近代物理实验chapter3-1
《近代物理实验》教学大纲
《近代物理实验》教学大纲一、课程名称与编号课程名称：近代物理实验编号：023315二、学时与学分本课程学时：84 本课程学分：5学分三、授课对象物理学专业学生，第六、七个学期做四、先修课程力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、高等数学五、课程的性质和目的科学实验是理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础。
物理学是一门实验科学，所有物理定律的形成和发展都是建立在客观自然现象的观察和研究的基础上的，并以实验结果为检验理论正确与否的唯一标准，重要的物理实验常常是新兴科学技术的生长点。
《近代物理实验》是继《普通物理实验》和《无线电电子实验》后的一门重要实验基础课程，本课程所涉及的物理基础知识面较广，并具有较强的综合性和技术性。
本课程的主要目的是：通过近代物理实验，丰富和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的观察能力，分析、归纳和综合能力，掌握新技术的能力，创新意识和综合素质。
引导学生了解物理实验在物理概念的产生、形成和发展中的作用，学习近代物理中的一些常用方法、技术、仪器等知识，使他们具备良好的实验素养，严谨的科学作风，求实的科学精神，并具备一定的独立工作能力和科学研究能力。
六、主要内容、基本要求及学时分配讲授部分1、绪论（2学时）理解近代物理实验课的特点，了解课程的内容、任务和学习方法。
了解一些实验的史料，加深对近代物理实验的了解。
2、实验的误差分析与数据处理（4学时）在普通物理验实训练的基础上，继续巩固和加强有关实验误差和数据处理的训练。
如泊松分布、曲线的拟合等，可通过讲授或落实到一些实验题目中进行。
3、理解近代物理实验仪器的工作原理、使用常识（2学时）掌握实验中的注意事项，包括人身安全及防护、通用仪器的正常使用。
理解使用特殊仪器时要严格按照操作规程使用的必要性。
本课程为实践性教学课。
在每个实验前，根据具体情况，用0.5至1学时讲解有关注意事项和实验要求。
实验具体内容必做实验 要求作八个实验实验一、夫兰克—赫兹实验 （4学时）1、 学习关于原子碰撞激发和测量的方法2、 测量汞原子的第一激发电位0V3、 通过对0V 的测量，证实原子能级的存在实验二、氢氘原子光谱 （6学时）1、 掌握WGD —8型组合式功能光栅光谱仪的原理和使用方法，并学会用光谱仪进行分析。
近代物理实验
图书基本信息书名：<<近代物理实验>>13位ISBN编号：978756710443310位ISBN编号：7567104431出版时间：2012-11出版时间：上海大学出版社作者：马洪良页数：263字数：414000版权说明：本站所提供下载的PDF图书仅提供预览和简介，请支持正版图书。
更多资源请访问：内容概要马洪良、张义邴主编的《近代物理实验》是在上海大学“近代物理实验”系列课程实验教学实践的基础上编写的。
包括了基于Newport光学组合仪的光学光纤实验和基于德国莱宝教具公司教学仪器的综合性实验。
内容涉及原子分子物理、光学、薄膜制备与测试技术、微波、微弱信号测量技术、核探测技术等领域共28个实验。
着重阐述了每个实验的实验原理、方法和相关的背景知识，详细介绍了每个实验的实验装置和主要实验任务及要求。
《近代物理实验》适合作为高等学校理工科本科生和研究生的经典物理实验课程的教材或教学参考书，也可供其他专业和社会读者阅读和参考。
书籍目录单元一 误差理论与数据分析 一、测量误差 二、随机变量的概率分布 三、随机误差的统计分析 四、不确定度 五、数据处理——最小二乘法拟合单元二 基于Newport光学组合仪的光学和光纤光学实验 光纤基本知识与光学组合仪简介 实验一 光纤的操作和光纤数值孔径测量 实验二 半导体激光器特性测量 实验三 位移传感器单元三 原子物理与光谱测量技术 3．1 原子物理基本知识 3．2 光谱测量技术 实验四 电子束在电场／磁场中的运动规律 实验五 氢原子光谱 实验六 黑体辐射 实验七 塞曼效应 实验八 X射线装置及实验 实验九 激光拉曼光谱 实验十 紫外一可见一红外分光光度计单元四 光学 实验十一 激光全息摄影 实验十二 光全息干涉计量 实验十三 阿贝成像原理和空间滤波 实验十四 光学图像处理 实验十五 超声光栅 实验十六 朴克尔斯效应 实验十七 法拉第效应单元五 微波与微弱信号测量技术 5．