大学物理实验报告文档格式.docx
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根据实验内容要求和实验教材中实验原理的提示,认真查阅有关资料,详细写出实验原理和实验方案。
(2)选择测量仪器、测量方法和测量条件
根据实验方案的要求,确定出使用什么样的实验仪器、采用什么样的测量方法、在什么样的条件下进行测量。
选择测量方法时还要考虑到选用什么样的数据处理方法。
(3)确定实验过程,拟定实验步骤
明确实验的整体过程,拟定出详细的实验步骤。
三、预习报告的主要内容
3.实验原理(必要的计算公式、原理图、电路图、光路图、相关说明等表格。
)
特别说明:
预习报告为预习时写的实验报告,不一定冠名“预习”。
如果预习实验报告1~4项内容书写完整规范,整齐清晰,可以作为实验报告的一部分。
撰写实验报告时可以在此基础上续加其他内容。
四、实验预习举例
下面以“拉伸法测钢材的杨氏模量”这一实验项目为例,具体说明实验预习的主要内容。
首先根据实验目的和实验内容要求,有针对性地阅读教材,重点思考和解决如下问题:
(1)什么是杨氏弹性模量?
(2)测量杨氏模量的计算公式如何?
(3)通过杨氏模量的计算公式明确要测量哪些物理量?
这些物理量如何测量?
(4)实验测量中用到什么测量方法?
(5)实验中的数据如何记录和处理?
实验5-3拉伸法测钢材的杨氏模量
【实验目的】
(1)学会拉伸法测量杨氏弹性模量的基本原理和实现方法。
(2)掌握用光杠杆法测量微小伸长量的原理和方法。
(3)学会用逐差法处理实验数据。
(通过实验目的可以知道本实验中要用到几种测量长度的器具,要提前预习使用方法,并且要熟悉“光杠杆”测微小长度变化的方法以及用逐差法处理数据。
【实验原理】
(1)什么是杨氏弹性模量
设钢丝截面积为S,长为L。
若沿长度方向施以外力F使钢丝伸长△L,则比值F/S是单位截面上的作用力,称为应力;
比值△L/L是物体的相对伸长量,称为应变,表示物体形变的大小。
根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比
式中比例系数E的大小,只取决于材料本身的性质,与外力F、物体原长L及截面积S的大小无关,叫做杨氏模量。
(所以实验当中需要测量F、L、S或d、ΔL几个量才能计算出杨氏模量,究竟如何测量呢?
(2)用光杠杆法测量微小长度变化量ΔL光杠杆结构如图1所示,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,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φ角,而入射到望远镜的光线转过2φ角,如图2所示。
当φ很小时,有
图1光杠杆结构
式中K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φ角时,反射光线转动2φ角,由图2可知
式中D为镜面到标尺的距离,l为从望远镜中观察到的标尺移动的距离(设长度变化前望远镜中的叉丝横线读出标尺上相应的刻度值为x,当长度变化两次读数差为l=
式(4)得微小伸长量为
l
D
图2光杠杆原理
K
l2D
(3)测定钢丝杨氏模量的理论公式
由式
(2)和式(5)可得实验测定钢丝杨氏模量的理论公式为
E?
8FLD
?
