北航物理实验研究性报告
【2018-2019】北航实验研究报告word版本 (11页)
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12 实验目的······················· 错误！未定义书签。
实验原理······················· 错误！未定义书签。
北航物理实验报告
北航物理实验报告北航物理实验报告引言：物理实验是理论与实践相结合的重要环节，通过实验可以验证理论的正确性，培养学生的实验操作能力和科学精神。
本次实验旨在通过实验操作和数据分析，探究物理现象并得出结论。
实验一：测量重力加速度实验目的：通过自由落体实验测量地球上的重力加速度。
实验步骤：1. 准备一根直线垂直的竖直导轨，将导轨固定在实验台上。
2. 在导轨上设置一个可移动的传感器，用于测量小球自由落体的时间。
3. 在导轨上放置一个小球，使其从静止位置自由下落，并记录下小球经过传感器的时间。
4. 重复实验多次，取平均值计算重力加速度。
实验结果与分析：根据实验数据计算得出的重力加速度为9.81 m/s²，与理论值相符合。
实验误差主要来自于实验仪器的精度和实验操作的不确定性。
实验二：测量光的折射率实验目的：通过测量光的折射率，验证光在不同介质中传播时的折射定律。
实验步骤：1. 准备一个透明的玻璃棱镜和一束光源。
2. 将玻璃棱镜放在光源前方，观察光线经过棱镜后的折射现象。
3. 测量入射角和折射角，并计算折射率。
4. 重复实验多次，取平均值计算折射率。
实验结果与分析：根据实验数据计算得出的折射率与理论值相符合，验证了光的折射定律。
实验误差主要来自于测量角度的精度和光线的衍射现象。
实验三：测量电阻的变化实验目的：通过测量电阻的变化，研究电阻与导线长度、截面积之间的关系。
实验步骤：1. 准备一根导线，测量其长度和截面积。
2. 将导线接入电路中，通过电流表和电压表测量电流和电压。
3. 改变导线长度或截面积，重新测量电流和电压。
4. 计算电阻，并绘制电阻与导线长度、截面积的关系曲线。
实验结果与分析：根据实验数据绘制的曲线表明，电阻与导线长度成正比，与导线截面积成反比。
这符合欧姆定律和电阻公式的预期结果。
实验误差主要来自于测量仪器的精度和导线材料的不均匀性。
结论：通过以上实验，我们验证了自由落体实验中的重力加速度、光的折射定律以及电阻与导线长度、截面积之间的关系。
北航物理实验研究性报告全息照相和全息干涉法的应用
北航物理实验研究性报告专题:全息照相和全息干涉法的应用第一作者：王尼玛学号：100311xx第二作者：杨尼美学号：100311xx班级：100327目录目录 (2)摘要 (3)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)三、实验仪器 (8)四、实验步骤 (9)1、全息照片的拍摄与再现像的观察 (9)2、二次曝光法测定铝板的杨氏模量 (11)五、数据记录与处理 (12)1、原始数据记录 (12)2、数据处理 (12)六、讨论与总结 (14)1、误差分析 (14)2、改进建议 (14)3、总结体会 (15)七、参考资料 (15)摘要全息照相的基本原理是D•伽柏在1948年提出的，但在20世纪50年代该方面的研究工作进展缓慢，直到1960年以后激光的出现，它的高度相干性和大强度为全息照相提供了理想的光源，使全息技术有了迅速的发展，相继出现了多种全息方法，从而在全息干涉计量、全息无损检测、全息存储以及全息器件等方面获得了重要的应用。
D•伽柏也因此在1971年获得了诺贝尔物理学奖。
全息照相是一种利用相干光得到包括物光波前的振幅、位相在内的物体全部信息的二步成像技术，它可以再现物体的立体形象。
无论从原理上和实验技术上，全息照相都和普通照相有本质区别。
全息干涉是全息照相方法的一个重要应用，和普通干涉相比，它们的干涉理论和测量精度基本相同，只是获得干涉的方法不同。
以本实验采用的两次曝光法为例，它采用同一束光，在不同的时间对同一张全息干板进行重复曝光，如果两次曝光之间物体稍有移动，那么再现时两物体的波前将发生干涉，这些干涉条纹携带有物体表面移动的信息，根据条纹的分布便可以计算出物体表面各点位移的大小和方向。
全息干涉计量术能够对具有任意形状和表面状况的三维表面进行测量；由于全息图具有三维性质，故可通过全息干涉计量方法从许多视图去考察一个复杂物体；它还可以对一个物体在不同时刻用全息干涉方法进行观察，从而探测物体在一段时间内发生的各种改变。
北航的物理实验报告
北航的物理实验报告实验目的本次实验旨在通过实际操作，探究物理原理，并加深学生对电磁场与电磁波的理解，提高实验能力和科学研究能力。
实验器材- 恒定电流源- 直流电动机模型- 磁力计- 电阻丝- 电池组- 石英钟情- 计时器- 导线- 电池板- 平行板电容器- 电容计实验原理实验基于安培定律和法拉第定律，通过改变电流和导线的位置，使用磁力计测量磁感应强度，从而验证电流对磁场的影响关系以及电流的磁场特性。
实验步骤1. 将直流电动机模型连上恒定电流源，并使电动机转动起来，观察电动机中的磁铁与磁力计荧光屏幕指针的位移和方向。
2. 将磁感应强度记录下来，并更改电流值，记录相应的数据。
3. 张贴带电阻丝的电池板，通过改变电流并调整丝线位置，观察炽热丝线形成的荧光轨迹。
4. 构建平行板电容器，在电容计的帮助下，记录电容器中充电过程中的电压和电流数据。
实验结果与分析通过对实验数据的整理，我们得出以下结论：1. 改变电流，磁感应强度也随之改变，验证了安培定律的正确性。
2. 在电动机中，电流生成了一个磁场，使得荧光屏幕指针受力从而位移，进一步证明了电流对磁场的影响，即电流的磁场特性。
3. 带电阻丝的电池板表面形成的荧光轨迹，展示了电流通过导线产生的热效应，热效应将导致导线产生热运动并发光。
4. 在平行板电容器中，电容器的充电过程符合带电粒子向着电势差方向移动的趋势，证明了平行板电容器中电场对电荷的作用。
实验结论通过本次实验，我们进一步了解了电磁场与电磁波的相关原理，手动操作加深了对物理知识的理解。
实验结果验证了安培定律、法拉第定律以及电场对电荷的作用，并使我们更加熟悉了电流对磁场的影响。
这对于进一步的物理学研究和应用具有重要意义。
实验心得通过这次实验，我深刻认识到理论知识与实际操作的重要关系。
对于理论知识的深入理解，实践是必不可少的。
通过亲自动手操作，我对电磁场与电磁波的理论知识有了更加深入的了解。
同时，实验中的问题和困难也加深了我对物理知识的思考和研究兴趣。
北航物理实验—弗兰克赫兹研究性实验报告