1 微波技术基本知识 实验十八 微波基本参量和传输特性 实验十九 微波的干涉和衍射 实验二十 介电常数波导法测量 5．2 微弱信号检测技术基础知识 实验二十一 相关器原理和基本参数 实验二十二 锁相放大器原理和应用 5．3 等离子体基本知识 实验二十三 低温等离子体温度和密度测量单元六 核物理测量技术 核技术概述 实验二十四 半导体a谱仪 实验二十五 相对论效应 实验二十六 核磁共振单元七 真空镀膜与制冷技术 实验二十七 真空镀膜 实验二十八 小型制冷装置制冷量和制冷系数的测量单元八 创新实验 8．1 高温氧化物超导样品制备和物性测量 8．2 功能玻璃材料制备和激光诱导微纳结构编辑推荐马洪良、张义邴主编的《近代物理实验》包括的实验突出物理思想和当代测试技术，引导学生认真观察物理现象、分析物理问题，训练学生的观察能力、判断能力、分析能力和综合应用能力，培养学生探索物理规律的热情、积极性和创新思维。
近代物理实验教材
近代物理实验 Modern Physics Experiment（讲 义）物理实验室 编2010年7月目录实验一、塞曼效应 (1)实验二、小型棱镜读（摄）谱仪测氢原子光谱 (16)实验三、彩色线阵CCD实验 (21)实验四、光电传感器实验 (31)实验五、密立根油滴实验 (37)实验六、小型制冷装置制冷量和制冷系数的测量 (44)实验七、光拍频法测量光速 (51)实验八、光纤光学实验 (56)实验九、傅立叶变换光谱实验 (69)实验十、法拉第效应实验 (75)实验十一、光电效应普朗克常数测定 (79)实验十二、夫兰克－赫兹实验 (83)实验一 塞 曼 效 应z 实验简介1896年塞曼(Zeeman)发现当光源放在足够强的磁场中时,原来的一条光谱线分裂成几条光谱线,分裂的谱线成分是偏振的,分裂的条数随能级的类别而不同。
后人称此现象为塞曼效应。
早年把那些谱线分裂为三条,而裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象叫做正常塞曼效应(洛伦兹单位mc eB L π4/=)。
正常塞曼效应用经典理论就能给予解释。
实际上大多数谱线的塞曼分裂不是正常塞曼分裂,分裂的谱线多于三条,谱线的裂距可以大于也可以小于一个洛伦兹单位,人们称这类现象为反常塞曼效应。
反常塞曼效应只有用量子理论才能得到满意的解释。
塞曼效应的发现，为直接证明空间量子化提供了实验依据，对推动量子理论的发展起了重要作用。
直到今日，塞曼效应仍是研究原子能级结构的重要方法之一。
z 实验目的1． 掌握观测塞曼效应的实验方法。
2． 观察汞原子546.1nm 谱线的分裂现象以及它们偏振状态。
3． 由塞曼裂距计算电子的荷质比。
z 实验原理原子中的电子由于作轨道运动产生轨道磁矩,电子还具有自旋运动产生自旋磁矩,根据量子力学的结果,电子的轨道角动量L P 和轨道磁矩L μ以及自旋角动量S P 和自旋磁矩S μ在数值上有下列关系: L L P mce 2=μ h )1(+=L L P L（1）S S P mce =μ h )1(+=S S P S 式中m e ,分别表示电子电荷和电子质量；S L ,分别表示轨道量子数和自旋量子数。
近代物理实验
γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态时发射的波长很短的电磁辐射。研究γ射线 的能谱对于放射性核素的应用和研究原子核的能级结构有很重要的意义。
闪烁探测器在科学技术的许多部门有着十分重要的应用，它的主要优点是：既能探测 各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子，既能对辐射强度进行测量，又能对辐射的能量
进行分析，而且探测效率高（比G-M计数器高几十倍），分辨时间短（约10−8 秒）。
应中的反冲电子的能量是从0到
1
2a + 2a
Er
连续分布的。
与光电效应不同，康普顿效应一般发生在外层电子上，γ射线与物质相互作用产生康 普顿效应的几率与物质的原子序数成正比，且随γ射线能量的增加而减少，但下降速度比 光电效应来得慢。
第五章 应用光学技术 …………………………………………………………107
实验5-1 光电倍增管光谱响应曲线的测定…………………………………107
1
实验5-2 电光效应……………………………………………………………115
