物理试验中的基本测量方法与常用物理量的测量引言第一物理
物理实验技术中的力学测量原理与技巧
物理实验技术中的力学测量原理与技巧引言:物理学作为自然科学的一门重要学科,对于实验的精确性和准确性要求很高。
在物理实验中,力学测量是不可或缺的环节。
力学测量在科研、工程和日常生活中都有着重要的应用,并为我们提供了丰富的实验数据。
本文将从力学测量的原理和技巧两个方面来进行阐述,希望能为力学实验的进行提供一些参考。
一、力学测量原理力学测量原理是力学实验中最基本的理论依据,掌握了测量原理才能更好地进行力学实验。
以下将介绍几个常用的力学测量原理。
1. 杠杆原理:杠杆原理是力学测量中常用的原理之一,它基于杠杆的平衡条件。
根据杠杆原理,力矩的大小为力与力臂的乘积,即F1l1=F2l2,其中F1为力1的大小,l1为力1的力臂,F2为力2的大小,l2为力2的力臂。
利用杠杆原理,可以进行力的测量、平衡的调节等。
2. 弹簧弹性原理:弹簧弹性原理也是力学测量中常用的原理之一。
弹簧的变形与受力之间存在一定的关系,根据胡克定律,弹簧受力F与其变形量x成正比,即F=kx,其中k为弹簧的弹性系数。
利用这一原理,可以测量力的大小,例如弹簧测力计的原理就是基于弹簧的弹性。
3. 动态测量原理:在一些需要测量快速或周期性力的实验中,静态测量已无法满足实验要求,这时可以采用动态测量原理。
动态测量原理主要是利用物体振动的特性进行测量。
例如,在测量重力加速度时,可以利用弹簧振子在重力作用下的振动周期来推算重力加速度的大小。
二、力学测量技巧除了理解测量原理外,合理的测量技巧也是力学实验中不可或缺的一部分。
在力学测量中,采用合适的技巧能够提高测量精度和减小误差。
以下将介绍几个常用的力学测量技巧。
1. 零位调节:在进行某些测量时,零位的准确调节是十分关键的。
通过调节测量仪器的零位,能够使测量结果更加准确。
例如,在使用弹簧测力计时,需要先将指针调零,再进行测力,避免仪器本身的误差。
2. 消除杂散力:在一些力的测量中,会存在一些与所需测量力无关的杂散力。
物理实验技术中的力学特性测量方法
物理实验技术中的力学特性测量方法引言:力学是物理学的基础,研究物体受力和受力后的运动规律。
在物理实验中,准确测量和分析物体的力学特性十分重要。
本文将介绍一些常见的物理实验中的力学特性测量方法。
一、静力学特性测量方法静力学是研究物体在静止或匀速直线运动时的力学性质。
在物理实验中,一些常见的测量方法如下:1. 弹簧测力计:弹簧测力计是一种使用弹性力来测量物体受力情况的设备。
通过将物体悬挂在弹簧上,根据弹簧伸长量的变化来确定物体所受的力。
2. 动态平衡法:动态平衡法是通过在物体表面放置一组平衡质量,使得物体处于动态平衡状态下的测量方法。
通过调整平衡质量的位置和质量,使得物体不受扰动并保持平衡。
3. 斜面法:斜面法是一种利用斜面的倾斜角度和物体在斜面上所受的力来测量物体质量的方法。
根据物体在斜面上的运动规律,可以推导出物体的质量。
4. 杠杆法:杠杆法是一种通过杠杆的平衡条件来测量物体质量和力的方法。
通过调整物体和杠杆的位置,使得杠杆保持平衡,根据杠杆的平衡条件可以推导出物体的质量和力的大小。
二、动力学特性测量方法动力学是研究物体运动中的力学性质,包括物体的加速度、速度和位移等。
在物理实验中,一些常见的测量方法如下:1. 空气垫法:空气垫法是一种利用气垫的气流来减小物体与支持面之间的摩擦力,从而测量物体的动力学特性的方法。
通过使用气泡或气垫来使物体在垫上滑动或悬浮,可以减小摩擦力的影响。
2. 牛顿第二定律法:牛顿第二定律法是通过测量物体所受力和加速度之间的关系来确定物体的力学特性的方法。
通过施加不同大小的力和测量物体的加速度,可以确定物体的质量和力的大小。
