽可能长但小于1m(不然米尺难以量) 球 —— 越小，越重为佳 长度测量：L = l 线 + r ， r ：游标卡尺测，精确到 l 线 ：米尺测，精确到mm ，估读到 时间测量：秒表，精确到，无须估读 2、注意事项 ⑴实验所用的单摆应符合理论要求，即线要细、轻、不伸长，摆球要体积010。 ⑵单摆悬线上端要固定，即用铁夹夹紧，以免摆球摆动时摆线长度不稳定。 ⑶摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆，如图1所示。若形成的圆锥摆的摆线与竖直方向的夹角为α，则摆动的周期为cos 2L T g α π =，比相同摆长的单摆周期小，这时测得的重力加速度值比标准值大。 ⑷计算单摆振动次数时，以摆通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计数。这样可以减小实验误差。 ⑸为使摆长测量准确，从而减小实验误差，在不使用游标卡尺测量摆球直径的情况下，可用刻度尺按图2量出1L 和2L ，再由 121()2 L L L +=计算出摆长。 3、误差分析 ⑴本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即：悬点是否固定，是单摆还是复摆，球、线是

否符合要求，振动是圆锥摆还是在 同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作 为摆长等等。只要注意了上面这些方面，就 可以使系统误差减小到远远小于偶然误差 而忽略不计的程度。 ⑵本实验偶然误差主要来自时间（即单摆周期）的测量上。因此，要注意测准时间（周期）。要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒计时的方法，不能多记振动次数。为了减小偶然误差，应进行多次测量然后取平均值。 ⑶本实验中长度（摆线长、摆球的直径）的测量时，读数读到毫米位即可（即使用卡尺测摆球直径也需读到毫米位）。时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可。

大学物理仿真实验报告

大学物理仿真实验报告

单摆测量重力加速度 一、实验目的 本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 单摆的结构如实验仪器中所示，其一级近似周期公式为： 由此公式可知，测量周期与摆长就可以计算得到重力加速度g 三、实验内容 一用误差均分原理设计一单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2) 写出详细的推导过程,试验步骤. (3) 用自制的单摆装臵测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线(尼龙线)、钢球、摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制)、天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s. 二. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求. 三. 自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,

空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小. 四. 自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律. 四、实验仪器实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺

高中物理.实验用单摆测定重力加速度教案教科选修创新

《用单摆测定重力加速度》 一、教学三维目标 （一）知识与技能 1. 知道单摆摆动的等时性 2. 知道单摆测重力加速度的原理 （二）过程与方法 ⑴通过设置问题启发学生思考，使学生初步掌握思维方法。 ⑵让学生能够根据问题的要求和相关条件，构造有关的实验情景，优选实验原理和方案，确定解决问题的实验程序，得出准确合理的结论。 ⑶促使学生深刻领悟实验原理、加深认识仪器的工作原理，在不同的实验情景下，创造性地灵活运用实验知识和技能解决相关问题。 (三) 情感态度与价值观 （1）通过探究和设计活动，培养学生的合作精神、分享意识，以及关注社会、积极参与的意识。 （2）培养学生实事求是、精益求精、锲而不舍的探索精神。 （3）体会重力加速度在生活的应用，提高物理在生活中的应用意识。 （4）通过重力加速度在物理学中的各方面的涉及，体会物理学中的和谐美与统一美。增强学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界奥秘。 二、教学重点 1．单摆测定重力加速度的原理 2. 单摆测重力加速度实验的应用 三、教学难点 单摆测重力加速度实验的应用 四、教学过程 1.实验目的： 学会用单摆测定当地重力加速度，正确熟练使用秒表。 2.实验器材： ①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡尺⑥米尺⑦秒表 3.实验原理： 根据单摆周期公式T=2π g l /，得：g=224T l 。据此，只要测得摆长l 和 周期T 即可算出当地的重力加速度g 。 4.实验步骤 1、用细线拴好小球，悬挂在铁架台上，使摆线自由下垂，如图1。 注意：线要细且不易伸长，球要用密度大且直径小的金属球，以减小空气阻力影响。 摆线上端的悬点要固定不变，以防摆长改变。 图1