实验5-3 法拉第效应…………………………………………………………125 130
实验5-4 物体色度值的测量…………………………………………………
第六章 微波和电子技术 ………………………………………………………136
实验6-1 反射式速调管工作特性的研究……………………………………139
实验6-2 微波基本参数的测量………………………………………………146
实验6-3 锁定放大器…………………………………………………………156
实验3-2 金属真空机组安装实践……………………………………………79
实验3-3 真空镀膜……………………………………………………………85
近代物理实验教学大纲
选做实验
学生在最后五周时间内安排时间选做以下的实验内容中的2-4个
氢光谱和类氢光谱
冉绍尔-汤森效应
法拉第效应
拉曼光谱
高温超导
符合测量
G-M计数器及统计规律
教材和教学参考资料：
作者
教材名称
出版社
出版年月
自编实验讲义
实验中心
戴乐山,戴道宣
近代物理实验
复旦大学出版社
1998
吴思诚
近代物理实验I,II
北京大学出版社
2005
A. Melissinos
Experiments in Modern Physics
Academic Press
J.H. Moore等
Building Scientific Apparatus
非线性物理实验（乐永康）
子寿命测量（乐永康）
立方氮化硼薄膜的制备与表征（乐永康）
同步辐射储存环高频腔性能测试（张新夷）
作业和考核方式：每个实验都要交一份实验报告，学期中，学生可选其中一个实验进行口头汇报。
补充说明：选修此课的学生可以利用暑假的时间开始做实验，在假期里完成的实验课时计入课程总课时。
2.培养学生查阅文献,阅读资料,选择拟定实验方案的能力,通过对实验数据处理提高学生对实验结果的综合能力,提高学生撰写论文的能力.
3.掌握近代物理实验领域中的一些基本实验方法和技能,培养学生使用新设备,新仪器和新技术的能力.
4.以模拟科研实验的要求来准备实验,使学生能更好地在教师的指导下独立完成实验.本课程为一学期,总学时数课内72学时(包括到实验室预习),课外36学时(完成实验报告).要求学生在一学期内完成8-10个实验,其中6个为必做实验,2-4个为选做实验.期末考核为根据选做内容写的论文和报告会上的口头报告。
近代物理实验
3.熟悉实验光路。能正确画出全息记录光路示意图，并说明光路中各元件的名称和作用。
a)He-Ne 激光器：提供相干光源； b)快门（K） ：用于控制曝光过程； c)镀铝全反射镜（M1，M2，M3） ：用来改变光束传播方向； d)分光镜（BS） ：用于分光并改变分光比； e)扩束镜（L1，L2） ：用于改变光斑大小； f)全息干板架（H） ：用来固定全息记录材料； g)载物台（O） ：用于盛放被记录物体； h)激光功率计：用于测量激光功率； i)汇聚透镜；用于全息再现光路中产生汇聚照明光。
3 1 3 1
2S+1 J 3 3 1 1
李阳发
将有什么变化？（思考题，附加）
近代物理实验
2016 年期末
8.在实验中，如果要求沿磁场方向观察塞曼效应，在实验装置的安排上应作什么变化？观察到的干涉花纹
需增加四分之一玻片。 沿着磁场方向观测时，对于π成分，ΔM=0，为振动方向平行于磁场的线偏振光，为一个亮点。 对于σ成分，ΔM =+1 为右旋圆偏振光，ΔM =-1 时为左旋偏振光。 在实验中，+σ成分经四分之一玻片后，当偏振片透振方向在一、三象限时才可观察到，+σ成分与-σ 成分的谱线振动方向垂直，故对应图像上只有外侧三环出现。可知+σ成分为相位差为 2π的线偏振光，所 以+σ成分为右旋偏振光。同理可得-σ成分为左旋偏振光，对应图像上只有内侧三环出现。
之则越来越弱，直至消失。
漂移时，该谱线会变得越来越强，反
李阳发
近代物理实验
2016 年期末
△4.掌握激光模谱中纵模间隔的实验测量和计算方法。 当得到两个周期图像后，选取一个周期中的相邻纵模，测量坐标得到纵模间隔(ms)；若纵模分裂出高 阶横模，则选取基横模或高阶横模（数值较高的横模）进行测量即可。 选取相邻周期较高的纵模（若分裂出高阶横模同样选取较高的测量）可得到自由光谱范围，根据已知 的干涉仪的自由光谱范围∆v = 1850 MHz 进行定标，即可得到纵模频率间隔(MHz)。 对在两个周期中所读取的四个坐标 x ，x ，x ，x ， x −x + x −x v 有计算公式： ∆v = ∆ ∆t = ∆v ∆t x −x + x −x
