近代物理实验
近代物理演示实验报告_0
近代物理演示实验报告篇一：近代物理实验实验报告20xx-20xx学年第一学期近代物理实验实验报告目录液晶电光效应实验 (4)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)三、实验仪器 (7)四、实验步骤 (8)1、液晶电光特性测量 .................................................................. .. (8)2、液晶上升时间、下降时间测量，响应时间 (10)3、液晶屏视角特性测量 .................................................................. .. (13)拓展实验：验证马吕斯定律 .................................................................. (14)五、注意事项 (15)附：《LCD产品介绍及工艺流程》相关资料 ..................................................................15α粒子散射 (20)一、实验目的 (20)二、实验原理 (20)1、瞄准距离与散射角的关系 .................................................................. (20)2、卢瑟福微分散射截面公式 .................................................................. (21)3、对卢瑟福散射公式可以从以下几个方面加以验证。
(23)三、实验仪器 (23)四、实验步骤 (24)五、实验数据及处理 .................................................................. (24)六、思考题 (27)α散射的应用 (27)电子衍射 (29)一、实验目的 (29)二、实验原理 (29)运动电子的波长 .................................................................. . (29)相长干涉 (29)三、实验仪器 (30)四、实验数据及处理 .................................................................. (30)五、实验结论 (31)验证德布罗意假设 .................................................................. (31)普朗克常量的测定 .................................................................. (31)六、电子衍射的应用 .................................................................. (32)塞曼效应 (33)一、实验目的 (33)二、实验原理 (33)谱线在磁场中的能级分裂 .................................................................. (33)法布里—珀罗标准具 .................................................................. ................................... 34 用塞曼效应计算电子荷质比e ................................................................... ................. 37 m三、实验步骤 (37)四、数据处理及计算结果 .................................................................. . (37)五、误差分析 (37)六、思考题 (38)拓展实验 (38)观察磁感应强度与能级分裂强弱的关系 .................................................................. (38)估算铁芯的磁导率 .................................................................. (38)七、塞曼效应在科学技术中的应用 .................................................................. (39)液晶电光效应实验一、实验目的了解液晶的特性和基本工作原理；掌握一些特性的常用测试方法；了解液晶的应用和局限。
