电磁测量第九章
电磁测量全套精品课件
系统误差是客观存在的，但有一定规律，可以采取必要的 措施，将其消除或减小。
2.偶然误差 在一定的测量条件下，多次测量同一个量，误差的大小 和符号不定，不存在已知的变化规律，也不可预知，这种误 差称为偶然误差。产生偶然误差的原因主要是电源电压或频 率无规则波动和环境条件的瞬态变化。 偶然误差具有以下特征： （1）有界性；（2）单峰性；（3）对称性；（4）抵偿 性。
3.5共10个等级； ……
＞＞返回
二、仪表准确度等级的确定
一般采用标准表与被确定等级的仪表在相同的条件下同 时测量同一个量，被测量的变化范围为0 ～Am，取标准表的 读数作为实际值，被确定等级的仪表的读数作为测量值，然 后逐点计算绝对误差，找出最大绝对误差，再计算最大引用 误差，根据值与国标对照，最后确定仪表的准确度等级。
最大引用误差
nm
m Am
100%
K%
用K来描述仪表的准确度等级。显然，值越小，仪表的准
确度越高。
根据国家标准规定：
电流表和电压表的准确度等级分为0.05、0.1、0.2、0.3、
0.5、1、1.5，2、2.5、3、5共11个等级；
功率表分为0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1、1.5、2、2.5、
２．便携式仪表的型号组成 与安装式仪表区别：无形状代号 举例：T62-V
设计序号为62的电磁系电压表 另有：系列代号前加一个汉语拼音字母 表示类别
如：Q 表示电桥Pຫໍສະໝຸດ 表示数字式四、仪表中的符号
列表
五、度量器
度量器 ：测量单位的复制实体 分 类：基准器（基准量具）
标准器（标准量具） 工作量具
高准 确
低度
电磁测量中的标准器： 标准电池、标准电阻、标准电容、标准电等。
人教版高二物理必修第三册第九章电磁场及其应用全章知识点梳理
人教版高二物理必修第三册第九章电磁场及其应用全章知识点梳理本文档旨在对人教版高二物理必修第三册第九章电磁场及其应用一章的知识点进行梳理。
1. 电磁场的基本概念与性质- 电磁场的概念：电荷的存在会引起周围空间发生电场，电流的存在会引起周围空间发生磁场，两者合称为电磁场。
- 静电场与静磁场：当电荷分布稳定时，所形成的电场称为静电场；当电流稳定时，所形成的磁场称为静磁场。
- 电磁场的性质：电磁场具有矢量性、叠加性、相互作用性等特点。
2. 电场中的电荷- 电场强度：电场强度表示单位正电荷在电场中所受到的电力，用矢量E表示。
- 电场线：电场线是用来表示电场强度方向的曲线，有向量性质。
- 受力分析：电荷在电场中受到电场力的作用，其大小与电荷大小、电荷符号以及电场强度有关。
3. 磁场中的电荷运动- 洛伦兹力：电荷在磁场中受到的洛伦兹力与电荷速度、磁感应强度以及两者夹角有关。
- 磁感应强度：磁感应强度表示单位正电荷在磁场中所受到的洛伦兹力，用矢量B表示。
- 荷质比测量：通过将电荷在磁场中做圆周运动的原理，可以测量电荷的荷质比。
4. 电磁感应现象与法拉第电磁感应定律- 电磁感应现象：当导线中的磁通量发生变化时，导线中就会产生感应电动势。
- 法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与导线中磁通量的变化率成正比。
- 涡旋电场与涡旋磁场：变化的磁通量产生电场称为涡旋电场，变化的电流产生磁场称为涡旋磁场。
- 感应电动势的方向：根据楞次定律，感应电动势的方向使得产生的感应电流产生磁场抵消磁通量的变化。
5. 互感与自感- 互感：当两个电路之间通过可变的磁链共享磁场时，彼此之间会产生互感现象。
- 自感：当电流在一个线圈中发生变化时，在该线圈中会产生感应电动势，称为自感。
- 互感和自感的作用：互感和自感是实现电磁感应现象的重要手段，广泛应用于变压器、感应电机等电器设备中。
以上是人教版高二物理必修第三册第九章电磁场及其应用一章的知识点梳理，希望对您有所帮助。
电磁感应现象及其应用
电磁感应现象及其应用第九章电磁感应现象及其应用本章以磁场及电场等知识为基础,研究电磁感应的一系列现象,总结出产生感应电流的条件,形成了导体做切割磁感线运动而产生的感应电动势的计算公式,应用右手定则判断感应电动势的方向也是解决问题的关键.[基本规律与概念]一．电磁感应现象1．感应电动势2．感应电流产生的条件及方向的判断二．电磁感应现象的应用1．自感现象2．交变电流①交变电流的定义②正弦交流电的产生及规律a．产生b．规律:函数形式:e＝NBSωsinωt(从中性面开始计时)图象c．表征交流电的物理量(1)瞬时值(2)峰值(3)有效值(4)周期和频率③应用:(1)变压器(2)远距离输电3．电磁场和电磁波a．麦克斯韦电磁场理论b．电磁波[应用]1．用丝线悬挂闭合金属环,悬于O点,虚线左边有匀强磁场,右边没有磁场.(1)金属环的摆动会很快停下来,试解释这一现象.(2)若整个空间都有向外的匀强磁场,会有这种现象吗?2．如图所示,矩形线圈abcd质量为m,电阻为R,宽为d,长为L,在竖直平面内由静止开始自由下落,其下方存在如图示方向的磁感强度为B的匀强磁场,磁场上.下边界水平,宽度也为d.(1)线圈ab进入磁场时,感应电流的方向?(2)如果矩形线圈在ab边刚进入磁场就开始做匀速直线运动,那么,矩形线圈的ab 边应该距离磁场的上边界多高的位置开始下落?3．上海的部分交通线路上已开始使用〝非接触式IC卡〞.该卡应用到物理学上的电磁感应原理.持卡者只要将卡在车门口的一台小机器前一晃,机器就能发出通过的信号.(1)电磁感应现象的最早发现者是(A )A.法拉第B.格拉姆C.西门子D.爱迪生(2)与这一发现有关的科技革命的突出成就不包括( D )A.电力的广泛应用B.内燃机和新交通工具的创新C.新的通讯手段的发明D.计算机信息技术的出现4．