近代物理创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，物理学领域的研究也在不断深入。
近代物理实验作为物理学研究的重要手段，对于培养科学精神和创新意识具有重要意义。
为了进一步提高实验教学质量，激发学生的学习兴趣，我们设计了一项近代物理创新实验，旨在探究光子与电子的相互作用，为光电子学领域的研究提供新的思路。
二、实验目的1. 了解光子与电子相互作用的原理和实验方法；2. 通过实验验证康普顿效应，探究光子与电子的散射过程；3. 分析实验数据，总结实验规律，为光电子学领域的研究提供参考。
三、实验原理康普顿效应是指当高能光子（如X射线）与物质中的自由电子发生碰撞时，光子会被散射，同时其波长发生变化的现象。
康普顿效应揭示了光子与电子的相互作用规律，为量子力学的发展奠定了基础。
实验原理如下：1. 当入射光子与电子发生碰撞时，光子将部分能量传递给电子，使其获得动能；2. 由于能量守恒和动量守恒，光子波长发生变化，即发生散射；3. 通过测量散射光子的波长，可以验证康普顿效应，并探究光子与电子的相互作用。
四、实验仪器与材料1. 激光器：用于产生高能光子；2. 电子靶：由自由电子组成的靶材料；3. 检测器：用于测量散射光子的波长；4. 光谱仪：用于分析散射光子的波长；5. 计算机软件：用于数据处理和分析。
五、实验步骤1. 将激光器、电子靶和检测器依次连接，搭建实验装置；2. 设置激光器的参数，调整电子靶与检测器之间的距离；3. 启动激光器，使光子与电子靶中的自由电子发生碰撞；4. 检测器接收散射光子，通过光谱仪分析散射光子的波长；5. 记录散射光子的波长数据，并进行数据处理和分析。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示，散射光子的波长与入射光子的波长之间存在差异，符合康普顿效应的规律；2. 通过对实验数据进行拟合，可以得到散射光子波长的变化量与入射光子能量的关系；3. 分析实验结果，可以得出以下结论：（1）光子与电子的相互作用符合康普顿效应的规律；（2）散射光子的波长变化量与入射光子能量之间存在线性关系；（3）实验结果与理论预期相符，验证了康普顿效应的正确性。
近代物理实验
实验装置
实验内容
1、认识线路。 将高压细调电位器调至最低，反复练习定标器的 作用。接通定标器电源开关和高压开关，按计数 键，使定标器处于计数功能，缓慢右旋高压细调 电位器，观察数码管，刚出现计数时即为阈电压 VA，借此判断计数管类型，并确定出工作电压VO， 作出记录。 2、测坪曲线 工作选择置于半自动，每次测量1分钟，每次增加 20伏，测量次数不超过12次，发现连续放电立刻 降低高压 。
实验内容
3、观察死时间 计数管输出脉冲送到示波器Υ 轴入，接通示波器 电源开关。χ轴选择置于扫描，扫描时间置于3， 1µs/cm,扫描微调于中间，触发选择置于内一，Υ 轴选择置于1MΩ，Υ轴衰减置于3，Υ轴增幅置于 中间，调节X轴移位，和Υ轴移位，寻找波形。 把定标器高压电源调到计数管的工作电压位置， 反复调节示波器的稳定调节和触发增幅两个旋钮， 可找出如图四的脉冲波形。将时标（µs）改掷到 10µs。由此可计算出死时间。
近代物理实验 G-M计数器及核衰变统计分布
物理实验教学中心
实验目的
⒈掌握G—M计数器工作原理和使用方法 。 ⒉了解和测量核衰变的统计分布 。
实验仪器
G—M计数管、408定标器、示波器、前置放大器、 铅室、放射源
实验原理
G－M计数器 G－M计数器是探测放射性的简单常用的设备。它通常 由G－M计数器、前置放大器、定标器和高压电源组成， 见图1。
实验内容
4、统计测量 调节放射源与计数管的距离，使每次计数大约在 20～30范围内。做m =100次的重复测量，把相同 N N ί 的N值归为一组，令每组Nί值有ί个则 总计数为∑N=∑ί Nί 5、测量结果的表示 插入放射源，测1分钟源加本底计数nc。 取出放射源，测1分钟本底计数nபைடு நூலகம்。 给出测量精确度Ea 1%，计算测量时间T。
《近代物理实验》课程实验教学大纲-华侨大学物理实验室