3. 音叉法:音叉法是一种利用音叉的振动特性来测量物体的动力学特性的方法。
通过将物体与音叉接触,根据音叉的频率变化来确定物体的振动频率和力的大小。
4. 光电门法:光电门法是一种利用光电门的光线阻断特性来测量物体的动力学特性的方法。
通过设置光电门,根据光线被阻断的时间和物体的速度计算出物体的位移和速度。
大一物理实验报告大全
大一物理实验报告大全引言:物理实验是大一学生学习物理基础知识的重要环节之一。
通过实际操作和观察,学生可以深入理解物理原理和现象。
本文将以大一物理实验报告大全为标题,针对大一学生常见的物理实验进行详细介绍。
一、测量长度实验报告实验目的:通过实验了解长度的测量方法和准确度的影响因素。
实验原理:使用游标卡尺和千分尺测量物体的长度。
实验步骤:1. 用游标卡尺测量一根钢尺的长度。
2. 用千分尺测量一根钢尺的长度。
3. 分别测量不同物体的长度,如木棍、书本等。
4. 记录测量结果,并计算平均值和相对不确定度。
实验结果与分析:通过实验发现,游标卡尺和千分尺的测量结果相对较为准确。
在测量时,应注意正确使用仪器并尽量减小测量误差。
平均值和相对不确定度可用于评估测量结果的准确度。
二、测量时间实验报告实验目的:通过实验了解时间的测量方法和准确度的影响因素。
实验原理:使用秒表测量时间的长短。
实验步骤:1. 使用秒表测量一个弹珠从一位置到另一位置所需的时间。
2. 分别测量弹珠从不同高度落下所需的时间。
3. 记录测量结果,并计算平均值和相对不确定度。
实验结果与分析:通过实验发现,秒表的测量结果相对较为准确。
在测量时,应注意准确开始和结束计时,并尽量减小人为误差。
平均值和相对不确定度可用于评估测量结果的准确度。
三、测量物体质量实验报告实验目的:通过实验了解物体质量的测量方法和准确度的影响因素。
实验原理:使用天平测量物体的质量。
实验步骤:1. 将待测物体放在天平盘上,记录质量读数。
2. 分别测量不同物体的质量,如铅笔、书本等。
3. 记录测量结果,并计算平均值和相对不确定度。
实验结果与分析:通过实验发现,天平的测量结果相对较为准确。
在测量时,应注意质量读数的稳定和准确,并排除外界因素的干扰。
平均值和相对不确定度可用于评估测量结果的准确度。
四、测量速度实验报告实验目的:通过实验了解速度的测量方法和准确度的影响因素。
实验原理:使用测速仪测量物体的速度。
物理实验技术中的力学测量方法
物理实验技术中的力学测量方法在物理实验中,力学测量是非常重要的一环。
力学测量方法涉及到如何准确测量物体的质量、长度、时间和力等物理量。
下面将介绍一些常用的力学测量方法。
一、质量的测量1. 平衡法在实验室中,常用的测量质量的方法是平衡法。
它利用力的平衡原理,通过将待测物体与标准物体放置在两端的天平两侧,通过调节天平两侧的标准物体质量,使天平平衡。
然后根据标准物体的质量和天平平衡位置的读数,计算出待测物体的质量。
2. 弹簧测力计法弹簧测力计是一种常用的测量小力的工具,它利用了胡克定律(F=kx)的原理,其中F为受力,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧变形的长度。
通过测量弹簧的变形长度,可以计算出受力的大小。
二、长度的测量1. 游标尺法游标尺是一种常见的线性尺测量仪器,它具有可伸缩的标尺和滑动游标。
通过将游标尺边缘对齐待测物体的两端,并使游标尺标尺与游标尺上游标对齐,可以得到待测物体的准确长度。
2. 光栅测量法在某些情况下,对于微小长度的测量,常用光栅测量法。
光栅是一种具有周期性透明条纹的透镜,当透镜与待测物体接触时,透镜上的透明条纹会发生变化。
通过对发生变化的条纹进行计数,可以精确测量出物体的长度。