照明电路中,为了安全,一般在电能表后面电路上按接一个漏电保护器,如右图所示,当漏电保护器的ef两端未有电压时,脱扣开关K能始终保持接通.当ef两端一有电压时,脱扣开关K立即会断开,下列说法正确的是A．当用户家的电流超过一定值时,脱扣开关会自动断开,即有过流保护作用B．当相线和零线间电压太高时,脱扣开关会自动断开,即有过压保护作用C．站在地面上的人触及b线时(单线触电),脱扣开关会自动断开,即有触电保护作用D．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电),脱扣开关会自动断开,即有触电保护作用【分析与解答】漏电保护器是家庭生活中常见的电学仪器,通过变压器的互感原理进行开关控制,达到保护线路,防止漏电作用.观察工作原理图可知:相线ab与零线cd双线同向绕制构成原线圈.线路接通时,b与d相连,双线反向连接,磁场相反,无论用户电流的大小及相线和零线间电压高低如何变化,在副线圈中的磁通量变化率始终为零,因此ef两端未有电压,脱扣开关始终闭合.当人站在地面上单线触电时,电流不再经过零线而是通过人体流向大地,此时相线ab单线绕制,原副线圈中磁通量发生变化,ef两端出现电压,脱扣开关断开,当人站在绝缘物上双线触电时,人体形如用电器,电流通过人体流经零钱,此时相线与零线同样双线绕制,所以ef两端电压亦为零.正确选项为C.5．家用微波炉是利用微波电磁能加热食物的新型灶具,主要由磁控管.波导管.微波加热器.炉门.直流电源.冷却系统.控制系统.外壳等组成,接通电源后,220V交流电经一变压器,一方面在次级产生3.4V交流对磁控管加热,同时在次级产生2000V高压经整流加到磁控管的阴.阳两极之间,使磁控管产生频率为2450MHz的微波,微波输送至金属制成的加热器(炉腔),被来回反射,微波的电磁作用使食物内分子高额地振动而内外同时迅速变热,并能最大限度地保存食物中的维生素.(1)试计算微波输出功率为700W的磁控管每秒内产生的光子数.(2)试计算变压器的高压变压比.(3)导体能反射微波,绝缘体可使微波透射,而食物通常含有的成分是,较易吸收微波能而转换成热.故在使用微波炉时应A．用金属容器盛放食物放火炉内加热B．用陶瓷容器盛放食物火炉内加热C．将微波炉置于磁性材料周围D．将微波炉远离磁性材料周围6．图为一表示交变电流随时间变化的图象,此交变电流的有效值是A．A B．5AC．A D．3.5A7．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电动势的图象如图所示,则A．交变电流的频率是4πHzB．交变电的周期是0.5sC．当t＝0时线圈平面与磁感线平行D．当t＝0.5时,e有最大值8．现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个十分突出的问题.(1)下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据.测量项目完全干燥时出汗或潮湿时电阻电流(加220V)电阻电流(加220V)手与手之间200kΩ5kΩ手与脚之间300kΩ8kΩ手与塑料鞋底之间8000kΩ10kΩ①从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的倍.②在空格中填入,对人体加220伏电压后的电流值.③若对人的安全电流是25mA以下,上述哪几项是十分危险的.(2)大家知道,洗衣机的插头上有三个金属片,插座也是三眼的,其中有一个较长而粗的是接地金属片,由导线将它与洗衣机的金属外壳连接,一旦插入插座,也就将洗衣机外壳与大地相连通.洗衣机的外壳是金属的(有许多地方没有油漆),左上图表示插头没有接地线,外壳与相线(俗称火线)接触漏电,手触及外壳.右上图表示插头中有接地线,接在洗衣机外壳,此时发生漏电.通过讨论说明为什么三眼插头比两眼插头更安全?(试在下图中画出电流经过的路线,假设此时M为正,N为负,并画出简单的电路模型加以分析)(3)．电路上有规格为10A的熔丝(俗称保险丝),如右图所示用电器R的功率是1500W,这时通过熔丝实际电流是多少?一个潮湿的人,手脚触电,为什么熔丝不会断(即熔丝不能救人命).(4)如下图所示是一种触电保安器,变压器A处用相线和零线双股平行绕制成线圈,然后接到用电器.B处有一个输出线圈.一旦线圈中有电流,经放大后便能推动继电器J切断电源.试说明:①为什么多开灯不会使保安器切断电源.②为什么有人〝手—地〞触电保安器会切断电源③该保安器能不能为双手〝相线—零线〞触电保安?为什么?【参考答案】1:①40～80倍②干燥时电流分别为lmA,0.7mA,0.28mA,潮湿时电流分别为:44mA,27.5mA,22Ma③潮湿时各种情况均有危险2．电流路径如下图所示三眼插头比两眼插头安全.左图为二眼插头,一旦漏电,电流将流经人体;右图为三眼插头,一旦漏电,电流将通过接地板流入地下,(相当于一个短路导线),几乎没有电流通过人体.3．通过熔丝的实际电流是6.8A人的手脚触电时,通过人体电流是0.0275A熔丝点电流为6.828A,小于10A,故熔丝不会断去4．①变压器A线臼因双股并绕,正向电流与反向电流产生的磁性相互抵消,多开灯.少开灯都如此.所以线圈B中无感应电流,保安器的控制开关J不工作,不会自动切断电源.③当人〝手—地〞触电时,相线中电流有一部分直接通过人体,流入大地,不从A线圈中回流,保安器铁芯中有磁通量变化,B线圈有电流输出,保安器开关J工作,自动切断电源.③〝相线—零线〞触电时,与多打开几盏电灯情况相似,A线圈中正.反向电流总是相等,不引起磁通量变化,保安器不能自动切断电源,不起保安作用.综合点:本题首先是物理知识内部电流.电路.电磁感应等各部分的综合.它还涉及人身用电安全的问题,有较重要的现实意义.