单实验讲义

实验一 Keil uVision2等软件使用（2学时）

一. 实验目的

1. 熟悉Keil uVision2 软件的使用方法；

2. 熟悉下载流程。

二. 实验设备

1. Keil Keil uVision2 开发系统一台；

2. +5V电源一台；

3. 仿真器一个；

4. THKSCM-2型单片机实验台一台。

三. 实验内容及步骤

（一）Keil uVision2软件的实验步骤：

1.点击桌面快捷图标，可以直接进入主画面：

2. 新建的工程要起个与工程项目意义一致的名字，可以是中文名；我们这里的程序是实验测试程序，所以起的名字为 Test ，并将 Test 工程“保存”到C:\Keil下：

3. Keil环境要求我们为 Test 工程选择一个单片机型号；我们选择 Atmel 公司的 89C51（虽然我们使用的是89S51，但由于89S51与89C51内、外部结构完全一样，所以这里依然选择“89C51”）。“确定”后工程项目就算建立了。

4. 点击“文件”中的“新建”，新建一个空白文档；这个空白文档就是让我们编写单片机程序的场所。在这里你可以进行编辑、修改等操作。

mov p0,#01010101B ;将01010101二进制代码送P0口

ajmp $ ;程序在此原地踏步

end ;程序结束标志

5. 保存文件，保存文件时，其文件名最好与前面建立的工程名相同（当然这里为 Test 了），其扩展名必须为 .Asm！“文件名”中一定要写全，如：Test.Asm；

6.将Asm文件添加到工程中。具体做法如下：（见下图）

鼠标右键点击“Source Group 1”，在弹出的菜单中选“增加文件到组Source Group 1”:

在接下来出现的窗口中，选择“文件类型”为“Asm源文件（*.a*,*.src）”（由于我们使用的是汇编语言，所以选择Asm源文件），选中刚才保存的Test.Asm，按“Add”，再按“关闭”，文件就添加到了工程中。

7.设置目标属性：向工程添加了源文件后，鼠标右键点击“TarGet 1” ，在弹出的菜单中选“目标 Target 1 属性”，如下图：

在打开的话框中，选择“输出”选项卡，在这个选项卡中，“E生成HEX文件”选项前要打勾，按“确定”退出。

最后，从菜单的“工程”中执行“R重新构造所有目标”（或者按下图红圈中的按钮），汇编、连接、创建Hex文件一气呵成；在工程文件的目录下就会生成与工程名相同的一些文件，其中大部分文件我们并不必关心，而生成的Hex文件是我们需要的！它是要烧写到单片机中的最终代码，也就是单片机可以执行的程序。

这里生成的是Test.HEX ，稍后就写入。

若在下面的状态窗中有错误提示，就需要再次编辑、修改源程序（如语法、字符有错等）、保存、构造所有。直至没有错误。

8. 模拟调试：在没有语法错误的情况下，按下图红圈中的按钮就可以进行模拟调试：

下面是调试窗。由于我们的程序是让 P0 口8个脚隔一个输出0，隔一个输出1，所以要从菜单的“外围设备”中打开“Prot 0” P0口窗：

单击“单步运行”，在P0窗中就可以看到我们原先设想的效果：

实验二 MCS-51单片机指令学习（2学时）

一. 实验目的

1. 在Keil软件平台下学习常用指令的特点；

2. 写出下面两实例各条指令的含义；

3. 写出各实例实现的功能；

二. 实验设备

1. Keil Keil uVision2 开发系统一台；

2. +5V电源一台；

3. 仿真器一个；

4. THKSCM-2型单片机实验台一台。

三. 实验内容及步骤

实例一指令的含义机器操作代码MOV PSW,#08H

MOV 30H,#25

MOV R0,#30H

MOV A,@R0

MOV DPTR,#0006H

MOV A,#35H

MOVX @DPTR,A

MOV A,R0

MOVX @DPTR,A

MOVC A,@A+DPTR

SJMP$

功能：

1、将程序输入Keil编辑器，保存文件名为MOV.ASM

2、对源程序进行编译，修改语法错误

3、打开窗口写出每条指令的机器操作代码。

4、写出R0在数据存储单元中的地址，执行到SJMP 时R0.、DPTR、 A的内容

实例二指令的含义机器操作代码 A P0

ORG 0000H

MOV A,#34H

MOV P0,#56H

MOV B,#12H

LCALL PP

SJMP $

PP:

push a

push p0

mov a,#78h

mov p0,a

pop p0

pop a

RET

END

1、将程序输入编辑器，保存文件名为STACK.ASM

2、对源程序进行编译，修改语法错误

3、打开窗口写出每条指令的机器操作代码。

4、打开CPU窗口、单步执行写出每条指令A.P0的值。

四、实验报告要求

1、写出上述两试验程序各条指令的含义（与预习时相比是否一致），整理试验一

试验二的结果。

2、区分实例一个条传输指令的不同。

3、写出指令在执行调用时堆栈SP的变化过程和堆栈在堆栈区所保存内容。

实验三 I/O口简单实验（2学时）

一. 实验目的

学习89S51单片机的32根I/O口的基本输出功能，以P1口为例，P0,P1,P3口道理均相同。学习延时子程序的编程和应用。

二. 实验设备

1. Keil Keil uVision2 开发系统一台；

2. +5V电源一台；

3. 仿真器一个；

4. THKSCM-2型单片机实验台一台。

三. 实验内容

1.使8个LED发光二极管循环闪亮，时间间隔为1秒；

2. 使8个LED发光二极管同时亮、灭，时间间隔为1秒。

四. 实验步骤

1.用8P数据线连接80C51 MCU模块的JD1C（P1口）到八位逻辑电平输出模块的JD1F5，连接JD0C（P0口）到八位逻辑电平显示模块的JD1E5。

2.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到80C51 MCU模块的40P锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。

3.将80C51 MCU模块的电源扭子开关S1C拨到上端。将直流稳压电源模块的直流控制开关S1G1打到ON，本实验所用到的相关模块的电源指示灯VCC亮。五．分析程序

1.8个发光二极管循环闪亮，时间间隔为1秒

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV SP,#60H

MOV A,#01H

LOOP: MOV P1,A

LCALL DELAY

RL A

SJMP LOOP

DELAY: MOV R0,#10

DELY0: MOV R7,#100

DELY1: MOV R6,#250

DJNZ R6,$

DJNZ R7,DELY1

DJNZ R0,DELY0

RET

END

2. 使8个LED发光二极管同时亮、灭，时间间隔为1秒。

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV SP,#60H

MOV A,#0FFH

LOOP: MOV P1,A

LCALL DELAY

CPL A

SJMP LOOP

DELAY: MOV R0,#10

DELY0: MOV R7,#100

DELY1: MOV R6,#250

DJNZ R6,$

DJNZ R7,DELY1

DJNZ R0,DELY0

RET

END

三、实验报告要求

1、写出上述实验程序各条指令的含义（与预习时相比是否一致），整理实验的结

果。

2、试分析改变A的值将影响什么?

4、试分析改变R7、R6的值将影响什么?