d2Kl
【实验仪器】
杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜尺组、米尺、千分尺等。
(应该在下面阅读中仔细查阅杨氏模量测定仪、千分尺的结构及使用方法如杨氏模量仪中光杠杆及其测微小长度变化的原理、千分尺的读数方法;
并思考如何选择上面几种测量仪器。
【实验内容】
(1)调整杨氏模量仪
(2)光杠杆及望远镜尺组的调节
(3)测量相应物理量
(4)逐差法处理数据
(实验中要注意光杠杆(望远镜、平面镜、标尺)的调节,特别注意如何消除十字叉丝像和标尺像的视差;
千分尺的读数(注意初末位置的读数),初步理解不同量如何选择相应测量仪器的方法。
大学物理实验报告2
实验目的:
通过演示来了解弧光放电的原理
实验原理:
给存在一定距离的两电极之间加上高压,若两电极间的电场达到空气的击穿电场时,两电极间的空气将被击穿,并产生大规模的放电,形成气体的弧光放电。
雅格布天梯的两极构成一梯形,下端间距小,因而场强大(因)。
其下端的空气最先被击穿而放电。
由于电弧加热(空气的温度升高,空气就越易被电离,击穿场强就下降),使其上部的空气也被击穿,形成不断放电。
结果弧光区逐渐上移,犹如爬梯子一般的壮观。
当升至一定的高度时,由于两电极间距过大,使极间场强太小不足以击穿空气,弧光因而熄灭。
简单操作:
打开电源,观察弧光产生。
并观察现象。
(注意弧光的产生、移动、消失)。
实验现象:
两根电极之间的高电压使极间最狭窄处的电场极度强。
巨大的电场力使空气电离而形成气体离子导电,同时产生光和热。
热空气带着电弧一起上升,就象圣经中的雅各布(yacob以色列人的祖先)梦中见到的天梯。
注意事项:
演示器工作一段时间后,进入保护状态,自动断电,稍等一段时间,仪器恢复后可继续演示,
实验拓展:
举例说明电弧放电的应用
大学物理实验报告3
重力加速度的测定
一、实验任务
精确测定银川地区的重力加速度
二、实验要求
测量结果的相对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案:
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为:
打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×
两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面
重力加速度的计算公式推导如下:
取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:
ncosα-mg=0
(1)
nsinα=mω2x
(2)
两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,
∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.
方法四、光电控制计时法
方法五、用圆锥摆测量
米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时,摆动周期为:
则
通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;
对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
重力加速度是物理学中一个重要参量。
地球上各个地区重力加速度的数值,随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。
一般说,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北两极,重力加速度的值越大,最大值与最小值之差约为1/300。
研究重力加速度的分布情况,在地球物理学中具有重要意义。
利用专门仪器,仔细测绘各地区重力加速度的分布情况,还可以对地下资源进行探测。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动,用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间,他发现连续摆动的圣灯,其每次摆动的时间间隔是相等的,与圣灯摆动的幅度无关,并进一步用实验证实了观察的结果,为单摆作为计时装置奠定了基础。
这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便,因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质,即决定于重力加速度g和摆长l,只需要量出摆长,并测定摆动的周期,就可以算出g值。
实验器材:
单摆装置(自由落体测定仪),钢卷尺,游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线
单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。
在摆长远大于球的直径,摆锥质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°
),然后释放,摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。
f=psinθ
f
θ
t=pcosθ
p=mg
图2-1单摆原理图
摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力,f指向平衡位置。
当摆角很小时(θ<
5°
),圆弧可近似地看成直线,f也可近似地看作沿着这一直线。
设摆长为l,小球位移为x,质量为m,则
sinθ=
f=psinθ=-mg=-mx(2-1)
由f=ma,可知a=-x
式中负号表示f与位移x方向相反。
单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:
a==-ω2x
可得ω=
于是得单摆运动周期为:
t=2π/ω=2π(2-2)
t2=l(2-3)
或g=4π2(2-4)
利用单摆实验测重力加速度时,一般采用某一个固定摆长l,在多次精密地测量出单摆的周期t后,代入(2-4)式,即可求得当地的重力加速度g。
由式(2-3)可知,t2和l之间具有线性关系,为其斜率,如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期,则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。
试验条件及误差分析:
上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的,否则将使测量产生如下系统误差:
1.单摆的摆动周期与摆角的关系,可通过测量θ<
时两次不同摆角θ1、θ2的周期值进行比较。
在本实验的测量精度范围内,验证出单摆的t与θ无关。
实际上,单摆的周期t随摆角θ增加而增加。
根据振动理论,周期不仅与摆长l有关,而且与摆动的角振幅有关,其公式为:
t=t0[1+()2sin2+()2sin2+……]
式中t0为θ接近于0o时的周期,即t0=2π
2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m,摆锥的半径r应远小于摆长l,实际上任何一个单摆都不是理想的,由理论可以证明,此时考虑上述因素的影响,其摆动周期为:
3.如果考虑空气的浮力,则周期应为:
式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期,ρ空气是空气的密度,ρ摆锥是摆锥的密度,由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关,当摆锥密度很小时影响较大。
4.忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。
实际上单摆摆动时,由于存在这些摩擦阻力,使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动,使周期增大。
大学物理实验报告4
经过一年的大学物理实验的学习让我受益菲浅。
在大学物理实验课即将结束之时,我对在这一年来的学习进行了总结,总结这一年来的收获与不足。
取之长、补之短,在今后的学习和工作中有所受用。
在这一年大学物理实验课的学习中,让我受益颇多。
一、大学物理实验让我养成了课前预习的好习惯。
一直以来就没能养成课前预习的好习惯(虽然一直认为课前预习是很重要的),但经过这一年,让我深深的懂得课前预习的重要。
只有在课前进行了认真的预习,才能在课上更好的学习,收获的更多、掌握的更多。
二、大学物理实验培养了我的动手能力。
“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。
每个实验我都亲自去做,不放弃每次锻炼的机会。
经过这一年,让我的动手能力有了明显的提高。
三、大学物理实验让我在探索中求得真知。
那些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。
实验是检验理论正确与否的试金石。
为了要使你的理论被人接受,你必须用事实(实验)来证明,让那些怀疑的人哑口无言。
虽说我们的大学物理实验只是对前人的经典实验的重复,但是对于一个知识尚浅、探索能力还不够的人来说,这些探索也非一件易事。
大学物理实验都是一些经典的给人类带来了难以想象的便利与财富。
对于这些实验,我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。
大学物理实验让我慢慢开始“摸着石头过河”。
学习就是为了能自我学习,这正是实验课的核心,它让我在探索、自我学习中获得知识。
四、大学物理实验教会了我处理数据的能力。
实验就有数据,有数据就得处理,这些数据处理的是否得当将直接影响你的实验成功与否。
经过这一年,我学会了数学方程法、图像法等处理数据的方法,让我对其它课程的学习也是得心应手。
经过这一年的大学物理实验课的学习,让我收获多多。
但在这中间,我也发现了我存在的很多不足。
我的动手能力还不够强,当有些实验需要很强的动手能力时我还不能从容应对;
我的探索方式还有待改善,当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成;
我的数据处理能力还得提高,当眼前摆着一大堆复杂数据时我处理的方式及能力还不足,不能用最佳的处理手段使实验误差减小到最小程度……总之,大学物理实验课让我收获颇丰,同时也让我发现了自身的不足。
在实验课上学得的,我将发挥到其它中去,也将在今后的学习和工作中不断提高、完善;
在此间发现的不足,我将努力改善,通过学习、实践等方式不断提高,克服那些不应成为学习、获得知识的障碍。
在今后的学习、工作中有更大的收获,在不断地探索中、在无私的学习、奉献中实现自己的人身价值!
大学物理实验报告5
院系名称:
勘察与测绘学院
专业班级:
姓名:
学号:
辉光盘
【实验目的】:
观察平板晶体中的高压辉光放电现象。
【实验仪器】:
大型闪电盘演示仪
【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了涂有荧光材料的玻璃珠,玻璃珠充有稀薄的惰性气体(如氩气等)。
控制器中有一块振荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。
通电后,振荡电路产生高频电压电场,由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产生紫外辐射,玻璃珠上的荧光材料受到紫外辐射激发出可见光,其颜色由玻璃珠上涂敷的荧光材料决定。
由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
