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华中农业大学理学院物理系
二〇一五年六月
目录
一密度测量 (1
二比较法测量液体粘度 (6
三扭摆法测量物体转动惯量 (10
四气体比热容比的测定 (13
五示波器的使用 (16
六声速的测定 (18
七用迈克耳逊干涉仪测量光源波长 (21 八测量平凸透镜的曲率半径 (24
九分光计的调节 (27
十用分光计测量介质折射率 (33
十一用分光计测量光栅常数 (37
十二分压电路特性曲线的测定 (40
十三用霍尔元件测量螺线管轴向磁场 (42 十四电路故障的分析诊断 (44
十五全息摄影 (48
十六数码摄影 (51
十七数字图像信息采集及处理 (53
附录1 测量误差与不确定度 (56
1 测量误差及其分类 (56
1.1 误差的定义 (56
1.2 误差的分类 (56
2 误差的基本性质与处理 (57
2.1 测量值与随机误差的统计规律 (57 2.2 有限次测量与抽样统计 (58
2.3 系统误差与仪器误差的处理 (61
3 测量不确定度 (62
3.1 直接测量的标准不确定度 (63
3.2 直接测量的展伸不确定度 (63
3.3 间接测量的标准不确定度 (64
3.4 间接测量的展伸不确定度 (66
4 展伸不确定度的简化计算 (67
4.1 直接测量的展伸不确定度 (67
4.2 间接测量的展伸不确定度 (67
一密度测量
实验目的:
1、测量铜柱体的密度ρ。
2、掌握长度、质量等基本量的测量工具的使用。实验仪器:
铜圆柱体、物理天平、螺旋测微器、游标卡尺。实验原理:
h
d m V m 2π4==ρ 数据记录及处理:
1、铜圆柱体的质量:m = g ;
m 是单次测量量,只计算B 类不确定度。所用物理天平(TW-1B 示值变动性小于0.1g ,同时忽略天平不等臂误差和砝码误差等,可认为仪器最大误差为:0.1g ,则质量m 的不确定度:?m =?B =?仪= 0.1g 。
2、铜圆柱体的直径d 和高度h ,考虑到铜圆柱体不是
绝对规则,要在不同位置做多次测量。
螺旋测微器的零点读数为d 0= mm ,
3、==∑=i i d n d 1
mm ;d 的A 类不确定度:=-=?1(95.0A n t n
S d mm ,
螺旋测微器的误差mm 004.0=?仪,d 的B 类不确
定度来源于直接测量量d 0、d ',易得:mm 004.0222B ?= ?=?仪,合成不确定度:=?+?=?2
B 2
A d mm 。
4、==∑=n
i i h n h 1
1 mm ;h 的A 类不确定度:=-=?1(95.0A n t n
S h mm , 游标卡尺的误差mm 02.0=?仪,h 的B 类不确定度来源于直接测量量h 0、h ',易得:
mm 02.0222B ?=
?=?仪,合成不确定度:=?+?=?2
B 2
A h mm 。
5、铜圆柱体密度的测量平均值:
==h d m 2π4ρ 3cm g 。
6、密度的合成不确定度:
=?+?+?=?222(2((
h
d m h d m ρρ 3cm g 。 7、密度的测量结果:ρρρ?±=,95.0≥p 。思考题:
1、与游标卡尺读数原理相似的仪器还有哪些?
2、测量数据中,铜圆柱体的直径d 和高度h 的不确定
性主要来源是什么?
实验讨论:
描述实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器和方法的建议以及本实验在其它方面的应用等,还可以谈谈实验的心得体会。
附录:长度、质量测量的基本仪器
1、螺旋测微器(千分尺
测砧测微螺杆螺母套管(主尺锁紧装置
(1测量前确保测砧和测微螺杆的测量面洁净。
(2被测物或测量面被夹紧前一定要转棘轮旋进,以免损坏测微螺杆。
(3测量前要记录零点读数,因为d=0时,读数不一定为零。一般,读数为正值,若微分套管(分度尺0刻度线在主尺线下方,读数为负值,即-0.5mm+分度尺正读数(负+正后总体是负。被测物的读数减零点读数才是其实际长度。
(4测量完毕,不要夹紧测量面,应留有缝隙,以免受热膨胀损坏测量面和测微螺杆。
2、游标卡尺
d
(1测量前确保测量面(或刀口洁净。
(2测量前要记录零点读数,因为d=0时,读数不一定为零。一般,读数为正值,若游标0刻度在主尺0mm 刻度左边,读数为负值,即-1mm+游标正读数。被测物的读数减零点读数才是其实际长度。
(3读数时,毫米以上,看游标0刻度停在主尺多少毫米;毫米以下,看游标第几条刻线和主尺刻线对齐,就读几倍0.02mm (此处0.02mm 为最小分度,即游标刻线间距比主尺刻线间距少0.02mm 。
(4用量爪测外径(长,量刃测内径(长。
3、物理天平
中央刀口横梁操作要点:
(1水平调节。在天平底座上装有气泡水平仪,调节底座脚钉,使气泡位于水平仪中心。有的天平利用铅垂线来调节水平。
(2平衡调节。天平止动时,天平横梁被两个螺钉支撑,比较稳定。先将托盘挂钩挂到两边刀口上,拨动游标至零刻线。旋转升降旋钮,天平被启动,观察天平横梁是否平衡,指针是否指向零点(或平衡位置。若不指零,反向旋转升降旋钮,天平被止动,调节平衡螺母。再次启动天平,观察横梁或指针,反复调节。若天平不能静止下来,只要指针左右摆幅近似相等,便可认为天平达到平衡。
(3称量。止动天平,将被测物体放入左盘,合适的砝码放入右盘,启动天平,观察横梁或指针。止动天平,增减砝码使天平平衡(注意,为了避免天平刀口受到冲击,在取、放砝码时,都必须使天平止动。如果天平还未平衡,就要使用游码,移动游码也要使天平止动。当天平达到平衡时,止动天平,记录砝码和游码的总质量,即被测物体的质量。
(4还原天平。将托盘挂钩从两边刀口取下,取回被测物体和砝码,游码归零。
二比较法测量液体粘度
实验目的:
1、测量酒精的粘度。
2、掌握泊肃叶公式及其应用。
实验仪器:
奥斯特瓦尔德粘度计、支架、烧杯、容量瓶、量筒、滴管、天平、秒表、温度计。
实验原理:
奥斯特瓦尔德粘度计为一
U 型玻璃管,左边管口较小较
短,管口下有一小玻璃泡,右边管口较大较长,靠底部有一大玻璃泡,两玻璃泡之间由毛细直管和粗弯管连通。
实验中,先用将液面吹(吸至m 刻线以上,待液面降至m
处开始计时,降至n 处停止计
时。由于两边玻璃泡的作用,液
面升降速度很慢,毛细管上下端
的压强差(21p p -可用流体静