实验四单片机内部定时器实验（2学时）

一、实验目的

1.学习80C51内部定时/计数器使用方法

2.学习计数器各种工作方式的用法

3.进一步掌握中断处理程序的编写方法

二、实验说明

关于内部定时/计数器的编程主要是定时常数的设置和有关控制寄存器的设置。内部计数器在单片机中主要有定时器和计数器两个功能。定时/计数器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。

三、实验电路图

本实验用到80C51 MCU模块（C区），八位逻辑电平显示模块（E5区）和单次脉冲模块（G3区）。80C51 MCU模块电路原理参考附录三，八位逻辑电平显示模块电路原理图参考实验一图1.1，单次脉冲模块电路原理参考实验三图3.1。

四、实验步骤

实验（一）：计数器

1.用8P数据线连接80C51 MCU模块的P1口到八位逻辑电平显示模块的JD1E5口，用二号导线连接80C51 MCU模块的T0口到单次脉冲模块的任一输出端。

2.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到80C51 MCU模块的40P锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。

3.将80C51 MCU模块的电源扭子开关S1C拨到上端。将直流稳压电源模块的直流控制开关S1G1打到ON，本实验所用到的相关模块的电源指示灯VCC亮。

4.打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加“TH4_计数器.ASM”源程序，进行编译，编译无误后，全速运行程序。

5.实验现象：连续按动单次脉冲的按键，8位发光二极管显示按键次数。

6.也可以把源程序编译成可执行文件，把可执行文件用ISP烧录器烧录到89S52芯片中运行（注意：芯片缺口朝上）。（ISP烧录器的使用查看附录二）实验（二）：定时器

1.用二导线连接80C51 MCU模块的P1.0到八位逻辑电平显示模块的任一只发光二极管上。

2.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到80C51 MCU 模块的40P 锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。

3.将80C51 MCU 模块的电源扭子开关S1C 拨到上端。将直流稳压电源模块的直流控制开关S1G1打到ON ，本实验所用到的相关模块的电源指示灯VCC 亮。

4.打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加“TH4_定时器.ASM ”源程序，进行编译，编译无误后，全速运行程序。

5.实验现象：发光二极管隔一秒点亮一次，点亮时间为一秒。

6.也可以把源程序编译成可执行文件，把可执行文件用ISP 烧录器烧录到89S52芯片中运行（注意：芯片缺口朝上）。（ISP 烧录器的使用查看附录二） 五、实验流程图及源程序

1.流程图

定时器流程图 2.源程序

六、思考题

1.80C51单片机的最高计数频率为多少？

2.如何将定时器的状态间隔改为2秒，程序如何改写？

3.如果更换不同频率的晶振，会出现什么现象？如何调整程序？

主程序框图

实验（一）：计数器

ORG 0000H

LJMP START

ORG 0030H

START：MOV TMOD，﹟00000101B ；置T0计数器方式1

MOV TH0，﹟0 ；置T0初值

MOV TL0，﹟0

SETB TR0 ；T0运行

LOOP： MOV P1，TL0 ；记录P1口脉冲个数

LJMP LOOP ；返回

END

实验（二）：定时器

Tick EQU 5000 ; 10000 x 100us = 1s

T100us EQU 156 ; 100us时间常数(12M)

C100us EQU 5H ; 100us记数单元

LEDBuf BIT 00H

LED BIT P1.0

ORG 0000H

LJMP Start

ORG 0030H

ORG 000BH

LJMP T0Int

ORG 0100H

T0Int: PUSH PSW

MOV A, C100us+1

JNZ Goon

DEC C100us

Goon: DEC C100us+1

MOV A, C100us

ORL A, C100us+1

JNZ Exit ; 100us 记数器不为0, 返回 MOV C100us, #HIGH(TICK) ;#high(Tick)

MOV C100us+1, #LOW(TICK) ;#low(Tick)

CPL LEDBuf ; 取反LED

Exit: POP PSW

RETI

Start: MOV TMOD, #02H ;方式2, 定时器

MOV TH0, #t100us

MOV TL0, #t100us

MOV IE, #10000010B ; EA=1, IT0 = 1

SETB TR0 ; 开始定时

CLR LEDBuf

CLR P1.0

MOV C100us, #high(Tick)

MOV C100us+1, #low(Tick)

Loop: MOV C, LEDBuf

MOV P1.0, C

LJMP Loop

END

实验五数码管动态显示实验（3学时）

一、实验目的

1.掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法

2.动态显示的原理和相关程序的编写

二、实验说明

动态显示，也称扫描显示。显示器由6个共阴极LED数码管构成。单片机的P1口输出显示段码，经由一片74LS245驱动输出给LED管，由P0口输出位码，经由74LS06输出给LED管。

三、实验电路图

本实验用到80C51 MCU模块（C区），动态数码显示模块（A5区）。80C51 MCU 模块电路原理参考附录三，动态数码显示电路原理参考图5.1。

图5.1 动态数码显示电路

四、实验步骤

1.用8P数据线分别连接80C51 MCU模块的JD0C（P0口）、JD1C（P1口）到动态数码显示模块的JD2A5、JD1A5。

2.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到80C51 MCU模块的40P锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。

3.将80C51 MCU模块的电源扭子开关S1C拨到上端，将动态数码显示模块的电源短路帽J1A5打在上端。将直流稳压电源模块的直流控制开关S1G1打到ON，本实验所用到的相关模块的电源指示灯VCC亮。

4.打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加“TH9_动态显示.ASM”源程序，进行编译，编译无误后，全速运行程序。

5.实验现象：动态数码显示模块显示“168168”。

6.也可以把源程序编译成可执行文件，把可执行文件用ISP烧录器烧录到89S52芯片中运行（注意：芯片缺口朝上）。（ISP烧录器的使用查看附录二）五、实验源程序

DBUF EQU 30H

TEMP EQU 40H

ORG 0000H

LJMP DISP

ORG 0100H

DISP: MOV 30H,#8

MOV 31H,#6

MOV 32H,#1

MOV 33H,#8

MOV 34H,#6

MOV 35H,#1

MOV R0,#DBUF

MOV R1,#TEMP

MOV R2,#6

MOV DPTR,#SEGTAB

DP00: MOV A,@R0

MOVC A,@A+DPTR

MOV @R1,A

INC R1

INC R0

DJNZ R2,DP00

DISP0: MOV R0,#TEMP

MOV R1,#6

MOV R2,#1

DP01: MOV A,@R0

MOV P1,A

MOV A,R2

MOV P0,A

ACALL DELAY

MOV A,R2

RL A

MOV R2,A

INC R0

DJNZ R1,DP01

SJMP DISP0

SEGTAB:DB 3FH,06H,5BH ; 0,1,2 DB 4FH,66H,6DH ; 3,4,5

DB 7DH,07H,7FH ; 6,7,8,

DB 6FH,77H,7CH ; 9,A,B

DB 58H,5EH,7BH ; C,D,E

DB 71H,00H,40H ; F, ,- DELAY: MOV R4,#03H

AA1: MOV R5,#0FFH

AA: NOP

NOP

DJNZ R5,AA

DJNZ R4,AA1

RET

END

六、思考题

1.如何修改程序，实现六位LED数码管只显示其中的两位？

2. 调试课例题6.1的程序，并且在试验箱上演示结果。

参考程序：

ORG 0000H

ALMP MAIN

ORG 0030H

MAIN：MOV TMOD，#10H ；定时器T1工作在方式1

MOV TH1，#3CH ；T1置50 ms计数初值

MOV TL1，#0B0H

SATRT： MOV R1，#00H ；计数显示初始化

MOV DPTR，#TAB

DISP： MOV A，R1

MOVC A，@A+DPTR ；查表得显示的字型码

MOV P1，A ；数码管显示0

ACALL DELAY1S ；延时1 s

INC R1 ；计数值加1

CJNE R1，#10，DISP ；秒值不到10，继续

；显示；否则清0 MOV R1，#00H ；计数值清0

SJMP DISP

TAB： DB 0C0H，0F9H，0A4H ；0，1，2

DB 0B0H，99H，92H ；3，4，5

DB 82H，0F8H，80H ；6，7，8

DB 90H ；9

；———————————1 s延时子程序————————DEALY1S：

MOV R3，#14H ；置50 ms计数循环初值

SETB TR1 ；启动T1

LP1：JBC TF1，LP2 ；查询计数溢出

SJMP LP1 ；未到50 ms继续计数

LP2：MOV TH1，#3CH ；重新置定时器初值

MOV TL1，#0B0H

DJNZ R3，LP1 ；未到1 s继续循环

RET ；返回主程序

END

实验六串行静态数码显示实验（3学时）

一、实验目的

1.掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法

2.静态显示的原理和相关程序的编写

二、实验说明

显示器由5个共阴极LED数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。5个串/并移位寄存器芯片74LS164首尾相连。每片的并行输出作为LED数码管的段码。

74LS164为8位串入并出移位寄存器，1、2为串行输入端，QA～QH为并行输出端，CLK为移位时钟脉冲，上升沿移入一位；CLR为清零端，低电平时并行输出为零。

三、实验电路图

本实验需要用到80C51 MCU模块（C区）和静态数码显示模块（A6区）。80C51 MCU模块电路原理参考附录三，静态数码显示电路原理参考图6.1。

图6.1 静态数码显示电路原理

四、实验步骤

1.用二号导线分别连接80C51 MCU模块的RXD（P3.0）、TXD（P3.1）到静态数码显示模块的DIN、CLK。

2.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到80C51 MCU模块的40P锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。