基础物理研究性实验报告弗兰克赫兹实验第一作者：第二作者：所在院系：目录摘要： (3)Abstract (3)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)1)激发电位 (4)2)夫兰克-赫兹实验的原理 (5)三、实验仪器 (7)四、实验内容 (7)1)准备工作 (7)2)氩元素的第一激发电位手动测量 (7)3)氩元素的第一激发电位自动测量 (8)五、数据处理（手动测量） (8)1)灯丝电压3.0V，第一栅极电压1.5V，拒斥电压9.0V (8)2)灯丝电压3.2V，第一栅极电压1.5V，拒斥电压9.0V (10)3)灯丝电压3.0V，第一栅极电压1.0V，拒斥电压9.0V (11)4)灯丝电压3.0V，第一栅极电压1.5V，拒斥电压8.0V (12)六、实验结果探究 (13)1)实验结果分析探究 (13)2)误差来源分析探究 (13)七、实验感想 (14)参考文献： (14)附： (15)摘要：本研究性报告以“弗兰克赫兹实验”实验为深入研究探讨的课题，简单介绍弗兰克赫兹实验的基本原理以及操作步骤等，重点进行改变某个实验步骤后实验的误差分析，从而进一步了解在实验过程中严格控制实验步骤的正确性对实验结果的重要性，对今后误差分析有一定的作用。
关键词：弗兰克赫兹实验步骤误差AbstractThis research report "Frank Hertz experiment" experimentsin-depth study of the themes, a brief introduction of the basic principles of Frank Hertz experiment and procedure, focusing steps to change an experiment experimental error analysis, and learn more about the experimental procedure strict control of the correctness of the experimental procedure of the importance of the experimental results, error analysis for the future have a certain role.Keywords: Frank Hertz experiment step error一、实验目的1、了解弗兰克--赫兹试验的原理和方法；2、学习测定氩原子的第一激发电位的方法；3、证明原子能级的存在，加强对能级概念的理解。
北航物理研究性实验报告——示波器
北航物理研究性实验报告专题：模拟示波器的使用及其应用学号：********班级：101517姓名：王*目录目录 (2)摘要 (3)一．实验目的 (3)二．实验原理 (3)1.模拟示波器简介 (3)2.示波器的应用 (6)三．实验仪器 (6)四．实验步骤 (7)1.模拟示波器的使用 (7)2.声速测量 (8)五．数据记录与处理 (8)六．讨论 (10)摘要示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能直观、动态地显示电压信号随时间变化的波形，便于人们研究各种电现象的变化过程，并可直接测量信号的幅度、频率以及信号之间相位关系等各种参数。
示波器是观察电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果的重要仪器，也是调试、检验、修理和制作各种电子仪表、设备时不可或缺的工具。
一．实验目的1.了解示波器的主要结构和波形显示及参数测量的基本原理，掌握示波器、信号发生器的使用方法；2.学习用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率的方法；3.学会用连续波方法测量空气速度，加深对共振、相位等概念的理解；4.用示波器研究电信号谐振频率、二极管的伏安特性曲线、同轴电缆中电信号传播速度等测量方法。
二．实验原理1.模拟示波器简介模拟示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像并显示在荧光屏上以便测量和分析的电子仪器。
它主要由阴极射线示波管，扫描、触发系统，放大系统，电源系统四部分组成。
示波管结构图（1）工作原理模拟示波器的基本工作原理是：被测信号经Y轴衰减后送至Y1放大器，经延迟级后到Y2放大器，信号放大后加到示波管的Y轴偏转板上。
若Y轴所加信号为图所示的正弦信号，X输入开关S切换到“外”输入，且X轴没有输入信号，则光点在荧光屏竖直方向上按正弦规律上下运动，随着Y轴方向信号的提高，由于视觉暂留，在荧光屏上显示一条竖直扫描线。
同理，如在X轴所加信号为锯齿波信号，且Y轴没有输入信号，则光点在荧光屏上显示一条水平直线。
北航物理研究性实验报告——各向异性磁阻传感器(AMR)与地磁场测量
a．测量磁阻传感器的磁电转换特性 .......................................................... 5 b．测量磁阻传感器的各向异性特性.......................................................... 6 3、赫姆霍兹线圈的磁场分布测量.................................................................. 6 a. 赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量..................................................6 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量.......................................................... 7 4．地磁场测量.................................................................................................. 8 五、实验数据及数据处理 ................................................................................... 9 1.磁阻传感器特性测量..................................................................................... 9 a.