压强计算。若液体密度为ρ,两边液面距毛细管上下端点的高度分别是h 1、h 2,则:
(2121h h g p p -=-ρ
(1 若液面从m 降至n 所需时间为t ,粘度计m 、n 之间的容积为V ,根据泊肃叶公式: ?-+=t t L h h L g r V 0214d 8(πηρ (2
1
p 2
p
式中η为液体的粘度,r 为毛细管的半径。
如果用相同体积的酒精和水先、后注入粘度计中,分别测出下降时间,由(2得:
?-+=酒精酒精酒精t t L h h L g r V 0214d 8(πηρ (3 ?-+=水水水t t L h h L g r V 0
214d 8(πηρ (4 实验中虽然h 1、h 2不断变化,但对于这两种液体,变化情况完全相同,因此,由(3、(4可得: 水
水水酒精酒精酒精t t ηρηρ= (5 即: 水
酒精水酒精水酒精t t ?=ρρηη (6 对于相同体积的两种液体,可以用质量比代替密度比。
即: 水
酒精水酒精水酒精t t m m ?=ηη (7 数据记录及处理:
3、==∑=i i t n t 1
水水 s ;水t 的A 类不确定度:
=-=
?1(95.0A n t n
S t 水
s ,
B 类不确定度等于秒表的最小分度:=?B s ,
=?+?=?2B 2A 水t s 。
4、==∑=n
i i t n t 11酒精酒精 s ;酒精t 的A 类不确定度: =-=?1(95.0A n t n
S t 酒精
s ,
B 类不确定度等于秒表的最小分度:=?B s ,
=?+?=?2B 2A 酒精t s 。
5、水温: ℃,该温度下水的粘度水η= s μPa ?。
6、酒精粘度的平均值:
=?=水酒精水酒精水酒精t t
m m ηη s μPa ?。
7、 2222(
(
(
(
水
水
酒精
酒精
酒精水水酒精酒精酒精t m t m t m t m ?+?+?+?=?ηη
= μPa s ?。
8、酒精粘度的测量结果:
酒精酒精酒精ηηη?±=,95.0≥p 。
思考题:
1、液体在粘度计的毛细管部分作什么运动?
2、实验过程中粘度计倾斜了影响测量结果吗?
3、实验中如何更准确地测量液面下降时间? 实验讨论:
描述实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器和方法的建议以及本实验在其它方面的应用等,还可以谈谈实验的心得体会。
-3
三扭摆法测量物体转动惯量
实验目的:
1、熟悉扭摆的结构和转动惯量测试仪的使用方法。
2、测量不同形状刚体模具的转动惯量J 和弹簧的扭转系数K 。实验仪器:
刚体模具、转动惯量测试仪、游标卡尺。实验原理:
弹簧原长M =0弹簧卷曲M 向外弹簧伸展M 向里
扭摆的螺旋弹簧部分如上图所示,其外圈端点固定
不动,内圈端点与转轴连接。r 为转轴的半径,F 为弹簧因扭转而产生的回复力,F 的作用点在内圈端点与转轴连接处,M 为F 产生的回复力矩。转轴上的物体在M 的作用下,可以绕转轴作简谐摆动。根据胡克定律,回复力矩M 与弹簧扭转的角度q 成正比,即: q K M -=
(1 (1式中,K 为弹簧的扭转系数,根据转动定律:
22d d t
J J M q
α== (2
(2式中,J 为转轴上的物体绕转轴的转动惯量,α为角加速度,令:
J
K =2ω (3
忽略轴承的摩擦力矩,由(1、(2、(3得:
0d d 222=+q ωq
t
(4 (4的解是: cos(?ωq +=t A
(5
摆动周期:
K
J T π
2π
2==
ω (6
测量金属载物转盘空载时的摆动周期T 0,由(6得其转
动惯量为: 2
200π
4K T J = (7 将塑料圆柱体安放在转盘上,测量摆动周期T 1,总转动惯量为: 2
210π4K
T J J =+柱 (8
塑料圆柱体转动惯量理论值为:28
1
mD J =柱 (9
联立 (7、(8 、(9,求出:J 0 、K 。
如果将其它刚体模具安放在转盘上,测出摆动周期T x ,则模具转动惯量为:
02
2π4J K T J x x -= (10
思考题:
1、实验中为什么要测量J0、K?
2、实验中如何更准确地测量刚体模具的几何尺寸?实验讨论:
描述实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器和方法的建议以及本实验在其它方面的应用等,还可以谈谈实验的心得体会。
四气体比热容比的测定
实验目的:
1、测定空气的比热容比。
2、理解振动法测量原理。
实验仪器:
FB212型气体比热容比测定仪、电子天平、螺旋测微器。
实验原理:
热容是物质的重要参量,在研究物质结构、确定相变、鉴定物质纯度等方面起着重要的作用。气体的定压摩尔热容C p 与定容摩尔热容C V 之比称为比热容比γ ,它在热力学过程特别是绝热过程中是一个很重要的参数。γ 的测定方法有多种,本实验通过测定物体在特定容器中的振动周期来计算γ 值。
r 2p 0
r 2p
如图所示,储气瓶的柱形玻璃管中悬浮着一个光滑的钢球,钢球直径等于玻璃管内径,管壁铅直,钢球可以在玻璃管中上下无摩擦运动。设钢球的质量为m ,半径为r ,当瓶内气压p 满足:
20πr
mg p p += (1
时(式中0p 为大气压强,钢球处于受力平衡状态。若钢球偏离平衡位置一个较
小位移x ,瓶内气压也会有一个微变d p ,钢球所受合外力f 不再为零,由牛顿第二定律可得: 222d d d πt x m p r f == (2 因为钢球运动过程相当快,气体来不及传热,若忽
略漏气、摩擦等损耗,此过程可以看作理想气体的绝热过程,即:
常数=γpV (3
对(3式求导得: V V p p d d γ-= (4 将(4式代入(2式得: 0πd d 4222=+x mV p r t x γ (5 求解(5式得钢球振动的位移方程:
cos(?ω+=t A x (6
其中: mV
p r T γω42ππ2== (7 则: 4242644pd
T mV pr T mV ==γ (8 数据记录及处理: = 储气瓶容积V = m 3
大气压0p = Pa
比热容比
4π(π642402d mg d p T mV +=γ= 思考题:
1、若振动过程中气体有少量吸热放热,在p -V 图上画
出等温线、绝热线和过程曲线示意图。
2、实验中哪个物理量的测量对比热容比的计算误差
影响较大?