单摆测重力加速度实验报告

一、实验目的 1.学会秒表、米尺的正确使用。 2.理解单摆法测定重力加速的原理。 3.研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 4.学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。 二、实验仪器 单摆装置，停表（精度为0.01s），钢卷尺（精度为0.05cm），游标卡尺（精度为0.02mm）。 三、实验原理 单摆的振动周期决定于重力加速度g和摆长L，只需要量出摆长L并测定摆动周期，就能够得到g。 如图：当θ<5?时，圆弧可近似的看成直线，f也可 近似的看成沿着这条直线，则有sinθ=，f=Fsinθ= -mg=-m x 由牛顿第二定律得：a=则有 a=-令ω=最终得单摆的运动方程为 X=A其中T==g =考虑到摆球是有大小的，故摆长L用米尺测量，摆球直径d用游标卡尺测量，周期T用停表测量。 四、实验步骤 1.测量摆长L。用米尺测量摆线支点与摆球顶点的距离l。用游标卡尺测量小球的直径d，则摆长L=l+。 2.测量摆动周期T。用手把摆球拉直偏离平衡位置5度左右，让其在

一个垂直面内自由摆动，小球越过平衡位置瞬间开始计时，连续默数100次全振动时间t，T=。 3.为了减小误差，重复测量5次将数据记录于下表中。 五、数据记录与处理

六、结果与讨论 兰州的重力加速度,结果有偏差，原因有以下几点; 1、测量单摆周期时的反应时间。 2、在测量摆线长度时对最后一位数字的估读。 3、环境方面，温度、湿度、空气阻力的变化都会影响实验结果。 4、悬线质量的影响。 5、摆角角度的影响。 七、试验问题 1、直接测量单摆往返一次的时间会受到人的反应时间的影响，通过多次测量求平均值的方法可以减小误差。 2、 3、受空气阻力影响摆幅越来越小，但其周期不变；用木球代替铜球时，因木球密度较小，受空气阻力的影响会变大。

大学物理力学实验

力热实验 第一部分实验基础知识 物理学是研究物质间相互作用及其运动规律的科学，物质间的相互作用及其运动是用测量的物理量来描述的，因此测量是物理学中一个很重要的概念。可是说，物理学是门建立在测量基础上科学。那么，什么是测量呢？测量就是利用标准物件对研究对象的某种属性进测量就是利用标准物件对研究对象的某种属性进行比较从得出量值关系的过程。为物理量，行比较从得出量值关系的过程。被测量某种属性称为物理量，被选作标准来确定被测对象为物理量量值的器具称为仪器。在经典物理中，人们认为被测物理量始终存在一个与测量者个人意志无关的数值，这个数值叫做测量的真实值。 一测量与误差 测量是利用测量仪器与被测对象的物理量值进行比较，比较的结果称为测量值x 。但是被测对象的物理量值应该存在一个与测量者个人意志无关的真实存在，这个真实存在叫真实值 a 。真实值和测量值之间有差异，这种差异叫误差ε 。 （测量值（x ）-真实值（ a ）=误差（ε ） 因为真实值是不确知的，测量的任务就是： （1）找到最接近真实值的最佳估计值。 （2）给出最佳估计值的可靠程度。 误差的分类：根据误差的性质，将误差分为偶然误差和系统误差。 偶然误差：是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。偶偶然误差然误差的特点是，多次重做同—实验时，结果有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的一般方法是多次测量，取其平均值作为测量的真值。设对某物理量的多次测量结果为x1 , x 2 ,...., x n . 则取 a=1 n ∑ xi n i =1 实验标准差：具有偶然误差的测量值是随机的，为了反映测量相对真值的分散性的量s 称为实验标准差，可使用贝塞尔公式来描述 s= ∑ (x ? x) i =1 n 2 n ?1 平均值的标准差：测量值是随机的，则其平均值也必然具有随机误差，由于求和时随 1 机误差的抵偿效应，平均值误差的绝对值较小，它的实验标准差s (x ) 比s 小。 s= ∑ (x ? x) i =1 n 2 n(n ? 1) 标准偏差小的测量值，说明分布狭窄或者较向中间集中，偏离真实值的可能性小，测量可