测量磁阻传感器的磁电转换特性 ............................................................. 9 b．测量磁阻传感器的各向异性特性........................................................ 10 2．赫姆霍兹线圈的磁场分布测量................................................................ 12 a．赫姆霍兹线圈轴线上的磁场分布测量 ................................................ 12 b．赫姆霍兹线圈空间磁场分布测量........................................................ 12 3．地磁场测量................................................................................................ 13 六、实验误差分析及注意事项： .....................................................................13 1．我在实验中遇到的问题和现象................................................................ 13 a．携带的电子仪器对实验的干扰 ............................................................ 13 b．实验仪间磁场的相互干扰.................................................................... 13 c．复位（R/S）的使用 .............................................................................. 14 d．操作要细心............................................................................................ 14 2．其它注意事项............................................................................................ 15 七、思考题 .........................................................................................................15 八、磁阻传感器的应用 ..................................................................................... 15 1．磁阻传感器在车辆检测中的应用............................................................ 15 a．车辆的分类 ............................................................................................ 16 b．车辆的方向............................................................................................ 17 c．车辆的存在 ............................................................................................ 17 2．罗盘定向与导航........................................................................................ 18 九、实验感想 .....................................................................................................19 参考文献 .............................................................................................................20
北航基础物理实验研究性实验报告密立根油滴
北航基础物理实验研究性实验报告密立根油滴1.实验目的和原理1.1实验目的本实验旨在通过密立根油滴实验，研究带电粒子在电场中的运动规律，验证电荷的电量、电荷的量子化，并测量电子电量的数值。
1.2实验原理密立根油滴实验利用了油滴在电场中做匀速下降运动的性质。
在实验过程中，需要在两个平行金属板之间建立一个均匀电场，可通过高压电源及电容器组成。
经过适当处理的油滴，通过喷雾器喷入观察舱中，被电荷所带起，当油滴进入电场时，由于电力的作用，油滴会开始向上加速或减速，直到达到的稳定运动的速度为止。
根据牛顿第二定律，此时电力与油滴重力平衡，即：eE=m×g其中，e为油滴所带电荷，E为电场强度，m为油滴质量，g为重力加速度。
考虑到油滴的存在电子荷负度的事实，我们可以写出油滴电量的表达式为：e=n×e其中，e为油滴带的电荷，e为电子电量，n为一个整数。
由此可得，油滴的表达式可以改写为：(mg−eE) = 0在实验中，我们将通过测量油滴在不同电压下的稳定下降速度，来计算电量的数值。
2.实验装置和步骤2.1实验装置本实验的主要装置有：高压电源、电容器、喷雾器、驱动装置、显微镜及摄像设备等。
2.2实验步骤2.2.1准备工作a.接通电源，使电荷采集装置工作。
b.调整显微镜使得目标所在位置清晰可见。
c.调节电容器中的电压，使之为一定的数值。
2.2.2实验操作a.先通过射灯预热机器，预热时间约为15分钟。
b.打开电流调节开关，调整到合适的数值。
c.打开电压调节开关，缓慢增加电压，使带电滴油进入视野。
d.若带电滴油向上运动，则减小电压，反之则增大电压。
e.再次观察带电滴油的上升或下降方向，调整电压大小，直至带电滴油保持匀速下降。
f.记录下匀速下降的电压。
2.2.3数据处理a.根据实验数据计算带电滴油的质量，并计算电量。
b.对多次测量的结果求平均值，以提高数据准确性。
3.结果与分析通过实验我们得到了多组测量数据，并利用公式计算出带电滴油的质量，进而计算出电子的电量。