实验讨论:
描述实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器和方法的建议以及本实验在其它方面的应用等,还可以谈谈实验的心得体会。
五示波器的使用
实验目的:
1、了解示波器的原理。
2、掌握示波器和信号发生器的使用方法。
实验仪器:
示波器、信号发生器。
实验原理:
1、熟悉示波器的面板功能和基本使用方法。
参考示波器操作手册(Oscilloscope SS-7802A Instruction Manual section 1、section 2。
2、观察李萨如图形(Lissajous waveforms。参考section
3、光标测量和频率计,参考section 3。
1、若显示屏上波形垂直方向幅度太大,如何调节?
2、若显示荧光屏上波形的周期数太多,如何调节?
3、请查阅相关资料,谈谈什么是同步电路?
实验讨论:
描述实验中观察到的异常现象及可能的解释,分析实验误差的主要来源,对实验仪器和方法的建议以及本实验在其它方面的应用等,还可以谈谈实验的心得体会。
六声速的测定
实验目的:
1、了解超声波的产生和接收的原理。
2、学会用几种方法测量声波在空气中的传播速度u 。
3、学习用逐差法处理数据。实验仪器:
SV-DH-5A 声测试仪、SVX-5声速测试仪信号源、示波器、温度计等。实验原理:
声波传播的速度u 和其波长λ以及频率f 之间的关系为:f u ?=λ;
时差法测量声速:t x u ??=。数据记录及处理:
1、空气中的声速理论值。
大学物理学实验指导书_4
大学物理学实验指导书 大学物理实验 力学部分 实验一长度与体积的测量 实验类型：验证 实验类别：专业主干课 实验学时：2 所属课程：大学物理
所涉及的课程和知识点：误差原理有效数字 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握测长度的几种常用仪器的使用，并会正确读数。练习作好记录和误差计算。 二、实验要求 （1）分别用游标卡尺、螺旋测微计测金属圆筒、小钢球的内外径及高度，并求体积。（2）练习多次等精度测量误差的处理方法。 三、实验仪器设备及材料 游标卡尺，螺旋测微计，金属圆柱体，小钢球，铜丝 四、实验方案 1、用游标卡尺测量并计算所给样品的体积。 2、分别用千分尺和读数显微镜测量所给金属丝的直径。 数据处理 注意：有效数字的读取和运用，自拟表格，按有关规则进行数据处理。 描述实验过程（步骤）以及安全注意事项等,设计性实验由学生自行设计实验方案。 五、考核形式 实际操作过程实验报告 六、实验报告 实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。 对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题 1、游标卡尺测量长度时如何读数 游标本身有没有估读数 2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位初读数的正负如何判断 待测长度如何确定 实验二单摆 实验类型：设计 实验类别：专业主干课 实验学时：2 所属课程：大学物理 所涉及的课程和知识点：力学单摆周期公式 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握使用停表和米尺，测准单摆的周期和摆长。利用单摆周期公式求当地的重力加速度
二、实验要求 （1）测摆长为1m时的周期求g值。 （2）改变摆长，每次减少10cm，测相应周期T，作T—L图，验证单摆周期公式。 三、实验仪器设备及材料 单摆、米尺、游标卡尺、停表。 四、实验方案 利用试验台上所给的设备及材料，自己制作一个单摆，然后设计实验步骤测出单摆的周期，再根据单摆的周期公式计算当地的重力加速速。 改变摆长，讨论对实验结果的影响并分析误差产生的原因 五、考核形式 实际操作过程实验报告 六、实验报告 实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。 对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题 1、为什么测量周期不宜直接测量摆球往返一次摆动的周期试从误差分析来说明。 2、在室内天棚上挂一单摆，摆长很长，你设法用简单的工具测出摆长不许直接测量摆长。 实验三牛顿第二定律的验证 实验类型：验证 实验类别：专业主干课 实验学时：2 所属课程：大学物理 所涉及的课程和知识点：力学牛顿第二定律摩擦 一、实验目的 通过本实验的学习，使学生掌握气垫导轨的使用，使学生通过在气垫导轨上验证牛顿第二定律，更深刻的理解牛顿第二定律的物理本质。 二、实验要求 验证当m一定时，a∝F,当F一定时，a∝1／m。 三、实验仪器设备及材料 气垫导轨，数字毫秒计，光电门，气源 四、实验方案 1、调整气垫导轨水平。 在导轨的端部小心安装好滑轮，使其转动自如，细心调整好导轨的水平。
大学物理实验内容
物理实验教程 3.2 钢丝杨氏模量的测定 3.5 固体的导热系数的测定 3.8 惠更斯电桥 3.14 示波器的使用 3.15 霍尔效应的应用 3.17 分光计的调节和使用 3.19 等厚干涉的应用 407宿舍
3.2钢丝杨氏模量的测定 【实验目的】 1．了解静态拉伸法测杨氏模量的方法 2．掌握光杠杆放大法测微小长度变化的原理和方法 3．学会用逐差法处理数据 【实验内容与步骤】 1．用拉伸法测钢丝的杨氏模量 1.1 调整杨氏模量测定仪 调节杨氏模量测定仪的底脚调整螺钉，使立柱铅直。调节平台的上下位置，使随钢丝伸长的夹具B 上端与沟槽在同一水平面上（为什么?）。加1Kg 砝码在砝码托盘上，将钢丝拉直，检查夹具B 是否能在平台的孔中上下自由地滑动，钢丝是否被上下夹子夹紧． 1.2 调整光杠杆镜尺组 光杠杆后两足置于沟槽内，前足置于夹具B 上，让平面镜竖直，镜尺组安放在光杠杆正前方约1.2m 处，并尽量使望远镜水平并与光杠杆镜面同高，标尺竖直。 调节望远镜（移动或转动望远镜支架）使得从望远镜上方沿镜筒轴线方向在平面镜中能看到标尺的像，调节望远镜的目镜，看清镜筒内的十字叉丝，调节望远镜的调焦旋钮，使标尺的像清晰并无视差。 仔细调节光杠杆，使与望远镜同高的标尺刻度像与十字叉丝的横叉丝重合。（为什么？） 1.3 测量n ? 轻轻的依次将1Kg 的砝码加到砝码托盘上（砝码托自重不计），记录不同力作用下望远镜中标尺读数'i n (共6次)，然后将砝码再依次轻轻取下，再记录不同力作用下标尺读数" i n ，两次读数的平均值作为不同力作用下标尺的读数i n ，用逐差法求n ? 注意：测量时应随时注意检查和判断测量数据的合理性；加砝码时勿使砝码托摆动，并将砝码缺口交叉放置，以免倒落。 1.4 测L 、D 用钢卷尺测量光杠杆镜面到标尺的距离D 和上下夹具之间钢丝的长度L 。 1.5 测 b 用印迹法（即将光杠杆拿下放在纸上压出三个脚尖的迹点）测出光杠杆前足到后两足连线的垂直距离b 。 1.6 用螺旋测微计测量钢丝的直径d,选择上中下三处，每处都要在互相垂直方向上各测一次，
大学物理实验教学大纲.doc