单摆测量重力加速度实验报告

实验报告 学生姓名： 地点：三楼物理实验室 时间： 年 月 日 同组人： 实验名称：用单摆测重力加 速度 一、实验目的 1．学会用单摆测定当地的重力加速度。 2．能正确熟练地使用停表。 二、实验原理 单摆在摆角小于10°时，振动周期跟偏角的大小和摆球的质量无关，单摆的周期公式是T ＝2π l g ，由此得g ＝4π2l T 2，因此测出单摆的摆长l 和振动周期T ，就可以求出当地的重力加速度值。 三、实验器材 带孔小钢球一个，细丝线一条(长约1 m)、毫米刻度尺一把、停表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。 四、实验步骤 1．做单摆 取约1 m 长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂． 2．测摆长 用米尺量出摆线长l (精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ′＝l ＋D 2。

3．测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)，然后释放小球，记下单摆摆动30次～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期．反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。 4．改变摆长，重做几次实验。 五、数据处理 方法一：将测得的几次的周期T和摆长l代入公式g＝4π2l T2中算出重力加速度g的 值，再算出g的平均值，即为当地的重力加速度的值。 方法二：图象法 由单摆的周期公式T＝2π l g可得l＝ g 4π2T 2，因此，以摆长l为纵轴，以T2为横 轴作出l－T2图象，是一条过原点的直线，如右图所示，求出斜率k，即，可求出g值．g ＝4π2k，k＝ l T2＝ Δl ΔT2。 （隆德地区重力加速度标准值g=9.786m/s2） 六、误差分析

大学物理实验预习报告(力学基本测量)

大学物理实验预习报告 计科120 姓名柳天一实验班号 实验号 1 ４ 实验名称力学基本测量 实验地点教三２0３ 实验目得: 1、学习米尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平得测量原理与使用方法。 2、掌握用浮力称衡法测量物体得密度。 3、掌握一般仪器得读数规则,巩固有效数字与误差得基本概念。 实验原理及仪器介绍： 圆柱体密度计算公式如式（１)所示。 (１) 液体密度计算公式如式(2)所示。 (2） 实验仪器: 1、游标卡尺 如图１所示,游标卡尺有两个主要部分，一条主尺与一个套在主尺上并可以沿它滑动得副尺(游标)。游标卡尺得主尺为毫米分度尺,当下量爪得两个测量刀口相贴时,游标上得零刻度应与主尺上得零位对齐。 如果主尺得分度值为 a ,游标得分度值为ｂ,设定游标上n个分度值得总长与主尺上( n-1 )分度值得总长相等,则有 (3） 图1 游标卡尺示意图

主尺与副尺每个分度值得差值即游标尺得分度值，也就就是游标尺得精度（最小读数值): (4) 常用得三种游标尺有，即精度各为0、１mm、0、05mm、０、０２mｍ。 游标尺得读数方法就是:先读出游标零线以左得那条线上毫米级以上得读数L０，即为整数值;然后再仔细找到游标尺上与主尺刻线准确对齐得那一条刻线(该刻线得两边不对齐成对称状态）,数出这条刻线就是副尺上得第条,则待测物得长度（即为小数值)为 (5) 图2就是分度游标卡尺得刻度及读数举例。图上读数: 图2 游标卡尺读数示意图 螺旋测微器 如图3所示,螺旋测微器就是在一根测微螺杆上配一螺母套筒，上有0、5ｍｍ分度得标尺。测微螺杆得后端连接一个有50个分度得微分套筒,螺距为50mm。当微分套筒转过一个分度时，测微螺杆就会在螺母套筒内沿轴线方向改变0、０1mm。也就就是说,螺旋测微器得精密度（分度值）就是0、01ｍm。由此可见,螺旋测微器就是利用螺旋(测微螺杆得外螺纹与固定套筒得内螺纹精密配合)得旋转运动，将测微螺杆得角位移转变为直线位移得原理实现长度测量得量具。 图3 螺旋测微器示意图 在使用螺旋测微器时,应该检查零线得零位置,当螺杆得一端与测砧相接触时，往往会有系统误差(读数不就是零毫米),所以必须先记下螺旋测微器得初读数ｚ0,根据不同情况ｚ0有正负之分。测量时将物体放在测砧与螺杆端面之间，转动测力装置,至听到“咯咯”得响声为止，两端面已与待测物紧密接触。从毫米分度尺上读出大于0、5mm得部分,0、0１mm 以上得部分从微分筒边缘刻度盘上对准基准线处读出，同时要估读出０、001mm级。则待测物得实际长度为。螺旋测微器读数例如图4所示。