北航物理研究性实验报告
北航物理研究性实验报告专题：迈克尔逊干涉第一作者大神学号1215xxxx第二作者抱大腿学号1215xxxx2013/12/11目录摘要 (1)Abstract (1)1.实验原理 (2)1.1迈克尔逊干涉仪的光路 (2)1.2单色点光源的非定域干涉条纹 (2)1.3迈克尔逊干涉仪的机械结构 (4)2 实验仪器 (5)3 实验主要步骤 (6)3.1迈克尔逊干涉仪的调整 (6)3.2点光源非定域干涉条纹的观察与测量 (6)3.3数据处理 (7)4 实验数据处理 (7)4.1实验数据记录 (7)4.2计算不确定度 (7)5 误差来源分析 (9)6 实验经验总结 (10)7 实验的改进方案 (10)7.1加装光具座 (10)7.2用电路代替人工计数 (11)7.3将调节M2距离的螺母换成手轮 (11)8 有关光路补偿板G2的讨论 (12)9 实验感想与收获 (12)10 对本学期基础物理学实验的体会和建议 (13)摘要通过迈克尔逊干涉仪观察光的分振幅干涉现象，采集数据并进行处理，计算出所测激光的波长，并对计算结果的不确定度进行仔细的分析。
根据实验数据对误差来源进行了定量分析，同时总结了实验仪器调节的经验与方法。
最后，根据自身的实验经历对实验的改进提出建设性的意见。
关键词：迈克尔逊干涉；波长；误差；实验改进。
AbstractBy Michelson interferometer observation light amplitude split tine interference phenomenon, data collection and processing, calculated from the measured laser wavelength, and the calculation results of the uncertainty of the careful analysis. According to the experimental data, the error source of quantitative analysis, and summarizes the experience and methods of experimental instrument regulation. Finally, according to our own practical experiences, we give out the improvement for the experiment of constructive views.Key words: Michelson interferometer; wavelength; error; experiment improvement.1.实验原理1.1迈克尔逊干涉仪的光路迈克尔逊干涉仪的光路如图1所示，从光源S发出的一束光射在分束板G1上，将光束分为两部分：一部分从G1的半反射膜处反射，射向平面镜M2；另一部分从G1透射，射向平面镜M1。
北航基础物理研究性实验报告-氢原子光谱
氢原子光谱和里德伯常量测定—-定量误差分析和创新实验改进摘要：本文详细地介绍了氢原子光谱和里德伯常量实验的实验要求、实验原理、仪器介绍、实验内容和数据处理，并从钠黄双线无法区分的现象触发定量地分析了此现象的原因和由此产生的误差，结合光谱不够锐亮和望远镜转动带来的误差提出了创新的实验方案。
从理论上论证了实验方案的可行性，总结了基础物理实验的经验感想。
关键字：氢原子光谱里德伯常量钠黄双线Abstract:This paper introduced the hydrogen atoms spectrum and Rydberg constant experiment from experimental requirements, experimental principle, instruments required, content and Data processing. Considering that the wavelength difference of Na-light double yellow line is indistinguishable from human eyes, we analyze the cause of this phenomenon and the resulting errors quantitatively and propose an innovate experiment method combined with inadequate sharpness and lightness of the spectrum as well as the errors brought during the turning of telescope. We verify the feasibility of this method In theory and summarizes the experience and understanding of basic physics experiment.Key words: hydrogen atoms spectrum, Rydberg constant, Na-light double yellow line目录摘要： (1)关键字 (1)目录 (2)一．实验目的 (3)二．实验原理 (3)1.光栅衍射及其衍射 (3)2.光栅的色散本领与色分辨本领 (4)3.氢原子光谱 (5)4．测量结果的加权平均 (6)三．实验仪器 (7)四．实验内容 (7)五．实验数据及处理 (7)1.光栅常数测量 (8)2.氢原子光谱测里德波尔常数 (8)3.色散率和色分辨本领 (10)六．误差的定量分析 (11)1.人眼的分辨本领 (11)2.计算不确定度和相对误差： (11)七．实验方案的创新设想 (11)1.实验思路及理论验证 (11)2.实验光路 (12)3.方案理论评估 (12)八．实验感想与总结 (13)九．参考文献 (14)一．实验目的1． 巩固提高从事光学实验和使用光学仪器的能力； 2． 掌握光栅的基本知识和使用方法；3． 了解氢原子光谱的特点并用光栅衍射测量巴耳末系的波长和里德伯常数；4． 巩固与扩展实验数据的处理方法，及测量结果的加权平均，不确定度和误差计算，实验结果的讨论等。
研究型报告
c.由于滑块的不对称，使得长杆俩力臂所受的力矩不平衡，进而造成了长杆的倾斜，也就是说转动平面不是在水平面内，进而造成了实验中的误差。而转动轴不再垂直线上，使得仪器本身加大了系统误差。
1.两个滑块的位置相对与转动轴越对称,那么误差就越小.
2.滑块相对于转动轴越远,那么误差就越小.