《大学物理实验》教学大纲 课程编号: 72201008/72201009 课程名称：大学物理实验 英文名称： College Physics Experiments 课程性质：学科基础课 总学时： 72学时 学分： 2分 适用专业：测控技术与仪器专业 先修课程：大学物理 一、实验目的与任务 物理实验课是对学生进行实验教育的入门课程，其教学目的在于使学生学习物理实验基础知识 的同时,受到严格训练,掌握初步的实验能力,养成良好的实验习惯和严谨的科学作风。 二、教学基本要求 通过实验教学，加深对基础理论知识的理解，培养学生实验动手能力,并掌握一些基本仪器的使 用方法。 三、实验项目与类型 力学部分
热学部分 电磁学学部分
光学部分 四、实验教学内容及学时分配 基础知识 测量与误差，主要讲述误差理论及数据处理 力学部分 实验一长度的综合测量 1．目的要求 练习使用测长度的几种常用仪器，练习做好记录和计算不确定度。 2．方法原理 用米尺、游标卡尺、螺旋测微仪测滚珠的直径和圆柱管的内外半径和高度。 3．主要实验仪器及材料 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪、滚珠、圆柱管。 4．掌握要点 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪的使用方法及不确定度的计算方法。 5．实验项目： （1）用游标卡尺测圆柱管的内外半径及高度，并计算其体积。 （2）用螺旋测微仪测滚珠的直径。 （3）不确定度的计算。 实验二单摆 1．目的要求 用停表和米尺，测单摆的周期和摆长，并求出当地的重力加速度值。 2．方法原理
g l T π2= ()()2 22)(?? ? ??+??? ??=t t u l l u g g u 。 3．主要实验仪器及材料 单摆、停表、钢尺。 4．掌握要点 测量单摆周期的注意事项、重力加速度的不确定度的计算。 5．实验项目： （1）用游标卡尺测小球的直径。 （2）用钢尺测悬线的长度。 （3）用停表测单摆的周期（不改变摆长，测5次，每次30个周期的时间） （4）计算重力加速度和它的不确定度。 （4）改变摆长，测单摆的周期，用作图法算出重力加速度。 实验三 测重力加速度 1．目的要求 掌握几种测重力加速度的方法。 2．方法原理 自己 3．主要实验仪器及材料 自由落体装置、数字毫秒计、光电计时装置 ，单摆 气垫导轨。 4．掌握要点 掌握测量重力加速度的方法。 5．实验项目： （1）根据原理设计实验方案。 （2）记录实验数据 （3）数据处理及不确定度的计算。 实验四 密度的测定 1．目的要求 熟练掌握物理天平的调节和使用方法，掌握静力称衡法和比重瓶法。 2．方法原理 v m = ρ，质量用天平称量，体积用阿基米德定律求出。 3．主要实验仪器及材料 物理天平，游标卡尺、比重瓶，小烧杯、温度计、酒精、不规则玻璃块。 4．掌握要点 物理天平的调节和方法、测量密度的两种方法：静力称衡法和比重瓶法。 5．实验项目： （1）学习调整和使用物理天平。 （2）用流体静力称衡法测固体的密度。 （3）用比重瓶法测酒精的密度。 实验五 拉伸法测杨氏弹性模量 1．目的要求 用伸长法测定金属丝的杨氏模量，学习光杠杆原理并掌握使用方法。
机械制造基础实验指导
实验一材料的金相显微组织观察 1.1 实验目的 1、了解金相显微镜的结构及原理； 2、熟悉金相显微镜的使用与维护方法； 1.2 金相显微镜的原理、构造和操作方法 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法之一，特别是在金属材料 研究领域占有很重要的地位。而金相显微镜是进行金相分析的主要工具，利用金 相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法，称为金相显微分 析。显微分析可以观察，研究材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物在组织 中的数量和分布情况等问题，及可以研究材料的组织结构与其化学成分之间的关 系，确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织，可以判别材料质量的优劣 等。 1、金相显微镜的工作原理 显微镜的简单基本原理如图1.1所示。它包括两个透镜：物镜和目镜。对着 被观测物体的透镜，成为物镜；对着人眼的透镜，成为目镜。被观测物体AB， 放在物镜前较焦点F1略远一点的地方。物镜使AB形成放大倒立的实像A1B1，目镜再把A1B1放大成倒立的虚像A’1B’1，它正在人眼明视距离处，即距人眼 图1.1 显微镜成像光学简图图1.2 物镜的孔径角 250mm处，人眼通过目镜看到的就是这个虚像A’1B’1。显微镜的主要性能有： ①显微镜的放大倍数：它等于物镜与目镜单独放大倍数的乘积，即物镜放 大倍数M ＝A1B1/AB；目镜放大倍数M目＝A’1B’1 /A1B1；显微镜的放大倍数M 物 ＝A’1B’1 /AB＝M物×M目。 ②显微镜的鉴别率：指显微镜能清晰地分辨试样上两点间的最小距离d的 能力，d值越小，鉴别率就越高。它是显微镜的一个重要性能，取决于物镜数值 孔径A和所用光线的波长λ，可用如下的式子表示：
大学物理实验课后答案
实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交
大学物理实验作业习题
作业习题 第一部分：力学部分 1、长度、密度测量 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？ ⑶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？ ⑷如要测定一块任意形状的固体的密度，试选择一种实验方法，写出测量的步骤。 2 、三线悬盘测刚体转动惯量 ⑴为什么实验时必须要求两盘水平，三根悬线长度相等？ ⑵如何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m0、m1、m2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？为什么？ 3、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： 把光电门放在远离及靠近碰撞位置； 碰撞速度大和小； 正碰与斜碰 导轨中气压大与小。 4 、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（螺旋测微计、钢卷尺等）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？ 5、焦利氏秤测液体的表面张力系数 ⑴焦利氏秤的弹簧为什么要做成锥形？ ⑵实验中应注意哪些方面因素才能减小误差？ 6 、落球法测液体的粘滞系数 ⑴本实验中可能引起误差的因素有哪些？ ⑵本实验所采用的测液体粘滞系数的方法是否对一切液体都适用？ ⑶什么是雷诺系数？说明其物理意义，结合以上实验，分析其影响。 第二部分：电学部分 7、万用表及电路 ⑴为什么不宜用欧姆计测量表头的内阻？ ⑵万用表使用完毕后，为什么不能让功能旋钮停在欧姆挡？ ⑶选择两个电位器，组成一个可以进行粗调和细调的分压电路（画出电路图，标明 电位器的阻值）。 8 、电流计的研究 ⑴灵敏电流计之所以有较高的灵敏度是由于结构上做了哪些改进？ 9、单臂电桥测电阻 （1）电桥采用什么方法测电阻？ （2）单臂电桥适合测多大的电阻？能读几位有效数字？ 10、双臂电桥测低电阻 ⑴如果将标准电阻和待测铜棒的电压接头与电流接头互相颠倒，等效电路是怎样的 这样做好不好？ （2）双臂电桥是怎样消除导线电阻及接触电阻的影响的？