用单摆测定重力加速度附答案

用单摆测定重力加速度 1.“用单摆测定重力加速度”的实验步骤如下： A.取一段1 m 左右的细线，一端穿过小钢球上的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，另一端绕在铁架台上固定的横铁杆上，让摆球自由下垂于桌边之外 B.用刻度尺测量悬点到小球顶点间细线的长度L C.将单摆从平衡位置拉开一个角度(不超10°)，释放后当摆球经过平衡位置时开始计时，测出全振动50次的时间t ，求出T ＝t 50 ，反复测三次，求出周期的平均值 D.用公式g ＝4π2L T 2算出重力加速度的值 上述几个步骤中，有错误．．的地方是： . 解析：步骤A 中，“另一端绕在铁架台上”，另一端应固定. 步骤B 中，还应用游标卡尺测量小球的直径d . 步骤C 中，应算出三次重力加速度g 的值，再求g 的平均值. 步骤D 中，公式应为g ＝4π2(L ＋d 2 ) T 2 . 2.用单摆测定重力加速度时，某同学测得的数值大于当地重力加速度的真实值，引起这一误差的可能原因是( ) A.摆线上端未系牢，摆动中松驰了 B.把摆线长当成摆长 C.把摆线长加摆球直径当成摆长 D.测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表并数下“1”，直到第30次同向过平衡位置时制动秒表，读得经历时间t ，用周期T ＝t 30 来进行计算 解析：由T ＝2πL g 知g ＝4π2L T 2，若测得的g 偏大，即L 偏大或T 偏小，故答案选C 、D. 答案：CD 3.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学先测得摆线长为89.2 cm ，摆球的直径如图所示，然后用秒表记录了单摆做30次全振动. (1)该单摆的摆长为 cm. (2)如果该同学测得的g 值偏大，可能的原因是( )

单摆测量重力加速度实验的误差分析

图1 单摆受力分析 单摆测量重力加速度实验的误差分析 吉恒 （云南省通海县第二中学，云南，玉溪 652701） 单摆实验是普通物理的基本实验之一, 同时也是必做实验之一。其原理简单、易懂，原则上只要在同一地点进行实验，都应得到相同结果，但在实际操作过程中一些不可避免的因素会影响实验结果的精确度。为提高实验的精确度，减小各种不可避免因素给实验结果带来的影响，本文从以下几方面着手对此实验进行分析和研究。 首先，对摆角进行分析，因为随摆角大小的变化，摆遵循的运动规律是不一样的。在实验原理中，一般是把它理想化地当作简谐运动来处理，让其满足简谐运动的运动方程，然后来求解其周期公式，事实上这是有条件限制的。因此本文采用了增维精细积分的方法来讨论单摆在什么样的摆角情况下才能够做线性动力学分析，也就是单摆满足简谐运动运动规律的摆角范围。 其次，单摆摆长的测量也是引起实验误差的原因之一。本文就单摆摆长的不同测量方法带来的B 类标准不确定度（由实验仪器的精确度引进）进行计算、分析、比较，以选取最佳测量方法。 1．单摆测量重力加速度的实验原理 如图1所示，单摆就是用一根不可伸长的轻线悬挂一个小球, 使其可绕摆的支点O 做摆动, 当小球作摆角很小的摆动时就是一个单摆。 设小球的质量为m , 其质心到支点o 的距离为l (摆长) 。建立自然坐标系，根据受力分析，作用在小球上的切向力的大小为θsin mg ,方向总指向平衡点o ', 当θ 很小时, 有θθ≈sin , 此时切向力的大小近似为θmg 。 法向，绳的张力和重力的分力相平衡。根据牛顿第二 运动定律,质点动力学方程为： t ma mg θ=- 因22dt d l a t θ=，代入上式得 22d g dt l θθ=- （1） 上式即为单摆的运动微分方程。 对上式移项得到 022=+θθl g dt d 若令