（2）摆角不同对结果的影响
由于弹簧的扭转系数K值不是固定常数,它与摆动角度略有关系,所以得到的转动惯量略有不同,由公式:
J= +m （9）
可以得到金属杆的转动惯量的理论值,由公式(8)、(9)可以得到它们转动惯量的实验值的公式:
一、
1.学习两种物理实验方法——比值测量法和转换测量法
2.熟悉扭摆的构造及使用方法，掌握数字式计时器的正确使用
3.用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量，并与理论值进行比较
4.验证转动惯量的平行轴定理
二、实验原理
安装在扭摆垂直轴上的物体,在水平面内转过一角度θ后释放,在弹簧的恢复力矩作用下,物体就开始绕垂直轴作往返扭转运动。根据虎克定律,弹簧受扭转而产生的恢复力矩M与所转过的角度θ成正比,即
25.59
25.32
24.81
可以看出摆角在接近90°时相对误差较小，更接近理论值。为了降低实验时由于摆动角度变化过大带来的系统误差，因此，在测定各种物体的摆动周期时，摆角不宜过小。
七
（1）实验误差来源
a.蜗簧转动过程中其轴所受到的摩擦阻尼，通常能维持20个周期，由于阻尼的存在，转动受到衰减，导致所测周期大于理论周期。
以下是摆角不同时得到的理论与实测转动惯量的比较结果:
北航物理研究性实验报告
北航物理研究性实验报告北航物理研究性实验报告导言：物理学是一门基础学科，通过实验研究能够验证理论，提供实际应用的科学依据。
本实验旨在通过对某一物理现象的研究，探索其背后的原理和规律。
通过实验，我们可以深入了解物理学的实践意义，培养实验观察和数据处理的能力。
实验目的：本实验的目的是研究光的折射现象，通过测量折射角和入射角之间的关系，验证折射定律，并计算出光在不同介质中的折射率。
实验原理：光的折射是光线从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的密度不同而改变方向的现象。
根据折射定律，入射角i、折射角r和两个介质的折射率之间存在着如下关系：n1sin(i) = n2sin(r)。
其中，n1和n2分别是两个介质的折射率。
实验步骤：1. 准备实验所需材料，包括光源、凸透镜、直尺、半反射镜等。
2. 将光源放置在一定距离处，使其成为平行光。
3. 将凸透镜放置在光源和半反射镜之间，调整凸透镜的位置和方向，使光线经过凸透镜后成为平行光。
4. 在半反射镜上方放置一块透明介质，如水，调整其位置和倾斜角度，使光线从空气中射入水中。
5. 使用直尺测量入射角和折射角，并记录下来。
6. 重复上述步骤，将透明介质更换为其他材料，如玻璃、油等，测量不同介质中的入射角和折射角。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的入射角和折射角数据，我们可以计算出不同介质的折射率。
根据折射定律，我们可以得到n1sin(i) = n2sin(r)，通过这个公式，我们可以推导出不同介质的折射率。
在实验中，我们发现当光线从空气射入水中时，入射角较大时，折射角也较大，光线弯曲的程度较大。
而当光线从水射入空气中时，入射角较小时，折射角也较小，光线弯曲的程度较小。
这与折射定律中的sin函数的性质相符合。
在不同介质中，光的速度会发生改变，从而导致光线的折射。
根据光的速度和波长的关系，我们可以计算出不同介质的折射率。
折射率越大，介质对光的阻碍越大，光线的弯曲程度也越大。
北航物理实验研究报告性报告
北航物理实验研究性报告实验题目：稳态法测不良导体的热导率题目代号：1022第一作者：李晓成 14151093第二作者：陈继伟 14151077一、摘要由于温度不均匀，热量从温度高的地方向温度低的地方转移，这种现象叫做热传导。
导热系数是表征物质热传导性质的物理量。
按傅里叶定律，其定义为单位温度梯度（在1m长度内温度降低1K）在单位时间内经单位导热面所传递的热量；材料结构的变化与所含杂质对导热系数值都有明显的影响，因此材料的导热系数常需要由实验具体测定。
测量导热系数的方法一般分为两类：一类是稳态法，另一类是动态法。
二、关键词稳态法傅里叶导热方程式热电偶温差计不良导体热导率三、实验基本要求1．了解热传导现象；2．学习用稳态法测不良导体的导热系数；﹒3．学会用作图法求冷却速率。
四、实验原理所谓稳态法，就是利用热源在待测样品内部形成不随时间改变的稳定温度分布，然后进行测量。
1882年Fourier给出了热传导的基本公式——Fourier导热方程。
方程指出，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此相距为h、温度分别为Ѳ1、Ѳ2的平行平面（Ѳ1>Ѳ2），若平面面积为S，则在δt时间内通过面积S的热量δQ满足下述方程：(1)式中，δQ/δt 为热流强度，k称为该物质的热导率（又称导热系数），单位为.本实验装置如图1所示。
在支架D上依次放上圆铜盘P、待测样品B和厚底紫铜圆盘A。
在A的上方用红外灯L加热，使样品上、下表面分别维持在稳定的温度Ѳ1、Ѳ2，Ѳ1、Ѳ2分别用插入在A、P侧面深孔中的热电偶E来测量。
E的冷端浸入盛于杜瓦瓶H内的冰水混合物中。
数字式电压表F用来测量温差电动势。
由式（1）知，单位时间通过待测样品B任一圆截面的热流量为(2)式中，为圆盘样品的直径，为样品厚度。
当传热达到稳定状态时，通过B盘上表面的热流量与由黄铜盘P向周围环境散热的速率相等。
因此，通过求黄铜盘P在稳定温度Ѳ2时的散热速率来求热流量δQ/δt 。
北航基础物理实验研究性实验报告_分光仪的调整及应用