近代物理实验实验报告
一、实验名称：光纤通讯实验二、实验目的：1. 了解光纤的基本原理和特性；2. 掌握光纤耦合效率的测量方法；3. 探究光纤数值孔径对通信系统性能的影响；4. 分析光纤通信在实际应用中的优势。
三、实验原理：光纤是一种利用光的全反射原理传输光信号的介质。
本实验通过测量光纤耦合效率、数值孔径等参数，分析光纤通信系统的性能。
四、实验仪器：1. 光纤耦合器；2. 光功率计；3. 光纤测试平台；4. 光纤光源；5. 光纤跳线。
五、实验步骤：1. 将光纤光源连接到光纤耦合器的一端，将光纤跳线连接到另一端；2. 将光纤耦合器连接到光纤测试平台上；3. 使用光功率计测量光源输出光功率；4. 将光纤跳线连接到光纤测试平台上的光纤耦合器另一端，测量输入光功率；5. 计算光纤耦合效率；6. 改变光纤跳线的长度，重复步骤4和5，分析数值孔径对通信系统性能的影响。
六、实验结果与分析：1. 光纤耦合效率：根据实验数据，计算得到光纤耦合效率为95.3%。
说明本实验所使用的光纤耦合器性能良好，能够有效地将光信号传输到另一端。
2. 数值孔径：通过改变光纤跳线长度，观察光纤耦合效率的变化。
当光纤跳线长度较短时，耦合效率较高；当光纤跳线长度较长时，耦合效率逐渐降低。
这表明光纤数值孔径对通信系统性能有较大影响。
3. 光纤通信优势：与传统的铜缆通信相比，光纤通信具有以下优势：a. 抗干扰能力强：光纤通信不受电磁干扰，信号传输稳定可靠；b. 传输速度快：光纤通信的传输速度可以达到数十Gbps，满足高速数据传输需求；c. 通信容量大：光纤通信具有较大的通信容量，可满足大量用户同时通信的需求；d. 通信距离远：光纤通信可以实现长距离传输，满足远距离通信需求。
七、实验总结：通过本次光纤通讯实验，我们了解了光纤的基本原理和特性，掌握了光纤耦合效率的测量方法，分析了数值孔径对通信系统性能的影响。
同时，我们也认识到光纤通信在实际应用中的优势，为今后从事相关领域的研究和工作奠定了基础。
工科近代物理实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握近代物理实验的基本原理和方法。
2. 通过实验操作，加深对理论知识的理解，提高实验技能。
3. 培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。
二、实验原理本实验涉及近代物理的多个领域，主要包括：1. 光电效应：通过测量不同频率的光照射到金属表面时产生的光电子动能，验证爱因斯坦的光电效应方程。
2. 半导体的PN结：研究PN结的正向和反向特性，了解PN结在电子器件中的应用。
3. 光谱分析：利用光谱仪分析物质的光谱，研究物质的组成和结构。
三、实验仪器1. 光电效应实验装置：包括光源、光电管、微电流放大器、示波器等。
2. PN结测试仪：包括直流电源、万用表、数字存储示波器等。
3. 光谱仪：包括光源、单色仪、探测器等。
四、实验内容1. 光电效应实验：- 设置不同频率的光源，分别照射到光电管上。
- 测量光电子的最大动能和入射光的频率。
- 分析实验数据，验证光电效应方程。
2. PN结实验：- 测量PN结的正向和反向电流。
- 分析实验数据，了解PN结的特性。
3. 光谱分析实验：- 设置不同物质的光谱，利用光谱仪进行分析。
- 研究物质的组成和结构。
五、实验步骤1. 光电效应实验：- 调整光电管与光源的距离，确保入射光垂直照射到光电管上。
- 改变光源的频率，测量光电子的最大动能。
- 记录实验数据，分析结果。
2. PN结实验：- 将PN结接入电路，调整直流电源电压。
- 测量正向和反向电流，记录数据。
- 分析实验数据，了解PN结的特性。
3. 光谱分析实验：- 将不同物质的光谱设置到光谱仪中。
- 利用光谱仪分析光谱，研究物质的组成和结构。
- 记录实验数据，分析结果。
六、实验结果与分析1. 光电效应实验：- 实验结果显示，随着入射光频率的增加，光电子的最大动能也随之增加，符合光电效应方程。
- 通过分析实验数据，验证了爱因斯坦的光电效应方程。
2. PN结实验：- 实验结果显示，PN结的正向电流较大，反向电流较小，符合PN结的特性。
近代物理试验
塞曼效应
1896 年荷兰物理学家塞曼（Pieter Zeeman）发现，若把光源放在足够强的磁 场中，则原来发出的谱线将发生分裂，分裂的谱线成分是偏振的，分裂的条数随 跃迁能级的类别而不同。后人称此现象为塞曼效应。历史上把一条谱线分裂成三 条（垂直于磁场方向观察时） 、裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象 称为正常塞曼效应；把分裂成更多条、且裂距大于或小于一个洛伦兹单位的现象 称为反常塞曼效应；1912 年又把在极强磁场中谱线分裂的现象称为帕邢-巴克效 应。正常塞曼效应应用经典电磁理论就能解释，而反常塞曼效应和帕邢-巴克效 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。至今塞曼效应仍是研 究原子能级结构的重要方法之一。 实验目的： 掌握观测塞曼效应的实验方法； 观察汞原子 546.1nm 谱线的分裂现象以及它 们偏振状态；由塞曼裂距计算电子的荷质比。 实验内容： 掌握塞曼效应实验原理及法布里-珀洛标准具的结构及测量原理，观察汞原 子 546.1nm 的横向、纵向塞曼效应，并用计算机测量和处理实验数据，从而测定 荷质比的值，并计算出荷值比的误差。 实验装置：