3.将80C51 MCU模块的电源扭子开关S1C拨到上端，将静态数码显示模块的电源短路帽J1A6打在上端。将直流稳压电源模块的直流控制开关S1G1打到ON，本实验所用到的相关模块的电源指示灯VCC亮。

4.打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加“TH10_静态显示.ASM”源程序，进行编译，编译无误后，全速运行程序。

5.实验现象：静态数码显示模块显示“89C52”。

6.也可以把源程序编译成可执行文件，把可执行文件用ISP烧录器烧录到89S52芯片中运行（注意：芯片缺口朝上）。（ISP烧录器的使用查看附录二）五、实验源程序

DBUF0 EQU 30H

TEMP EQU 40H

DIN BIT P3.0

CLK BIT P3.1

ORG 0000H

LJMP START

ORG 0100H

START: MOV 30H,#10H

MOV 31H,#10H

MOV 32H,#10H

MOV 33H,#8

MOV 34H,#9

MOV 35H,#0CH

MOV 36H,#5

MOV 37H,#2

DISP: MOV R0,#DBUF0

MOV R1,#TEMP

实验1 单缝衍射实验

实验1单缝衍射实验 1.1 实验设置的意义 微波和光波都是电磁波，都具有波动这一共同性，即能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。因此用微波作光波波动实验所说明的波动现象及其规律是一致的。由于微波的波长比光波的波长在量级上差一万倍左右，因此用微波设备作波动实验比光学实验要更直观、方便和安全，所需要设备制造也较容易。 本实验就是用微波分光仪，演示电磁波遇到缝隙时，发生的单缝衍射现象。 1.2 实验目的 1．了解微波分光仪的结构，学会调整它并能用它进行实验。 2．进一步认识电磁波的波动性，测量并验证单缝衍射现象的规律。 1.3 实验原理 图1 单缝衍射原理 如图1，当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为1 Sin λ α ?=min φ ，其中λ是波长，a 是狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：1 32Sin λα???=?? ?? ?max φ 实验仪器布置如图2，仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支

座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的900刻度的一对线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的1800处，此时小平台的00就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。然后从衍射角00开始，在单缝的两侧使衍射角每改变20 读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。此实验曲线的中央较平，甚至还有稍许的凹陷，这可能是由于衍射板还不够大之故。 图2 单缝衍射仪器配置 1.4 实验内容与测试 1.4.1 实验仪器设备 微波分光仪 1.4.2 测量内容 当设置电磁波入射到单缝衍射板上时，在接收天线上将检测到信号，通过改变接收天线的角度，得到接收微安表显示的数值。在单缝的两侧使衍射角每改变20读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。 1.4.3 测量方法与步骤 1．打开DH1121B的电源； a 2．将单缝衍射板的缝宽调整为70mm左右，将其安放在刻度盘上，衍射板的边线与刻度盘上两个90°对齐； 3．调整发射天线使其和接收天线对正。转动刻度盘使其1800的位置正对固定臂（发射天线）的指针，转动可动臂（接收天线）使其指针指着刻度盘的0°处，使发射天线喇叭与接收天

第八章实验讲义-- 交换机基本配置端口安全与STP

第12章交换机基本配置 交换机是局域网中最重要的设备，交换机是基于MAC来进行工作的。和路由器类似，交换机也有IOS，IOS的基本使用方法是一样的。本章将简单介绍交换的一些基本配置。关于VLAN和Trunk等将在后面章节介绍。 12.1 交换机简介 交换机是第2层的设备，可以隔离冲突域。交换机是基于收到的数据帧中的源MAC地址和目的MAC地址来进行工作的。交换机的作用主要有两个：一个是维护CAM（Conetxt Address Memory）表，该表是计算机的MAC地址和交换端口的映射表；另一个是根据CAM 来进行数据帧的转发。交换对帧的处理有3种：交换机收到帧后，查询CAM表，如果能查询到目的计算机所在的端口，并且目的计算机所在的端口不是交换接收帧的源端口，交换机将把帧从这一端口转发出去（Forward）；如果该计算机所在的端口和交换机接收帧的源端口是同一端口，交换机将过滤掉该帧（Filter）；如果交换机不能查询到目的计算机所在的端口，交换机将把帧从源端口以外的其他所有端口上发送出去，这称为泛洪（Flood），当交换机接收到的帧是广播帧或多播帧，交换机也会泛洪帧。 12.2 实验0：交换机基本配置 1.实验目的: 通过本实验，可以掌握交换机的基本配置这项技能。 2.实验拓扑 实验拓扑图如图12-2所示。 图12-2 实验1拓扑图 3.实验步骤 （1）步骤1：通过PC0以Console方式登录交换机Switch0. 注意配置PC0上的终端. 登录成功后, 通过PC0配置交换机Switch0的主机名 Switch>enable Switch#conf terminal

气垫导轨实验讲义word资料7页

实验三 气垫导轨上的实验 在物理实验中，由于摩擦的存在，导致误差往往很大，甚至使某些实验无法进行。若采用气垫导轨等装置，可使这一问题得以较好的解决，气垫技术还可以减少磨损、延长仪器寿命提高机械效率。在机械、电子、运输等领域已被广泛应用，如气垫船、空气轴承，气垫输送线等。使用气垫导轨做力学实验可以观察和研究在近似无阻力情况下物体的各种运动规律。 一、实验目的 1．熟悉气垫导轨的构造和调整使用方法； 2．掌握用光电计时装置测量速度、加速度； 3．验证动量守恒定律； 4．深入了解完全弹性碰撞与完全非弹性碰撞的特点。 二、仪器与用具 气垫导轨装置、数字毫秒计、砝码等 三、实验原理 如图3-1所示，气垫导轨处于水平，在滑块的一端系一条细线，绕过气轨一端的滑轮后系一重物，由滑块、托盘和砝码构成的运动系统在重力作用下作直线加速运动。 图3-1 气垫导轨示意图 1、速度、加速度的测量：在导轨上相距s 的两处放置二光电门，若测得此系统在重力mg 作用下，滑块通光电门时的速度分别为1v 、2v 则系统的加速度为 s a 22 1 22v v -= （3.1） 在滑块上放置一中间有方孔(或缺口)的挡光片，使方孔正好在光电管前通过，用数字毫秒计 S 2档测出滑块和挡光片在光电门中通过时，二次挡光的时间间隔t ?,则可得到该小间隔的平均速度 t x ??,x ?为挡光片二前沿间距离。因x ?较小，则可认为此平均速度为挡光片二前沿的中点通过光电门时，滑块M 的即时速度。只要测出了挡光片通过二光电门的时间间隔1t ?和2t ?，则可得对应的速度为 2 1,t x t x ??= ??= 21v v （3.2） 从（3.1）、（3.2）两式可解得运动系统的加速度为 )11(221 222t t s x a ?-??= （3.3） 动量守恒定律指出，如果一力学系统所受外力的矢量和为零，则系统的总动量保持不变， 若

物理实验报告测量单缝衍射的光强分布

实验名称：测量单缝衍射的光强分布 实验目的： a ．观察单缝衍射现象及其特点； b ．测量单缝衍射的光强分布； c ．应用单缝衍射的规律计算单缝缝宽； 实验仪器： 导轨、激光电源、激光器、单缝二维调节架、小孔屏、一维光强测量装置、WJH 型数字式检流计。 实验原理和方法： 光在传播过程中遇到障碍物时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射。当障碍物的大小与光的波长大得不多时，如狭缝、小孔、小圆屏、毛发、细针、金属丝等，就能观察到明显的光的衍射现象，亦即光线偏离直线路程的现象。光的衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射，亦称为远场衍射与近场衍射。本实验只研究夫琅和费衍射。理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。单缝的夫琅和费衍射光路图如下图所示。 a. 理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域： L a 82>>λ或8 2 a L >>λ 式中：a 为狭缝宽度；L 为狭缝与屏之间的距离；λ为入射光的波长。 可以对L 的取值范围进行估算：实验时，若取m a 4 101-?≤，入射光是Ne He -激光，其波长为632.80nm ，cm cm a 26.12 ≈=λ，所以只要取cm L 20≥，就可满足夫琅和费衍射的 远场条件。但实验证明，取cm L 50≈，结果较为理想。 b. 根据惠更斯－费涅耳原理，可导出单缝衍射的相对光强分布规律：

