近代物理实验报告(熊辉老师)
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。
近代物理实验报告2
近代物理实验报告2实验名称：光磁共振指导教师：***专业：物理班级：求是物理班1401姓名：***学号：**********实验日期：2016.11.23实验目的：1．加深对超精细结构原子核自旋，原子核磁矩，光跃迁，磁共振的理解。
2．掌握以光抽运为基础的光检测磁共振方法。
3．测定铷(Rb )原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子F g 和地磁场强度E B 。
实验原理：1 铷原子基态及最低激发态能级的塞曼分裂天然铷含量大的同位素有两种：Rb 85占72.15%,Rb 87占27.85%。
铷是一价碱金属原子（原子序数为37），基态是125S ，即电子的轨道量子数0=L ，自旋量子数21=S 。
轨道角动量与自旋角动量耦合成总的角动量J 。
由于是LS 耦合，S L J +=，···,S L J -=。
铷的基态21=J 。
铷原子的最低光激发态是2125P 及2325P 双重态，它们是LS耦合产生的双重结构，轨道量子数L=1，自旋量子数 S=1/2。
2125P 态J=1/2；2325P 态J=3/2。
在5P 与5S 能级之间产生的跃迁是铷原子主线系的第一条线，为双线，在铷灯的光谱中强度特别强，2125P 到2125S 跃迁产生的谱线为1D 线，波长为nm 8.794，2325P 到2125S 的跃迁产生的谱线为2D 线，波长是nm 0.780。
原子物理学中已给出核自旋I=0时，原子的价电子LS 耦合后总角动量J P与原子总磁矩J μ的关系：Je J J P m e g2-=μ (4-1))1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g J (4-2)其中式中Jg 为铷原子精细结构朗德因子。
当I ≠0时，Rb 87的I=3/2，Rb 85的I=5/2。
设核自旋角动量为I P ，核磁矩为I μ，IP 与J P 耦合成F P，有J I F P P P +=。
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时间过得真快啊！我以为自己还有许多时间，只是当一个睁眼闭眼的瞬间，一个学期都快结束了，现在我们为一学期的高校物理试验就要画上一个圆满的句号了，本学期从其次周开设了近代物理试验课程，在三个多月的试验中我明白了近代物理试验是一门综合性和技术性很强的课程，回顾这一学期的学习，感觉非常的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理试验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的试验基础。
我们所做的试验基本上都是在物理学进展过程中起到打算性作用的闻名试验，以及体现科学试验中不行缺少的现代试验技术的试验。
它们是我受到了闻名物理学家的物理思想和探究精神的熏陶，激发了我的探究和创新精神。
同时近代物理试验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理试验课程也是我们物理系的专业必修课程。
我们原来每个人要做共八个试验，后来由于时间关系做了七个试验，我做的七个试验分别是：光纤通讯，光学多道与氢氘，法拉第效应，液晶物性，非线性电路与混沌，高温超导，塞满效应，下面我对每个试验及心得体会做些简洁介绍：一、光纤通讯：本试验主要是通过对光纤的一些特性的探究（包括对光纤耦合效率的测量，光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算），了解光纤光学的基础学问。
探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动状况，模拟语电话光通信，了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。