三、时间的测量1. 振动法在某些实验中,需要精确测量物体的周期时间。
这时候可以使用振动法。
通过观察物体的振动次数在单位时间的变化,可以计算出物体的周期时间。
常用的设备有摆锤钟,或者借助光栅测量法中的透镜与物体的运动速度结合使用。
2. 原子钟原子钟是一种非常准确的时间测量仪器,它利用先进的原子物理技术,通过原子的精确振荡来计算时间。
原子钟的精确度可以达到纳秒甚至更高级别。
四、力的测量1. 电桥法在某些实验中,需要精确测量物体所受的力。
电桥法是一种常用的测量小力的方法。
利用电桥的平衡原理,通过调节电桥的电位差,使电桥平衡,然后根据电桥平衡位置的读数,计算出所受力的大小。
2. 动量守恒法在一些碰撞实验中,需要测量物体所受的冲量力。
(完整版)物理测量的基本方法
物理测量的基本方法你问的是物理实验的基本方法吗?有以下几种:1.1 比较法1.1.1 直接比较法直接比较法是将待测量与经过校准的仪器或量具进行直接比较,测出其大小。
例如:用米尺测量长度就是最简单的直接比较法。
用经过标定的电表、秒表、电子秤测量电量、时间、质量等量时,其直接测出的读数也可看作是直接比较的结果。
要注意的是采用直接比较法的量具及仪器必须是经过标定的。
1.1.2 补偿平衡比较法平衡测量、补偿测量或示零测量是物理实验与科学研究中常用的测量方法。
例如:用等臂天平称物体的质量是一种平衡测量。
又如图3-1-1所示的惠斯登电桥测量电阻x R ,从原理上讲,也是一种平衡测量,因为只有当电桥平衡时(电流计G 示零)才能得出 1x s 2()R R R R = (3-1-1) 从而计算出x R 。
图3-1-2所示的是电位差计测电池电动势的基本电路,则是补偿测量的一个典型例子。
合上电键K ,调节R ,使电阻丝AB 上通有特定电流I ,然后合上电键1K ,在AB 上滑动触头C ,使电流计G 示零,则待测电动势x E 被电势差AC U 所补偿,这时AC AC x E U IR == (3-1-2)以上两例均在电流计G 的指针示零时获得测量结果,所以又可称为示零测量。
经过补偿达到平衡的比较实验方法的最大优点是平衡时,电表(平衡臂)示零,对被测物理量的影响最小,故大大提高了测量的精确度。
图3-1-2 电位差计基本电路图3-1-1 惠斯登电桥电路1.1.3 替代比较法我国古代少年曹冲用船称象是一例典型的替代比较法。
在现代测量技术中,当某些物理量无法直接比较时,往往利用物理量之间的函数关系制成相应的仪表、仪器进行比较测量,例如糖量计、比重计、密度计等。
图3-1-3所示是用替代比较法测电表内阻的电路图。
将2K 置于1处,合上1K ,调节R 使安培表指针指在较大示值处(同时注意表头G 指针不能超过量程),然后断开1K (为了保护安培表),2K 将置于2处,再合上1K ,调节原先处在最低阻值上的0R ,使安培表指示值不变,此时,0R 代替了表头内阻x R ,若0R 为电阻箱,则x R 可直接读得。
物理实验技术中的常见测量方法详解
物理实验技术中的常见测量方法详解在物理实验中,测量是不可或缺的环节,它是研究对象的性质和规律的重要手段。
本文将详细介绍物理实验中的一些常见测量方法,包括直接测量、间接测量、误差分析以及一些常用的测量仪器等。
一、直接测量方法直接测量方法是指直接用测量仪器量取物理量的数值,是最常见的测量方法之一。
例如,在测量长度时,可以使用尺子、卡尺等仪器,通过直接对物体进行线段长度的测量。
此外,体积、质量、时间等物理量的直接测量方法也存在。
这些方法通常简便易行,但在某些情况下,由于仪器精密度不高,或受到环境的影响,可能会引入一定的误差。
二、间接测量方法间接测量方法是指通过一些物理定律或推导,将待测量的物理量与已知的物理量相联系,从而间接地求出待测量的数值。