20 )/(sin u u I I = 式中： λ?π/)sin (a u = 暗纹条件：由上式知，暗条纹即0=I 出现在 λ?π/)sin (a u =π±=，π2±=，… 即暗纹条件为 λ?k a =sin ，1±=k ，2±=k ，… 明纹条件：求I 为极值的各处，即可得出明纹条件。令 0)/(sin 22=u u du d 推得 u u tan = 此为超越函数，同图解法求得： 0=u ，π43.1±，π46.2±，π47.3±，… 即 0sin =?a ，π43.1±，π46.2±，π47.3±，… 可见，用菲涅耳波带法求出的明纹条件 2/)12(sin λ?+±k a ，1=k ，2，3，… 只是近似准确的。 单缝衍射的相对光强分布曲线如下图所示，图中各级极大的位置和相应的光强如下： ?sin 0 a /43.1π± a /46.2π± a /47.3π± I 0I 0047.0I 0017.0I 0018.0.I

催化基础实验讲义

催化基础实验讲义 实验一纳米TiO2的制备 一、实验目的： 1.了解纳米的概念 2.了解纳米材料具有的性质 3.掌握纳米TiO2的制备 二、实验原理： 纳米材料是指材料粒径介于1- 100 nm 之间。一维纳米材料指在三维空间至少有一维处于纳米范畴，如超薄膜材料，超晶格。二维纳米材料指在三维空间至少有两维介于纳米范围，如纳米丝，纳米棒，纳米管。三维纳米材料指在三维尺度上均属于纳米范围，一般指纳米颗粒，纳米团簇。纳米材料具有以下效应：(1)表面效应(2)量子尺寸效应(3)小尺寸效应(4)宏观量子隧道效应。 纳米TiO2是一种重要的功能材料。尤其它优良的光电化学特性，可用以设计制造光催化分解制氢、太阳能电池、光催化固氮合称氨、光催化氧化降解水和大气中的有机污染物及有害气体。从而在能源、环保、建材、医疗卫生等领域有重要应用前景。TiO2合成方法很多，常见的有气相法、液相法和溶胶－凝胶法等。 钛酸四丁酯醇盐水解法原理如下： ≡Ti─OC4H9+HOH→≡Ti─OH+ C4H9OH (水解反应) ≡Ti─OC4H9+ C4H9O─Ti≡→≡Ti─O─Ti≡+ C4H9─O─C4H9(1) ≡Ti─OC4H9+HO─Ti≡→≡Ti─O─Ti≡+ C4H9OH (2) ≡Ti─OH+ HO─Ti≡→≡Ti─O─Ti≡+H2O (3) 在室温下，（1）、（2）反应进行的很慢，而（3）反应很快，因此钛酸四丁酯水解生成的有机物主要是C4H9OH，在高温焙烧时易于分解除去。产品纯度较高。 三、药品和实验仪器： 1.钛酸四丁酯 2. 无水乙醇(≥99.7%) 3. 去离子水 4. 磁力搅拌器 5. 量筒(10 ml) 2支 6. 水循环式真空泵 7. 布氏漏斗（直径8 cm） 8. 定性滤纸 9. 烧杯（250 ml；100 ml） 10. 胶头滴管 11. 玻璃棒 12. 水浴锅

2020届九年级中考复习浙教版科学讲义：九年级上册14物理实验和探究

第14课时物理实验与探究 初中科学物理部分探究重点列举(c) 【命题重点】 1．探究光的传播规律。 2．探究能的转化与守恒。 3．探究运动和力的关系。 4．探究浮力大小的影响因素。 5．探究电流、电压、电阻的关系。 6．伏安法测电阻和电功率。 【命题题型】 1．实验探究题。 2．选择题、简答题。 【答题注意】

1．电学实验的基本操作规范。 2．运用相关知识原理分析问题。 3．注意结论表达的规范性、严谨性。 4．在实验与探究过程中对科学思想方法的要求。 类型一探究光的传播规律 典例1 [2019·盐城]小明做“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻璃板竖直立在水平桌面上，在白纸上画出表示玻璃板前后两表面的位置MM′和NN′。 图14－1 (1)如图所示，用刻度尺测量玻璃板的厚度，其读数为__0.30__cm。 (2)在玻璃板前放棋子A，观察到棋子在玻璃板中有两个像，一个较亮、另一个较暗，较亮的像是光线经__MM′__(选填“MM′”或“NN′”)面反射形成的。 (3)为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在__像__的位置，__直接__(选填“直接”或“透过玻璃板”)观察卡片上有无棋子A的像。 (4)将棋子B(图中未画出)放到玻璃板后，使它与较亮的像重合，并测量棋子A的右端到MM′的距离l A和棋子B的左端到NN′的距离l B，实验数据记录在下表中。

分析数据可得：像到反射面的距离__小于__(选填“小于”或“大于”)物到反射面的距离。 (5)实验中，像与物到反射面的距离存在差值。小明对此很感兴趣，他想探究影响这一差值大小的因素。请帮小明提出一条有价值且可探究的问题：__像与物到反射面的距离存在差值与玻璃板的厚度有什么关系？__。 【解析】(2)由于像是由光的反射形成的，而玻璃的两面都能反射光，能成两个像，前面的玻璃MM′表面反射的光较多，成的像较亮，后面的玻璃NN′表面由于光的反射后，物体反射的光减弱，故成的像较暗。(3)为验证“像是虚像”的猜想，小明将一张白卡片放在像的位置，可以直接观察光屏上是否有棋子A的像，如果有，则为实像，否则为虚像。(4)根据上述实验数据可知l B＜l A，即像到反射面的距离小于物到反射面的距离。(5)实验中，像与物到反射面的距离存在差值，原因可能是玻璃板有一定的厚度，则问题可以为：像与物到反射面的距离存在差值与玻璃板的厚度有什么关系？ 跟踪训练1 [2019·金华校级模拟]下列对各光学现象的相应解释或描述，正确的是(C) 图14－2

单缝衍射实验实验报告

单缝衍射实验 一、实验目的 1.观察单缝衍射现象，了解其特点。 2.测量单缝衍射时的相对光强分布。 3.利用光强分布图形计算单缝宽度。 二、实验仪器 He-Ne激光器、衍射狭缝、光具座、白屏、光电探头、光功率计。 三、实验原理 波长为λ的单色平行光垂直照射到单缝上，在接收屏上，将得到单缝衍射图样，即一组平行于狭缝的明暗相间条纹。单缝衍射图样的暗纹中心满足条件： (1) 式中，x为暗纹中心在接收屏上的x轴坐标，f为单缝到接收屏的距离；a为单缝的宽度，k为暗纹级数。在±1级暗纹间为中央明条纹。中间明条纹最亮，其宽度约为其他明纹宽度的两倍。 实验装置示意图如图1所示。 图1 实验装置示意图 光电探头（即硅光电池探测器）是光电转换元件。当光照射到光电探头表面时在光电探头的上下两表面产生电势差ΔU，ΔU的大小与入射光强成线性关系。光电探头与光电流放大器连接形成回路，回路中电流的大小与ΔU成正比。因此，通过电流的大小就可以反映出入射到光电探头的光强大小。 四、实验内容 1.观察单缝衍射的衍射图形；

2.测定单缝衍射的光强分布； 3.利用光强分布图形计算单缝宽度。 五、数据处理 ★(1)原始测量数据 将光电探头接收口移动到超过衍射图样一侧的第3级暗纹处，记录此处的位置读数X（此处的位置读数定义为0.000）及光功率计的读数P。转动鼓轮，每转半圈（即光电探头每移动0.5mm），记录光功率测试仪读数，直到光电探头移动到超过另一侧第3级衍射暗纹处为止。实验数据记录如下： 将表格数据由matlab拟合曲线如下：

★ (2)根据记录的数据，计算单缝的宽度。 衍射狭缝在光具座上的位置 L1=21.20cm. 光电探测头测量底架座 L2=92.00cm. 千分尺测得狭缝宽度 d’=0.091mm. 光电探头接收口到测量座底座的距离△f=6.00cm. 则单缝到光电探头接收口距离为f= L2 - L1+△f=92.00cm21.20cm+6.00cm=76.80cm. 由拟合曲线可读得下表各级暗纹距离： 各级暗纹±1级暗纹±2级暗纹±3级暗纹 距离/mm 10.500 21.500 31.200 单缝宽度/mm 0.093 0.090 0.093 单缝宽度计算过程： 因为λ=632.8nm.由d =2kfλ/△Xi，得 d1=(2*1*768*632.8*10^-6)/10.500 mm=0.093mm. d2=(2*2*768*632.8*10^-6)/21.500 mm=0.090mm.