大学物理实验--第1部分 力学、热学

第一部分力学、热学 长度测量 ⑴使用游标时，怎样识别它的精度？ ⑵如何从卡尺和螺旋测微计上读出被测的毫米整数和小数？ 密度的测量 ⑴用静力秤衡法测固体密度，在秤浸入液体中的固体质量时，能否让固体接触烧杯壁和底部，为什么？ ⑵在测量时如果比重瓶①装满水，内有气泡；②装满水和固体，内有气泡。试分别讨论实验结果偏大还是偏小？ ⑶如要测定一块任意形状的石蜡的密度，试选择一种实验方法，写出测量的步骤。 ⑷若已精确地知道砝码组里质量最大的一个砝码的真实值，能否通过它来校准整个砝码组？若知道砝码组中任一个砝码的精确值呢？能行吗？ 三线悬盘测刚体转动惯量 ⑴为什么：两盘水平，三根悬线长度相等？ ⑵怎样启动三线摆才能防止晃动？ ⑶为什么三线摆的扭转角不能过大？ ⑷仪器常数m 0、m 1 、m 2 应选用什么仪器测量？a和b分别表示什么距离？为什么周期T要通过测量50 周的时间50T计算得到，直接测量行吗？ 碰撞和动量守恒 ⑴分析实验过程中的守恒原理，动量和能量是否遵守同一守恒定律、你能给出什么结论？ ⑵比较以下实验结果： ①把光电门放在远离及靠近碰撞位置； ②碰撞速度大和小； ③正碰与斜碰 ④导轨中气压大与小。 拉伸法测杨氏模量 ⑴仪器调节的步骤很重要，为在望远镜中找到直尺的象，事先应作好哪些准备，试说明操作程序。 ⑵如果在调节光杠杆和镜尺组时，竖尺有5度的倾斜，其它都按要求调节。问对结果有无影响？影响多大？如果竖尺调好为竖直而小镜有5度的倾斜，对结果有无影响？ ⑶本实验中各个长度量用不同的仪器来测量是怎样考虑的，为什么？

⑷利用光杠杆把测微小长度△L变成测D等量，光杠杆放大率为2D／l，根据此式能否以增加D减少1来提高放大率？这样做有无好处？有无限度？应怎样考虑这个问题？ ⑸试试加砝码后立即读数和过一会读数，读数值有无区别，从而判断弹性滞后对测量有无影响。由此可得出什么结论？ 天平测量质量 定义惯性质量的灵敏度为：，试问：为了提高惯性秤的灵敏度，应注意哪几点？试分别讨论实验结果偏大还是偏小？ 惯性秤测量质量 ⑴处在失重状态的某一个空间有两个质量完全不同的物体，试用天平区分他们引力质量的大小；若用惯性秤，能区分他们的惯性质量大小吗？ ⑵定义惯性质量的灵敏度为： 直线运动中速度的测量 ⑴气垫导轨调平的标准是什么？ ⑵如何消除气垫导轨气流阻力对实验的影响？ ⑶气垫未调平对速度、加速度的测量结果有何影响？ 声速的测量 ⑴固定两换能的距离改变频率，以求声速，是否可行？ ⑵各种气体中的声速是否相同，为什么？ 用弦振动形成的驻波求振动频率 ⑴驻波有什么特点？在驻波中波节能否移动，弦线有无能量传播？ ⑵如砝码有摆动，会对测量结果带来什么影响？ 二维碰撞运动的研究 ⑴气桌调平的作用是什么？气桌的不平度对实验结果有何影响？ ⑵测量了磁性浮子碰撞前后的动量后，如何从分析误差的角度来说明体系的动量是守恒的？ 空气密度的测量 ⑴在测量空气密度时，称衡质量为何要用复称法？ ⑵空气浮力、砝码误差对质量称衡的影响如何？ 表面张力系数的测定 ⑴焦利氏秤法测定液体的表面张力有什么优点？