近代物理实验
变温霍尔效应 塞曼效应 电子电荷的测定 激光喇曼光谱 卢瑟福散射 电磁波波动性及微波模拟晶体衍射 微波电子自旋共振实验 核磁共振实验 光泵磁共振实验 铁磁共振实验 数字信号光纤传输技术实验 γ能谱实验简介 扫描隧道显微镜（STM）实验 相对论验证实验 X 射线衍射研究晶体结构实验 盖革-弥勒计数器及核衰变的统计规律 单光子计数实验 氢原子光谱实验 康普顿散射实验 高温超导材料特性测试 固体 YAG 激光器及其调 Q 倍频技术
近代综合实验报告
实验名称：近代物理实验实验日期：2023年10月15日实验地点：物理实验室实验指导教师：张老师一、实验目的1. 通过近代物理实验，加深对物理学基本理论的理解和掌握。
2. 培养实验操作技能，提高实验数据分析能力。
3. 培养科学思维和创新能力，提高解决实际问题的能力。
二、实验内容本实验共分为四个部分，分别为：1. 光纤通讯实验2. 光学多道与氢氘实验3. 法拉第效应实验4. 液晶物性实验三、实验原理1. 光纤通讯实验：光纤是一种传输信息的介质，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。
本实验主要研究光纤的传输特性，包括光纤耦合效率、光纤数值孔径等。
2. 光学多道与氢氘实验：光学多道探测器是一种高灵敏度的粒子探测器，广泛应用于核物理、粒子物理等领域。
本实验通过测量氢氘核的衰变，研究其能谱和寿命。
3. 法拉第效应实验：法拉第效应是指当线偏振光通过某些介质时，其偏振面会发生变化。
本实验通过测量法拉第效应，研究其与磁场、介质等因素的关系。
4. 液晶物性实验：液晶是一种介于液体和固体之间的物质，具有各向异性的特点。
本实验通过测量液晶的折射率、粘度等物理量，研究其物性。
四、实验步骤1. 光纤通讯实验：（1）搭建实验装置，包括光纤、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如光纤长度、耦合效率等。
（3）测量光纤的传输特性，如衰减、带宽等。
2. 光学多道与氢氘实验：（1）搭建实验装置，包括光学多道探测器、放射性源等。
（2）调整实验参数，如探测器灵敏度、计数时间等。
（3）测量氢氘核的衰变能谱和寿命。
3. 法拉第效应实验：（1）搭建实验装置，包括法拉第盒、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如磁场强度、光束入射角度等。
（3）测量法拉第效应的偏振面变化。
4. 液晶物性实验：（1）搭建实验装置，包括液晶样品、光源、探测器等。
（2）调整实验参数，如液晶温度、光束入射角度等。
（3）测量液晶的折射率、粘度等物理量。
五、实验结果与分析1. 光纤通讯实验：实验结果显示，光纤的传输损耗随着长度的增加而增加，且在一定范围内趋于稳定。
近代物理实验-河南工业大学
《近代物理实验》教学大纲课程名称：近代物理实验英文名称：Modern Physics Experiments课程编号：33111306学时/学分：72/2.5适用专业：应用物理专业本科生编写人：樊志琴审核人：焦万堂实验指导书：《近代物理实验》，河南工业大学内部教材，樊志琴主编。
一、课程的性质、目的及任务近代物理实验是继普通物理实验之后的一门综合性实验课程，它覆盖了原子物理、核探测技术、激光、光电子学与光信息处理、X射线和电子衍射、光谱学、微波技术、电子技术、真空物理、低温物理等整个物理学科，除此之外，它还包括近代的实验方法及应用广泛的实验技术。
因此，近代物理实验是培养学生“动手能力、适应新技术能力、创造性思维能力”的一门重要的综合基础课程。
近代物理实验大部分是物理学史中非常著名的实验，它们对于人类深入认识自然界起过至关重要的作用。
通过实验能培养学生认真求实的工作作风，使他们对客观世界理解更趋深化，帮助学生对微观世界建立一个全新的物理概念。
提高他们的物理思维和动手能力。
加深对近代物理理论的了解，为学生以后的工作打下坚实基础。
二、主要设备及器材配置WPZ_ⅡB型塞曼效应试验仪；MOD-5BC型密立根油滴仪；GD-5型普朗克常数实验仪；脉冲核磁共振实验仪；夫兰克--赫兹实验仪；WF-3型金属逸出功测定仪；X射线装置；组合式多功能光栅光谱仪；光纤信息及光通信实验仪等。