材料科学与工程基础实验讲义全

华南农业大学材料与能源学院 现代材料科学与工程基础实验讲义 供材料科学专业本科生使用 胡航 2016-02-30

实验一 金属纳米颗粒的化学法制备 一、实验容与目的 1. 了解并掌握金属纳米颗粒的化学法制备过程并制备Au 或Ag 纳米颗粒。 2. 了解金属纳米颗粒的光学特征。 二、实验原理概述 化学制备法是制备金属纳米微粒的一种重要方法，在基础研究和实际应用中被广泛采用。贵金属纳米颗粒的化学法制备主要有溶胶凝胶法、电镀法、氧化还原法等。其中氧化还原法又包括热分解和辐照分解等。贵金属纳米颗粒具有广泛的应用，如生物医学领域的杀菌，物理化学领域的催化等。本实验以金胶为例介绍交替法制备贵金属纳米颗粒，并以硝酸银在烷基胺中的热分解为例介绍表面活性剂中氧化还原法制备贵金属纳米颗粒。 1. 胶体金属（Au 、Ag ）的成核与生长 总的来说，化学法制备金属纳米粒子都是让还原剂提供电子给溶液中带正电荷的金属离子形成金属原子。如，对于制备胶体金，如果采用柠檬酸三钠作为还原剂，其反应过程如下： 2H O -42223222222Δ HAuCl + HOC(CH )(CO )Au +Cl +CO +HCO H+CO(CH )(CO )+......??→粒子 2. 硝酸银热分解法制备银纳米粒子 热分解法制备金属纳米颗粒原理简单，实验过程易操作。对制备数纳米到数十纳米尺寸围的纳米颗粒有较大优势。硝酸银在烷基胺中加热搅拌可形成澄清透明溶液。温度上升到150~200 °C 时，溶液颜色由浅色到深色快速变化，生成的银纳米颗粒被烷基胺包裹，稳定在溶液中。通过对样品洗涤、离心沉淀，可获得烷基胺包裹的银纳米粒子。 三、实验方法与步骤 （一）实验仪器与材料 硝酸银，柠檬酸三钠，油胺或十八胺，十八烯（ODE ），无水乙醇，配有温度调控和磁力搅拌的油浴加热器，三颈瓶，抽气头，滤膜，温度计套管，10 mL 量筒，分析天平，玻璃滴管，离心管，离心机，电热干燥箱 （二）实验方法与操作步骤

单缝衍射与光强分布(大物实验)

实验单缝衍射及光强分布测试 光的干涉和衍射现象揭示了光的波动特性。 光的衍射是指光作为电磁波在其传播路径上如果遇到障碍物，它能绕过障碍物的边缘而进入几何阴影区内传播的现象。光在衍射后产生的明暗相间的条纹或光环叫衍射图样，包括：单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑等。 根据观察方式的不同，通常把光的衍射现象分为两种类型。一种是光源和观察屏（或二者之一）距离衍射孔（或缝、丝）的长度有限，或者说入射波和衍射波都是球面波，这种衍射称为菲涅耳衍射，或近场衍射。另一种是光源和观察屏距离衍射孔（或缝、丝）均为无限远或相当于无限远，这时入射波和衍射波都可看作是平面波，这种衍射称为夫琅禾费衍射，或远场衍射。实际上，夫琅禾费衍射是菲涅耳衍射的极限情形。 观察和研究光的衍射不仅有助于进一步加深对光的波动理论和惠更斯—菲涅耳原理的理解，同时还有助于进一步学习近代光学实验技术，如光谱分析、晶体结构分析、全息照相、光信息处理等。衍射使光强在空间重新分布，本实验利用硅光电池等光电器件测量光强的相对分布，是一种常用的光强分布测量方法。【实验目的】 1. 观察单缝衍射现象，加深对波的衍射理论的理解。 2. 测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。 3. 学会利用衍射法测量微小量的思想和方法。 4. 加深对光的波动理论和惠更斯—菲涅耳原理的理解。 【实验原理】 1. 单缝衍射的光强分布 光线在传播过程中遇到障碍物，如不透明物体的边缘、小孔、细线、狭缝等时，一部分光会传播到几何阴影中去，产生衍射现象。如果障碍物的尺寸与波长

相近，那么，这样的衍射现象就比较容易观察到。 散射角极小的激光器产生激光束，通过一条很细的狭缝（0.1～0.3mm 宽），在狭缝后大于0.5m 的地方放上观察屏，就可看到衍射条纹。由于激光束的方向性很强，可视为平行光束，因此观察到衍射条纹实际上就是夫琅禾费衍射条纹，如图1所示。 光照射在单缝上时，根据惠更斯—菲涅耳原理：把波阵面上的各点都看成子波波源，衍射时波场中各点的强度由各子波在该点相干叠加决定。即就是说单缝上每一点都可看成是向各个方向发射球面子波的新波源，由于子波迭加的结果，在屏上可以得到一组平行于单缝的明暗相间的条纹。 图1中宽度为d 的单缝产生的夫琅禾费衍射图样，其衍射光路图满足近似条件： d D >> D x ≈ ≈θθsin 产生暗条纹的条件是： λθk d =sin （k=±1，±2，±3，…） (1) 暗条纹的中心位置为： d D K x λ = (2) 两相邻暗纹之间的中心是明纹中心； 由理论计算可得，垂直入射于单缝平面的平行光经单缝衍射后光强分布的规律为 22 s i n ββ I I = （3） d 是狭缝宽，λ是波长，D 是单缝位置到光电池位置的距离，x 是从衍射条纹的中心位置到测量点之间的距离，其光强分布如图2所示。 d θ D x 屏 亮 暗 图1

单缝衍射实验讲义

光的衍射实验 实 验 说 明 书 北京方式科技有限责任公司

光的衍射实验 衍射和干涉一样，也是波动的重要特征之一。波在传播过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边缘前进。这种偏离直线传播的现象称为波的衍射现象。波的衍射现象可以用惠更斯原理作定性说明，但不能解释光的衍射图样中光强的分布。菲涅耳发展了惠更斯原理，为衍射理论奠定了基础。菲涅耳假定：波在传播过程中，从同一波阵面上各点发出的子波，经传播而在空间相遇时，产生相干叠加。这个发展了的惠更斯原理称为惠更斯－菲涅耳原理 【实验目的】 1．研究单缝夫琅禾费衍射的光强分布; 2．观察双缝衍射和单缝衍射之间的异同，并测定其光强分布，加深对衍射理论的了解; 3．学习使用光电元件进行光强相对测量的方法。 【实验仪器】 缝元件、光学实验导轨、半导体激光器、激光功率指示计、白屏、大一维位移架、十二档光探头。【实验原理】 （一）产生夫琅禾费衍射的各种光路 夫琅禾费衍射的定义是：当光源S和接收屏∑都距离衍射屏D无限远（或相当于无限远）时，在接收屏处由光源及衍射屏产生的衍射为夫琅禾费衍射。但是把S和∑放在无限远，实验上是办不到的。在实验中常常借助于正透镜来实现，实际接收夫琅和费衍射的装置有下列四种。 1．焦面接收装置（以单缝衍射为例来说明，下同） 把点光源S放在凸透镜L1的前焦点上，在凸透镜L2的后焦面上接收衍射场（图1） 2．远场接收装置 在满足远场条件下，狭缝前后也可以不用透镜，而获得夫琅禾费衍射图样。远场条件是：①光源 离狭缝很远，即 λ42 a R>>，其中R为光源到狭缝的距离，a为狭缝的宽度；②接收屏离狭缝足够远，