利用单摆来测量重力加速度

《大学物理》实验报告 专业：姓名：学号： 实验题目：利用单摆测量重力加速度 实验目的:利用单摆来测量重力加速度 实验原理:单摆在摆角小于10°时的振动是简谐运动，其固有周期为T=2π ，由此可得 g= 。据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。 由此通过测量周期T,摆长l求重力加速度 实验设备及工具: 铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表等。 实验内容及原始数据: （一）实验内容 1．在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。 2．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。 3．测量单摆的摆长l：用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l'，则摆长l=l'+r。 4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于10°），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。 5．将测出的摆长l和周期T代入公式g= 求出重力加速度g的值。 （二）原始数据 1．用游标卡尺测量钢球直径2r n 1 2 3 4 5 6 直径2r(cm) 1.712 1.701 1.692 1.712 1.692 1.722 2．用米尺测量悬线长l' n 1 2 3 4 5 6 悬线长l' (cm) 91.90 91.91 91.91 91.90 91.88 91.90 3．用秒表测量摆动50个周期用时为1’34’’84=94.84’’ 实验数据处理及结果:（数据表格、现象等） 1．钢球直径平均值 2r=(1.712+1.701+1.692+1.712+1.692+1.722)÷6=1.705(cm) 2．悬线长平均值 l'=(91.90+91.90+91.91+91.90+91.88+91.90)÷6=91.898(cm) 3．摆长

大学物理实验--光的力学效应系列实验

光的力学效应-系列实验 主要内容 (1) 一光的力学效应－历史与未来 (2) 二光镊技术 (4) 三创建光的力学效应教学实验的意义 (14) 四光的线性动量实验 (16) 五实验小结 (24) 六结束语 (24) 主要内容 光的力学效应？ 光有力量吗？ 光子与物体的相互作用 光携带有能量和动量（线性动量和角动量）,光与物体相互作用时彼此交换能量和动量. 光子能量: υh E= 光子动量: λ/h P= 光的动量是光的基本属性之一。 光与人类生活的关系非常密切，伴随科学的发展和人类文明的进步，人们对光的认识也越来越深入。光与物质相互作用—光的效应

光的效应: 在光的作用下，物体宏观上产生的各种现象 光的热学效应: 光与物体相互作用时物体的温度发生变化.—常见现象 光的力学效应: 光与物质间交换动量，使受光照射的物体获得一个力或力矩,物体发生位移,速度和角度的变化. —难以察觉 (光电效应,磁光效应,光化学效应, …) 本讲光的力学效应主要内容安排: 一. 光的力学效应－历史与未来 1. 光-动量-光压-力 2. 普通光和激光的力学效应 3. 激光的力学效应 (微观,界观,宏观) 4.光镊--光的力学效应的典型 二. 光镊技术 1. 原理-单光束梯度力光阱 2. 特点和功能 3. 应用列举 三.创建光的力学效应系列实验的意义 1. 线性动量 2. 角动量 四.光的线性动量实验 1. 实验预习和基础 2. 实验内容 五.结束语 一. 光的力学效应－历史与未来 光---动量--- 光压---力 1616年开普勒---提出光压的概念 从光的粒子性观念出发---

具有一定动量的光子入射到物体上时无论是被吸收或反射，光子的动量都会发生变化，因而必然会有力作用在物体上，这种作用力我们通常称为光压。 康普顿效应 历史上，康普顿效应是光子学说的重要实验依据，也是光子具有动量的直接证明。 典型的例子有X光的康普顿散射。 1923年美国物理学家康普顿在研究X射线光子与自由电子之间的弹性碰撞，解释了实验观察到的各种现象。在这一弹性碰撞过程中，光子与电子相互作用，不仅要遵循能量守恒定律，而且要遵循动量守恒定律。 光子具有动量，这在一些研究物质微观过程中起着重要的作用。 为什么我们感受不到光的压力？ 单个光子动量很小: λ ~ /27? 10 =- s m km h P/ 烈日:1达因/平方米是标准大气压的亿万分之一 普通光源的力学效应微乎其微！ 光子密度低，方向性差！ 实验观测和测量极其困难！ 1960年激光问世： -----高的光子流密度的激光束 方向性好，高亮度 光的力学效应能够得到充分 展示10mw的 He-Ne 激光，亮度是太阳的一万倍！ 会聚光束的焦点处 1 微米小球受到的力可达10-6牛顿。 光的力学效应研究进入了一个全新的时代！ 光的力学效应的应用： 1 光与微观粒子的相互作用 原子的激光冷却和捕陷--- 1997年诺贝尔物理学奖 S. 朱棣文 C,C,达诺基 W,D,菲利浦斯 玻色－爱因斯坦凝聚的研究--- 2001年诺贝尔物理学奖 C.E.维曼 E.A.康奈尔 W.克特勒