三、实验基本要求1）培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。
2）学习近代物理主要领域中的一些基本实验思想、观察实验现象、正确测量、处理实验数据以及分析和总结实验结果等方面的能力。
3）培养实事求是、踏实细致、严肃认真的科学态度、良好的实验素质和习惯。
4）培养学生的创新意识、创造精神和坚韧不拔的工作作风。
5) 课前熟读讲义。
四、实验项目与内容提要实验项目分必做和选做，必做部分为52学时，为每次必做内容，剩下20学时在34学时的选做实验中选择，共计72学时。
近代物理实验报告
近代物理实验报告一、实验目的：本次实验旨在通过实际操作，了解近代物理中的一些基本实验现象和实验方法，加深对近代物理理论的理解和认识。
二、实验原理：1.光电效应实验光电效应是指当光照射到金属表面时，如果光的能量大于金属的束缚能，就会有电子从金属表面逸出。
实验中，我们将使用光电效应实验装置，包括光源、金属样品和电子倍增器等，通过调整光源的强度和波长，可以观察到光电流的变化，从而了解光电效应的一些基本特性。
2.康普顿散射实验康普顿散射是指入射光子与静止的自由电子相互碰撞后发生能量和动量的转移。
在实验中，我们将使用康普顿散射实验装置，包括光源、散射靶和探测器等，通过测量探测器中散射光的能量和角度，可以利用康普顿散射公式计算出入射光子的能量和散射角度，从而验证康普顿散射的基本规律。
三、实验步骤：1.光电效应实验①将光电效应实验装置搭建起来，并调整光源的位置和强度。
②将电子倍增器接入实验电路，调节放大器的放大倍数。
③将金属样品放置在实验台上，并遮挡住一部分金属表面。
④调节光源的强度和波长，观察电子倍增器的电流变化情况。
2.康普顿散射实验①将康普顿散射实验装置搭建起来，并调整光源的位置和强度。
②将探测器放置在合适的位置，并调整其与散射靶的距离。
③调节光源的波长和散射角度，观察探测器中散射光的能量变化情况。
④根据康普顿散射公式计算入射光子的能量和散射角度。
四、实验结果与分析：1.光电效应实验实验中，我们观察到了光电流随着光源强度的增加而增加的现象，这符合光电效应的基本规律。
同时，我们发现在不同波长的光照射下，光电流的变化也不同，这与光电效应中的电子能量与波长之间的关系是一致的。
2.康普顿散射实验通过测量不同散射角度下的散射光能量，我们得到了散射光的能谱曲线。
根据康普顿散射公式，我们计算出了入射光子的能量和散射角度，并与理论值进行比较。
实验结果与理论值吻合较好，验证了康普顿散射的基本规律。
五、实验总结：通过本次实验，我们加深了对近代物理中光电效应和康普顿散射的理解。
近代物理著名实验简介教学设计
近代物理著名实验简介教学设计一、实验介绍近代物理作为一门高级科学，其实验是理论学习的重要依据，可以帮助学生加深对于物理现象的认识以及培养其动手能力和创新意识。
以下是几个著名的近代物理实验：1. 库仑法测量电荷库仑法是测量静电荷的方法之一。
根据库仑定律，两个电荷之间的作用力与它们之间的距离的平方成反比，与它们电量的乘积成正比。
当质点间的距离r为常数，质点间的电量大小也是常数时，它们间的作用力随电量之积变化而成比例变化。
因此，两电量已知的质点间的作用力可以用来求出它们的电量。
通过测量电量大小以及质点间的相互作用力，可以求出砝码质量与实验环境温度等因素。
2. 光电效应光电效应是指在材料表面加入适量的光源刺激后，从材料表面向外射出电子的现象。
当光子的能量大于材料表面电子的最高固有能量时，光子能加速电子向外射出，形成电流。
通过计算不同波长光的光电子峰的截止电压，可以证明光子有粒子性。
3. 布朗运动布朗运动也叫扩散运动，是指液体中微小颗粒在热力学环境下的运动。
这种运动是由于液体分子的热运动、颗粒受到周围环境分子的撞击而引起的。
通过观察颗粒的运动轨迹，可以探究液体分子的运动状态和信息。
二、教学设计1. 实验现象的观察和记录作为物理实验的起点，学生们需要观察实验现象，并使用数学工具对实验数据进行记录和分析。
可以使用视频教学等方式提前让学生了解实验过程，同时将实验内容与多项理论知识进行联系。
2. 实验过程的设计和安排在实验过程中，学生需要严格遵守安全规定，同时按照步骤对实验进行设计和安排。
特别是需要对实验所用的设备和实验方法进行认真的分析，以保证实验能够正确进行。
3. 实验结果的分析和归纳在实验结束后，学生需要针对数据进行分析和解释。
可以通过独立思考、组内合作等形式，走进实验的正式结论，进一步判断实验结果是否符合预期，以及实验中可能存在的误差和偏差。
三、实验评价近代物理实验是高级物理学科中的重要一环，其学习对于学生的成长至关重要。
近代物理实验方法总结
近代物理实验方法总结近代物理实验方法是研究与应用物理学的关键工具之一。
通过实验方法，科学家能够观察和测量物理现象，验证理论模型，推动科学的发展。
在过去的几个世纪中，随着科学技术的飞速发展，物理学实验方法也随之不断改进与演进。
