實(shí)驗(yàn)一：長度和固體密度的測量1．米尺、10分度游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)（千分尺）的使用，測量物理量的有效數(shù)字eq\o\ac(○,1)米尺：米尺就是按厘米和毫米為測量單位的尺子，他的最小分度為1mm，是測量長度最簡單的儀器。實(shí)驗(yàn)室常用的米尺有直尺和鋼卷尺。使用米尺測量長度時(shí)可精確到毫米位，并要估讀到1/10（0.1mm）。測量時(shí)，應(yīng)使米尺可先貼近待測物體，讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)垂直于所讀刻線。由于米尺兩端容易磨損，因此測量時(shí)常用米尺中間部分。選擇某一刻度作為起點(diǎn)，讀取該物體兩端所對(duì)應(yīng)的刻度，做個(gè)讀數(shù)之差，就是待測物體長度。eq\o\ac(○,2)10分度游標(biāo)卡尺用法：游標(biāo)緊貼著主尺滑動(dòng)，外量爪用來測量厚度和外徑，內(nèi)量爪用來測量內(nèi)徑，深度尺用來測量槽的深度，緊固螺釘用于測量時(shí)固定游標(biāo)，以便于讀數(shù)。使用游標(biāo)尺時(shí)，一手拿物體，另一手持尺，輕輕把物體卡住，應(yīng)特變注意保護(hù)量爪不被磨損，不允許用游標(biāo)尺測量粗糙的物體，更不允許被夾緊的物體在卡口內(nèi)挪動(dòng)。游標(biāo)尺的精密度：σ=y/m主尺的分度值y=1mm游標(biāo)：精確到0.01mm讀數(shù)：先讀“零值”。實(shí)際長度=測量長度—零值eq\o\ac(○,3)螺旋測微計(jì)：原理：在測桿上精密加工螺距為0.5mm螺紋，并配與之相對(duì)應(yīng)的螺母套筒，套筒圓界等分為50分格，則當(dāng)套筒轉(zhuǎn)過1分格，螺桿移動(dòng)0.01mm，即利用機(jī)械放大原理使儀器精密度達(dá)0.01mm。使用方法：測量物體長度時(shí)，應(yīng)先將微動(dòng)螺桿退開，將待測物體放在測砧與螺桿之間，然后，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪旋柄，使測砧和螺桿測面剛好與待測物體接觸。讀數(shù)時(shí)應(yīng)從固定套管的標(biāo)尺上讀出整數(shù)格值，而0.5mm以下的讀數(shù)由微分筒上刻度讀出，可估讀千分之一。螺旋測微計(jì)（千分尺），精確到0.001mm運(yùn)用機(jī)械放大原理。測量時(shí)應(yīng)記錄零點(diǎn)讀數(shù)（可正可負(fù)），并對(duì)測量數(shù)據(jù)做零點(diǎn)修正正確值=測量值—零點(diǎn)讀數(shù)例：用螺旋測微計(jì)測量鋼絲直徑d，結(jié)果如下：（1）測量次數(shù)n=10次，d=0.246mmΔ儀=0.004mm（儀器），請(qǐng)答出測量結(jié)果？（2）如果測量次數(shù)你=1，d=3.500mm，如何用不確定度表示測量結(jié)果解：UA=0.004mm,UB=Δ/（3?）=0.04mm/（3?）=0.023mm，d=（U2A+U2B）?=（0.0042+0.00232）?=0.005mm測量結(jié)果d=d的平均值±U=（0.246±0.005）mm（2）當(dāng)n=1，UA=0，UB=Δ/3?=0.0023mm測量結(jié)果為：d=d±u=10.246±0.0027mm2．物理天平的調(diào)節(jié)（a）調(diào)天平：調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，使水準(zhǔn)的水泡居中。（b）橫梁調(diào)零：天平空載，游碼置于橫梁上的零位置。調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，直至支起橫梁指針指向標(biāo)尺中央或作對(duì)稱擺動(dòng)。3．天平的靈敏度：S=Δn/Δm。Δn表示指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)，Δm表示游碼讀數(shù)（質(zhì)量）實(shí)驗(yàn)二：伸長法測定楊氏彈性模量光杠桿系統(tǒng)測量微小長度變化的實(shí)驗(yàn)原理圖，被測微小長度變化量L=bN/2D（原理圖自己畫）被測微小長度變化量ΔL=bN／2DΔL<<b轉(zhuǎn)角θ甚小所以θ≈ΔL／b由光學(xué)反射定律可知：∠X0OX1=2θ≈N／D所以2ΔL／b=N／D所以ΔL=bN／2D在用伸長法測楊氏彈性模量的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)望遠(yuǎn)鏡儀器的調(diào)整應(yīng)該如何進(jìn)行調(diào)節(jié)才能找到清晰的標(biāo)尺的像？答：先調(diào)節(jié)目鏡與十字叉絲的間距，使叉絲在目鏡焦平面內(nèi)，經(jīng)目鏡放大后，在觀察者的明視距離處成一放大的虛像，這時(shí)叉絲像很清晰。然后沿望遠(yuǎn)鏡筒外緣觀察，是否能從平面鏡中看到標(biāo)尺的像，若看不到，則應(yīng)左右移動(dòng)測量系統(tǒng)支架，知道能看到為止。