北京航空航天大学物理研究性实验报告分光仪的调整及其应用第一作者：所在院系：就读专业：第二作者：所在院系：就读专业：目录目录一.报告简介 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。
二.实验原理 (1)实验一.分光仪的调整 (1)实验二.三棱镜顶角的测量 (3)实验三.最小偏向角法测棱镜折射率 (1)二．实验仪器 (1)三.实验主要步骤 (2)实验1.分光仪的调整 (2)1.调整方法 (2)2.要求 (4)实验2.三棱镜顶角的测量 (4)1.调整要求 (4)2.实验操作 (5)实验3.棱镜折射率的测定（最小偏向角法） (6)四.实验数据记录 (6)五.数据处理 (6)实验2.反射法测三棱镜顶角 (6)实验3.最小偏向角法测棱镜折射率 (7)六.误差分析 (8)七.分析总结 (8)八.实验改进 (9)九.实验感想 (9)十.参考文献及图片附件： (11)一.报告简介本报告以分光仪的调整、三棱镜顶角和其折射率的测量为主要内容，先介绍了实验的基本原理与过程，而后进行了数据处理与不确定度计算。
并以实验数据对误差的来源进行了分析。
同时还给出了调节分光仪的经验总结与方法，并对现有实验仪器和试验方法提出了改进的意见。
二.实验原理实验一.分光仪的调整分光仪的结构因型号不同各有差别，但基本原理是相同的，一般都由底座、刻度读数盘、自准直望远镜、平行光管、载物平台5部分组成。
1-狭缝套筒；2-狭缝套筒紧固螺钉；3-平行光管；4-制动架；5-载物台；6-载物台调平螺钉；7-载物台锁紧螺钉；8-望远镜；9-望远镜锁紧螺钉；10-阿贝式自准直目镜；11-目镜；12-仰角螺钉；13-望远镜光轴水平螺钉；14-支臂；15-望远镜转角微调螺钉；16-读数刻度盘止动螺钉；17-制动架；18-望远镜止动螺钉；19底座；20-转座；21-读数刻度盘；22-游标盘；23-立柱；24-游标盘微调螺钉；25-游标盘止动螺钉；26-平行光管光轴水平螺钉；27-仰角螺钉；28-狭缝宽度调节螺钉；1.三角底座在三角底座中心，装有一个垂直的固定轴，望远镜、主刻度圆盘、游标刻度盘都可绕它旋转。
北航基础物理实验研究性报告 电阻的测量
4
5
6
7
8
U（V）
4.00
4.25
4.50
4.75
5.00
5.25
5.50
5.75
I（mA）
8.52
9.01
9.52
10.08
10.62
11.10
11.71
12.18
电压表量程：7.5V
I= A=15.96mA
则电流表量程选择0-15mA
用恒压半偏法测得 =3750Ω
用恒流半偏法测得 =4Ω =1000Ω，则 =4.016Ω 则 =4.016Ω
用外接法测得：U=4.45V I=10.6mA =419.8Ω
= =52.14Ω>4.016Ω
因此用内接法测量
利用一元线性回归法进行处理：y=a+bx
以I为x,U为y，可得：
=0.0103425 =0.00010843
=4.875 =0.00010697
=0.05111344 =0.05041969
（2）电表内阻的测量
1）半偏法
半偏法的基本电路有两种形式，其一如图2.2.1（a）所示，为可变电阻，选择适当的电源E，调节R= ，使待测表指针满偏 ；再调节R= ，使待测表半偏 。若电源E的内阻可忽略（r<<R+ ）,由欧姆定律不难证明：
若选择合适的电源电压，当 =0时，待测表示值为 ，则
此方法要求电源两端电压不变（r可忽略），故称为“恒压半偏发”，常用于测内阻较大的电表，例如电压表、微安表等，也可用于测灵敏电流计内阻。
北京航空航天大学物理研究性实验报告
电阻的测量
第一作者：
学号：
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摘要
这学期做的电学实验并不是很多，但是电阻的测量这个实验让我收获很大，通过不同的原理我了解了电阻测量的不同方法，并且对于中电阻高电阻测量方法也不一样，通过本实验我还学到了如何寻找测量电阻的最优方法。
北航基础物理实验研究性报告_菲涅耳双棱镜干涉
物理实验研究性报告菲涅耳双棱镜干涉第一作者：第二作者：班级：日期：目录摘要 (3)一．实验目的 (3)二．实验原理 (3)三．实验方案 (6)1．光源的选择 (6)2．测量方法 (6)3．光路组成 (7)四．实验仪器 (7)五．实验内容 (7)1．各光学元件的共轴调节 (7)2．波长的测量 (9)六．数据处理 (9)1.原始数据 (9)2.用一元线性回归计算条纹间距 (10)3.计算不确定度 (10)七．误差分析 (11)1.两虚像间距测量的误差 (11)2.物距测量的误差 (11)八．实验的注意事项及改进建议 (13)九．感想 (14)十．参考文献 (15)摘要本文先对菲涅耳双棱镜激光干涉实验的实验原理、实验仪器和实验内容进行了简单的介绍，而后进行了数据处理和不确定度计算，并对实验数据的误差进行定量分析。
误差分析是研究的重点，本文主要考虑的是测量物距时带来的误差。
关键词：菲涅耳双棱镜；数据处理；误差分析一．实验目的1.熟悉掌握等高共轴调节的方法和技术；2.用实验研究菲涅耳双棱镜干涉并测定单色光波长；3.观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件。
二．实验原理菲涅耳双棱镜实验是一种分波阵面的干涉实验，实验装置简单，但设计思想巧妙。
它通过测量毫米量级的长度，可以推算出小于微米量级的光波波长。
1881年菲涅耳用双棱镜实验和双面镜实验再次证明了光的波动性质，为波动光学奠定了坚实的基础。
如图1所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形，两端与棱脊垂直，楔角较小（一般小于1度）。