《近代物理实验》课程实验教学大纲一、实验教学基本信息课程中文名称近代物理实验课程英文名称Experiments of Modern Physics开课情况开课专业名称实验课性质课程总学时实验学时开设学期应用物理学学科基础课72726二、实验教学目的与基本要求本课程是在学过普通物理实验和电子学实验的基础上，从近代物理主要领域中选取一些基本的实验，许多选题来自物理学发展史上起过重大作用的物理学家们的研究课题，覆盖了原子物理、激光、光电子学与光信息处理、X射线和电子衍射、半导体物理学、光谱学、微波技术、电子技术、空气动力学等多个物理学科领域。
它是培养学生的创新思维和实践能力的一个重要教学环节，是应用物理类专业的必修课。
它涉及基础知识面广，对各方面近代技术的要求高，是大学生学习如何将基础知识和近代先进技术相结合的重要基础实验课程。
要求学生独立完成实验的全过程。
并通过实验了解近代物理学发展中具有代表性的科学实验，使学生在实验技术、方法及实验思想上受到启发，为今后的学习和研究工作奠定良好的基础。
本课程的教学目的是：1、通过近代物理实验的操作观察、研究有关的物理过程，培养学生的独立工作能力，学习如何应用实验方法研究物理现象和规律，加深对物理现象及其规律的理解。
2、通过实验，初步掌握近代物理一些主要领域的基本实验方法、技术、技能和知识。
培养科学实验能力，包括查阅参考资料、拟订实验步骤、正确使用仪器、测量、处理数据和分析实验结果等方面的能力。
3、培养学生理论联系实际、实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动研究探索的精神和独立工作的能力。
本课程教学基本要求：1、对学生进行辨证唯物主义世界观和方法论的教育，使学生了解科学实验的重要性。
2、掌握近代物理学发展史上具有典型性和重要作用的实验。
3、掌握近代物理中某些主要领域的基本实验方法与技术。
4、熟悉掌握相关仪器的使用及CCD、计算机等现代技术。
5、培养学生理论与实际相结合，综合理论应用及创新精神。
《近代物理实验》课件
分析实验数据，解释观察到的光谱线和原子的能级结构。
六、总结与展望
1 实验总结和心得
总结各个实验的目的、原理、实验结果和分析，并分享个人的实验心得。
2 近代物理实验的意义和应用前景
探讨近代物理实验对科学研究和技术应用的重要性，并展望其未来的发展方向。
七、参考文献
注：本PPT课件仅供学习参考，不得用于商业用途。
《近代物理实验》PPT课 件
近代物理实验 PPT 课件是一份引人入胜的演示文稿，旨在介绍近代物理实验 的重要性以及各个实验的目的、原理、步骤和结果分析，帮助学习者更好地 理解和掌握其中的知识。
一、引言
1 实验目的和重要性
2 实验器材和原理
介绍近代物理实验的目的，以及实验所具 有的重要性和应用价值。
2
介绍进行光电效应实验所需要的器材
和相应的操作方法。
3
实验目的和原理
研究光电效应的基本原理，并探索光 电效应与粒子性质之间的关系。
实验结果和分析
分析实验数据，解释光电效应的现象， 以及实验中的观测和测量结果。
四、康普顿散射实验
1
实验器材和方法
2
介绍进行康普顿散射实验所需的器材
和相应的实验方法。
3
实验目的和原理
介绍实验所使用的器材和所涉及的物理原 理。
二、黑体辐射实验
1
实验流程和步骤
2
详细介绍进行黑体辐射实验所需的操
作步骤和流程。
3
实验目的和原理
探究黑体辐射的特性和规律，理解黑 体辐射定律和普朗克公式。
实验结果和分析
分析实验数据，探讨黑体辐射的规律， 并给出相关的图表和结论。
三、光电效应实验
1
ห้องสมุดไป่ตู้
近代物理实验指导书
近代物理实验指导书商丘师范学院物理与信息工程系编目录实验一密立根油滴实验 (1)实验二夫兰克—赫兹实验 (5)实验三氢原子光谱的拍摄 (8)实验四氢原子光谱波长的测量 (11)实验五塞曼效应实验 (14)实验六用快速电子验证相对论效应实验 (17)实验七核磁共振................................................................................................... .26 实验八光拍法测量光的速度 (30)实验九电子自旋磁共振(顺磁共振) (37)实验十高温超导基本特性的测量 (41)实验十一全息照相 (44)…………………………实验一密立根油滴实验一、实验目的（1）测定电子电荷e（2）验证电荷的量子性。