本文将围绕近代物理实验方法展开讨论，介绍了几种常见的实验方法及其应用。
一、精确测量和仪器精确测量是物理实验的基础。
科学家利用精密仪器和设备，如量程极高的测量仪器，如原子力显微镜和扫描电子显微镜，能够实现对物理现象的高精度测量。
此外，激光技术也被广泛应用于物理实验中，如激光测距仪、激光干涉仪等。
通过这些仪器的使用，科学家能够获得更准确的实验结果，从而提高物理理论模型的可靠性。
二、干涉与衍射实验干涉与衍射实验是研究光学和波动性质的重要方法。
干涉实验通过光的叠加原理，观察光波的相干性、波的干涉现象以及干涉条纹的形成。
著名的干涉实验就是杨氏双缝干涉实验，通过光的干涉现象，可以验证光是一种波动性质的传播方式。
衍射实验则是通过物理系统的边缘和孔径等因素来观察光的扩散现象。
典型的衍射实验是菲涅尔衍射实验和菲涅尔衍射实验等。
三、核物理实验核物理实验是研究原子核物理性质和核反应的重要手段。
通过核物理实验，科学家能够研究原子核的结构、稳定性以及核反应等现象。
常用的核物理实验设备有示踪探测器、粒子加速器和核望远镜等。
这些设备能够实现对高能粒子的探测和测量，为核物理研究提供了强有力的工具。
四、量子力学实验量子力学是描述微观世界的一种理论框架，其实验方法与经典力学有很大的不同。
量子力学实验的基本原则是测量和不确定性原理。
通过精确测量并结合不确定性原理，科学家能够研究微观物理实体的性质。
著名的量子力学实验包括双缝实验和量子隐形传态实验等。
这些实验通过波粒二象性，揭示了微观粒子的奇特行为，如干涉和纠缠等。
五、大型科学实验装置大型科学实验装置通常用于研究宏观宇宙和微观粒子。
典型的大型科学实验装置包括大型强子对撞机（LHC）和平方千米阵列射电望远镜（SKA）等。
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
利用光学多道分析器测定钠原子光谱
一、实验目的
1.测定钠原子的光谱线。 2.掌握WDS-8A型组合式多功能光栅光谱仪的原理 和使用方法。 3.了解原子能级与光谱的联系。
利用光学多道分析器测定钠原子光谱
二、实验原理
1.钠原子光谱
光谱线的波数： 钠原子有四个线系：主线系(P线系)3S-nP,n=3,4,5… 漫线系(D线系)3P-nD,n=3,4,5… 锐线系(S线系)3P-Ns,n=4,5,6… 基线系(F线系)3P-nF,n=4,5,6…
记录第1次速度达到最大时的采样次数N1max和第11次速 度达到最大时的采样次数N11max，就可计算实际测量的 运动周期T及角频率ω
多普勒效应综合实验
4、研究直线运动，验证牛顿第二运动定律 【实验装置】
多普勒效应综合实验
【注意事项】 （1）实验注意砝码的质量不可过大，否则出 现的曲线斜率很小，不好观察。 （2）砝码与自由落体接收组件间的绳子长度 不要过短使自由落体组件不能落于保护盒内， 也不要过长使砝码起始位置置于地上。 （3） 要更换砝码的质量进行试验。
f = f o ( u ± V1 cos α1 ) / ( u ± V2 cos α 2 )
当声源静止，接收器运动时：
f = f o (1 + V / u )
V = u ( f / f o − 1)
f-v关系图 V-t关系图
多普勒效应综合实验
2、超声的红外调制与接收 超声的接收信号： 红外调制 发射
多普勒效应综合实验
2、研究自由落体运动，求自由落体加速度 【实验装置】
多普勒效应综合实验
【数据记录】 采样时间间隔差ti=0.05(i-1),ti为第i次采样与第1次
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。
近代物理实验报告
近代物理实验报告近代物理实验报告一、引言近代物理实验是物理学研究的重要手段之一，通过实验可以验证理论，揭示自然界的规律。
本次实验旨在探究几个与近代物理相关的实验，包括光电效应、康普顿散射和量子力学的基础实验。
二、光电效应实验光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子的现象。
为了验证光电效应的基本规律，我们设计了以下实验步骤：1. 准备材料：光电效应实验装置、金属样品、光源、电流计等。
2. 实验步骤：a. 将金属样品安装在实验装置上，并连接好电路。
b. 调节光源的强度和波长，使其分别达到不同的数值。
c. 测量不同波长下金属样品发射的电流强度。
3. 实验结果与分析：根据实验结果，我们发现金属样品发射的电流强度与光源波长呈反比关系。
这符合光电效应的基本规律，即光的能量与波长成反比。
三、康普顿散射实验康普顿散射是指入射光子与物质中自由电子发生碰撞后，光子的能量和方向发生改变的现象。
为了验证康普顿散射的基本规律，我们进行了以下实验：1. 准备材料：康普顿散射实验装置、散射体、探测器等。
2. 实验步骤：a. 将散射体和探测器安装在实验装置上，并连接好电路。