理工科大学物理实验课程教学基本要求
附件2： 理工科大学物理实验课程教学基本要求 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。 在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。 物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。 一．课程的地位、作用和任务 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。 物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 本课程的具体任务是： 1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学 生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。 2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精 神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。 二、教学内容基本要求 大学物理实验应包括普通物理实验（力学、热学、电磁学、光学实验）和近代物理实验，具体的教学内容基本要求如下： 1.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。 （1）测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。 （2）处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技术的普及，应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。 2.掌握基本物理量的测量方法。 例如：长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量，注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。 3.了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用。 例如：比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法，以及在近代科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。 4.掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用。 例如：长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交／直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。 各校应根据条件，在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术，例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。 5.掌握常用的实验操作技术。
机械工程材料实验与实践教学
《机械工程材料》实验与实践教学 实验一铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 1. 熟练运用铁碳合金相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。 2. 掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。 二、原理概述 铁碳合金相图是研究碳钢组织、确定其热加工工艺的重要依据。按组织标注的铁碳相图见图。铁碳合金在室温的平衡组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）两相按不同数量、大小、形态和分布所组成。高温下还有奥氏体（A）和δ固溶体相。 利用铁碳合金相图分析铁碳合金的组织时，需了解相图中各相的本质及其形成过程，明确图中各线的意义，三条水平线上的反应及反应产物的本质和形态，并能做出不同合金的冷却曲线，从而得知其凝固过程中组织的变化及最后的室温组织。 根据含碳量的不同，铁碳合金可分为工业纯铁、碳钢及白口铸铁三大类，现分别说明其组织形成过程及特征。 1. 工业纯铁 碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。见图1-1。当其冷到碳在α-Fe中的固溶度线PQ以下时，将沿铁素体晶界析出少量三次渗碳体，铁素体的硬度在80HB左右，而渗碳的硬度高达800HB，因工业纯铁中的渗碳体量很少，故硬度、强度不高而塑性、韧性较好。
图1-1 工业纯铁组织 2. 碳钢 碳的质量分数C w 在（0.0218~2.11）%之间的铁碳合金称为碳钢，根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢。 （1）共析钢 成分为%77.0=C w ，在727℃以上的组织为奥氏体，冷至727℃时发生共析反应： {}{}C Fe F A C C 3%0218.0%77.0+→ 将铁素体与渗碳体的机械混合物称珠光体（P ）。室温下珠光体中渗碳体的质量分数约为12%，慢冷所得的珠光体呈层片状。 图1-2 珠光体电镜组织 图1-3 珠光体光镜组 织 采用电子显微镜高倍放大能看出Fe 3C 薄层的厚度，图1-2中窄条为Fe 3C ，
大学物理实验课程教学大纲
大学物理实验课程教学大纲 课程名称：大学物理实验 英文名称：College Physics Experiment 实验课程编号：110309 课程性质：基础必修课 课程属性：工科各专业本科生必修 教材名称：《大学物理实验》 实验指导书名称： （无） 课程总学时：56 实验总学时：56 开设实验项目数：17 总学分：3.5 应开实验学期：一年级第2学期，二年级第1学期 适用专业：工科各专业本科生 先修课程：高等数学 本大纲主撰人：凌亚文 审核人：王占民 一、 课程的目标及基本要求 物理学是一门实验科学。物理规律的发展及其理论的建立，都必须以严格的物理实验为基 础，并受到实验的检验。 为了适应社会飞速发展的要求，需要培养大量有创造性的工程技术人才。为此要求工科大 学毕业生，不仅要具有较宽广的基础理论知识， 而且还要具有能从事现代科学实验的较强能力。 物理实验是学生入学后，受系统实验技能训练的开端，是一系列实验训练的重要基础。因此， 在整个物理学的教学过程中，必须十分注意实验技能的训练，物理实验应与理论教学具有同等 重要的地位，而不是作为理论课的附属环节。 二、 课程实验的目的要求 在一定的物理知识和中学物理实验的基础上，对学生进行实验方法和技能的基础训练。要 求学生弄懂实验原理，了解一些物理量的测量方法。要求学生熟悉常用仪器的基本原理和性能, 并了解使用方法。要求学生能够正确记录、处理实验数据，分析判断实验结果，并能写出比较 完整的实验报告。培养和提高学生观察、分析实验现象的本领和独立工作能力。并通过实验中 的观察、测量和分析，加深对物理学中某些概念、规律和理论的理解。培养学生严肃认真的工 作作风，实事求是的科学态度和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。 三、 适用专业 工科各专业本科生。 四、实验方式与基本要求 西安建筑科技大学 负责人：史彭