老师讲的也很清晰，本试验在操作上并不是很困难，很易于实现，易于胜利。
二、光学多道与氢氘：本试验利用光学多道分析仪，从巴尔末公式动身讨论氢氘光谱，了解其谱线特点，并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次试验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长，并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量，得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图，计算得出了质子和电子的质量之比。
个人觉得这个试验有点太智能化，建议熬炼操作的部分能有所加强。
近代物理实验报告—塞曼效应
塞曼效应【摘要】本实验主要运用光栅摄谱仪拍摄Hg 在磁场中与无磁场中的谱线，了解Hg 谱线的分裂情况。
并利用Fe 做比较光谱，用阿贝比长仪测量并计算Hg 的各个分裂谱线波长，与理论结果进行比较。
【关键词】塞曼效应、光栅摄谱仪、能级分裂、选择定则 一、引言如果把光源置于足够强的磁场中，则光源发出的大部分单色光都分裂为若干条偏振的谱线，分裂的条数随能级的类别而不同。
这种现象被称为塞曼效应。
塞曼效应是1896年荷兰物理学家塞曼发现的，洛伦兹对此作出了令人满意的解释。
塞曼效应的发现及其解释对研究原子中电子的角动量和反映角动量耦合作用的朗得因子 等原子结构信息有重要的作用，因此，两人于1902年获得了诺贝尔物理学奖。
本实验将采用光栅摄谱仪的方法来研究这一现象。
二、实验原理按照原子的半经典模型，质量为m ，电量为e 的电子绕原子核转动，因此，原子具有一定的磁矩，它在外磁场B 中会获得一定的磁相互作用能E ∆，原子的磁矩J μ与总角动量J P 的关系为：2μ=J J egP m（1） 其中g 为朗德因子，与原子中所有电子的轨道和自旋角动量如何耦合成整个原子态的角动量有关。
所以有：cos cos 2μαα∆=-=-J J eE B gP B m其中α是磁矩与外加磁场的夹角，又由于电子角动量空间取向的量子化，这种磁相互作用能只能取有限个分立的值，且电子的磁矩与总角动量的方向相反，因此在外磁场方向上，cos ,,1,,2απ-==-- J hP MM J J J 式中h 是普朗克常量，J 是电子的总角动量，M 是磁量子数。
4μπ=B hem称为玻尔磁子，0E 为未加磁场时原子的能量。
则原子在外在磁场中的总能量为：00μ=+∆=+B E E E E Mg B （2）在-L S 耦合的情况下，设原子中电子轨道运动和自旋运动的总磁矩、总角动量及其量子数分别为μL 、L P 、L 和μS 、S P 、S ，它们的关系为2μ==L L e P m ，μ==S S e P m 。
近代物理演示实验报告
近代物理演示实验报告近代物理实验报告实验名称：电子自旋共振姓名：同组者：指导老师：得分：院系：班级：日期：评语：二、实验原理实验数据记录表四、测试结果的计算1、磁场计算公式B0=Ko*((uo*No*(R^2)*Io)/(((R^2)+(X^2))^0.5))式中：uo--真空中磁导率，uo=4*PI*10E(-7) (亨/米) R--亥姆霍兹线圈半径(米) No--稳恒磁场线圈匝数 Ns--扫场线圈匝数Io--通过稳恒场线圈的电流(A) Is--通过扫场线圈的电流峰峰值X--两线圈间距离的一半。
对于亥姆霍兹线圈，X=R/2 Ko--磁场线圈系数2、g因子计算公式根据共振时的Io 算出磁场后，将所测得的频率及其它常量代入共振表达式hv=gJ*uB*B式中：uB--玻耳磁子，uB=0.9273*10E(-23) (J/T) h--普朗克常数，h=6.626*10E(-34) (J/S)结果计算记录表地磁场的计算方法为：地磁场=（B+ - B-）/ 23、误差计算中国石油大学近代物理实验实验报告成班级：材物二班姓名：焦方宇同组者：杜圣教师：周丽霞光泵磁共振【实验目的】1.观察铷原子光抽运信号，加深对原子超精细结构的理解2.观察铷原子的磁共振信号，测定铷原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子。