二、实验仪器智能MOD—5型密立根油滴实验仪（一）主要仪器：C CD 摄像显微镜、照明光路、照明光源、油滴盒、高压电源、微处理器电路、电路箱、监视器和喷雾器、油等附件与备件油滴盒是本仪器很重要部件，机械加工要求很高，其结构见图一图一图二1．油雾室 2.油雾孔开关 3.防风罩 4.上电极板 5.胶本圆环 6.下电极板 7.底板 8.上盖板9.喷雾口 10.油雾孔 11.上电极板压簧 12.油滴盒基座目镜处装有测量CCD摄像头，通过胶木圆环上的观察孔观察平行板间的油滴。
仪器内部装有电子分划板，用以测量油滴运动的距离ι。
分划板的刻度如图二所示。
（二）仪器面板结构如图三所示图三仪器面板结构1．电源开关按钮：按下按钮，电源接通，整机工作。
2．功能控制开关：有测量、清零、平衡、升、降五档。
（1）当拨杆置“平衡”挡时，可用平衡电压调节旋钮来调节平衡电压，使被测量油滴处于平衡状态。
（2）当拨杆置“升”挡时，上下电极在平衡电压的基础上自动叠加DC150V ～250V 的提升电压。
（3）当拨杆置“降”档时，极板间电压为0V ，被测量油滴处于被测量阶段而匀速下落，并同步计时；油滴下落到预定距离时，迅速将拨杆置“平衡”挡，同步停止计时。
近代物理实验
近代物理实验讲义南阳师范学院物理与电子工程学院物理教研组编写目录实验一 密立根油滴实验……………………………………………………………2 实验二 夫兰克—赫兹实验…………………………………………………………10 实验三 塞曼效应……………………………………………………………………15 实验四 普朗克常数的测定…………………………………………………………24 实验五 核磁共振……………………………………………………………………31 实验六 验证快速电子的动量与动能的相对论关系………………………………37 实验七 单能电子物质阻止本领⎪⎭⎫ ⎝⎛dx dE ρ1和半吸收厚度的测定.....................46 实验八 γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定.......................................50 实验九 电子自旋共振实验 (53)实验一 密立根油滴实验美国物理学家密立根历时七年之久，通过测量微小油滴所带的电荷，不仅证明了电荷的不连续性，即所有的电荷都是基本电荷e 的整数倍，而且测得了基本电荷的准确值。
电荷e 是一个基本物理量，它的测定还为从实验上测定电子质量、普朗克常数等其他物理量提供了可能性，密立根因此获得了1923年的诺贝尔物理学奖。
实验目的验证电荷的不连续性，测定电子的电荷值e 。
实验原理用油滴法测量电子的电荷有两种方法，即平衡测量法和动态测量法，分述如下：图1：油滴在两平行极板之间静止1. 平衡测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。
油滴在喷射时由于摩擦，一般都是带电的。
设油滴的质量为m ，所带电量为q ，两极板之间的电压为V ，则油滴在平行极板之间同时受两个力的作用，一个是重力mg ，另一个是静电力。
如果调节两极板之间的电压V ，可使两力相互抵消而达到平衡，如图1所示。
这时有dv q mg （1） 为了测出油滴所带的电量q ，除了需测定V 和d 外，还需测量油滴的质量m 。
近代物理实验习题答案精编WORD版
近代物理实验习题答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】《近代物理实验》练习题参考答案一、 填空1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的?射线、?射线和中子。
因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。
2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。
用百分比表示的能量分辨率定义为： ％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全1000V V ⨯∆=R 。
能量分辨率值越小，分辨能力越强。
3、?射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。
其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。
4、对于不同的原子，原子核的质量 不同 而使得里德伯常量值发生变化。
5、汞的546.1nm 谱线的塞曼分裂是 反 常塞曼效应。