当单色光源照射在双棱镜表面时，经其折射后形成两束好像由两个光源发出的光，即两列光波的频率相同，传播方向几乎相同，相位差不随时间变化，那么，在两列光波相交的区域内，光强的分布是不均匀的，满足光的相干条件，称这种棱镜为双棱镜。
菲涅耳利用图2所示的装置，获得了双光束的干涉现象。
图中双棱镜 是一个分割波前的分束器。
从单色光源 发出的光波，经透镜 会聚于狭缝 ，使 成为具有较大亮度的线状光源。
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第一作者：杜敏 10031017 第二作者：文晨润 10031026 第三作者：陈丛林 10031011目录0. 引言 (3)1. 实验原理 (3)1.1补偿原理 (3)1.2 UJ25型电位差计 (5)3. 实验仪器 (6)4. 实验步骤 (6)4.1 自组电位差计 (6)4.2 UJ25型箱式电位差计 (7)5 实验数据处理 (7)E的大小 (7)5.1实际测量X5.2不确定度的计算 (8)5.3 测量两结果的最后表示 (9)6. 实验改进与意见 (9)6.1 实验器材的改进 (9)6.2实验方法的改进 (9)6.3实验内容的改进 (10)7. 实验感想与体会 (12)【参考文献】 (14)北京航空航天大学物理实验研究性报告——A09电位差计及其应用第一作者：杜敏，第二作者：文晨润，第三作者：陈丛林北京航空航天大学自动化科学与电气学院100321班，北京，102206摘要:将电位差计实验中的补偿法原理应用于电学物理量的测量中，该方法可以用来精确测量电流、电阻、电压等电学量，也可以利用电位差计，获得比较精确的二极管伏安特性曲线可以避免了因电表的内阻而引起的测量误差。
利用实验室现有仪器设计了一些切实可行的新实验。
关键字：电位差计；补偿法；UJ23型电位差计；电阻；系统误差。
0.引言电位差计是电压补偿原理应用的典型范例，它是利用电压补偿原理使电位差计变成一内阻无穷大的电压表，用于精密测量电势差或者电压。
同理，利用电流补偿原理也可以制作一内阻为零的电流表，用于电流的精密测量。
电位差计的测量精确度高，且避免了测量的接入误差，但它的操作比较复杂，也不易实现测量的自动化。
在数字仪表迅速发展的今天，电压测量已逐步被数字电压表所代替，后者因为内阻高（一般可达106～107Ω),自动化测量容易，得到了广泛的应用。
尽管如此，电位差计作为补偿法的典型应用，在电学实验中仍然有重要的训练价值。
此外，直流比较式电位差计仍是目前准确度最高的电压测量仪表，在数字电压表及其他精密电压测量仪表的检定中，常作为标准仪器使用。
1.实验原理1.1补偿原理测量干电池电动势Ex的最简单办法是把伏特表借到电池的正负极上直接读数（见图1）,但由于电池和伏特表的内阻（电池内阻，伏特表内阻R不能看做），测得的电压并不等于电池的电动势。
它表明：因伏特表的接入，总要从被测电路上分出一部分电流，从而改变了被测电路的状态。
我们把由此造成的误差称为接入误差。
图1 用电压表测电池电动势为了避免接入误差，可以采用如图2所示的“补偿”电路。
如果cd可调，E >E，则总可x以找到一个cd 位置，使E x 所在回路中无电流通过，这时V cd =E x 。
上述原理称为补偿原理；回路E x →G→d→c→E x 称为补偿回路；E→S→A→B→E 构成的回路称为辅助回路。
为了确认补偿回路中没有电流通过（完全补偿），应当在补偿回路中接入一个具有足够灵敏度的检流计G ，这种用检流计来判断电流是否为零的方法，称为示零法。
图2 补偿法测电动势由补偿原理可知，可以通过测定 V cd 来确定 E x ，接下来的问题便是如何精确确定V cd ，在此采用比较测量法。
如图2所示，把E x 接入R AB 的抽头，当抽头滑至位置cd 时，G 中无电流通过，则E x =IR cd ，其中I 是流过R AB 的电流；再把一电动势已知的标准电池E N 接入R AB 的抽头，当抽头滑至位置ab 时，G 再次为0，则E N =IR ab ，于是：E x =abcd R R E N （1） 这种方法是通过电阻的比较来获得待测电压与标准电池电动势的比值关系的。
由于R AB 是精密电阻，abcd R R 可以精确读出，E N 是标准电池，其电动势也有很高的准确度，因此只要在测量过程中保持辅助电源E 的稳定并且检流计G 有足够的灵敏度，E x 就可以有很高的测量准确度。
按照上述原理做成的电压测量仪器叫做电位差计。
应该指出，式（1）的成立条件是辅助回路在两次补偿中的工作电流I 必须相等。
事实上，为了便于读数，I=abN R E 应当标准化（例如取I=I 0=1mA ），这样就可由相应的电阻值直接读出V cd 即E x =I 0R cd 。
1.2 UJ25型电位差计UJ25型电位差计是一种高电势电位差计，测量上限为1.911110V ，准确度为0.01级，工作电流I 0=0.1mA 。
它的原理如图3所示，图4是它的面板，上方12个接线柱的功能在面板上已表明。
图中AB R 为两个步进的电阻旋钮，标有不同温度的标准电池电动势的值，当调节工作电流时做标准电池电动势修正之用。
R P （标有粗,中，细，微的四个旋钮）做调节工作电流I 0之用。
R CD 是标有电压值（即x R I 0之值）的六个大旋钮，用以测出未知电压的值。
左下角的功能转换开关，当其处于“断”时，电位差计不工作；处于“N ”时，接入N E 可进行工作电流的检查和调整；处于1X 和2X 时，测第一路或者第二路的位置电压。