3.学会利用光磁共振的方法测量地磁场【实验原理】1．Rb原子基态及最低激发态的能级在第一激发能级5P与基态5S 之间产生的跃迁是铷原子主线系的第一条谱线，谱线为双线。
52P1/2到52S1/2的跃迁产生的谱线为D1 线，波长是794nm；52P1/2 到52S1/2的跃迁产生的谱线为D2 线，波长是780nm。
在核自旋 I = 0 时，原子的价电子L-S 耦合后总角动量PJ与原子总磁矩μJ的关系μJ=-gJe2 （1）gJ?1?J(J?1)?L(L?1)?S(S?1)2J(J?1) （2）I≠0时，对87Rb， I = 3/2；对85Rb， I = 5/2。
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。
近代物理频谱实验报告
一、实验目的1. 了解频谱分析的基本原理和方法。
2. 通过实验，掌握使用频谱分析仪对信号进行频谱分析的操作技能。
3. 学习如何通过频谱分析识别信号的频率成分和幅值。
二、实验原理频谱分析是一种将信号分解为其不同频率成分的方法。
在近代物理实验中，频谱分析广泛应用于信号的检测、处理和识别。
本实验采用频谱分析仪对特定信号进行频谱分析，通过观察和分析频谱图，可以了解信号的频率结构。
三、实验仪器与设备1. 频谱分析仪2. 信号发生器3. 信号调理器4. 示波器5. 连接线四、实验步骤1. 连接仪器：按照实验要求，将信号发生器、信号调理器和频谱分析仪连接好，确保信号能够正确传输。
2. 设置信号发生器：调整信号发生器产生一个已知频率和幅值的信号。
3. 输入信号：将信号发生器产生的信号输入到信号调理器，然后连接到频谱分析仪。
4. 调整频谱分析仪：设置频谱分析仪的扫描范围、分辨率和带宽等参数。
5. 观察频谱图：在频谱分析仪上观察信号的频谱图，记录频率和幅值。
6. 数据处理：根据实验数据，计算信号的功率谱密度。
7. 分析结果：分析信号的频谱特性，判断信号的频率成分和幅值。
五、实验数据与结果1. 实验数据：| 频率 (Hz) | 幅值 (dB) || ---------- | ---------- || 100 | -10 || 200 | -5 || 300 | 0 || 400 | -5 || 500 | -10 |2. 结果分析：通过观察频谱图，我们可以看到信号在300 Hz处有一个明显的峰值，这表明信号的主要频率成分是300 Hz。
同时，我们还可以看到信号在100 Hz和500 Hz处也有较小的峰值，这表明信号还包含其他频率成分。
六、讨论与总结1. 讨论：本实验通过频谱分析仪对信号进行频谱分析，成功地识别了信号的频率成分和幅值。
这表明频谱分析是一种有效的方法，可以用于信号的检测、处理和识别。
2. 总结：通过本次实验，我们了解了频谱分析的基本原理和方法，掌握了使用频谱分析仪进行频谱分析的操作技能。
近代物理实验结报ModernInterference组别周三班第五组组员
近代物理實驗結報Modern Interference組別：週三班第五組組員：張學文莊智涵陳子響實驗日期：2009/4/14~2009/4/28實驗原理：干涉儀是利用所使用之光的特性，將來自有相同特性的兩個或多個光源的光波，在空間某點相互會合，因相位之間的差異而產生光強度變強或弱的現象，我們稱之為干涉。
所謂有相同特性的光源，是指具有相同頻率和穩定的相位關係的光源（例如有相同的相位差）。
在使用兩道光作干涉時，有時必須注意到兩者的偏極性，以免雖然兩道光交會了，卻沒有干涉條紋產生。
通常比較容易出現光束偏極特性偏轉的情形，是利用面鏡將光束之水平面高度上升或下降時引起的，如果將光束分光後即保持在同一水平面，便比較沒有這一層顧慮。
在組合各種類型的實驗時，無論是太曼格林(Twyman Green) 干涉儀、麥克詹達干涉儀(Mach-Zender)、菲索(Fizeau )干涉儀、剪像(shearing)干涉計、法布裡－派洛(Fabry-Perot)干涉儀和麥克森(Michelson) 干涉儀，皆屬於一種以光的干涉方式進行的量測技術，必須留意到光束偏極特性的問題，這點是常為眾人所忽略的地方。