解答本题在一定程度能考查解答者所学知识联系实际问题的能力.有几点说明:本题中洗衣机的底部有塑料垫脚,因此它的外壳是不直接接地的,保安器的控制开关J应带有电流放大装置.因为变压器感应人体电流的功率是很小的,电流也是很小的,通常不经放大不能推动开关做功.9．如图所示带电的平行板电容器C的两个极板,在用绝缘工具将两板间距离匀速增大的过程中,电容器周围空间将( A )A.会产生变化的磁场B.会产生稳定的磁场C.不会产生磁场D.会产生周期性振荡的磁场10．对于〝超导体〞和〝空间技术〞的名字,人们可能并不陌生.所谓〝超导体〞是指电阻值几乎为零(10－5Ω)的导体.超导体在电力领域里,必将成为人们的理想材料.(1)以下关于超导体的说法中正确的是( B )A.超导体是没有电阻的导体B.超导体是电阻值很小的导体C.超导体内部电流可以任意大D.超导体内部电流必需大于某一特定值(2)．我们把当温度降低到一定程度时,导体的电阻突然降低到很小(10－5Ω)的现象称为超导现象;而材料超导性的实现,除了需要将温度降低到临界温度以下外,还需要使其周围磁场低于某一临界值.另据实验表明,超导体内部电流必需小于某一特定值.其原因是(B)A.超导体虽然电阻很小,但是仍然有电阻,电流流过时要产生焦耳热,所以电流不能太大B.由于导线通过电流后,电流要在导线周围产生磁场,电流越大,磁场越强;而超导体周围磁场不能大于临界值,所以通过超导体的电流必需小于某一特定值C.超导体对电流有阻碍作用,所以电流不能太大D.以上说法均不对11．变压器是供电网络中的重要器件,它可以根据需要改变电压.(1)某理想变压器原副线圈匝数之比为10:1,正常工作时输入功率与输出功率之比是多少?(2)在传送一定电功率的输电线路中,若升压变压器输出电压提高1倍,则输电线上的电功率损失将变为原来的多少?。
程守洙-普通物理学第七版-第9章--电磁感应电磁场理论
dΦ dt
（2）非闭合回路
a. Ei 已知 c
εi a Ei dl
b. Ei 未知，设法构成回路
物理之舟
εi
dΦ dt
返回 退出
若既有动生电动势，又有感生电动势
b b
εi
(v B) dl
a
a Ei dl
或
dΦ εi N dt
物理之舟
返回 退出
例9-4 半径为R 的无限长螺线管内部的磁场B随时间 作线性变化（dB/dt =常量）。 求管内外的感生电场。
Ei 2πr
Ei
R2 2r
感应电场分布为
dB dt
Ei
R22rr2ddddBtBt
物理之舟
rR
rR
返回 退出
例9-5 半径为R 的圆柱形体积内充满磁感应强度B(t) 的均匀磁场，有一长为 l 的金属棒放在其中，设 dB/dt 已知，求棒两端的感生电动势。
解： 利用前面的结果
r dB Ei 2 dt
导体棒匀速向右运动，外力（ F F ）的功率为
P F v IilBv Pe
外力做正功输入机械能，安培力做负功吸收它，
同时感应电动势(非静电场力)在回路中做正功又以电
能形式输出这个份额的能量。
——发电机
物理之舟
返回 退出
动生电动势的计算
（1）对于导体 回路
a. ε (v B) dl
闭合曲线
返回 退出
感应电场和感生电动势的计算
1. 感应电场的计算
对具有对称性的磁场分布，磁场变化时产生的
感应电场可由
L Ei dl
B
dS
S t
计算，方法类似于运用安培环路定理计算磁场，关 键是选取适当的闭合回路L。
《电磁测量技术》课件 李宝树 第九章
0
Bm
t
H'
e
图9-9(e) 磁感应强度B＇的不对称梯形波
0
图9-9(b) 励磁磁场 H的交流三角波
t
T1 T2
图9-9(f) 电动势e’的不对称方波
如果将探头放在被测直流磁场H0中，铁芯除了受交流磁场H作用外，还 受直流磁场H0作用，铁芯中的合成磁场为H’。在交流磁场与直流磁场方向相 同的半周期中，铁芯提前进入饱和区，滞后退出饱和区；在交流磁场与直流 磁场方向相反的半周期，铁芯滞后进入饱和区，提前退出饱和区。因此，铁 芯中的磁感应强度B’是不对称的梯形波，如图9-9(e)所示。在测量线圈中感应 出的电动势e’也是不对称的方波，如图9-9(e)所示。(图中T1<T2；如果直流磁 场是－H0,则T1>T2)，此方波中不但有奇次谐波，还包含偶次谐波，偶次谐波 的大小和相位分别反映了直流磁场的大小和方向，测出测量线圈中的感应电 动势偶次谐波电压的幅值和相位，即可测得直流磁场的大小和方向。
图9-10是磁通门磁强 计总体结构框图。给磁场 探测器通入频率为f0的交 流励磁电流i1，把探测器 放入被测磁场中，在输出 线圈两端就会出现二倍频 的电动势，在经过放大、 检波后，便能在指示器上 指示出被测磁场的强度。 相敏检波的作用是反映而 次谐波的相位，以反映被 测直流磁场的相位。
滤波
2 f0
或
m SQ Q Q CQ m
其中SQ称为冲击检流计的冲击灵敏度，CQ=1/SQ，称为冲击常数， 由实验测定。
1.用冲击检流计测定磁通的原理 将匝数为N，面积为S的测量线圈放到被测的磁场中，线圈平 面要和磁场垂直。这时通过测量线圈的磁通就是要测的磁通。把 测量线圈与冲击检流计回路相连，如图9-6所示，设整个回路的电 阻为R，电感为L。 B 测量时，要使穿过测量线圈的磁 通发生变化，例如设法使磁通消失、 反向或突然将线圈从磁场中移开，此 时线圈两端产生感应电动势，并通过 检流计构成的回路中形成感应电流， 这个电流持续时间很短，并与感应电 G R 动势有下列关系 L d di e N Ri L 图9-6 用冲击检流计测磁通的电路 dt dt 对上式两边从电流开始通过的时间t1=0到电流结束的时间t2=τ求定 积分：
电磁测量第9章 交流电桥
2. 电流平衡方式
平衡时， Ii 0。
这种平衡方式，所有等效电 流源及指零仪有公共接地点，因 此对屏蔽措施要求不高。
