大物实验报告答案(周岚)

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实验三十三全息照相

【预习题】

1.普通照相和全息照相的区别在哪里?

答:普通照相底片上记录的图象只反映了物体上各点发光的强弱变化,也就是只记录了物光的振幅和频率信息,而丢失了物光相位信息,所以在照相纸上显示的只是物体的二维平面像,丧失了物体的三维特征。

全息照相与普通照相完全不同,它不用透镜或其他成像装置,而是利用光的干涉,把光波的振幅和位相信息全部记录了下来。并且在一定条件下,得到的全息图还能将所记录的全部信息完全再现出来,因而再现的像是一个逼真的三维立体像。

2.全息照相的两个过程是什么?怎样才能把物光的全部信息同时记录下来呢?

答:全息照相的两个过程是拍摄与再现。全息照相不用透镜或其他成像装置,而是利用光的干涉,把物光的振幅和位相信息全部记录了下来。

3.如何获得全息图的再现像?

答:将全息图放在拍摄时的底片夹上,将扩束后的激光以参考光相同的角度照射全息图,透过全息图朝原来拍摄时放置物体的方向看去,就能看到与原物形象完全一样的立体虚像。

4.为什么物光和参考光的光程要大致相等即光程差要尽量的小?

答:保证物光波和参考光波有良好的相干性。

【思考题】

1.拍摄一张高质量的全息图应注意哪些问题?

答:为保证全息照片的质量,各光学元件应保持清洁。若光学元件表面被污染或有灰尘,应按实验室规定方法处理,切忌用手、手帕或纸片等擦拭。

2.绘出拍摄全息图的基本光路,说明拍摄时的技术要求。

答:①拍摄全息图的基本光路如下:

②拍摄时的技术要求,主要有:

(1)全息实验台的防震性能要好。

(2)要有好的相干光源。同时要求物光波和参考光波的光程尽量相等,光程差尽量小,以保证物光波和参考光波有良好的相干性。

(3)物光和参考光的光强比要合适,一般选择1:2到1:5之间为宜。两者间的夹角在30到90度之间。

3.全息图的主要特点是什么?

答:全息图上记录的是物光和与参考光相干涉时,形成的不规则干涉条纹。条纹的形状与被拍摄物体没有任何几何相似性,而图上任何一小部分都包含着整个物体的信息。

4.为什么被打碎的全息片仍然能再现出被摄物体的像?

答:因为全息图上任何一小部分都包含着整个物体的信息,所以被打碎的全息片仍然能再现出被摄物体的像。

实验三十四 用波尔共振仪研究受迫振动

【预习题】

1.受迫振动的振幅和相位差与哪些因素有关?

答:受迫振动达到稳定状态时,其振幅与相位差由下式给出 22222

024)(ωβωωθ+-=m

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>---=---<--=--=0

20220220020220220])(arctan[)2arctan(])(arctan[)2arctan(ωωππβπωωβωωωπβωωβωϕT T T T T T T T 从上面式子可知,受迫振动的振幅与相位差的数值取决于强迫力矩m 、强迫力频率ω、系统的固有频率0ω和阻尼系数β四个因素,而与振动起始状态无关。

2.实验中采用什么方法来改变阻尼力矩的大小?它利用了什么原理?

答:改变电流数值即可使阻尼大小相应变化。它利用了电磁感应原理,当线圈中通过直流电流后,摆轮受到一个电磁阻尼力的作用。

3.实验中都采用哪些方法测定β值?

答:方法一:公式法

利用阻尼系数公式β T 5ln

5

i i +=θθ,i 为阻尼振动的周期次数, i θ为第i

次的振幅, T 为阻尼振动周期的平均值,可测出10个摆轮振动周期,然后取其平均值。

方法二:作图法

ωθθ~)/(2r 曲线求β值,方法如下: 在阻尼系数较小(2β<<20ω)和共振位置附近(ω≈ω0), 当

r θθ2

1=,即21)(2=r θθ时,有 βωω±=-0, 此ω对应于图21)(2=r θθ处两个值1ω、2ω,故212ωωβ-= (文中θ和ω分别表示某次受迫振动的振幅和圆频率)

【思考题】

1.实验中如何用频闪原理来测量相位差ϕ的?

答:闪光灯受摆轮信号光电门控制,每当摆轮上长型凹槽通过平衡位置时,光电门接受光,引起闪光。在稳定情况时,由闪光灯照射下,由于视觉延迟效应,可以看到有机玻璃指针好像一直“停”在某一刻度处,即频闪现象。

2.为什么实验时,选定阻尼电流后,要求阻尼系数和幅频特性、相频特性的测定一起完成,而不能先测定不同电流时的β值,再测定相应阻尼电流时的幅频和相频特性?

答:选定阻尼电流,阻尼系数测定做完后,再做幅频特性、相频特性的测定时,仪器默认阻尼为之前阻尼,且不可改变阻尼参数,故只能连带一起做完,再选其它阻尼系数,重复刚才的步骤。

实验三十五 非平衡电桥的原理与应用

【预习题】

1.非平衡电桥原理

当电桥处于平衡状态时,桥路上的检流计G 中无电流通过,若某一桥臂上的电阻值变化,使电桥失去平衡,则0≠G I ,G I 的大小与该桥臂上电阻变化有关,如果该电阻的变化仅与某非电量(比如温度)的变化有关,就可以用电流G I 的大小来表征非电量的大小,这就是利用非

平衡电桥测量非电量的基本原理。

【思考题】

1.平衡电桥与非平衡电桥有哪些不同?本实验中两部分实验内容各采用的是什么电桥?

非平衡电桥在构成形式上与平衡电桥相似,但测量方法上有很大差别。

平衡电桥是调节R 3使0=G I ,从而得到

321R R R Rx =

非平衡电桥是根据电桥中电阻Rx ,因外界因素的改变而发生变化引起电桥的不平衡0≠G I 来测量桥路中电流来计算引起电阻变化的因素。 434314342221R R R R R R R R R U I G AB G +++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=

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