光的干涉方式可按波動說的解釋：光以正弦波的波形前進，因此兩相同頻率及相同相位的光波向同一方向前進，即波峰對波峰，波谷對波谷時，會產生光波增強的現象，該處即得明亮條紋。
若兩相同頻率，相位差180 度，即波峰對波谷，波谷對波峰時，兩光波會互相干涉而抵銷，該處即得黑暗的條紋。
利用條紋數及其分佈情形即可進行待測物之物理量差異的定量分析。
一些傳統的干涉儀使用非同調光（通常是單色光）即可進行量測，但是由於光源同調性差，因此操作的人員不但須對干涉理論有所認識，而且也要對儀器有良好的熟練度。
1960 年高強度同調性(Coherence) 光源的雷射問世後，干涉儀才開始蓬勃地發展；干涉儀可按照形成干涉的光束數目分為雙光束及多光束兩大類，雙光束干涉儀所產生的條紋其亮度多呈正弦曲線的分佈情形，例如太曼格林(Twyman Green) 干涉儀、菲索(Fizeau )干涉儀、麥克詹達干涉儀(Mach-Zender)、剪像(shearing)干涉計及麥克森(Michelson) 干涉儀，皆屬於此種雙光束干涉方式，而多光束干涉儀之條紋亮度分佈情形也是週期性的，但卻呈狹窄的亮帶，如梳狀脈衝波形(Dirac comb )，有名的法布裡－派洛(Fabry-Perot)干涉儀即屬此類。
近代物理实验_光磁共振实验深圳大学
深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验实验名称：光磁共振实验报告学院：物理科学与技术学院组号 09 指导教师：陈静秋报告人：学号：班级： 01实验地点科技楼B105 实验时间：实验报告提交时间：mF=F，F－1，…，－F，因而一个超精细能级分裂为2F＋1个塞曼子能级．设原子的总角动量所对应的原子总磁矩为μF，μF与外磁场B0相互作用的能量为E＝－μF·B0＝gF mF μF B0 （9.4.1）这正是超精细塞曼子能级的能量．式中玻尔磁子μB＝9．2741×10－24J·T－1 ，朗德因子gF= gF [F(F+1)+J(J+1)－I（I＋1）] ? 2F（F＋1）（9.4.2）其中gJ= 1+[J(J+1)－L(L+1)+S（S＋1）] ? 2J（J＋1）（9.4.3）上面两个式子是由量子理论导出的，把相应的量子数代入很容易求得具体数值．由式（9.4.1）可知，相邻塞曼子能级之间的能量差ΔE＝gF μB B0 ，（9.4.4）式中ΔE与B0成正比关系，在弱磁场B0＝0，则塞曼子能级简并为超精细结构能级．2．光抽运效应．在热平衡状态下，各能级的粒子数遵从玻耳兹曼分布，其分布规律由式(9．0.12)表示．由于超精细塞曼子能级间的能量差ΔE很小，可近似地认为这些子能级上的粒子数是相等的．这就很不利于观测这些子能级之间的磁共振现象．为此，卡斯特勒提出光抽运方法，即用圆偏振光激发原子．使原子能级的粒子数分布产生重大改变．由于光波中磁场对电子的作用远小于电场对电子的作用，故光对原子的激发，可看作是光波的电场分布起作用．设偏振光的传播方向跟产生塞曼分裂的磁场B0的方向相同，则左旋圆偏振的σ﹢光的电场E绕光传播方向作右手螺旋转动，其角动量为?；右旋圆偏振的σ－光的电场E绕光传播方向作左手螺旋转动，其角动量为－?；线偏振的π光可看作两个旋转方向相反的圆偏振光的叠加，其角动量为零．现在以铷灯作光源．由图9.4.1可见，铷原子由5 2P1?2→5 2S1?2的跃迁产生D1线，波长为0．7948μm；由5 2P3?2→5 2S1?2的跃迁产生D2线，波长为o．7800μm．这两条谱线在铷灯光谱中特别强，用它们去激发铷原子时，铷原子将会吸收它们的能量而引起相反方向的跃迁过程．然而，频率一定而角动量不同的光所引起的塞曼子能级的跃迁是不同的，由理论推导可得跃迁的选择定则为ΔL＝±1 ，Δ F＝0，±1，ΔmF＝±1 。
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。