指零仪
+- U1
+- U2
电压平衡
I1 I2 I 指
零 仪
电流平衡方式要求指零仪的内 阻越小越好。。
电流平衡
二、有源电桥(类电桥)基本线路的导出
一 、测量线路中的干扰及其影响
由于寄生因素引起的寄生电流和电压，这些寄生因素称为干扰。
寄生因素：
•寄生电势(如热电势，接触电势)—对直流量测电路起作用； • 内部线路之间的寄生联系(如绝缘漏电，电容性漏电)； • 外部电磁场产生。
下面给出一些经验值
(1) 弯线产生的电感和电容
L
4l
ln
2a d
若Ucd0，只要考虑上式中的分子趋于零。
C3
R4
Z1Z4
Z2Z3
Hale Waihona Puke R4 Rx
j
1
C x
R2 R3
1 j
C3
WV
在复平面上画出W、V线。 W 线 与V线顶点的距离反映了测量对角线 两端电压的大小。
调节R3时，V线
横坐标变化 纵坐标不变
模变化 调节R4时，W线 相角不变；
• 参数变换
[例] 右图所示电路
R (1-)R
Uo
Uo
1
Ui
Ui
C
IC
IC
j C Ui Uo
j
C
Ui
第九章应变、力与
Rl 忽略
R
计时： R Rl
R S S R Rl '
S
R
应对灵敏度加以修正
5、减小读数漂移 使电桥电密尽可能对称。良好的接地。 6、电磁干扰 如有电磁场，可能是仪表发生误差。
7、测点的选择 对于被测体，如何选择测点，是正确测量的一个重要环节。一 般以最少的测点达到真实反映结构受力状态的原则来选点。 （1）对被测结构进行受力分析。找出其主要处的受力和变形 部位。 （2）对应力集中部位，应适当多分布测点。 （3）利用对称性，可减少测点。 （4)利用已知应变，应力的位置。可检查结果的正确性。
电阻应变仪分类
类 别
静态电阻应变仪 静动态电阻应变仪 动态电阻应变仪 超动态电阻应变仪 遥测应变仪
测量应变信号
静态应变 单点动态应变测量 周期或非周期动态应变 多通道 动态应变：爆炸、高速冲击 无线电传输信号原理 测量旋转体、运动件
测量频率范围
0 ~ 15Hz < 200Hz < 5KHz
几十 KHz
(3) 应变片自补偿法 粘贴在被测部位上的是一种特殊应变片，当温 度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消，这种 特殊应变片称为温度自补偿应变片。 ①选择式自补偿应变片 ②双金属敏感栅自补偿应变片 这种应变片也称组合式自补偿应变片。这是利用 两种电阻丝材料的电阻温度系数不同(一个为正，一 个为负)的特性，将二者串联绕制成敏感栅。
h
H1 H 3 2
0
对每一个记录幅值，都可同样办法计算其对应的应变值。
第二节
力的测量
通过对机械零件和机械结构的力的测量，可以分析其受力状 况和工作状态，验证设计计算，确定工作过程和某些物理现 象的机理。力的测量方法可以归纳为利用力的静力效应和动 力效应两种。
电磁测量技术的实验操作指南
电磁测量技术的实验操作指南引言：电磁测量技术是一种广泛应用于工业、军事和科学研究领域的重要技术。
它通过测量和分析电磁信号，帮助我们认识和理解电磁现象，并解决相关问题。
本文旨在为初学者提供一份实验操作指南，帮助他们正确、高效地进行电磁测量实验。
一、电磁测量基础1. 电磁学原理：了解麦克斯韦方程组、安培定律、法拉第电磁感应定律等基础理论，理解电磁信号的形成和传播过程。
2. 实验常用设备：熟悉示波器、信号发生器、频谱分析仪等实验设备的功能、用途和操作方法。
3. 信号处理与分析：学习使用计算机和相应的软件进行信号处理与分析，掌握滤波、频谱分析、相位检测等基本方法。
二、电磁测量实验准备1. 实验目的与方案：明确实验目的和要求，制定合理的实验方案，确定实验装置和参数。
2. 实验环境与条件：选择合适的实验环境和条件，确保实验过程的稳定性和精确性，如温度、湿度、电磁干扰等外界因素的控制。
3. 实验器材准备：检查并准备实验所需的各种器材和元件，如电源、电缆、传感器等，确保其良好状态和连接正确。
三、电磁测量实验步骤1. 实验前准备：连接实验装置，校准仪器，确保各项参数正确。
2. 实验测量：根据实验方案，进行测量操作，注意测量过程中是否出现异常现象或异常数据。
3. 数据记录与处理：认真记录实验数据，包括被测量的电磁信号特征、环境参数和测量设备的参数。
采用适当的方法进行数据处理和分析，如差值计算、统计分析等。
4. 结果分析与讨论：根据实验数据和处理结果，进行结果的分析与讨论，得出结论并解释实验现象的物理原理。
5. 实验总结与改进：总结实验过程中所遇到的问题和不足，提出改进意见，以供今后实验的参考。
四、电磁测量实验注意事项1. 安全第一：在进行实验操作前，确保实验室环境安全，遵守实验室安全规范，佩戴适当的防护装备。
2. 仔细阅读实验指南：在进行实验之前，仔细阅读实验指南，明确实验目的和步骤，理解实验原理和要点，熟悉实验装置和操作要求。
第九章广角X射线衍射
图9-5 X射线与物质的作用
9
在许多情况下，X射线衍射研究工作中使用单色X射线，而X 射线管发出的X射线有连续谱和特征谱。由于特征X射线产生尖锐 的衍射峰，而伴随的连续谱产生的是漫散射，影响特征X射线衍射 花样观察。因为非晶态的衍射本身就是漫散峰或晕环，连续谱漫 散射的存在，进入非晶散射，很难扣除，在这种情况下需要对X射 线进行单色化。
2. 空间点阵 在研究物质的晶体结构时，都是将其原子假定为刚性的小球， 彼此接触，紧密地按一定规则堆积在一起的。如图9-10所示的 NaCl晶体模型，为了便于分析原子在晶体中的排列规律，可以将 它抽象为一些几何点，每个点代表原子的中心，或是原子的振动 中心。这些几何点的空间排列称为空间点阵,或简称为点阵。
1
2
Sˊ ︳Sˊ- S ︱= 2sinq
q
q
d
2q
d
S’
20