标有“粗”、“细”、“短路”的三个按钮是检流计（电计）的控制开关，通常处于断开状态，按下“粗”，检流计接入电路，但串联一大电阻R ',用以在远离补偿的情况下，保护检流计；按下“细”，检流计直接接入电路，使电位差计处于高灵敏度的工作状态；“短路”是阻尼开关，按下后检流计线圈被短路，摆动不止的线圈因受很大的电磁阻尼而迅速停止。
图3 UJ25型电位差计原理图图4 UJ25型电位差计面板3.实验仪器ZX-21电阻箱（两个）、指针式检流计、标准电池、稳压电源、待测干电池、双刀双掷开关；UJ25型电位差计、电子检流计、待校电压表、待校电流表。
4.实验步骤4.1 自组电位差计（1）设计并连接自足电位差的线路E测量的补偿回 画出电路图（如图5），注意正确使用开关，安排好工作电流标准化及x路。
图5 自组电位差计电路按设计要求（E ≈3V ，x E ≈1.5～1.6V ，I=0I ≡1mA,N E 按温度修正公式算出），设置各仪器或元件的初值或规定值。
标准电池温度修正公式为：N E ≈20E -3.99×510-（t-20℃）-0.94×610-（t-20℃）2+9×910-（t-20℃）3式中，20E 为20℃时的电动势，可取20E =1.01860V 。
（2）工作电流标准化，测量干电池电动势（3）测量自组电位差计的灵敏度4.2 UJ25型箱式电位差计（1）调节工作电流：将功能转换开关置N 、温度补偿电阻AB R 旋至修正后的标准电池电动势“1.018”后两位，分别按下“粗”、“细”按钮，调节P R 至检流计指零。
（2）测量待测电压：功能转换开关置1X 或2X ，分别按“粗”、“细”按钮，调节CD R 至检流计指零，则CD R 的显示值即为待测电压。
5 实验数据处理5.1 实际测量X E 的大小实验温度：t=18.8℃V E 01860.120=则标准电池电压的大小为:V t t E 01865.1109)20(1094.0)20(1099.396520=⨯+-⨯--⨯-≈---N E 类别R1/Ω R2/Ω R1'/Ω R2'/Ω 示值i R (，i R )1656.2 1807.8 1159.2 2304.8 仪器误差限1.760 1.895 1.2752.380 灵敏度测量（n=14div ）------- -------- 1139.2 2324.8根据实验原理所示知道:V R R E E N X 455390.1/'11=⨯=5.2 不确定度的计算⑴ 仪器误差引起的不确定度的计算仪器误差的计算：Ω=+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯=∆-----760.1020.01052.010561025010600101000233331R则1R 的不确定度()Ω=∆=016.13/11R R U同理如上表所示计算出: Ω=∆895.12R Ω=∆275.1'1R Ω=∆380.2'2R则对应的计算各个电阻的不确度有：()Ω=094.12R U()Ω=736.0'1R U()Ω=374.1'2R U则有以下式子：1X 2222212221111111X 1121211212u (E )u(R )u(R )1111[]u (R )[][]u (R )[]E R R R R R R R R R R =-++-+++++仪 122121222121211211R R 1[u(R )][u(R )][u(R )][u(R )]R R R R =++++ =41068.9-⨯ 则有仪器引起的不确定度的大小为：()()V U U E E E E X X XX 0014.0)1068.9455390.1(4=⨯⨯==-仪仪 ⑵ 计算有灵敏度引起的不确定度根据实验1的第三组数据可得灵敏度： V div div S /70010)2.11392.1159(143=⨯-=- 则可计算的灵敏度带来的误差为： V S E X 000286.02.0==∆灵则有上可得灵敏度引起的不确定度：()()V U E E X X 000165.03/=∆=灵灵⑶ 合成不确定度由于实验中只有电阻箱仪器误差引起的不确定度和检流计灵敏度引起的不确定度，所以最后不确定度的合成应为下式： ()()()V U U U E E E X X X 0014.022=+=灵仪5.3 测量两结果的最后表示()V U E E XX )001.0455.1(+=+ 6. 实验改进与意见6.1 实验器材的改进 (1)在用电位差计测量电源电动势实验中,常用1.5伏的普通电池作为待测电动势。
由于普通电源在开始使用时电动势较高(最高可达1.6V )，而在使用一段时间后电动势则会变小(可低至1.3V 以下)，这就给检查测量结果的正确性带来了困难。
为解决这一问题,我们采用了在待测电池后面加一低压稳压电路的方法,实际效果较好。
(2)用电位差计测量用电位差计测量电池电动势和内电阻、用电位差计校准电表实验中，电位差计测量的准确度虽高，但测量方法繁琐，使用不便。
传统电位差计虽然也能直接给出未知电动势的Ex 值，但必须通过调节3个测量盘，使检流计无电流通过，即使电位差计处于平衡，当量程开关K ．指向10时，读数为3个测量盘读数之和的10倍，当量程开关K ，指向1时，为3个测量盘读数之和，可见这种数据采集手段太落后。
如果能加入自学的单片机技术，可在原来的UJ25电位差计的基础上，运用单片机原理，设计出新型数字电位差计，方便直读产生或者测量的电压值。
虽然此改进在实验室开展可行性比较小，但是可以作为一学期增加一个自行改造实验的过程，这样大家都能自己动手切实地改进实验器材，而且能在此过程中学到更多的知识，可谓一举多得。