即λ42a Z >>，Z 为狭缝与接收屏的距离。（至于观察点P ，在λ 42 a Z >>的条件下，只要要求P 满足傍 轴条件。）图2为远场接收的光路，其中假定一束平行光垂直投射在衍射屏上。 如图1所示，从光源S 出发经透镜L 1形成的平行光束垂直照射到缝宽为a 的狭缝D 上，根据惠更斯－菲涅耳原理，狭缝上各点都可看成是发射子波的新 波源，子波在L 2的后焦面上叠加形成一组明暗相间的条纹，中央条纹最亮亦最宽。 （二）夫琅禾费衍射图样的规律 1．单缝的夫琅禾费衍射 实验中以半导体激光器作光源。由于激光束具有良好的方向性，平行度很高，因而可省去准直透镜L 1。并且，若使观察屏远离狭缝，缝的宽度远远小于缝到屏的距离（即满足远场条件），则透镜L 2也可省略。简化后的光路如图3所示。实验证明，当Z 约等于100cm ，a 约等于8?10-3cm 时，便可以得到比较满意的衍射花样。 图3中，设屏幕上P 0（P 0位于光轴上）处是中央亮条纹的中心，其光强为I 0，屏幕上与光轴成θ角（θ在光轴上方为正，下方为负）的P θ处的光强为I θ,则理论计算得出： 2 20 sin β β θI I = （1） 其中 λ θ πβs i n a = 式中θ为衍射角，λ为单色光的波长，a 为狭缝宽度，由式（1）可以得到： （1） 当0=β即（0=θ）时，0I I =θ，光强最大，称为中央主极大。在其他条件不变的情况下， 此光强最大值I 0与狭缝宽度a 的平方成正比。

数字电子技术实验讲义(试用)

数字电子技术实验 简要讲义 适用专业：电气专业 编写人：于云华、何进 中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院 2015.3

目录 实验一：基本仪器熟悉使用和基本逻辑门电路功能测试 (3) 实验二：小规模组合逻辑电路设计 (4) 实验三：中规模组合逻辑电路设计 (5) 实验四：触发器的功能测试及其应用 (7) 实验五：计数器的功能测试及其应用 (8) 实验六：计数、译码与显示综合电路的设计 (9)

实验一：基本仪器熟悉使用和常用门电路逻辑功能测试 (建议实验学时：2学时) 一、实验目的： 1、熟悉实验仪器与设备，学会识别常用数字集成芯片的引脚分配； 2、掌握门电路的逻辑功能测试方法； 3、掌握简单组合逻辑电路的设计。 二、实验内容： 1、测试常用数字集成逻辑芯片的逻辑功能：74LS00，74LS02，74LS04，74LS08，74LS20，74LS32，74LS86等（预习时查出每个芯片的逻辑功能、内部结构以及管脚分配）。 2、采用两输入端与非门74LS00实现以下逻辑功能： ① F=ABC ② F=ABC③ F=A+B ④ F=A B+A B 三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容）主要包括： 1、实验电路设计原理图；如：实现F=A+B的电路原理图： 2、实验真值表； 3、实验测试结果记录。如： 输入输出 A B F3 00灭

四、实验总结： （学生根据自己实验情况，简要总结实验中遇到的问题及其解决办法）注：本实验室提供的数字集成芯片有： 74LS00, 74LS02,74LS04,74LS08,74LS20,74LS32,74LS74，74LS90,74LS112， 74LS138，74LS153, 74LS161 实验二：小规模组合逻辑电路设计 (建议实验学时：3学时) 一、实验目的： 1、学习使用基本门电路设计、实现小规模组合逻辑电路。 2、学会测试、调试小规模组合逻辑电路的输入、输出逻辑关系。 二、实验内容： 1、用最少的门电路设计三输入变量的奇偶校验电路：当三个输入端有奇数个1时，输出为高，否则为低。（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 2、用最少的门电路实现1位二进制全加器电路。（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 3、用门电路实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”，测试其功能。要求如下：人类由四种基本血型：A、B、AB、O 型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则： O型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型血； AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能够接受所有血型的血； A 型血能给A型与AB型血的人；但A型血的人能够接受A型与O型血； B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能够接受B型与O型血。 试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路，如果符合规定电路，输出高电平（提示：电路只需要四个输入端，它们组成一组二进制数码，每组数码代表一对输血与受血的血型对）。 约定“00”代表“O”型 “01”代表“A”型 “10”代表“B”型 “11”代表“AB”型（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容），与实验一说明类似。

实验一夫琅和费单缝衍射实验

实验一 夫琅和费单缝衍射实验 1实验目的 1）观察单缝夫琅和费衍射现象，加深对夫琅和费衍射理论的理解。； 2）会用光电元件测量单缝夫琅和费衍射的相对光强分布，掌握单缝夫琅和费衍射图样的特点及规律； 3）探讨利用夫琅和费单缝衍射规律对狭缝缝宽等参数进行测量。 2实验仪器 1）GDS-Ⅱ型光电综合实验平台主机； 2） 650nm波长半导体激光光源； 3）可调宽度的狭缝； 4）50mm焦距的凸透镜； 5）二维调整架； 6）通用磁性表座； 7）接收屏； 8）衰减片； 9）硅光电池及A/D转换装置、CCD 3实验原理 光束通过被测物体传播时将产生“衍射”现象，在屏幕上形成光强有规则分布的光斑。这些光斑条纹称为衍射图样。衍射图样和衍射物（即障碍物或孔）的尺寸以及光学系统的参数有关，因此根据衍射图样及其变化就可确定衍射物（被测物）的尺寸。 按光源、衍射物和观察衍射条纹的屏幕三者之间的位置可以将光的衍射现象分为两类：菲涅耳衍射（有限距离处的衍射）；夫琅和费衍射（无限远距离处的衍射）。若入射光和衍射光都是平行光束，就好似光源和观察屏到衍射物的距离为无限远，产生夫琅和费衍射。由于夫琅和费衍射的理论分析较为简单，所以先论夫琅和费衍射。 半导体激光器发出相当于平行单色光的光束垂直照射到宽度为b的狭缝AB，经透镜在其焦平面处的屏幕上形成夫琅和费衍射图样。若衍射角为?的一束平行光经透镜后聚焦在屏幕上P点，如图4.9-1所示，图中AC垂直BC，因此衍射角为?的光线从狭缝A、B两边到达P点的光程差，即它们的两条边缘光线之间的光程差为 ? BC=（1） b sin p点干涉条纹的亮暗由BC值决定，用数学式表示如下：

材料科学与工程基础实验讲义

材料科学与工程基础实验讲义

华南农业大学材料与能源学院 现代材料科学与工程基础实验讲义 供材料科学专业本科生使用 胡航 2016-02-30

实验一 金属纳米颗粒的化学法制备 一、实验内容与目的 1. 了解并掌握金属纳米颗粒的化学法制备过程并制备Au 或Ag 纳米颗粒。 2. 了解金属纳米颗粒的光学特征。 二、实验原理概述 化学制备法是制备金属纳米微粒的一种重要方法，在基础研究和实际应用中被广泛采用。贵金属纳米颗粒的化学法制备主要有溶胶凝胶法、电镀法、氧化还原法等。其中氧化还原法又包括热分解和辐照分解等。贵金属纳米颗粒具有广泛的应用，如生物医学领域的杀菌，物理化学领域的催化等。本实验以金胶为例介绍交替法制备贵金属纳米颗粒，并以硝酸银在烷基胺中的热分解为例介绍表面活性剂中氧化还原法制备贵金属纳米颗粒。 1. 胶体金属（Au 、Ag ）的成核与生长 总的来说，化学法制备金属纳米粒子都是让还原剂提供电子给溶液中带正电荷的金属离子形成金属原子。如，对于制备胶体金，如果采用柠檬酸三钠作为还原剂，其反应过程如下： 2H O -42223222222Δ HAuCl + HOC(CH )(CO )Au +Cl +CO +HCO H+CO(CH )(CO )+......??→粒子 2. 硝酸银热分解法制备银纳米粒子 热分解法制备金属纳米颗粒原理简单，实验过程易操作。对制备数纳米到数十纳米尺寸范围的纳米颗粒有较大优势。硝酸银在烷基胺中加热搅拌可形成澄清透明溶液。温度上升到150~200 °C 时，溶液颜色由浅色到深色快速变化，生成的银纳米颗粒被烷基胺包裹，稳定在溶液中。通过对样品洗涤、离心沉淀，可获得烷基胺包裹的银纳米粒子。 三、实验方法与步骤 （一）实验仪器与材料 硝酸银，柠檬酸三钠，油胺或十八胺，十八烯（ODE ），无水乙醇，配有温度调控和磁力搅拌的油浴加热器，三颈瓶，抽气头，滤膜，温度计套管，10 mL 量筒，分析天平，玻璃滴管，离心管，离心机，电热干燥箱 （二）实验方法与操作步骤