当前第20页\共有63页\编于星期五\22点
图9-14 X射线衍射示意图
二、布拉格方程的讨论 （一）产生衍射的条件 衍射只产生在波的波长和散射中间距为同一数量级或更小的
时候。 （二）反射级数与干涉指数 布拉格方程nλ=2dˊsinθ表示面间距为dˊ的（hkl）晶面上产生
及其强度之间的比例不变。
8
当前第8页\共有63页\编于星期五\22点
3. X射线与物质的作用
X射线在通过物质时都存在着某种程度的吸收，吸收作用 包括散射和“真吸收”。
散射分为相干散射和非相干散射。 真吸收是由于光电效应造成的。
入射X射线 I0, l0
当前第9页\共有63页\编于星期五\22点
热能
透射X射线 散射X射线(l=l0 相干散射和l1>l0非相干散射)
第九章 吸光光度法
2
§8-1 吸光光度法基本原理
比色法介绍
3
一、物质对光的选择性吸收
1．光的基本性质 光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用波 长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述： = c ； 波数 = 1/ = /c 光是由光子流组成，光子的能量： E=h=hc/ （Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J .S ) 光的波长越短（频率越高），其能量越大。 白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光,是连续光谱。 单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成) 可见光区：400-750 nm 紫外光区：近紫外区200 - 400 nm 远紫外区10 - 200 nm （真空紫外区）
将Mn2＋ 氧化成紫红色的MnO4- 后，在525 nm处进行测 定。
23
4.显色剂 无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。 有机显色剂：种类繁多 偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发 生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、 对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂Ⅲ、PAR等。 三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等
21
§ 8-3 显色反应及显色条件的选择
一、显色反应的选择 1.选择显色反应时，应考虑的因素 灵敏度高(ε值104~105)、选择性好、生成物稳定、显色 剂在测定波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之 差：“对比度”，要求△ > 60nm。 2.配位显色反应 当金属离子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生 电荷转移跃迁，产生很强的紫外—可见吸收光谱。 例如:Cu2+与双硫腙配位形成的双硫腙铜在 λ=533nm 处的ε=5×104
27
2. 选择合适的参比溶液
为什么需要使用参比溶液？ 调节参比的A=0，使测得的的吸光度真正反映待测物的吸光强 度。扣除待测物的吸收之外的其他所有吸收。 参比溶液的选择一般遵循以下原则： ⑴ 若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其 它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水) 作参比溶液； ⑵ 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液 其它组分无吸收，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液；
法拉第电磁感应定律__自感和涡流
方法一：利用公式 E＝NΔΦ/Δt 设导体棒长为 L，绕 O 点转动角速度为 ω，则在 t 时间 1 内，其扫过一扇形面积 S＝ ωtL2 2 BΔS 1 则由公式得 E＝ t ＝ BωL2 2
第九章 电磁感应
人 教 版 物 理
方法二：利用公式 E＝BLv 上图中 O 点速度 v0＝0，A 点速度 vA＝ωL 1 则由公式 E＝BLv，其中 v 取平均速度，得 E＝BL·ωL 2 1 ＝ BωL2. 2
人 教 版 物 理
2．感应电流与感应电动势的关系：遵守 ⑤闭合电路欧姆 定律， I＝ E . R＋ r 二、感应电动势的大小——法拉第电磁感应定律 1. 法拉第电磁感应定律
(1)定律内容：电路中感应电动势的 ⑥大小 ， 跟 穿
过这一电路的 ⑦磁通量的变化率 成正比．
ΔΦ (2)公式： ⑧E＝n . Δt (3)公式说明：a. 上式适用于回路中磁通量发生变化的
量．严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产
生，只是涡电流的大小有区别，所以一些微弱的涡电流就 被我们忽视了．
第九章 电磁感应
人 教 版 物 理