这种方法在特定情况下,可以提高测量的准确性和精度。
例如,在测量电流时,可以使用安培计测量电阻与电压的比值,然后根据欧姆定律推导出电流的数值。
类似地,角度、功率等物理量的间接测量方法也被广泛应用。
这些方法灵活多样,但需要了解和运用相关的物理理论和知识。
三、误差分析误差是测量中无法避免的,它来源于仪器本身的不确定性,以及实验操作中的各种不确定因素。
误差对测量结果的影响是必须考虑的重要因素。
误差分析是通过对测量中存在的各种误差进行分析和评估,以了解其对测量结果产生的影响。
常见的误差包括系统误差和随机误差。
系统误差是由于测量装置本身固有的缺陷、人为误差、环境因素等引起的,它会导致测量结果偏离真实值的固定偏差。
系统误差一般可以通过校正和修正来减小。
随机误差是由于测量时种种不确定因素的随机性引起的,它会使得多次测量得到的结果相互不一致,形成测量值的分布。
随机误差可以通过多次重复测量,然后进行平均等方法进行补偿和减小。
误差分析的目的是了解误差的来源和影响程度,以确定合理的测量精度和可靠的测量结果。
常用的误差分析方法有残差分析、标准偏差分析、最小二乘法等。
四、常用的测量仪器在物理实验中,常常需要使用各种测量仪器来进行测量操作。
物理实验技术中的量测方法
物理实验技术中的量测方法物理实验是科学研究的重要手段之一,而正确而准确的量测方法则是保证实验结果的可靠性和科学性的关键。
本文将探讨一些物理实验技术中常用的量测方法,包括测量长度的方法、测量时间的方法、测量质量的方法以及测量温度的方法。
一、测量长度的方法测量长度是物理实验中最常见的一个操作,常用的测量方法有直尺法、刻度尺法和游标卡尺法等。
直尺法是最简单的一种方法,它通过将被测物体与一把已知长度的直尺对齐并观察对应刻度来测量长度。
然而,由于人的主观因素和观察精度的限制,直尺法的测量结果往往不够准确。
刻度尺法是在直尺的基础上进行改进的一种方法,它在直尺上增加了刻度,并利用分段测量与近似测量相结合来提高测量精度。
游标卡尺法是一种更加精确的测量方法,它利用游标卡尺的活动刻度盘来达到标度读数的准确性和精度。
二、测量时间的方法测量时间在物理实验中同样重要,常用的测量方法有振荡法、定时法和计数法等。
振荡法利用物体的周期性运动来测量时间,例如用摆钟测量时间的长短。
这种方法在精确度上有一定的局限性,但对于一些较长时间的测量仍然是有效的。
定时法则是用计时器来测量时间,它利用计时器的精确度和稳定性来保证测量结果的准确性。
现代科研中常用的计时器有机械计时器、电子计时器和原子钟等。
计数法是通过统计事件发生的次数来测量时间,例如用计数器统计分子碰撞的次数来测量反应速率。
此方法可以实现非常高的时间分辨率,适用于一些短时间尺度的测量。
三、测量质量的方法测量质量是物理实验中的另一个常见任务,常用的测量方法有天平法、弹簧测力计法和电子天平法等。
天平法是一种传统的测量质量的方法,它基于物体的重量和重力平衡的原理,适用于一般的质量测量。
弹簧测力计法是一种利用弹簧的伸缩变形与受力大小成正比的原理来测量质量的方法。
它具有简单、方便和灵敏度高等特点,适用于小质量和高精度的测量。
电子天平法是一种利用电子传感器来测量质量的方法,它使用载荷细胞将物体的质量转化为电信号,并通过电子设备进行放大和处理,具有高精度和高稳定性。
物理实验的基本测量方法
光学放大法
光学放大法分为视角放大和微小变化量(微小长度、微 小角度)放大两种。放大镜、显微镜和望远镜等都属于视 角放大的仪器。这类仪器只是在观察中放大视角,并不 是实际尺寸的变化,所以并不增加误差。因而许多精密 仪器都是在最后的读数装置上加一个视角放大装置以提 高测量精度。