最后通過望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，這時(shí)若標(biāo)尺像不清晰，可旋轉(zhuǎn)外筒改變目鏡筒（內(nèi)含目鏡及叉絲）與物鏡間的距離，直至看清標(biāo)尺的像。系統(tǒng)誤差概念：在相同的測量條件下多次測量同一物理量時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持恒定，當(dāng)測量條件改變時(shí)，它也按某一確定的規(guī)律而變化，這樣的誤差稱為系統(tǒng)誤差。隨機(jī)誤差概念：在相同測量條件下多次測量同一物理量時(shí)產(chǎn)生時(shí)大時(shí)小、時(shí)正時(shí)負(fù)、以不可預(yù)知的方式變化的誤差稱為隨機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)三：傾斜氣墊導(dǎo)軌上滑塊運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)裝置有哪三大塊？答：氣墊導(dǎo)軌、滑塊、光電測量系統(tǒng)測量速度和加速度的原理答：物體作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的平均速度為平均速度V=ΔX／Δt式中ΔX是物體在t+Δt時(shí)間內(nèi)通過的位移。略去阻力f，物體沿斜面下滑運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)V22—V21=2As所以a=（V22—V21）／2S實(shí)驗(yàn)四：惠斯登電橋掌握惠斯登吊橋的原理圖，平衡表達(dá)式RX=R0*(R1/R2)，并懂得推導(dǎo)平衡表達(dá)式。（利用Ud=Ub，Ig=0）（原理圖自己畫）每個(gè)邊電阻——電橋的橋臂G為檢流計(jì)“橋”——bGd作用：利用檢流計(jì)將電橋的兩個(gè)對(duì)頂點(diǎn)進(jìn)行比較，當(dāng)b、d電位相等，Ig=0，電橋處于平衡狀態(tài)R1R0=R2RX所以Rx=R0*（R1／R2）電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)沒有電流通過，B點(diǎn)與D點(diǎn)電壓相等Ud=Ub即有I1R1=I2R2I1Rx=I2R0聯(lián)立解得：Rx=R0*(R1/R2)電橋靈敏度與電源電壓及檢流計(jì)靈敏度有何關(guān)系？答：電橋的靈敏度與檢流計(jì)的靈敏度成正比，檢流計(jì)的靈敏度也高電橋的靈敏度也越高，電橋的靈敏度與電源電壓成正比，為了提高電橋的靈敏度可以適當(dāng)?shù)奶岣唠娫吹碾妷骸皬母叩降停瑥拇值郊?xì)”的原則，將電橋快速調(diào)平衡自裝電橋?qū)嶒?yàn)中，檢流計(jì)要先串一大阻值電阻，最后又要拆掉，原因分別是什么？答：串聯(lián)大電阻是為了保護(hù)檢流計(jì)，最后拆掉是為了提高測量的準(zhǔn)確度。實(shí)驗(yàn)五：電阻元件福安特性的測定二極管的正、反向特點(diǎn)，根據(jù)特點(diǎn)選擇合適的電路（設(shè)計(jì)測量電路圖）電流表外接法：正向特點(diǎn)：它的正向最大電流Imax≤30mA，最大反向工作電壓Umax≤30V二極管的正極接電路的高電位，負(fù)極接低電位。二極管的正向電阻值較小。反向特點(diǎn)：二極管的正極接電路的低電位，負(fù)極接高電位。由電流表量程反向電流的大小而定電源電壓取20V二極管的反向電阻值很大。根據(jù)待測電阻的大小來選擇測量線路（接入方法的選擇），電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響（如何選用合適的電表來降低測量誤差）答：大的電阻用內(nèi)接法，小電阻用外接法。當(dāng)時(shí)，選用電流表內(nèi)接法；所產(chǎn)生的接入誤差小于電流表外接法所產(chǎn)生的接入誤差。這時(shí)應(yīng)該選擇電流表內(nèi)接電路進(jìn)行測量。當(dāng)，選用電流表外接法。電壓表靈敏度的概念接入誤差概念答：因測量電表的接入而產(chǎn)生的誤差稱為接入誤差或方法誤差。實(shí)驗(yàn)六：直流電位差計(jì)的原理及其使用根據(jù)直流電位差計(jì)的操作面板圖簡述利用電位差計(jì)測量一節(jié)干電池電動(dòng)勢（約1.5V）的實(shí)驗(yàn)步驟。（1）在連接線路以前，將電位差計(jì)的測量轉(zhuǎn)換開關(guān)K旋在“斷”位置，松開全部按鈕。然后按面板上接線柱的極性，分別接上工作電源，檢流計(jì)，待測電壓Ux1（或Ux2）和標(biāo)準(zhǔn)電池。接線時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電池最后接上以防短路。（2）電流標(biāo)準(zhǔn)化eq\o\ac(○,1)首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電池上的溫度及讀數(shù)t℃，按下式計(jì)算實(shí)驗(yàn)條件下標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢Et=E20—0.0000406（t—20）—0.00000095（t—20）2≈E20—（t+20）（t—20）X10—6（V）其中，E20是20℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢，它表在標(biāo)準(zhǔn)電池盒上。