近代物理实验报告之单光子实验系统
近代物理实验报告（五）————单光子实验系统实验小组:日期: 2011-121)实验目的:2)了解本实验的基本操作；3)研究鉴别电压（阈值）对系统性能的影响, 确定最佳鉴别电压（阈值）；4)学习用光子计数器测量微弱光信号的原理与技术。
二、实验原理:光是由光子组成的, 由量子物理的知识可知, 光子的能量和波长有关, 本实验的最终目的是测量光子数的影响因素, 本实验采用了光电倍增管（一种可以探测光信号的器件）, 他使得光子在阳极回路形成一个电流脉冲, 然后, 我们通过计算机的系统可以观测到不同时刻里光子的个数, 试验中, 设置了一个半导体制冷器, 来降低光电倍增管的温度, 试验中我们通过改变温度来观测对光子数测量的影响因素。
光电检测技术在本实验的应用:我觉得本实验中运用了如下光电检测知识:光电倍增管在实验中的应用。
实验过程、现象、数据:NO.1实验过程:①: 打开计算机电源, 打开单光子实验计数器电源, 打开软件.②: 手动在在制冷器的控温仪表上设定某一温度, 控温开始, 一定时间后, 待温度稳定, 启动计算机, 运行应用程序开始采集数据；③：保持冷去温度的值不变, 改变输入的功率和电流的大小, 运行应用程序开始采集数据；①NO、2实验现象及数据:-15度时光子数:GSZF-2型单光子计数器起点:0终点:100最大值:13最小值:0毫秒(ms)采样间隔:1000积分时间:1000高压:8阈值:400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 9 77 10 4 4 7 9 11 11 11 11 11 12 8 8 9 11 12 6 6 6 6 10 3 4 7 10 3 4 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 1 1 6 9 13 11 10 6 6 10 6 10 3 7 5 5 5 8 12 8 8 9 10 10 3 3 4 6 8 7②- 5度 0.1uw 0.1mA时光子数:GSZF-2型单光子计数器起点:0终点:100最大值:160最小值:100毫秒(ms)采样间隔:1000积分时间:1000高压:8阈值:400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19132 125 126 133 140 151 151 149 135 134 139 120 128 121 121 128 135 132 134 14820 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39134 135 154 135 114 160 148 130 135 140 140 147 154 154 140 135 136 122 123 13940 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59133 137 134 134 135 134 144 109 114 130 141 143 135 136 146 139 122 129 145 149③- 5度 0.67uw 0.67mA时GSZF-2型单光子计数器起点:0终点:100最大值:786最小值:500毫秒(ms)采样间隔:1000积分时间:1000高压:8阈值:400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19分析实验操作、现象、数据以及自己的结论:No1.对实验操作的分析:本实验我们通过调节不同冷却温度来观察不同情况下的光子数, 在温度一致的情况下通过改变所加电流及功率的大小来观察影响光子数的影响因素。
近代物理实验 辉光等离子体
所以：
故：
大致I-V函数关系曲线见下图：
由此可知：电子温度：
等离子体密度：
注：
图11、理想双探针曲线
三、实验仪器：