单缝衍射实验报告

单缝衍射实验报告 篇一：北邮单逢衍射实验报告 电磁场与电磁波测量实验 实验报告 学院：电子工程学院班级：20XX211204指导老师：李莉 20XX年3月 实验二单缝衍射实验 一、实验目的 掌握电磁波的单缝衍射时衍射角对衍射波强度的影响 二、预习内容 电磁波单缝衍射现象 三、实验设备 s426型分光仪 四、实验原理 图1单缝衍射原理 当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为??sin -1

? 其中?是波长，?? 是狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：??sin? -1 ?3?? ??（如图所示）2??? 图2单缝衍射实验仪器的布置 仪器连接时，预先接需要调整单缝衍射板的缝宽，当该板放到支座上时，应使狭缝平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致，此刻线应与工作平台上的90刻度的一对线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的180处，此时小平台的0就是狭缝平面的法线方向。这时调整信号电平使表头指示接近满度。然后从衍射角0开始，在单缝的两侧使衍射角每改变10，读取一次表头读数，并记录下来，这时就可画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，并根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，并与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。 五、实验报告 记录实验测得数据，画出单缝衍射强度与衍射角的关系曲线，根据微波波长和缝宽算出一级极小和一级极大的衍射角，与实验曲线上求得的一级极小和极大的衍射角进行比较。 （a）整理以上数据表格，标注一级极大、一级极小对应的角度值；

有机化学基础实验(讲义)

有机化学基础实验 （一）烃 1.甲烷的氯代（性质） 实验：取一个100mL的大量筒（或集气瓶），用排水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2，放在光亮的地方（注意：不要放在阳光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。 现象：大约3min后，可观察到混合气体颜色变浅，气体体积缩小，量筒壁上出现油状液体，量筒内饱和食盐水液面上升。 解释：生成卤代烃 2.石油的分馏（分离提纯） （1）两种或多种沸点相差较大且互溶的液体混合 物，要进行分离时，常用蒸馏或分馏的分离方法。 （2）分馏（蒸馏）实验所需的主要仪器：铁架台(铁圈、 铁夹)、石棉网、蒸馏烧瓶、带温度计的单孔橡皮 塞、冷凝管、牛角管、锥形瓶。 （3）蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是：防止爆沸 （4）温度计的位置：温度计的水银球应处于支管口（以 测量蒸汽温度） （5）冷凝管：蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向下口进，上口出 （6）用明火加热，注意安全 3.乙烯的性质实验 现象：乙烯使KMnO4酸性溶液褪色（氧化反应）（检验） 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色（加成反应）（检验、除杂） 乙烯的实验室制法： （1）反应原料：乙醇、浓硫酸 （2）反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑+ H2O 副反应：2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4（浓）6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O （3）浓硫酸：催化剂和脱水剂（混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌） （4）碎瓷片，以防液体受热时爆沸;石棉网加热，以防烧瓶炸裂。 （5）实验中要通过加热使无水酒精和浓硫酸混合物的温度迅速上升到并稳定于170℃左右。（不能用水浴） （6）温度计要选用量程在200℃～300℃之间的为宜。温度计的水银球要置于反应物的中央位置，因为需要测量的是反应物的温度。 （7）实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸。【记】倒着想，要想不被倒吸就要把水中的导管先拿出来 （8）乙烯的收集方法能不能用排空气法不能 （9）点燃乙烯前要_验纯_。 （10）在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、吸水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、C等(因此试管中液体变黑)，而硫酸本身被还原成SO2。故乙烯中混有_SO2、CO2。

单缝衍射的实验观测和研究

单缝衍射的实验观测和研究 一、实验目的 观测单缝衍射现象，研究激光通过单缝形成的衍射图样的光强分布和规律。 二、实验内容 1、夫琅和费单缝衍射的观察与测量 2、改变缝宽，测量光强随位置变化的曲线图 3、实验数据处理 三、实验原理 用散射角极小准直性很好的激光做光源，照在一个宽度可调的竖直单缝上，在离狭缝较远的距离放置一接收屏，转动手轮收缩缝宽可以在屏上观察到一组衍射图样，从（a ）到（d ）对应狭缝的宽度由大到小收缩变化，中心亮条纹由小到大向左右两侧水平展开，同时出现一系列明暗相间的结构，（如图14-1所示），它实际上就是夫琅和费衍射条纹。 当光通过一狭缝时会产生衍射光，衍射图样中的极小值对应的角度由下式给出： ,...) 3,2,1(sin ==m m a λ θ（14-1） 这里a 表示缝宽，θ表示图样中心到第m 级极小间的夹角，λ表示光的波长，m 表示级次见图14-2所示。通常因为衍射角度较小，可以假设：θθtan sin ≈，根据三角关系有： D y = θtan （14-2） 图14-2 实验观察到的单缝衍射的光强分布图 图14-1 不同宽度单缝的衍射图样

,...) 3,2,1(== m y D m a λ（14-3） 这里a 为狭缝宽度，m 为衍射级次，y 表示衍射中心到第m 级极小间的距离，D 表示从狭缝到光电传感器的距离，单缝衍射的如图所示。其光强分布的理论公式为： 2 20 sin u u I I =（14-4） 其中 λ θπsin a u = 式中a 为单缝的宽度，λ为光的波长，θ为衍射角，0 I 为正入射（即θ＝0）时的入射光强， 2 2sin u u 被称为单缝衍射因子，表征衍射光场内任一点相对光强（即0 I I ）的强弱。 四、注意事项 1、不要用肉眼直视激光器输出光，防止造成伤害。 2、仪器放置处不可长时间受阳光照射。 3、激光器发出的光束应平行于工作平台的工作面。 4、光束应通过放入光路中的部件的中心，保证光束垂直入射到接收器上。 5、注意，在插拔线时，先关掉电源开关。 五、实验步骤 1、夫琅和费单缝衍射的观察与测量 选用半导体激光器、单缝模板、接收屏、二维手动扫描平台、光电传感器和光电转换器以及光具座组装测量装置，调节半导体激光器、可调狭缝、接收屏和光电传感器之间的位置，接通激光器电源，调节光路，使测量系统等高和共轴。选择狭缝调到某一宽度，从接收屏上观测到清晰的单缝衍射图样后，从光学导轨上取下接收屏，调节手动扫描平台，使衍射光斑照在光电传感器前的入射狭缝上。光电转换器的输出端接光功率计，接通电源和开关。 选择合适的入射光孔和光电传感器的放大倍数，确保在最小光强和最大光强处测得的信号强度不出现饱和现象，以便测得完好的衍射图象。一般光电转换器的输出电压不超过6V 。 单缝板中的细缝不要人为损坏，弄脏后需用酒精棉小心檫洗。 用卷尺多次测量狭缝到光电传感器的距离，计算其平均值D 。 调节手动扫描平台，使光学传感器处于适当的位置（一般在衍射级次m ≥5）；然后通过扫描平台侧面的手轮缓慢调节光电传感器的水平位置，进行实时测量，使衍射斑光强的极大值依次通过光传感器，测量的相对光强从万用表中读出，每移动0.1或0.2mm 记录一次数据，数据记录在表格14-1中。把水平位移值作为x 轴，相对光强作为y 轴，作出光强随位置变化的曲线图。 2、改变缝宽，测量光强随位置变化的曲线图 （1）观测不同缝宽时，衍射光强分布的特点与规律。 （2）计算各种缝宽时，各衍射级次的相对光强。