五、电磁阻尼和电磁驱动 电磁阻尼是导体与磁场相对运动时，感应电流使导体 受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，利用安培力阻碍 导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼．磁电式仪表的指 针能够很快停下，就是利用了电磁阻尼．“磁悬浮列车利 用涡流减速”其实也是一种电磁阻尼． 电磁驱动是导体与磁场相对运动时，感应电流使导体 受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，应该知道安培力 阻碍磁场与导体的相对运动的方式是多种多样的．当磁场 以某种方式运动时 ( 例如磁场转动 ) ，导体中的安培力阻碍 导体与磁场间的相对运动而使导体跟着磁场动起来 (跟着转 动)，这就是电磁驱动．
第九章吸光光度法
蓝绿
黄绿
黄 橙
绿蓝 蓝 紫 紫红
红
4
/nm 400-450
颜色 紫
互补光 黄绿
450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
• 分子、原子、离子具有不连续的量子化能 级，当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 － E基 ＝（hv）n时才能发生吸收。 • 不同物质微粒的结构不同，有不同的量子 化能级，其能量差也不同，因此物质对光 的吸收具有选择性。 • 若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b ， 测量不同 λ下的 吸光度A ，以吸光度 A 对 吸收波长λ 作图，就得到－吸收曲线，即吸 收光谱。
•白光:
是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种
色光按一定比例混合而成的。
•物质的颜色:是由于物质对不同波长的光具有选择
性的吸收作用而产生的。例如：硫酸铜溶液因吸收 白光中的黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸白光 中的绿色光而呈紫色。因此，物质呈现的颜色和吸 收的光颜色之间是互补关系。
光的互补性与物质的颜色
二.分光光度计的主要部件
• 1.光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度,
稳定。
– 可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm)
– 紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm)
• 2.单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。
– 棱镜: 玻璃350～3200nm, 石英185～4000nm
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%),相对误差 0.1%～0.2%
大学物理第九章练习参考答案
第九章 电磁感应 电磁场理论练 习 一一.选择题1. 在一线圈回路中，规定满足如图1所示的旋转方向时，电动势 ，磁通量为正值。
若磁铁沿箭头方向进入线圈，则有（ B ） (A) d /dt 0， 0 ； (B) d /dt 0， 0 ； (C) d /dt 0，0 ； (D) d /dt 0，0。
2. 一磁铁朝线圈运动，如图2所示，则线圈内的感应电流的方向（以螺线管内流向为准）以及电表两端电势U A 和U B 的高低为（ C ）(A) I 由A 到B ，U A U B ； (B) I 由B 到A ，U A U B ； (C) I 由B 到A ，U A U B ； (D) I 由A 到B ，U A U B 。
3. 一长直螺线管，单位长度匝数为n ，电流为I ，其中部放一面积为A ，总匝数为N ，电阻为R 的测量线圈，如图3所示，开始时螺线管与测量线圈的轴线平行，若将测量线圈翻转180°，则通过测量线圈某导线截面上的电量q 为（ A ） (A) 2nINA /R ； (B)nINA /R ； (C)NIA /R ； (D)nIA /R 。
4. 尺寸相同的铁环和铜环所包围的面积中，磁通量的变化率相同，则环中（ A ） （A ）感应电动势相同，感应电流不同； （B ）感应电动势不同，感应电流相同； （C ）感应电动势相同，感应电流相同； （D ）感应电动势不同，感应电流不同。
S N v图1· ·GA B NS 图2IIA图3二.填空题1．真空中一长度为0l 的长直密绕螺线管，单位长度的匝数为n ，半径为R ，其自感系数L可表示为0220l R n L πμ=。
2. 如图4所示，一光滑的金属导轨置于均匀磁场B v中，导线ab 长为l ，可在导轨上平行移动，速度为v ，则回路中的感应电动势ε=θsin Blv ，a 、b 两点的电势a U ＜ b U （填<、=、>），回路中的电流I=R Blv /sin θ，电阻R 上消耗的功率P=R Blv /)sin (2θ。
测量学7-第九章_碎部测量[1]讲解
![测量学7-第九章_碎部测量[1]讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/36e7792a6c85ec3a87c2c5fb.png)
x x P S 0 cos T0 y y P S 0 sinT0
有些情况下，棱镜只能安置在碎部点的周围，如果棱镜位置、碎部点 和测站点之间构成特殊的几何关系，则通过对棱镜位置的观测，就可推算 待定碎部点的坐标。棱镜相对于待定碎部点的位置可设为4种情况，1和2 位置分别位于待定点至测站点方向的前面和后面，3和4位置分别位于待定 点至测站点方向线的右侧和左侧，并且该位置与待定点和测站点之间的夹 角成直角。 1位置碎部点坐标计算
数字测图原理与方法
DM
第九章 碎部测量
四、测定碎部点的基本方法
极坐标法