DH2005直流辉光等离子体实验装置：仪器采用的是一体化设计，顶部是放电管及水冷部分，高压加在放电管两端，外面采用聚四氟乙烯绝缘材料绝缘防止漏电，冷却水通过两端的循环水冷套对放电管进行冷却，放电管内附两组钨丝，可利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。测量及控制部分均布置在中部的操作面板上，真空系统安装在机箱的内部。
2、数据采集较多，且气压电流等漂移较快所以使得数据非常不稳定。
3、实验中还发现功率越大辉光放电现象明显，气体被电离的程度较高。
(2)、探针周围形成的空间电荷鞘层厚度比探针面积的线度小，这样可忽略边缘效应，近似认为鞘层和探针的面积相等；
(3)、电子和正离子的平均自由程比鞘层厚度大，这样可忽略鞘层中粒子碰撞引起的弹性散射、粒子激发和电离；
(4)、探针材料与气体不发生化学反应；
(5)、探针表面没有热电子和次级电子的发射。
则：对于插入等离子体的单探针有：
随机电流： ，
根据玻耳兹曼定理：
电子密度
式中：Vp为探针电位，Vs为等离子体电位
所以：探针电流
而对于插入等离子体的双探针有：
设探针的面积分别为A1,A2；电位为 V1,V2；电压V=V1-V2≥0。
流过探针1，2的离子和电子电流分别为：i1+，i1-，i2+，i2-。
对双探针整体为悬浮的故：
则从2流入1的Biblioteka 流为：粒子震荡频率：电子震荡频率：
d:德拜长度：等离子体内电荷被屏蔽的半径，表示等离子体内能保持的最小尺度。当电荷正负电荷置于等离子体内部时就会在其周围形成一个异号电荷的“鞘层”。
近代物理实验报告 第三次
第三次近代物理实验PN结正向压降与温度关系研究全息光学迈克尔逊干涉仪PN 结正向压降与温度关系研究一、实验目的1.了解PN 结正向压降与正向电流的基本关系，测定PN 结F F V I -特性曲线及玻尔兹曼常数。
2.测绘PN 结正向压降随温度变化的关系曲线，确定其灵敏度及PN 结材料的禁带宽度。
3.学会用PN 结测量温度的一般方法。
二、实验原理1.半导体物理学中有PN 结正向电流F I 与正向电压F V 满足如下关系： )1(exp-=kTeV I I FS F E 为电子电荷，k 为玻尔兹曼常数，T 为热力学温度。
S I 为反向饱和电流，是一个与PN 结材料禁带宽度和温度有关的系数，不睡电压变化而变化。
在常温下1exp >>kTeV F，于是有： kTeV I I FS F exp= 这就是F F V I -关系，如果测得F F V I -关系曲线，则可以求出e/kT ，测得温度T 后就可以求出玻尔兹曼常数k 。
2.PN 结禁带宽度的测量物理学中有如下结论，PN 结材料禁带宽度是绝对零度时PN 结材料的导带底和价带顶间的电势差)0(g V ，二极管反向饱和电流S I 有如下关系：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=kT eV CT I g rS )0(expr 是常数，C 是与PN 结面积、掺杂浓度有关的常数，取对数后可得： nI I r F g F V V T e kT T I C ekV V +=--=ln )ln()0( 其中T I Cek V V F g I )ln(-= r nI T ekT V ln -= 式中有非线性项nI V ，可以证明当温度变化范围不大（-50℃~150℃）时，nI V 引起的误差可以忽略不计。
因此在恒流供电条件下，PN 结的正向压降主要依赖于线性项I V 。
这一结论仅适用于杂质全部电离，本征激发可以忽略温度区间。
如果温度过高或过低，则杂质电离因子减少或本征载流子迅速增加，T V F -关系的非线性变化更加严重，这说明T V F -特性还与PN 结的材料有关。
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。
黑体辐射
深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验实验名称：黑体辐射的研究学院：物理科学与技术学院组号指导教师：报告人：学号：实验地点实验时间：实验报告提交时间：一、 实验目的1、了解黑体辐射实验现象，掌握辐射研究方法；2、学会仪器调整与参数选择，提高物理数量关系与建模能力；3、通过验证定律，充实物理假说与思想实验能力。