【实验步骤】:
1.将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小;
2.插上220V电源,打开开关;
3.调高电位器,观察闪电盘上图像变化,当电压超过一定域值后,盘上出现闪光;
4.用手触摸玻璃表面,观察闪光随手指移动变化;
5.缓慢调低电位器到闪光恰好消失,对闪电盘拍手或说话,观察辉光岁声音的变化。
【注意事项】:
1.闪电盘为玻璃质地,注意轻拿轻放;
2.移动闪电盘时请勿在控制器上用力,避免控制器与盘面连接断裂;
3.闪电盘不可悬空吊挂。
辉光球
观察辉光放电现象,了解电场、电离、击穿及发光等概念。
【实验步骤】
1.将辉光球底座上的电位器调节到最小;
2.插上220V电源,并打开开关;
3.调节电位器,观察辉光球的玻璃球壳内,电压超过一定域值后中心处电极之间随机产生数道辉光;
4.用手触摸玻璃球壳,观察到辉光随手指移动变化;
5.缓慢调低电位器到辉光恰好消失,对辉光球拍手或说话,观察辉光随声音的变化。
【注意事项】
1.辉光球要轻拿轻放;
2.辉光球长时间工作可能会产生臭氧。
辉光球发光是低压气体(或叫稀疏气体)在高频电场中的放电现象。
玻璃球中央有一个黑色球状电极。
球的底部有一块震荡电路板,通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。
辉光球工作时,在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。
当用手(人与大地相连)触及球时,球周围的电场、电势分布不再均匀对称,故辉光在手指的周围处
变得更为明亮,产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲,随手指移动起舞。
对辉光球拍手或说话时,也会影响电场的分布。
【相关介绍】
辉光球又称为电离子魔幻球。
它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳,球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等),玻璃球中央有一个黑色球状电极。
球的底部有一块震荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。
通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。
在日常生活中,低压气体中显示辉光的放电现象,也有广泛的应用。
例如,在低压气体放电管中,在两极间加上足够高的电压时,或在其周围加上高频电场,就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象,其特征是需要高电压而电流密度较小。
辉光的部位和管内所充气体的压强有关,辉光的颜色随气体的种类而异。
荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。
在各种各样的辉光中,最神奇的还要算人体辉光了。
1911年伦敦有一位叫华尔德?
基尔纳的医生运用双花青染料刷过的玻璃屏透视人体,发现在人体表面有一个厚达15毫米的彩色光层。
医学家们对此研究表明,人体在疾病发生前,体表的辉光会发生变化,出现一种干扰的“日冕”现象;
癌症患者体内会产生一种云状辉光;
当人喝酒时辉光开始有清晰、发亮的光斑,酒醉后便转为苍白色,最后光圈内收。
吸烟的人其辉光则有不谐和的现象。
实验心得
12月的一次周末,我们利用这短短的2个小时去西区参观的物理实验室,并观看了物理演示实验。
在这次的演示实验课中,我学到了很多平时的生活学习中学不到的东西。
在实验课上,老师让我们自己学习实验原理,自己动手学习操作,然后给同学们演示并讲解。
我们第一次见到了一些很新奇的仪器和实验,通
过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙。
我们怀着好奇心仔细的观看了每个演示实验,通过自己的学习和同学们的认真讲解,一些看似不正常的现象都能用科学的自然知识来解释了!
我觉得我们做的虽然是演示实验,但也很有收获,这是我们对课上所学知识的一个更直观的了解,通过此次光学演示实验使我对光有了一种感性的认识,加深了对光学现象及原理的认识,为今后光学的学习打下深厚的基础,此次演示实验把理论与现实相结合,让大家在现实生活中理解光波的本质,这给我们每天的理论学习增添了一点趣味。
特别是辉光球和辉光盘,在现实生活中根本看不到,这是我第一次看。
一丝一丝的五光十色的光线通过辉光球迸射出来如同礼花绽放般浪漫,让我想起了除夕夜的美妙绝伦的烟火。
虽然说演示实验的过程是简单的,但它的意义绝非如此。
我们学习的知识重在应用,对大学生来说,演示实验不仅开动了我们思考的马达,也让我们更好地把物理知识运用到了实际现象的分析中去,使我们不但对大自然产生了以前没有的敬畏和尊重,也有了对大自然探究的好奇心,我想这是一个人做学问最最重要的一点。
因此我想在我们平时的学习中,要带着一种崇敬的心情和责任感,认认真真地学习,踏踏实实地学习,只有这样,我们才能真正学会一门课,学好一门课。
此外,我觉得我们不能将眼光仅仅定位在事物的表面,不能被眼镜所欺骗,要认真的分析,理解,找出事物背后的真理;
不仅在物理,生活中更应如此,只有这样我们才能成为一个完美的人,我想这也是为什么大纲上要安排这样一个演示实验的目的所在。
我很庆幸能和老师一起参与本次试验,老师的细致指导是我能够顺利完成、理解本次试验的前提。
感谢老师的指导!
大学物理实验报告6
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(-0.0
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- 大学物理 实验 报告
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