所谓极坐标法即在已知坐标的测站点(P)上安置全站仪 或测距经纬仪，在测站定向后，观测测站点至碎部点的方向、 天顶距和斜距，进而计算碎部点的平面直角坐标。 极坐标法测定碎部点，在多数情况下，棱镜中心能安置 在待测碎部点上，如图所示的0点，则该点的坐标为：
数字测图原理与方法
4.什么是数字测图？数字测图与常规测图相 比具有哪些特点？
DM
第九章 碎部测量
主要内容
碎部测图方法 确定碎部点的基本方法
数字测图原理与方法
地物测绘 地貌测绘
DM
第九章 碎部测量
四、测定碎部点的基本方法
1、碎部点的坐标计算
在地面数字测图中，测定碎部点坐标的基本方法主要有: 极坐标法 方向交会法 量距法 方向距离交会法 直角坐标法等
DM
第九章 碎部测量
主要内容
碎部测图方法 确定碎部点的基本方法
数字测图原理与方法
地物测绘 地貌测绘
DM
第九章 碎部测量
一、 碎部测量
1、基本概念
地球表面上复杂多样的物体和千姿百态的地表形状， 在测量工作中可概括为地物和地貌。 地物是指地球表面上固定性的物体，如河流、湖泊、 道路、房屋和植被等； 地貌是指高低起伏、倾斜缓急的地表形态，如山地、 谷地、凹地、陡壁和悬崖等。 地形就是地物和地貌的总称。 碎部测量的实质就是以控制点为基础，测绘地物和地 貌碎部点的平面位置和高程。碎部测量工作包括两个过程： 一是测定碎部点的平面位置和高程； 二是利用地图符号在图上绘制各种地物和地貌。
第九章 位置检测元件
磁尺等。在增量式检测系统中，移距是由测量信号计数读出的，一旦
计数有误，以后的测量结果则完全错误。因此，在增量式检测系统中， 基点特别重要。此外，由于某种事故（如停电、刀具损坏）而停机，
当事故排除后不能再找到事故前执行部件的正确位置。
• ②绝对式测量 绝对式测量装置对于被测量的任意一点位置均由固定 的零点标起，每一个被测点都有一个相应的测量值。装置的结构较增 量式复杂，如编码盘中，对应于码盘的每一个角度位置便有一组二进 制位数。显然，分辨精度要求愈高，量程愈大，则所要求的二进制位 数也愈多，结构也就愈复杂。
1
• 衡量位置检测元件性能的性能指标： 1）灵敏阈。 2）测量范围。 3）线性度。 4）反应速度。 5）其它：噪声水平、零位、温度漂移等。
• 本章介绍： 差动变压器、编码器、光栅尺、旋转变压器和感应同步器
2
•测量方式 （1）数字式测量和模拟式测量 • ①数字式测量 数字式测量是将被测的量以数字的形式来 表示。测量信号一般为电脉冲，可以直接把它送到数控装 置进行比较、处理。如光栅位置检测装置。
26
W
W= ω/ θ
ω θ
14
3）特点： a）具有误差均化作用，测量精度高。 b）光栅测量属于数字测量，可直接将数值送入数控系统 c）非接触测量，数命长。 d）对安装，环境要求高。
二、读数原理
光敏 元件1 放大 整形 P1 微分 D1 Y1 +
光敏 元件2
反相 放大 整形 P2
微分 D2
Y2
-
15
三、光栅在数控机械上的应用
栅距ω ：0.02mm, 0.01mm, 0.005mm 摩尔条纹：当二块光栅尺的刻线在自身平面中相互旋转一个很小的角度θ 安装时，两光栅尺的线条相交，在短光栅尺上就会出现几条明暗相间的条 纹。这些名暗相间的条纹就是干涉条纹，称摩尔条纹。 摩尔条纹节距W： W=ω/ tgθ 因为θ很小
第九章 吸光光度法 (工)
12
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
1.0 0.8 Absorbance 0.6
第九章 吸光光度法
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5
吸光光度法的基本原理 光度计及其基本部件 显色反应及显色条件的选择 吸光度测量条件的选择 吸光光度法的应用
1
9.1 吸光光度法的基本原理
吸光光度法是基于被测物质的分子对光具 有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。
一、概述： 比色法：比较溶液颜色的深浅确定组分含量的一种 方法。
38
722型分光光度计结构方框图
光 源
分光 系统 吸收池 检测系统
39
分光光度计的主要部件
光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够
的光强度,稳定。
可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm) 紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm)
单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的
装置。
棱镜:玻璃350～3200nm, 石英185～4000nm 半宽度 5～10nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使
6
与物质作用
电场向量 Y
Z 磁场向量 传播方向
7
微粒性 光量子，具有能量。
E h
h－普朗克(Planck)常数 6.626×10-34J· s －频率 E－光量子具有的能量
单位：J(焦耳)，eV(电子伏特)
8
波粒二象性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Bs
0hina Electric Power University
磁化曲线和磁滞回线 • 磁滞现象 ：如果从饱和 状态开始减小磁化磁场 强度，则磁感应强度B将 不沿原来的磁化曲线减 小，而是缓慢的减小，B 的变化落后于H的变化 的现象 • 基本磁化曲线 ：对于不 同的磁化磁场强度，在 磁锻炼下可以得到无数 条相应的封闭的稳定磁 滞回线。