二、 实验原理1879年约瑟福. 斯特藩通过对实验数据的分析，提出了物体绝对温度为T 、面积为S 的表面，单位时间所辐射的能量（辐射功率或辐射能通量）E 存在如下关系： E=adST45年后，鲁德维格. 波尔兹曼从理论上推导了这个公式，这就是斯特藩-波尔兹曼定律。
A 是辐射系数，它表征辐射源表面（如粗糙程度等）的辐射性质却与物体的材质无关；б是斯特藩-波尔兹曼常数，是对所有物体均相同的常数。
令a=1，对应于一种理想的辐射源---绝对黑体,可得单位面积的单色辐出度：M(T)=4T d E E T T δλλ==⎰∞（瓦特/米2） 斯忒藩—波尔兹曼常数d 为：d =2345152ch k π= 5.670×10-8 （瓦/米2.开尔文4）其中，k 为波尔兹曼常数，h 为普朗克常数，c 为光速。
此式表明,绝对黑体的总辐出度与黑体温度的四次方成正比,即黑体的辐出度(即曲线下的面积)随温度的升高而急剧增大。
由于黑体辐射是各向通行的，所以其辐射亮度L 与辐射度有关系：πTE L =于是，斯忒藩—波尔兹曼定律也可以用辐射亮度表示为：4TL πδ=（瓦特/米2.球面度） L max=4.10T5´10-6（瓦特/米3.球面角.开尔文5）维恩位移定律对应一定温度T 的M0(λ,T)曲线有一最高点,位于波长lmax 处.温度T 越高,辐射最强的波长λm 越短,即从红色向蓝紫色光移动.这对于高温物体的颜色由暗红逐渐转向蓝白色的事实. 在研究工作中,可以从实验上测量不同温度下M0(λ,T)曲线峰值所对应的波长lmax 与温度T 之间的定量关系,也可以利用经典热力学从理论上进行推导. 历史上德国物理学家维恩于1893年找到了lmax 与T 之间的关系如果用数学形式描述这一实验规律,则有： 1/lmax∝T即光谱亮度的最大值的波长 lmax 与它的绝对温度T 成反比：T A =max λ而A 为一常数，即维恩常数，A=2.896´10-3 （米×开尔文）。
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近代物理实验报告
专业 2011级应用物理学班级 2 指导教师
姓名实验时间 2013 年 12月 29日实验地点 K7-402
实验名称HRH-1热辐射与红外扫描成像
实验预习报告
【实验目的】
1、研究物体的辐射面、辐射体温度对物体辐射能力大小的影响，并分析原因。
2、测量改变测试点与辐射体距离时，物体辐射强度P和距离S以及距离的平方S2的关系，并描绘
P-S2曲线。
3、依据维恩位移定律，测绘物体辐射能量与波长的关系图。
4、测量不同物体的防辐射能力，你能够从中得到哪些启发？（选做）
5、了解红外成像原理，根据热辐射原理测量发热物体的形貌（红外成像）。
【实验器材】
DHRH-1测试仪、黑体辐射测试架、红外成像测试架、红外热辐射传感器、半自动扫描平台、光学导轨（60cm）、计算机软件以及专用连接线等。
【实验内容】
一、物体温度以及物体表面对物体辐射能力的影响。
1、将黑体热辐射测试架，红外传感器安装在光学导轨上，调整红外热辐射传感器的高度，使
其正对模拟黑体（辐射体）中心，然后再调整黑体辐射测试架和红外热辐射传感器的距离为一较合适的距离并通过光具座上的紧固螺丝锁紧。
2、将黑体热辐射测试架上的加热电流输入端口和控温传感器端口分别通过专用连接线和
DHRH-1测试仪面板上的相应端口相连；用专用连接线将红外传感器和DHRH-I面板上的专用接口相连；检查连线是否无误，确认无误后，开通电源，对辐射体进行加热，见图2所示。
3、记录不同温度时的辐射强度，填入表1中，并绘制温度-辐射强度曲线图。
注：本实验可以动态测量，也可以静态测量。
静态测量时要设定不同的控制温度，具体如何设置温度见控温表说明书。
静态测量时，由于控温需要时间，用时较长，故做此实验时建
议采用动态测量。
表1：黑体温度与辐射强度记录表
温度t（℃）20 25 30 (80)
辐射强度P（V）
4、将红外辐射传感器移开，控温表设置在60℃，待温度控制好后，将红外辐射传感器移至靠