eq\o\ac(○,2)然后加標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢溫度補(bǔ)償旋鈕（RN1和RN2）旋在Et數(shù)值的位置，再將測量轉(zhuǎn)換開關(guān)K旋在“N”位置，光點(diǎn)檢流計(jì)的分流器旋在X1檔，調(diào)節(jié)R旋鈕（面板圖中的R1、R2、R3、Rx），使電路平衡，完成電流標(biāo)準(zhǔn)化。eq\o\ac(○,3)調(diào)平電路，調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)遵循從高位到低位，先粗調(diào)后細(xì)調(diào)的原則。（3）打開開關(guān)K，通過電位差計(jì)測出電源的電動(dòng)勢實(shí)驗(yàn)七：示波器的原理及使用示波器的用途答：示波器的用途：直接觀察電壓的波形，并能測定電壓的大小，交流電壓信號(hào)的頻率和相位等，主要用在各種科學(xué)工程研究，工業(yè)生產(chǎn)及學(xué)校教育上。波形顯示的原理（水平偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓，垂直偏轉(zhuǎn)板加被測信號(hào)）答：如果示波器的兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板都不加信號(hào)電壓，熒光屏上只出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)，如果在Y偏轉(zhuǎn)板上加有正弦信號(hào)電壓，而X偏轉(zhuǎn)板上不加電壓，熒光屏上只出現(xiàn)一條直流線。如果在Y偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在X偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波掃描電壓，則熒光屏上亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)將是兩個(gè)相互垂直振動(dòng)的合成，熒光屏上將顯示出正弦圖形。當(dāng)掃描電壓和輸入的正弦電壓的周期一致時(shí)，熒光屏上將顯示出兩個(gè)完整的正弦波圖形。李薩如實(shí)驗(yàn)中，如果屏幕顯示的圖形在快速翻轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)節(jié)？答：調(diào)節(jié)音頻信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)頻率（即fx），當(dāng)fx／fy分別為2、1、2/3、1/2及1/3（音頻信號(hào)頻率約為25、50、75、100、150HZ）時(shí)，使李薩如圖形穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)八：應(yīng)用霍爾效應(yīng)測量磁場什么是霍爾效應(yīng)，以及應(yīng)用霍爾效應(yīng)測量磁場的原理答：當(dāng)洛倫磁力fB、f電場力、fE相等時(shí)，電荷的積累達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)在薄片兩側(cè)面D、D’之間所建立的電場EH稱為霍爾電場，相應(yīng)的電壓UH稱為霍爾電壓，這樣的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。根據(jù)UH=KHIB，如果知道了霍爾元件的靈敏度KH，用儀器測出控制電流I和霍爾電壓UH，就可以算出霍爾片所在的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。這就是應(yīng)用霍爾效應(yīng)測量磁場的原理。實(shí)驗(yàn)采用換向法來消除副效應(yīng)的影響霍爾效應(yīng)概念實(shí)驗(yàn)九：用牛頓環(huán)測定透鏡的曲率半徑實(shí)驗(yàn)儀器有哪些？答：牛頓環(huán)儀、鈉光燈、斜照玻璃片、測量顯微鏡。為什么測量過程中，顯微鏡的刻度鼓輪只能朝一個(gè)方向移動(dòng)？答：因?yàn)橐苿?dòng)標(biāo)尺是通過有螺旋槽的材料與鼓輪相連，轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，螺旋紋旋轉(zhuǎn)推動(dòng)移動(dòng)標(biāo)尺。螺旋槽有寬度，反向旋轉(zhuǎn)會(huì)造成一個(gè)螺距差誤差。牛頓環(huán)概念答：牛頓環(huán)是用分振幅方法產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，也是典型的等厚干涉條紋。實(shí)驗(yàn)十：薄透鏡焦距的測定測量凸透鏡焦距的方法有哪些？答：（1）物距、象距法（2）自準(zhǔn)直法（3）二次成像法測量之前調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)該滿足的條件：共軸，等高二