大学物理实验4-指导书
1.1 静电场 实验内容 图示静电场的基本性质: 同心球壳电场及电势分布图。 实验设置 有两个均匀带电的金属同心球壳配置如图。内球壳（厚度不计）半径为R 1=5.0 cm ，带电荷 q 1 = 0.6?10-8 C ；外球壳半径R 2 = 7.5 cm ，外半径R 3 = 9.0 cm ，所带总电荷q 2 = - 2.0?10-8 C 。 实验任务 画出该同心球壳的电场及电势分布。 实验步骤及方法 基本原理：根据高斯定理推导出电场及电势的 分布公式；利用数据分析软件，如Microsoft Excel 绘制电场及电势的分布图。 在如图所示的带电体中，因内球壳带电q 1，由于静电感应，外球壳的内表面上将均匀地分布电荷-q 1；根据电荷平衡原理，外球壳的外表面上所带电荷除了原来的q2外，还因为内表面感应了-q 1而生成+q 1,所以外球壳的外表面上将均匀分布电荷q 1+q 2。 在推导电场和电势分布公式时，须根据r 的变化范围分别讨论r < R 1、R 1 < r < R 2、R 2 < r < R 3、r > R 3几种情况。 场强分布： 当r < R 1时， 001=?=???E dS E S 当R 1 < r < R 2时， ?= ???0 1 εq dS E S 2 1 0241 r q E επ= 当R 2 < r < R 3时， 00 3=?=???E dS E S 当r > R 3时， 1
2 210 40 2 141r q q E q q dS E S += ? += ??? επε 电势分布： 根据电势的定义，可以求得电势的分布。 当r < R 1时， 3 2 10210110143211414141 3 3 2 21 1R q q R q R q U dr E dr E dr E dr E dr E U R R R R R R r r ++ -=?+?+?+?=?=?????∞ ∞ επεπεπ 当R 1 < r < R 2时， 3 2 102101014321414141 3 3 2 2R q q R q r q U dr E dr E dr E dr E U R R R R r r ++ -=?+?+?=?=????∞ ∞ επεπεπ 当R 2 < r < R 3时， 3 2 10143141 3 3 R q q U dr E dr E dr E U R R r r += ?+?=?=???∞ ∞ επ 当r > R 3时， r q q U dr E dr E U r r 2 1014141 += ?=?=??∞ ∞επ 至此，可以用MS Excel 来绘制电场及电势分布图。方法如下： 打开Excel 后会有一个默认的表格出现（如下图） 在A1、A2、A3单元格内分别输入“R1=”、“R2=”、“R3=”；在B1、B2、B3单元格内分别输入R1、R2、R3的数值。
大学物理实验报告大全大学物理实验教学的认识与实践
大学物理实验报告大全大学物理实验教学的认识与实践摘要：大学物理实验课是理工科学生的一门基础课。对每一位教师而言, 激发学生实验兴趣,提高实验教学效果, 是每一位实验课教师探究的问题。笔者根据自己多年教学经验, 从实验内容和教学方法谈了自己几点体会。 关健词:物理实验教学；实验兴趣；教学效果；综合素质 一、引言 大学物理实验是学生接受大学教育最早接触到的一门系统而全面的理论与实践相结合的实验基础教育课程。大学物理实验的特点在于它具有普遍性(力、热、电、光) 、基本性(一切实验的基础) 、通用性(适用于一切领域),把高、精、尖的科研实验分解,绝大部分与常见、常做的普通物理实验有关,所以学好大学物理实验课就为学生今后从事任何科技工作打下坚实的基础[1]。同时, 大学物理实验课又是一系列后续专业实验课的重要基础。通过物理实验课，可以培养学生周密实验设计、精确科学测量、熟练操作仪器、准确数据计算和处
理能力。物理实验技能是学生今后进行其它实验和从事科技工作的基础。在教学过程中我们发现, 有部分学生对实验课不重视, 认为实验课枯燥、没有兴趣, 上课只是按照老师的要求和示范做实验。做实验过程中出现问题不去分析，等待老师解决。实验报告照抄实验讲义, 实验只是机械的操作实验仪器, 被动地接受知识, 没有发挥自己的 自主学习积极性。究竟是什么原因使学生对如此重要的环节不予重视? 我们分析，其主要的原因有以下几点:首先是随着 __的不断发展,社 会对同学们的计算机、英语水平的要求不断提高,同学们会自觉不自 觉地在它们上面花费大量的时间,另外随着就业形势的日益严峻,很 多同学选择考研,对于考研要考的科目如英语、数学等课程,不用老师督促他们也会加紧学,此外他们还要应付专业课等等。因此,大部分同学们自然而然地将物理实验放到了比较次要的位置。其次是有的同学就怕动手做实验,有的同学在高中基本没有做过实验,特别是有些女 学生畏电如虎,实验仪器根本就不敢摸。还有就是传统的实验课教学 方法上有问题,没能充分调动学生的积极性。因此,如何转变学生对实验课的态度,启发他们的兴趣,进而提高他们实验操作技能乃至创新 精神,是摆在全国各高校教学部门和物理实验室面前的现实问题。针 对这一问题，在物理实验教学过程中, 我们根据具体实验内容, 采取灵活多样的教学方法, 调动学生实验的积极性, 培养学生实验能力, 提高实验教学效果。
机械工程测试技术基础实验指导书讲解
《机械工程测试技术基础》实验指导书实验一观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成 一、实验目的 1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。 2、观测基波和其谐波的合成 二、实验设备 1、信号与系统实验箱：TKSS-A型或TKSS-B型或TKSS-C型： 2、双综示波器。 三、实验原理 1、一个非正弦周期函数可以用一系列频谱成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的 2、 3、 4、。。。、n等倍数分别称二次、三次、四次、。。。、n次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小，直至无穷小。 2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。 3、一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式如下，方波频谱图如图2-1表示 图2-1方波频谱图