微小变化量的放大原理常用于检流计、光杠杆等装置中 。如测量微小长度变化的光杠杆镜尺法则是通过测量放 大的物理量来获得微小的长度变化。
机械放大法
机械放大是利用力学量之间的几何关系进行转换放 大的一种最直观的放大方法。 螺旋测微原理是一种机械放 大。将螺距(螺旋进一圈的推 进距离)通过螺母上的圆周来 进行放大。放大率= D/d, 其中d是螺距,D是微分筒直 径。由于放大作用提高了测 量仪器的分辨率,从而提高 了测量精度。
电学放大法
二、误差的分类
系统误差 随机误差
过失误差
1. 系统误差
仪器误差
天平不等臂所造成的 系统误差
a
A
b
B
O
a A
不偏心时,由于 aa bb,所以 可用弧长反映角度的 大小。
b
B
由于偏心,使之用 弧长反映角度 时产 生的系统误差。如: AABB 这是由偏心 造成的。
理论
● 直接比较测量法 把待测物理量X与已知其值的同类物理 量或标准量S相比较而直接获取量值的 方法。这种比较通常要借助仪器或标 准量具。 ● 间接比较测量法
由于某些物理量无法进行直接比较测量,故需设法将待测物理量 转变为另一种能与已知标准量直接比较的物理量,当然这种转变 必须服从一定的单值函数关系。
如用水银的热膨胀去测量温度、用弹簧的形变去测力等均为这类 测量,此种测量称间接比较测量法。
物理实验技术的测量与测试方法
物理实验技术的测量与测试方法在物理研究中,测量和测试方法是不可或缺的技术手段,它们为科学家们提供了准确可靠的数据,为理论研究和实验验证提供了依据和支撑。
物理实验技术的测量与测试方法涉及到多个领域,从基础的长度、质量到复杂的光学、电磁等都要用到不同的方法和仪器。
一、长度测量在物理实验中,长度的测量是最基础也是最常见的测量之一。
常用的测量方法包括直尺测量、游标卡尺、卷尺等。
而对于较小的长度,可以使用显微镜、电子显微镜等高精度仪器来实现。
二、质量测量质量是另一个重要的物理量,常用的质量测量方法是天平。
天平的使用要求严格,需要事先进行校准,使其具备高精度和稳定性。
而对于微小质量的测量,可以采用电子天平和质谱仪等仪器。
三、时间测量时间测量在物理实验中也非常重要,常用的方法是采用标准时钟或计时器。
同样,这些设备也需要进行校准,以确保时间的准确度。
对于更高精度的时间测量,可以利用原子钟和光学脉冲计时等方法。
四、温度测量温度是物理实验中不可或缺的参数之一。
常见的温度测量方法有水银温度计、电阻温度计和红外线测温仪等。
这些方法在不同的实验条件下可以提供不同的精度和测量范围。
五、光学测量在光学实验中,测量光学参数是常见的需求。
例如,测量光的强度可以使用光电池或光电二极管。
对于波长的测量,可以使用分光仪或干涉仪。
对于光的散射、吸收、偏振等特性的测量,也有相应的仪器和方法。
六、电学测量电学测量是物理实验中常见的内容之一。
测量电压、电流和电阻等参数可以使用万用表、示波器、电桥等仪器。
对于高频电路的测试,则需要使用网络分析仪和频谱分析仪等高精度的仪器。
七、特殊测量方法除了常见的测量方法,物理实验中还涉及到一些特殊的测量方法。
例如,利用核磁共振技术可以测量物质的核磁共振信号,提供原子和分子的结构信息。
同时,利用粒子加速器可以对微观粒子的能量、质量和轨道进行测量,揭示物质的基本性质。
总结物理实验技术的测量与测试方法是物理研究的基石和支撑。
物理实验的基础知识
物理实验的基础知识物理实验是科学研究中重要的一环,通过实验可以验证理论、探索未知现象,并为进一步研究提供基础数据。
为了进行有效的物理实验,研究者需要掌握一些基础知识和技巧。
本文将介绍物理实验的基础知识,帮助读者提高实验设计和操作的能力。
一、基本物理量和测量方法物理实验的基础是对基本物理量的准确测量。