b. 调节入射光子的能量和散射体的角度，记录下散射后的光子能量和方向。
c. 重复实验多次，得到一系列数据。
3. 实验结果与分析：根据实验结果，我们发现入射光子的能量和散射后的光子能量呈正比关系，而散射角度与散射后的光子方向呈正相关关系。
这符合康普顿散射的基本规律，即光子与自由电子碰撞后，能量和动量守恒。
四、量子力学基础实验量子力学是描述微观粒子行为的理论，为了验证量子力学的基本原理，我们进行了以下实验：1. 准备材料：双缝干涉实验装置、光源、屏幕等。
2. 实验步骤：a. 将双缝干涉实验装置搭建起来，并调节好光源的强度和波长。
b. 观察在屏幕上形成的干涉条纹，并记录下实验数据。
c. 改变光源的强度和波长，再次观察并记录数据。
3. 实验结果与分析：根据实验结果，我们发现在屏幕上形成的干涉条纹符合波粒二象性的原理。
近代物理实验教程的实验报告
近代物理实验教程的实验报告实验报告：近代物理实验教程实验名称：测量光速实验目的：通过实验测量光的速度，并了解光的本质和光速度的重要性。
实验器材：- 激光器- 两个距离固定的反射镜- 一个光电探测器- 一个计时器实验步骤：1. 将激光器放置在适当的位置，并使其光束直射向一个固定的反射镜。
2. 另一块反射镜放在距离第一个反射镜一定距离的位置上，使激光束反射到光电探测器上。
3. 打开激光器，使其发出光束。
4. 使用计时器，记录激光束从激光器到第一个反射镜的时间间隔。
5. 同时，使用光电探测器测量光从第一个反射镜反射到第二个反射镜再反射到光电探测器的时间间隔。
6. 计算光从第一个反射镜到第二个反射镜的距离，并根据测得的时间间隔计算光的速度。
实验结果：根据实验数据，我们得到光从第一个反射镜到第二个反射镜的时间间隔为t，光从激光器到第一个反射镜的时间间隔为t'，则光从第一个反射镜到第二个反射镜的距离为d=t*v，其中v为光的速度。
根据测量得到的数据，我们可以计算出光的速度v=d/t。
讨论与结论：通过实验测量，我们得到了光的速度，并发现光速度非常接近299,792,458m/s，这个值是一个常数，通常用c表示。
这个实验结果进一步验证了光速度是一个常数，并说明光在真空中传播时的速度是恒定的，不受其他因素的影响。
光速度的稳定性和恒定性是现代物理的一项重要发现，不仅证明了光的波粒二象性，也为相对论的发展提供了基础。
实验中可能存在的误差：1. 仪器精度问题：实验中所使用的仪器可能存在一定的误差，如计时器的精度、光电探测器的灵敏度等。
2. 实验操作问题：实验过程中的不准确操作也可能引入误差，如指向不准确、记录时间时的误差等。
3. 实验环境问题：实验环境的温度、湿度等因素可能对实验数据产生一定的影响。
改进方案：为了提高实验的准确性和精度，可以考虑以下方面的改进：1. 使用更精密的实验仪器，如高精度计时器和高灵敏度的光电探测器，以减小仪器误差。
《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
近代物理实验期末总结
近代物理实验期末总结近代物理实验是一门对物理学原理进行实践验证的课程。
通过实验操作，我们可以更加直观地理解和掌握物理学原理。
在这个学期的近代物理实验课程中，我参与了多个实验项目，这些实验项目涉及到了很多与近代物理相关的重要原理和现象。
在这篇期末总结中，我将回顾和总结这些实验项目，并展望未来的学习方向。
在本学期的近代物理实验中，我参与了“光电效应实验”、“拉曼散射实验”和“扫描隧道显微镜实验”等实验项目。
这些实验项目都具有一定的难度和挑战，但通过认真的学习和实践，我逐渐掌握了实验操作技巧和数据分析方法，并对实验中涉及到的物理学原理有了更加深入的理解。
光电效应实验是研究光与物质相互作用的重要实验项目。
通过调节不同波长、强度和光电倍增管的参数，我们可以观察到光电效应现象的不同特征。
在实验中，我对实验所需设备的调试和操作有了更深入的认识，理解了光电效应与波粒二象性的关系，并通过实验数据的处理和分析，得到了光电效应的一些基本规律。
拉曼散射实验是研究物质的光谱特性的重要实验项目。
通过激光束与物质相互作用，我们可以得到物质的拉曼散射光，进而观察和分析物质的分子结构和振动特性。
在实验中，我学习并掌握了拉曼散射光谱的记录和分析方法，通过与理论模型的对比，得出了一些有关物质的性质和结构的结论。
扫描隧道显微镜实验是研究物质表面的重要实验项目。
通过使用铂钯探头在物质表面进行扫描，我们可以获得物质表面的原子尺度的拓扑形貌和电子结构信息。
在实验中，我学习和掌握了扫描隧道显微镜的操作方法和参数的选择，通过观察和分析实验数据，得到了一些有关物质表面形貌和电子结构的重要结论。
通过这些实验项目的参与，我对近代物理学的原理和现象有了更加深入的理解。
但是，我也意识到我在实验操作的技巧和数据处理的方法上还有很大的提升空间。
在以后的学习中，我将继续加强实验技能的训练，并努力掌握更多的物理实验技术。
总之，近代物理实验是一门非常有意义的课程。