六年级科学下册实验复习资料

六年级科学下册实验复习资料 1；怎样制作一个大晶体？ 答：用一个大的玻璃杯，制作一杯浓食盐水溶液。将这杯溶液过滤，注入一个清洁的玻璃杯内。在杯中用细线悬吊一小块食盐晶体，并浸泡在溶液中，静置数天。在杯底会出现第一批晶体，滤去溶液中残留的晶体，继续把细线上的晶体浸入溶液中，晶体会缓慢地生长。 2；怎样做个简易显显微镜？ 答：找两个放大倍数不同的凸透镜，上下移动调整两个凸透镜之间的距离，直到找到物体最清楚的图象，用纸筒和胶带把两个透镜固定下来，一个简易的显微镜就做好了。 3；显微镜的使用过程：实放；对光；上片；调焦；观察 4；制作洋葱玻片标本的步骤：用刀切开；取下一片；在取下的一片上划井字；将制好的标本放到载玻片上《13页》 5；实验内容：加热白糖；观察白糖的变化 实验器材：白糖；蜡烛；汤匙；火柴 实验步骤：《1》用长柄金属汤匙取一小勺白糖，小心地移到蜡烛火焰上，慢慢加热。《2》当加热结束后，熄灭蜡烛，把汤匙放在桌子蹭的盘子里冷却，观察发生的现象。 实验现象：白糖加热变成了液体的白糖，继续加热，白糖的颜色逐渐加深，直至全部变成黑色。如果继续加热，黑色还会燃烧。 实验结论：白糖颗粒变成液体的白糖，只是状态；形状；大小发生了变化，这是物理变化；液体的白糖继续加热变成黑色，它产生了新的物质，这是化学变化。 6；实验内容：寻找淀粉的踪迹 实验器材：水果刀；碘酒；马铃薯；滴管 实验步骤：《1》用水果刀将马铃薯切开《2》将碘酒滴到马铃薯的切开面上《3》观察现象《4》得出结论 实验现象：切开面上有蓝色出现。 实验结论：马铃薯中含有淀粉 7；实验内容：探究小苏打和白醋混合后的变化 实验现象：冒出大量气泡，在玻璃杯里形成很多泡沫，并且有沉淀产生。 《1》把玻璃杯盖上杯盖有手摸，有什么感觉？ 答：杯壁变得更凉了。 《2》将燃烧的木条伸入杯中，有什么现象？根据这个信息，你可以做出怎样的推断？ 答：燃烧的木条熄灭，推断出，产生的气体是一种新物质，且不支持燃烧。 《3》分析已经获得的证据，能判断出杯中的气体是什么气体吗？为什么？ 答：实验证据不足以证明产生的气体是什么气体。因为不支持燃烧的气体很多，所以无法判断。 8；铁生锈实验探究 甲试管中把铁钉放在一团湿的棉花球上，乙试管中把铁钉放入后，注入经煮沸《赶走空气》快速冷却的水，将铁钉浸没 后的水面上加一层植物油；丙试管中加少量干燥剂，再放一团干的棉花球，把铁钉放在干棉花球上，塞紧橡皮塞。 （1）本试验是用于研究铁生锈与水和空气关系的一个实验装置。 （2）甲试管中的铁钉能够与水和空气充分接触； 乙试管中的铁钉只能与水接触，因为水面上的植物油能很好地防止空气溶解到水中 丙试管中的铁钉只能与空气接触，因为试管中的干燥剂很好地吸收了空气中的水分。 （3）一星期后观察发现，甲试管中的铁钉锈蚀比较严重，而乙和丙两个试管中的铁钉基本上没有生锈的现象。 （4）该实验证明：铁钉的生锈与水和空气这两个因素有关，二者缺一不可。 9；罗平小学六《2》班第二小组的同学在研究铁生锈因素的实验，他们用三个同样大小的盘子，其中两个分别装上水；菜油，三枚同样大小的铁钉，把一枚铁钉放在空盘子里与空气接触，另一枚铁钉完全浸没在菜油里，还有一枚铁钉一半放在 水里，每天观察记录。《观察到的现象如下图》 时间第一天第二天第三天第四天 空盘子无变化无变化无变化有点生锈 水盘子水变色生锈锈多了锈更多了 菜油盘无变化无变化无变化无变化 《1》以上实验方法是：控制变量法《也可以填控制其它因素不变的方法或对比实验法》 《2》铁生锈速度最快的是在水盘子，最慢的是在菜油盘子。 《3》实验结论：影响铁生锈的因素是水和空气，二者缺一不可。 10；实验内容：硫酸铜溶液与铁钉的反应 实验材料：半杯硫酸铜溶液，一枚钉子；一把镊子 实验方法：《1》配制硫酸铜溶液《2》用镊子夹住铁钉将一部分浸入硫酸铜溶液中《3》过一会儿，取出铁钉，观察现象

单缝衍射光强分布实验报告.doc

单缝衍射光强分布 【实验目的】 1.定性观察单缝衍射现象和其特点。 2.学会用光电元件测量单缝衍射光强分布，并且绘制曲线。 【实验仪器】 【实验原理】 光波遇到障碍时，波前受到限制 而进入障碍后方的阴影区，称为衍 射。衍射分为两类：一类是中场衍 射，指光源与观察屏据衍射物为有 限远时产生的衍射，称菲涅尔衍射； 一类是远场衍射，指光源与接收屏距衍射物相当于无限远时所产生的衍射，叫夫琅禾费衍射，它就是平行光通过障碍的衍射。 夫琅禾费单缝衍射光强I =I 0 (sin β)2β2;其中β=πa sin θλ；a 为缝宽， θ为衍射角，λ为入射光波长。 上图中θ为衍射角，a 为缝宽。 仪器名称 光学导轨 激光器 接收器 数字式检流计 衍射板 型号

【实验内容】 （一）定性观察衍射现象 1.按激光器、衍射板、接收器（屏）的顺序在光节学导轨上放置仪器，调节光路，保证等高共轴。衍射板与接收器的间距不小于1m。 2.观察不同形状衍射物的衍射图样，记录其特点。 （二）测量单缝衍射光强分布曲线 1.选择一个单缝，记录缝宽，测量-2到+2级条纹的光强分布。要求至少测30个数据点。 2.测量缝到屏的距离L。 3.以sinθ为横坐标，I/I0为纵坐标绘制曲线，在同一张图中绘出理论曲线，做比较。 【实验步骤】 1.摆好实验仪器，布置光路如下图 顺序为激光器—狭缝—接收器—数字检流计，其中狭缝与出光口

的距离不大于10cm，狭缝与接收器的距离不小于1m。 2.调节激光器水平，即可拿一张纸片，对准接收器的中心，记下位置，然后打开激光器，沿导轨移动纸片，使激光器的光点一直打纸片所记位置，即光线打过来的高度要一致。 3.再调节各光学元件等高共轴，先粗调，即用眼睛观察，使得各个元件等高；再细调，用尺子量取它们的高度(狭缝的高度，激光器出光口的高度，接收器的中心)，调节升降旋钮使其等高，随后用一纸片，接到光源发出的光，以其上的光斑位置作为参照，依次移动到各个元件前，调节他们的左右(即调节接收器底座的平移螺杆，狭缝底座的平移螺杆)高低，使光线恰好垂直照到元件的中心。 4.调节狭缝宽度，使光束穿过，可见衍射条纹，调节宽度，使条纹中心亮纹的宽度约为5mm，且使得条纹最亮，而数字检流计的读数最大，经过上述调节后，上述任何一个旋钮的改变都会使读数变小。 5.测量光强，先遮住接收器的光探头，选择合适的档位，并对读数进行调零，(若不能调零，则记下该处误差，在得到实验数据后减去)，若在测量过程中需要换挡，则换挡需要调零。调节接收器底座的平移螺杆，观察检流计的读数，能够观察到第三暗纹的出现，单方向转动手轮，沿x方向每次转动，从左侧第三级暗条纹一直测到右边第三级暗纹，记录光电流大小和坐标位置。 6.记录缝宽和测量缝到光探头的距离。 【注意事项】