常见的基本物理量包括长度、时间、质量、电流、温度等。
实验中,我们需要选择合适的测量方法来获得准确的测量结果。
1. 长度的测量长度的测量可以使用尺子、游标卡尺、卷尺等工具。
在进行长度测量时,应确保测量装置与被测量物体接触良好,避免测量误差。
2. 时间的测量时间的测量可以使用时钟、秒表等工具。
在进行时间测量时,应注意启动和停止的准确时机,避免人为误差。
3. 质量的测量质量的测量可以使用天平、电子秤等工具。
在进行质量测量时,应排除外界干扰,确保被测物体稳定且垂直于天平。
4. 电流的测量电流的测量可以使用电流表、万用表等工具。
在进行电流测量时,应注意正确连接电路,并选择合适的量程和测量方法。
5. 温度的测量温度的测量可以使用温度计、热电偶等工具。
在进行温度测量时,应确保温度计与被测物体接触良好,并注意测量位置的选择。
二、误差与数据处理在物理实验中,由于各种原因,测量结果往往与真实值存在差异,这种差异被称为误差。
误差可以分为系统误差和随机误差。
1. 系统误差系统误差是由于仪器、环境等方面的影响而产生的常规偏差。
要减小系统误差,应选用准确度高的仪器,注意环境条件的控制。
2. 随机误差随机误差是由于测量过程中的偶然因素而引起的不确定性。
要减小随机误差,可以多次测量取平均值,并注意提高实验技巧和操作规范性。
对于实验数据的处理,常用的方法包括平均值、标准偏差、相关系数等。
通过统计学方法,可以客观地评估实验结果的可靠程度。
三、实验仪器和装置物理实验需要使用各种仪器和装置来实现实验目的。
根据具体实验内容的不同,所需仪器和装置也有所区别。
物理实验的基本测量方法
物理实验的基本测量方法物理实验的基本测量方法对于准确测量物理量起着至关重要的作用。
本文将介绍一些常用的物理实验中的基本测量方法,包括长度、时间、质量、温度和电流的测量方法,并探讨它们的原理和应用。
一、长度的测量方法长度是物体在一维空间中的距离,常用的测量单位有米(m)、千米(km)、厘米(cm)等。
长度的测量方法有直接测量和间接测量两种。
1. 直接测量:使用尺子、卷尺等基本测量工具直接测量物体的长度。
测量时应尽量保持测量工具与物体平行,切勿扭曲或扭曲物体。
2. 间接测量:利用物体的其他大小或特征进行长度的间接测量。
例如,利用勾股定理计算三角形的斜边长度,或者利用光的折射原理测量不可直接测量的物体长度。
二、时间的测量方法时间是物体运动的持续间隔,常用的测量单位有秒(s)、分钟(min)、小时(h)等。
时间的测量方法有实时测量和计数测量两种。
1. 实时测量:使用计时器、秒表等工具直接测量事件的持续时间。
在测量之前,确保测量仪器已经调整好并准备就绪。
2. 计数测量:通过对事件的发生进行计数,从而间接测量时间的长度。
例如,利用振荡器的频率和振动次数来计算时间间隔。
三、质量的测量方法质量是物体所具有的惯性和引力特性,常用的测量单位有千克(kg)、克(g)等。
质量的测量方法有直接测量和比较测量两种。
1. 直接测量:使用天平、电子秤等测量工具直接测量物体的质量。
在测量之前,应确保测量仪器的准确性和精确度,并校准仪器。
2. 比较测量:通过与已知质量物体进行比较,间接测量未知质量物体的质量。
例如,使用天平将未知质量物体与标准质量物体进行比较,通过天平的倾斜角度来确定未知质量物体的质量。
四、温度的测量方法温度是物体分子热运动的程度,常用的测量单位有摄氏度(℃)、华氏度(℉)等。
温度的测量方法有直接测量和间接测量两种。
1. 直接测量:使用温度计、红外线测温仪等工具直接测量物体的温度。
在测量之前,应确保温度计的准确性并校准仪器。
物理实验技术中常用的光学测量方法与原理