1、方波 ()?? ? ??++++= t t t t u t u m ωωωωπ7sin 715sin 513sin 31sin 4 2、三角波 ()?? ? ??++-= t t t U t u m ωωωπ5sin 2513sin 91sin 82 3、半波 ()?? ? ??+--+= t t t U t u m ωωωππ4cos 151cos 31sin 4212 4、全波 ()?? ? ??+---= t t t U t u m ωωωπ6cos 3514cos 1512cos 31214 5、矩形波 ()?? ? ??++++= t T t T t T U T U t u m m ωτπωτπωτππτ3cos 3sin 312cos 2sin 21cos sin 2图中LPF 为低通滤波器，可分解出非正弦周期函数的直流分量。BPF 1～BPF 6为调谐在基波和 各次谐波上的带通滤波器，加法器用于信号的合成。 四、预习要求 在做实验前必须认真复习教材中关于周期性信号傅立叶级数分解的有关内容。 五、实验内容及步骤 1、调节函数信号发生器，使其输出50Hz 的方波信号，并将其接至信号分解实验模块 BPF 的输入端，然后细调函数信号发生器的输出频率，使该模块的基波50Hz 成分BPF
大学物理实验心得体会篇一
大学物理实验心得体会 大学物理实验心得体会（一） 为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 物理学从本质上说就是一门实验的科学，它以严格的实验事实为基础，也不断的受到实验的检验，可是从中学一直到现在，在物理课程的学习中，我们都普遍注重理论而忽视了实验的重要性。本学期的大学物理实验，向我们展示了在物理学的发展中，人类积累的大量的实验方法以及创造出的各种精密巧妙的仪器设备，让我们开阔了视野，增长了见识，在喟叹先人的聪明才智之余，更激发了我们对未知领域的求知与探索。 大学物理实验是我们进入大学后受到的又一次系统的实验方法与实验技能的培训，通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使我们进一步加深了对物理学原理的理解，培养与提高了我们的科学实验能力以及科学实验素养。特别是对于我们这样一批工科的学生，仅有扎实的科学理论知识是远远不够的，科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工工程技术的基础。一个合格的工程技术人员除了要具备较为深广的理论知识，更要具有较强的实践经验，大学
物理实验为我们提供了这样的一个平台，为我们动手能力的培养奠定了坚实的基础。 除次之外，大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。 感谢大学物理实验，让我收获了许多。 大学物理实验心得体会（二） 本学期我们生科专业开设了3门实验课，在实验课中，我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西，尤其是物理光学实验。它教会我更多的应该是一种态度，对待科学，对待学习。为期七周的的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这七周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。 我很感谢能够有机会学习物理实验，因为每一位老师都教会了我很多。每次上实验课，老师都给我们认真的讲解实验原理，轮到我们自己动手的时候，老师还常常给予我们帮助，不厌其烦地为我们讲解，直到我们做出来。有的同学在实验过程中出现了问题，就耽误了时间，老师也总是陪着我们直到最后一名同学做完实验。
磁性物理实验指导书
磁性物理实验 讲义 磁性物理课程组编写 电子科技大学微电子与固体电子学院 二O一二年九月
目录 一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (1) 二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 (3) 三、磁致伸缩系数测量与分析 (6) 四、磁化强度测量与分析 (9) 五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 (11) 六、磁畴结构分析表征 (12)
一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (一) 、实验目的： 了解磁性材料的起始磁导率的测量原理，学会测量材料的起始磁导率，并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。 (二）、实验原理及方法： 一个被磁化的环型试样，当径向宽度比较大时，磁通将集中在内半径附近的区域分布较密，而在外半径附近处，磁通密度较小，因此，实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况，引入有效尺寸参数。有效尺寸参数为：有效平均半径r e ，有效磁路长度l e ，有效横截面积A e ，有效体积V e 。矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。 ???? ??-=21 1 211ln r r r r r e （1） ???? ??-=21 12 11ln 2r r r r l e π （2） ???? ??-=2112 211ln r r r r h A e （3） e e e l A V = （4） 其中：r 1为环型磁芯的内半径，r 2为环型磁芯的外半径，h 为磁芯高度。 利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性，尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时，应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。材料的起始磁导率（i μ）可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量（L ）而计算得到。计算公式如式（5）所示。 2 0i e e A N L l μμ= （5）
大学物理实验 实验内容及要求
实验内容及要求（12学时） 第一单元： 实验一、长度和固体密度测量 1.主要仪器：游标尺、千分尺、物理天平 2．讲解：功能、构造、原理、等级、灵敏度、分度值、量程、仪器误差限、使用方法及注意事项等。 3．测量及计算详见“力学实验考试要求”。（在实验要求的目录里） 特别提示：本实验项目作为学生本期考试成绩，实验操作和实验报告在二节课内定时完成。本学期实验结束后下发该报告。 实验二、分光计调节及棱镜项角的测量 1.主要仪器：分光计、钠光灯、三棱镜 2.基本知识介绍：光学实验的基本操作规程、常用光源（激光、钠光灯、水银灯）、基本调节技术（光学元件光轴的共轴等高的调节、消除视差的调节、自准直法）、常用光学仪器（望远镜、目镜、放大镜、显微镜） 3．讲解：仪器结构、读数系统（刻度盘刻度、游标刻度的分格和主刻度盘上分格的关系，偏心误差的产生及消除，如何计算测量角度）、仪器的调节方法（粗调、调节望远镜、调节准直管），分光计测角的原理，介绍测量三棱镜顶角的两种方法。 4．测量、计算：用反向法测量三棱镜顶角各3次，计算测得的顶角，求顶角的平均值及不确定度，写出测量结果。 第二单元：