电磁感应法是以电磁感应定律为基础的磁场测量方法。 电磁感应法的磁传感器是一个匝数N、截面积S的探测线圈。 平面探测线圈置于探测磁场B0中，通过线圈的抽动、旋转振动 等使线圈中的磁通发生变化，则探测线圈中的感应电势 dB0 d e N NS dt dt
North China Electric Power University
磁化曲线和磁滞回线
Electromagnetism Measurement
• 直流磁特性曲线：铁磁材料在直流磁化的情况下，磁 感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线，表示各种铁 磁材料的基本特性 。 • 原始磁化曲线：当磁性材料在完全去磁状态下，将其 磁化磁场强度H由零逐渐增加直到饱和状态，这样得 到的B～H曲线。
Electromagnetism Measurement
B
Bs Br
Hc
H
磁滞回线
0
Hs
B Bm B3 B2 B
基本磁化 曲线
H2
H3
Hm
H
H
North China Electric Power University
§9-2 空间磁场的测量
一、感应法
Electromagnetism Measurement
North China Electric Power University
二、磁性测量的历史回顾
Electromagnetism Measurement
• 1086年沈括：地磁偏角的发现(梦溪笔谈)； • 1785年库仑：利用磁针在磁场中的自由振荡周期来测定地磁场； • 1831年法拉第：电磁感应定律； • 20世纪30年代：出现了利用磁性材料自身磁饱和特性的磁强计； 应用：早期用于测量地磁场的微变，勘探铁矿； 后来用于军事探潜和侦查武器； 近年来用于火箭和卫星姿态的控制、空间磁场的探测； • 20世纪50年代：电子技术和半导体器件的发展为测磁仪器的发 展提供条件——霍尔效应、磁阻效应、磁敏效应等效应。 • 核磁共振现象(1946)：使磁场测量准确度可达10-6； • 约瑟夫森效应(1962)：使磁场测量的下限达到10-15 T；
本章主要内容
• 概述 • 磁测量的基本知识 • 空间磁场的测量
Electromagnetism Measurement
• 铁磁材料静态磁性的测量
• 铁磁材料静态磁性的测量
North China Electric Power University
概述
一、磁测量的任务
Electromagnetism Measurement
⒈磁场强度(H)
磁场强度是为了便于分析磁场和电流的关系而引入的一个 物理量，也是矢量，它与磁感应强度的关系为: H =B/μ 式中μ是磁介质的磁导率，决定于磁介质的性质。 H的单位是 安培/米(A/m),真空磁导率为：μ0=4π×10-7亨利/米(H/ m)。 相对磁导率： μr = μ / μ0
North China Electric Power University
磁测量:是一种用测量仪器和测量方法对磁性材料及磁性产 品进行磁性参数测量的技术。 1. 对空间磁场、磁性材料性能的测量(宏观) ； 2. 分析物质磁结构，观察物质在磁场中各种磁效应(微观)； 3. 磁性测量在其他学科领域的应用，如磁性探伤、磁性诊断。 本章主要讨论空间磁场、磁性材料性能测量方法和测量仪 器。 特点： •频段宽，磁性材料及元器件广泛用于现代科学技术各个领域 •磁性测量的内容多，直接测量B、H，磁效应的观察、研究等。 • 为了测量材料的磁特性，要把材料做成样品，在外磁场 的作用下，测量材料的磁响应。
Φ = ∫S B· dS 若磁场均匀，S面是平面且与磁场垂直，则 Φ = BS
North China Electric Power University
Electromagnetism Measurement
磁通的连续性：如果S面是一个闭合面，有 Φ = ∮S B· dS=0 这是磁场的重要特性之一。 二、磁场强度及安培环路定律
North China Electric Power University
§9-1 磁测量的基本知识
一、磁感应强度和磁通
Electromagnetism Measurement
⒈磁感应强度( B) 描述磁场性质的物理量(矢量)，大小表示该点磁场强弱。 国际单位制: 单位是韦伯/米2，即特斯拉（T） 电磁单位制: B的单位是高斯（GS） 换算关系: 1T=1Wb/m2=104GS ⒉磁通(Φ) 磁通: 磁感应强度矢量沿一个面S的面积分称B穿过S面的 磁通量
North China Electric Power University
五、铁磁材料的磁特性
Electromagnetism Measurement
• 导磁能力: 导磁率μ来表示材料导磁能力强弱，根据磁 导率的大小，分为铁磁性材料和非铁磁性材料两大类。 • 非铁磁性材料：导磁能力很差，其导磁率约为真空的 导磁率μ0。 • 铁磁性材料： 导磁能力很强，其导磁率为真空导磁率 的百倍万倍以上，如硅钢、铸钢等。 软磁材料：磁导率很高（如硅钢） ，但矫顽力很小， 反映在磁滞回线上是回线狭而长，退磁容易，适用 于需要反复磁化的场合，用来制造变压器、电机、 铁磁材料 继电器和电磁铁等。 硬磁材料：磁导率不太高，但矫顽力很大，剩磁也 很大，反映在磁滞回线上是磁滞回线宽而短。
Electromagnetism Measurement
⒉安培环路定律 在磁场中，矢量沿任何闭合曲面的线积分，等于包 围在闭合曲线内各电流的代数和，用公式表示 ∮ Hdl=∑I 三、磁场的边界条件 ⒈Bn的边界条件 B1n=B2n ⒉ Ht的边界条件 H1t=H2t 四、电磁感应 dΦ e=-N dt ⒈电磁感应定律 ⒉在均匀磁场中转动的线圈内的感应电动势 e=NBSωSin ωt