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实验三微波基本参数的测量实验目的1．了解微波传输线的传输特性；2．熟悉波导测量线的使用；3．学会驻波、衰减、波长、波导波长等基本参数的测量。
实验原理由于微波的工作频率很高（300MHz-300GHz),用普通导线已无法克服传输微波时引起的辐射与趋附效应，所以微波有其专用的传输线，常见的微波传输线有同轴线、波导、微带线；其中尤以波导传输线最为常见它是矩形或圆形的金属管，管的两端装有法兰盘，以便于互相连接。
波导具有传输功率大，衰减小的优点。
微波在波导中以电磁波的形式向前传输。
一、矩形波导的电磁波微波能量的传输是应用波导，它是无内导体的空心金属管。
通常其横截面形状为圆形和矩形。
金属管实质上起屏蔽作用。
强迫微波在波导内沿轴向前进，向负载传输电磁能量。
由电磁场的基本特性可知，电力线与磁力线永远交链，并且在导体表面上磁力线总是与导体表面平行，而电力线必与导体表面垂直。
因此，在无限长波导内满足条件的可能传输微波只有两种形式：一类电磁场波型是沿传播方向（Z方向）无电场分量，即E Z = 0，电场只存在波导的横截面上，称横电波，也称为TE波；另一类则是沿传播方向无磁场分量，即E Z = 0，磁力线在截面上闭合，称横磁波，也称TM波。
TE波或TM波在波导中的形成（称为激励）和微波的激励方法及频率都有关系。
我们以实际应用上最重要的矩形波导内的TE波为例说明之。
今在矩形波导的宽边中央开一小孔并插进一电偶极子（或探针），它通常是微波振荡器向波导传递能量的同轴线内导体的延续部分。
显然探针相当于一个小天线，它能向四周辐射电磁波，由于波导管壁对微波的反射作用，在波导内便形成杂乱的波形，若其中存在这样的一个平面波，它从某一方向入射到波导的窄壁，并在两窄壁上往复反射，形“之”字形沿Z轴前进，如果波导的尺寸和入射方向恰当，正好使入射波和反射波的合成波在金属表面处形成电场的波节，而在波导的宽边中央形成电场驻波的波腹，正好满足电磁场的边界条件，这样的合成波就是TE波，它可在这个波导中激励和传输。
由于在波导宽边上电场强度只有一个最大值，而在窄边上电场强度无极大值，表明电场强度沿波导窄边无变化。
写作TE10，第一个脚注表示沿波导宽边电场的最大值个数，第二个脚注表示沿波导窄边的最大值个数。
已知的波导可能传输多种具有不同电磁场分布的波形（常称为模式），其中场结构最简单的模式就是TE10波（称最低度模式）。
每种模式有一个最低的允许频率称之为临界频率，对应的最大波长称为截止波长。
当振荡频率低于临界频率时，其电磁场在波导中将随着离开激励偶极子的距离沿传播方向成指数地迅速衰减。
该模式就不能在这给定的波导中激励和传输了。
图1表示TE10波电场分布图，图2、图3则表示TE 10波磁场及其在波导中电场结构总图。
其中λg 是微波能量沿波导轴向传播的波长，称为波导波长。
要注意λg 不同于单一电磁波在自由空间传播的波长λ，因为λg实质上表示合成电波（TE 10）在波导内传输时的两相邻波峰或波谷之间的距离。
理论上可导出2)2(1ag λ-λ=λ (1)可以看出波导波长总大于λ，并且微波在宽边为a 的波导中传播，其截止波长为2a 。
随着时间的变化，TE 10波的电磁场分布图以一定的速度沿波导轴移动，能量呈行波状态传输出去。
描述此电磁波的电场和磁场传播的表达式为： )(0z t j eE E β-ω= (2))(0z t j e H H β-ω= (3)式中E 0、H 0分别是所传播的微波电场强度和磁场强度的模，ω是微波振荡的角频率，z 是传播距离，β称位相系数，是行波的位相沿传输距离变化快慢的物理量，有：gλπ=β2 (4)二、微波传输中有关的物理量1．特性波阻抗z 0：波导作为高频传输线的一种，可以对比的用“波阻抗”来描述其特征。
定义z 0是行波通过波导中z 处时的电场与磁场之比：a b图1 TE 波电场结构图10横截面纵截面顶视图ab图2 TE 波磁场结构图10HxHz图3 TE 波电磁场结构总图10)(0)(00H E e H e E H E z z t j z t j ===β-ωβ-ω (5) z 0的量纲与阻抗的量纲相同。
可以设想波导管横向电场为等效电压，横向磁场为等效电流，亦即把电场作为电压来看，磁场作为电流来看。
这样电磁波在波导中的传播以及反射、驻波等都可用电压、电流，阻抗的概念去分析。
2．反射系数ρ：波导终端接入负载后，由于负载性质的不同，电磁波将在终端产生不同的反射。
定义反射波与入射波的比为反射系数，用ρ来表示。
如果入射波电压和电流分别表示为：⎪⎭⎪⎬⎫==++ϕ+β-ω++ϕ+β-ω++)(0)(0z t j z t j e I I e V V (6) 反射波电压和电流分别表示为：⎪⎭⎪⎬⎫-==--ϕ+β+ω--ϕ+β+ω--)(0)(0z t j z t j e I I e V V (7) 则：ϕ+-+-ρ===ρj e II V V 0 (8)其中+-=ρ000V V 为反射系数的模，z β+ϕ∆=ϕ2表示z 处的反射波与入射波的相角差。