物理实验技术中常用的光学测量方法与原理光学测量是物理实验技术中常用的一种测量方法,它利用光的传播和相互作用特性,通过光学仪器对待测物体进行测量。
光学测量方法广泛应用于材料科学、物理学等领域,并在工业生产中发挥着重要作用。
本文将介绍一些常用的光学测量方法与原理。
1. 散射光测量法:散射光测量法是通过测量物体发射或散射出的光的强度、频率等特性来获得物体的信息。
例如,在材料科学中,可以利用散射光测量物体的粒径、形状等物理特性。
散射光测量法的原理是利用物体表面或内部的不均匀性,使光发生散射或透射,然后通过光学仪器进行测量。
常用的散射光测量方法有动态光散射、静态光散射等。
2. 干涉测量法:干涉测量法是利用光的干涉现象来测量物体的形状、表面质量等。
干涉测量法的原理是将测量光和参考光进行相干叠加,通过干涉现象来获得物体的信息。
例如,在工业制造中,可以利用干涉测量法来检测零件的平整度、平行度等指标。
干涉测量法常用的技术有白光干涉、激光干涉等。
3. 折射测量法:折射测量法是通过测量光在物体内部的折射角、入射角等来获得物体的折射率、光学性质等。
折射测量法的原理是利用折射定律和光的传播特性进行测量。
在材料科学中,折射测量法常用于测量材料的折射率、透明度等参数。
具体的测量方法有自由空间测量法、腔内测量法等。
4. 光敏测量法:光敏测量法是利用材料对光的敏感性来进行测量。
光敏测量法的原理是通过测量材料对光的吸收、发射等特性,获得材料的光学性质。
例如,在光学器件制造中,可以利用光敏测量法来测量材料的吸收系数、光学响应时间等。
光敏测量法常用的技术有吸收光谱法、发射光谱法等。
总之,光学测量方法应用于物理实验技术中,可以从不同角度、不同测量原理来获取物体的信息。
散射光测量法、干涉测量法、折射测量法和光敏测量法都是常用的光学测量方法,它们在材料科学、物理学等领域起着重要作用。
通过不断研究和发展光学测量技术,我们可以更好地理解物质的性质和行为,为科学研究和工业生产提供有力支持。
物理实验技术中相关参量的测量与计算方法
物理实验技术中相关参量的测量与计算方法引言物理实验是科学研究的重要手段之一,通过实验可以验证理论,探索新的现象和规律。
在物理实验中,对于相关参量的测量与计算方法的准确性和精度要求非常高,因为这些参量直接关系到实验的可重复性和可靠性。
本文将探讨物理实验技术中相关参量的测量与计算方法。
一、长度的测量与计算方法在物理实验中,长度是一个重要的参量。
测量长度可以使用直尺、千分尺、游标卡尺等工具,这些工具的最小分度能满足实验中对长度的精确度要求。
而计算长度可以使用测得的数据进行代入计算,或者使用仪器自带的计算功能。
对于复杂的形状或曲线的长度测量,可以使用线密度测量方法进行计算。
二、时间的测量与计算方法时间是另一个重要的物理参量。
测量时间可以使用秒表、计时器等工具,这些工具能保证时间的准确测量,并满足实验中对时间的精确度要求。
而计算时间可以通过测得的数据进行简单的代入计算,或者使用仪器自带的计算功能。
对于较长时间的测量,可以使用示波器的时间测量功能进行计算。
三、质量的测量与计算方法质量是物体的物理属性,也是物理实验中的一个重要参量。
测量质量可以使用天平、电子天平等工具,这些工具能保证质量的准确测量,并满足实验中对质量的精确度要求。
而计算质量可以直接使用测得的数据进行代入计算,或者使用仪器自带的计算功能。
对于大质量的测量,可以使用动态测量方法进行计算。
四、温度的测量与计算方法温度是物质的热状态,也是物理实验中的一个重要参量。
测量温度可以使用温度计、热电偶等工具,这些工具能保证温度的准确测量,并满足实验中对温度的精确度要求。
而计算温度可以通过测得的数据进行简单的代入计算,或者使用仪器自带的计算功能。