6、由于氢与氘的 能级 有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。
7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。
8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。
径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。
这些探测器大多用于高能核物理实验。
信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。
根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。
9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用线性插值法来进行测量。
10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。
11、原子光谱是线状光谱。
12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。
13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。
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3-1 He-Ne气体激光器放电条件的研究
实验的目的要求：
1．了解He-Ne激光器的结构，工作原理。
通过研究放电条件对激光输出功率的影响，了解受激辐射与自发辐射的不同。
2．学习真空的获得、测量和充气技术。
教学内容：
1．利用机械泵和扩散泵机组获得10-5托的系统真空度。
2．选取正确的配气方法，使得He-Ne激光器的总压强在4.5-5.5托之间，He和Ne的分压比在8：1和6：1之间。
3．改变总压强的大小，在不同的总压强下，改变激光器的工作电流研究激光输出功率变化的规律。
4．总结分析得到的结果，看存在那些规律，并对此作出解释。
实验过程中可能涉及的问题：（有的可用于检查予习的情况，有的可放在实验室说明牌上作提示，有的可在实验过程中予以引导，有的可安排为报告中要回答的问题，不同的学生可有不同的要求）
1．在He-Ne气体激光器中是如何实现Ne的6328Å谱线相应的上、下能级3S2和2P4之间的粒子数反转的？
2．在He-Ne气体激光器中毛细管的作用是什么？谐振腔的作用是什么？
3．实验中，充气之前，系统的真空度要求是多高？用机械泵能抽到的真空度一般是多少？扩散泵的起动压强是多少？为了达到所要求的本底压强，应如何操作机械泵，扩散泵联合机组？
4．实验中的激光管的腔长为23厘米，请问将腔长改为5-6厘米行吗？
5．如何避免机械泵的返油现象？
6．如何避免扩散泵油的氧化？
7．扩散泵刚工作时，系统的压强会上升，原因何在？
8．引导学生注意器壁上气体的脱附对系统真空度的影响。
9．如何用隔断部分真空系统的方法来检查系统可能存在漏气的部位。
10．教材中图3-1-7中的两个三通活塞都处于三通的位置，系统的真空度不见改善，原因何在？
11．测量V1和V2的体积比时，选用电离真空计还是U型管测量压强为好？
12．如何采取正确的配气方法，以获得要求的总压强和He和Ne的分压比？
13．如何改变总压强的大小，使得在2-5托之间能得到5-6个不同的总压强值？14．在配气过程中，在配第二种气体之前，先要将V1中所充的第一种气体抽走，为什么？抽走V1中所充的第一种气体时，用机械泵还是用扩散泵，为什么？
15．固定一定的总压强，测量激光输出功率随放电电流大小变化时，请同时目测毛细管的亮度，并对所观测到的现象作出解释。
16．测量激光输出功率随放电电流大小变化时，请改变串联电阻的大小，看对结果有何影响？为什么？对于不同的总压强，串联电阻的大小应如何选取？
17．本实验中得到的6328埃的激光谱线中会不会有1.15微米的激光？
难点：
1．随总压强的减小，输出激光功率峰值的位置向大电流的方向移动，原因何在？
2．实验中，当He、Ne气体压强和放电电流保持不变时，激光器光输出功率存在小的起伏，原因何在？
可进一步探索的问题：
1．改变He与Ne的分压比，观察它对激光输出功率的影响。
2．设计一种改进的方案，使He-Ne激光器输出的光强稳定不变。