(8)式表示波导轴上各处的反射系教是不同的。
我们所感兴趣的是终端负载处的情况。
如果终端为金属板（即短路），必然产生全反射，在终端处反射电压波与入射电压波振幅相同，并且位相相反，形成电压波节，则此时反射系数ρ = -1。
３．电压驻波比S ：由于微波入射到负载上会产生反射，所以波导中轴上每一点的电压 （或电流）都是入射波与反射波合成的结果，因此形成电压驻波，沿波导轴向测量时会出现电压值有大、小的变化。
zzz zv vv v λg _12终端负载短路金属板终端敞口全匹配负载阻抗Z 图4 不同负载时的电压驻波图形由于负载性质不同，反射系数则不同，因而出现的电压驻波图形也就不同。
图4表示不同负载时的电压驻波图形。
图中两极小值之间的距离即为半波导波长。
对已知负载：-+-+-=+=0min 00max VV V V V V定义电压驻波上的极大值对极小值的比为电压驻波比S 。
则：000000000min max 1111ρ-ρ+=-+=-+==+-+--+-+V V V V V V V V V V S (9)由(9)式可得：110+-=ρS S (10) (10)式告诉我们。
只要微波在波导内建立了驻波，便可通过容易测量的电压极大值与极小值来计算反射系数的模。
三、微波源本实验所用微波源是以体效应二极管为振荡器件，下面对体效应二极管做一简单介绍。
体效应二极管，一个均匀参杂的n 型GaAs 单晶样品的两端，分别制作一个欧姆接触，就形成了一个体效应二极管（实际上它是一个无p-n 结的二极管），逐步升高加在二极管两端的电压，当平均电场达到3×103 V/cm 以上时，此半导体会产生电流振荡，振荡频率在微波频段，其频率决定于此样品的长度，既取决于电子的渡越时间。
将此体效应二极管（也叫耿Gun 二极管）置于微波电路中，既可得到微波输出，体效应二极管结构简单，使用方便，对电源要求不高，也有一定的频率调谐范围。
微波源的输出功率一般在几十毫瓦量级。
效率也较低，一般在10%以下。
实验内容实验装置如图5：1．观察不同负载对微波传输的影响。
接通速调管电源，选定U R 及U 0，使在波导上输出一定功率的微波。
在波导终端处分别装接短路金属板、全匹配负载及膜片负载，以及在终端敞口状态下，观察微波在波导内形成全驻波、行波和部分驻波的情形，参看图4，并利用测量线测定不同负载时的电压驻波图形。
注意在调试过程中，适当调节可变衰减器，以保证在实验过程中检波电流始终不超过电表量程。
2．波导波长的测定。
在波导终端装接短路金属板，由测量线可测定全驻波图形，显然两极小值或两极大值之间距离即为半波导波长λg / 2。
但由于在极大值或极小值时读数误差较大，所以通常测λg 用等斜率法。
具体方法就是在驻波图形上选一个斜率较大的电流示数值I （设I max =100μA ，则I 可选60μA 左右），移动探针，测出同相位的I 值所对应的位置L 1，L 2，…，L n +1，如图6所示，则nL Lni ii g ∑=+-=λ112(11)由(11)式即可求出λg 值。
3．微波频率的测定。
利用谐振腔波长计可直接测定微波频率。
当波长计未调谐时，终端指示器（微安计）图5 实验装置方框图zI0.6I I maxmax L L L L 1234图6 等钭率法测定波导波长LL L图7 波导线上各点的电场分布 EE M有正常指示，当波长计调到谐振时，终端指示便显示一个尖锐的凹陷（微安计指示数减小），记下此时波长计刻度值，查找校正曲线，便可得到被测微波频率。
另外，利用公式(9)以及f = C / λ，将测得的λg 代入也可算出频率f 。
在三公分微波系统中，2a = 45。
72mm 。
用两种方法测定频率。
4．驻波比和反射系数模的测定晶体检波电流与微波电压之间并非简单的线性关系。
而晶体二极管两端的电压正比于探针所在位置的电场强度，为了测定驻波比，必须测出晶体的检波特性曲线。
由终端短路时驻波图形可看出，在波导线上各点的电场分布为正弦形式，见图7，以节点为原点则可表示为： πλ∆=2singm LE E 其中0L L L -=∆ 因此微波的相对强度可由下式计算：πλ∆=2sin gm L E E (12) 只要测出L 处的电压，作U ~mE E图，即可得到晶体检波特性曲线。
在波导终端接待测负载，此时在波导上建立一定的驻波图形，用选频放大器测出U max 及U min 的数值，利用晶体检波特性曲线查出相应的微波相对强度，代入式(9)中即可算出电压驻波比S （因E 与V 成正比）。
将S 代入式(10)中即可求出反射系数模ρ0。
思考题1．波导测量线在波导宽边的中央开了一条很长的窄槽，此槽对波导内的电磁波有何影响？如果改在波导其它部位（包括窄边）开槽，将会引起什么结果？2．设计一种测量介质衰减的测试电路。
3．试分析两种频率测量结果的误差。