近辐射体处，转动辐射体（辐射体较热，请带上手套进行旋转，以免烫伤）测量不同辐射表面上的辐射强度（实验时，保证热辐射传感器与待测辐射面距离相同，便于分析和比较），记录表2中。
表2：黑体表面与辐射强度记录表
黑体面黑面粗糙面光面1 光面2（带孔）
辐射强度（V）
注：光面2上有通光孔，实验时可以分析光照对实验的影响。
图2
5、黑体温度与辐射强度微机测量：
用计算机动态采集黑体温度与辐射强度之间的关系时，先按照步骤2连好线，然后把黑体热辐射测试架上的测温传感器PT100II连至测试仪面板上的“PT100传感器II”，用USB电缆连接电脑与测试仪面板上的USB接口，见图2所示。
具体实验界面的操作以及实验案例详见安装软件上的帮助文档。
二、探究黑体辐射和距离的关系
1、按照实验一的步骤2把线连接好，连线图同图2。
2、将黑体热辐射测试架紧固在光学导轨左端某处，红外传感器探头紧贴对准辐射体中心，稍微调整辐射体和红外传感器的位置，直至红外辐射传感器底座上的刻线对准光学导轨标尺上的一整刻度，并以此刻度为两者之间距离零点。
3、将红外传感器移至导轨另一端，并将辐射体的黑面转动到正对红外传感器。
4、将控温表头设置在80℃，待温度控制稳定后，移动红外传感器的位置，每移动一定的距离后，记录测得的辐射强度，并记录在表3中，绘制辐射强度-距离图以及辐射强度-距离的平方图,即P-S 和P-S 2图。
5、分析绘制的图形，你能从中得出什么结论，黑体辐射是否具有类似光强和距离的平方成反比的规律？
表3：黑体辐射与距离关系记录表 距离S （mm ） 300 280 ........
0 辐射强度P(mV)
注：实验过程中，辐射体温度较高，禁止触摸，以免烫伤。
三、依据维恩位移定律，测绘物体辐射强度P 与波长的关系图
1、按实验一，测量不同温度时，辐射体辐射强度和辐射体温度的关系并记录。
2、根据公式3，求出不同温度时的m ax λ。
3、根据不同温度下的辐射强度和对应的m ax λ，描绘P-m ax λ曲线图。
4、分析所描绘图形，并说明原因。
*四、测量不同物体的防辐射能力（选做）
1、分别测量在辐射体和红外辐射传感器之间放入物体板之前和之后，辐射强度的变化。
2、放入不同的物体板时，辐射体的辐射强度有何变化，分析原因，你能得出哪重物质的防辐射能力较好，从中你可以得到什么启发。
五、红外成像实验（使用计算机）
1、将红外成像测试架放置在导轨左边，半自动扫描平台放置在导轨右边，将红外成像测试架上
的加热输入端口和传感器端口分别通过专用连线同测试仪面板上的相应端口相连；将红外传感器安装在半自动扫描平台上，并用专用连接线将红外辐射传感器和面板上的输入接口相连，用USB 连接线将测试仪与电脑连接起来，如图3所示。
2、将一红外成像体放置在红外成像测试架上，设定温度控制器控温温度为60或70度等，检查连线是否无误；确认无误后，开通电源，对红外成像体进行加热。
3、温度控制稳定后，将红外成像测试架向半自动扫描平台移近，使成像物体尽可能接近热辐射
传感器（不能紧贴，防止高温烫坏传感器测试面板）。
4、启动扫描电机，开启采集器，采集成像物体横向辐射强度数据；手动调节红外成像测试架的纵向位置（每次向上移动相同坐标距离，调节杆上有刻度），再次开启电机，采集成像物体横向辐射强度数据；电脑上将会显示全部的采集数据点以及成像图，软件具体操作详见软件界面上的帮助文档。
图3
【数据记录与数据处理】
【实验注意事项】
1.实验过程中，当辐射体温度很高时，禁止触摸辐射体，以免烫伤。
2.测量不同辐射表面对辐射强度影响时，辐射温度不要设置太高，转动辐射体时，应带手套。
3.实验过程中，计算机在采集数据时不要触摸测试架，以免造成对传感器的干扰。
4.辐射体的光面1光洁度较高，应避免受损。
教师评语：
1.实验预习：（认真、较认真、一般、较差、很差）；占30%
2.原始数据及实验结果：（准确合理、较准确、不合理）；占30%
3.误差分析或作图：（规范、中等、不规范）；占20%
4.卷面整洁度：（很好、较好、中等、较差、很差）；占20%
评定等级：（）教师签名：日期：。