实验一、电热当量的测量 1.主要仪器：机械秒表、电子温度计、量热器、电子天平、电流表、电压表 2.讲解：仪器功能、结构、仪器误差、主要技术指标、分度值、使用方法、 注意事项、实验原理、温度修正的方法（作图法、计算法）等。 3.测量、计算：要求分别用计算法、作图法进行测量并修正系统终温，代入 公式计算出电热当量，求出绝对误差与相对误差，正确表示实验结果。 实验二、伏安法测电阻 1.主要仪器：直流稳压电源、直流电流表、直流电压表、滑线变阻器、电阻箱 2.讲解：实验原理、仪器结构、主要技术指标、使用方法、制流电路、分压 电路、安全位置、量程、读数、仪表误差、注意事项等。 3.测量、计算： （1）线性电阻伏安特性，计算电表的接入误差和修正值，作伏安特性曲线。 被测电阻范围：200~300Ω， 电源电压：4V 电流表:15mA档，内阻4.6Ω； 电压表：3V档，内阻3000Ω； 测量要求：根据上述的数据，选择电表的连接方法（内接或外接）。共测量10组数据。 （2）二极管正向伏安特性，计算电表的接入误差和修正值，作伏安特性曲线。 电源电压：2V 电流表:15mA档，内阻4.6Ω；
大学物理实验教案4长度测量
大学物理实验教案
实验目的： 1．掌握游标卡尺、螺旋测微计和移测显微镜的测量原理和使用方法。 2．根据仪器的精度和有效数字的定义，正确记录原始数据。 3．掌握直接测量和间接测量的数据处理方法，并用不确定度报告测量结果。 实验仪器： 游标卡尺、螺旋测微计、移测显微镜、滚珠、圆管、毛细管、铝块。 实验原理： 1． 游标卡尺 普通测长度的尺子其准确度有一定的局限性，主要是由于其分度值（即仪器能准确鉴别的最小量值）较大。例如米尺的分度值为1mm 而不能更小，否则，刻度线太密将无法区分。为此，在主尺上装一个能够沿主尺滑动的带有刻度的副尺，称为游标，这样的装置称为游标卡尺。 游标卡尺的结构如图1 所示。主尺 D 是一根钢制的毫米分度尺，主尺头上附有钳口 A 和刀口A ′，游标E 上附有钳口 B 、刀口 B ′ 和尾尺 C ，可沿主尺滑动。螺丝F 可将游标固定在主尺上，当钳口AB 密接时，则刀口 A ′B ′对齐，尾尺C 和主尺尾部也对齐，主尺上的0线与游标上的0线重合。 图1 游标卡尺 钳口AB 用来测物体的长度及外径，刀口 A ′B ′用来测物体的内径，而尾尺C 则用来测物体的深度。它们的读数值，都是表示游标的0线与主尺的0线之间的距离。 游标卡尺的规格有多种，其精密程度各不相同，但不论哪一种，它的原理和读数方法都是一样的。常用游标尺的设计，在游标尺上刻有m 个分格，游标上m 个分格的总长，正好与主尺上（m –1）个分格的总长相等，如果用 y 表示主尺上最小分格的长度，x 表示游标上每一小格的长度，则 (m –1)y = mx 所以，主尺与游标上每个分格长度的差值是 m y x y = - 这个量就是游标卡尺的分度值。通常主尺最小分格y 都为1mm ，因此，游标的分格数越多，分度值就越小，卡尺的精密度就越高。 常用的游标卡尺的分度值有0.1mm 、0.05mm 、0.02mm 三种。 利用游标卡尺测物体的长度时，把物体放于钳口之间，游标右移。游标0线对准主尺上某一位置，毫米以上整数部分l 0可以从主尺上直接读出，毫米以下部分△l 从副尺上读出。
《机械工程测试技术》实验指导书
《机械工程测试技术》 实验指导书 山东大学机械工程学院实验中心 2008年2月
目录 实验一信号分析实验——————2 实验二传感器的标定实验——————8 实验三测试装置特性实验——————————15 实验四静态应力应变测试实验——————23 实验五动态应力应变测试实验——————33 实验六机械振动测试梁的固有频率测定实验————42 实验七传感器应用---转速测量实验————48 实验八扭转振动测量实验————————38 实验九设计实验—————————————50
实验一信号分析 一、实验目的 1.掌握信号时域参数的识别方法，学会从信号时域波形中观察和获取信号信息。 2.加深理解傅立叶变换的基本思想和物理意义，熟悉典型信号的频谱特征，掌握使用频谱分析提取测量信号特征的方法。 3.理解信号的合成原理，观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。 4. 初步了解虚拟仪器的概念。 二、实验原理 1．信号时域分析 信号时域分析又称为波形分析或时域统计分析，它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。信号的时域分析很简单，用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。通过本实验熟悉时域参数的识别方法，能够从信号波形中观测和读取所需的信息，也就是具备读波形图的能力。 2信号频谱分析 信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部
大学物理 学习指南
学习指南 1、物理实验课的教学目的 大学物理实验教学目的与中学阶段的物理实验教学有着本质的不同。“大学物理实验”是一门独立的基础课程，它不是“大学物理学”的分支或组成部分。虽然物理实验必须以物理学的理论为基础，运用物理学的原理进行实验或研究，但是“大学物理实验”又独立于“大学物理学”，它不是以验证物理定律、加强理解物理规律为主要目的的，分散的力、热、电、磁、光实验的堆切，而是以物理实验的基本技术或基本物理量的测量方法为主线，再贯穿以现代误差理论，现代物理实验仪器设备、器件的原理、使用方法，构建成一个完整的，但又不断发展的课程体系框架。其教学目的如下： （１）掌握基本物理量的各种测量方法，学会分析测量的误差，学会基本的实验数据处理方法，能正确的表达测量结果，并对测量结果进行正确的评价（测量不确定度）。 （２）掌握物理实验的基本知识、基本技能，常用实验仪器设备、器件的原理及使用方法，并能正确运用物理学理论指导实验。 （３）培养、提高基本实验能力，并进一步培养创新能力。基本实验能力是指能顺利完成某种实验活动（科研实验或教学实验）的各种相关能力的总和，主要包括： 观察思维能力──在实验中通过观察分析实验现象，并得出正确规
律的能力。 使用仪器能力──能借助教材或仪器使用说明书掌握仪器的调整和使用方法的能力。 故障分析能力──对实验中出现的异常现象能正确找出原因并排除故障的能力。 数据处理能力──能正确记录、处理实验数据，正确分析实验误差的能力。 报告写作能力──能撰写规范、合格的实验报告的能力。 初步实验设计能力──能根据课题要求，确定实验方案和条件，合理选择实验仪器的能力。 （４）培养从事科学实验的素质。包括理论联系实际和实事求是的科学作风；严肃认真的工作态度；吃苦耐劳、勇于创新的精神；遵守操作规程，爱护公共财物的优良品德；以及团结协作、共同探索的精神。 2、大学物理实验课的基本程序 实验课与理论课不同，它的特点是同学们在教师的指导下自己动手，独立完成实验任务，通常每个实验的学习都要经历三个阶段。 （１）实验的准备 实验前必须认真阅读讲义，做好必要的预习，才能按质按量按时完成实验。同时，预习也是培养阅读能力的学习环节。预习时要写预习报告，预习报告包括以下内容：