大物实验报告答案(周岚)

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

由

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 +++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=