对于极低温度或极高温度的测量,可以使用特殊温度计进行计算。
五、压力的测量与计算方法压力是物质受到的力的作用,也是物理实验中的一个重要参量。
测量压力可以使用压力计、压力传感器等工具,这些工具能保证压力的准确测量,并满足实验中对压力的精确度要求。
物理实验技术中常用的测量方法
物理实验技术中常用的测量方法在物理实验中,测量是一项至关重要的技术。
准确的测量结果是实验数据可靠性和科学结论的基础。
本文将介绍物理实验中常用的测量方法,包括直接测量法、间接测量法、相对测量法、绝对测量法和探测器测量法。
直接测量法是物理实验中最常见的测量方法之一。
它通过直接读取测量仪器上的刻度或数字显示来获取测量结果。
例如,在实验中测量一个小物体的长度,可以使用直尺来直接测量。
当然,直接测量法的精确度和准确度受到仪器精度和使用者的技能水平的限制。
间接测量法是一种利用物理规律和数学关系来推算测量结果的方法。
它通过量测其他相关量,然后根据物理方程或数学模型计算所需测量的结果。
例如,在实验中测量光的速度,可利用间接测量法通过测量光的波长和频率来计算。
间接测量法可以提高测量结果的准确度和精确度,但也需要依赖于物理模型的准确性。
相对测量法是一种将测量结果与参照物相比较的方法。
它常用于测量物体的长度、角度和温度等物理量。
测量结果一般以相对值来表示,而非直接给出绝对数值。
例如,在测量物体的长度时,可以将一个已知长度的标尺作为参照物,通过比较标尺上的刻度与待测物体所在位置的刻度,得到物体的相对长度。
绝对测量法是一种将测量结果直接表示为绝对数值的方法。
它通过使用绝对测量仪器或使用一组已知准确值来进行测量。
绝对测量方法常用于实验室环境中,例如使用电子天平测量物体的质量,或者使用光谱仪测量光的波长。
绝对测量方法通常具有更高的准确度和精确度,但也需要更高的技术和设备成本。
在物理实验中,探测器是一种常用的测量工具。
它可以通过测量物理量与物质或场强的相互作用来获取测量结果。
例如,在核物理实验中,用于测量辐射剂量的Geiger-Muller计数管就是一种常用的探测器。
探测器测量法可以实现高灵敏度的测量,并对微小变化有很好的响应。
总结起来,在物理实验技术中,常用的测量方法包括直接测量法、间接测量法、相对测量法、绝对测量法和探测器测量法。
基本测量物理实验报告
基本测量物理实验报告基本测量物理实验报告引言:基本测量物理实验是物理学中的重要实践环节,通过实验可以巩固理论知识,培养实验技能,提高科学思维能力。
本文将以基本测量物理实验为主题,探讨实验目的、原理、方法、数据处理以及实验结果等方面的内容。
实验目的:本次实验的目的是通过测量物理量的大小和不确定度,熟悉基本测量仪器的使用方法,掌握测量误差的估计和处理方法。
实验原理:在进行测量实验前,我们首先需要了解测量的基本原理。
测量是通过比较待测物理量与已知标准物理量之间的关系来确定待测物理量的大小。
而测量误差则是由于测量仪器的精度、环境因素、人为误差等因素引起的不确定度。
实验方法:本次实验中,我们使用了一台数字万用表来测量电阻的大小。
首先,我们将待测电阻与已知电阻相连,然后通过万用表测量两者之间的电压差和电流值,从而计算出电阻的大小。
在测量过程中,我们需要注意保持电路的稳定和减小外界干扰,确保测量结果的准确性。
数据处理:在实验过程中,我们记录了多组测量数据,并进行了数据处理。
首先,我们计算了每组测量数据的平均值,并计算了平均值的标准差,用以表示测量结果的不确定度。
其次,我们还进行了误差分析,考虑了仪器的精度、人为误差以及环境因素对测量结果的影响。
实验结果:经过多次测量和数据处理,我们得到了电阻的大小及其不确定度。
在实验中,我们发现电阻的大小与理论值较为接近,说明实验结果具有一定的准确性。
同时,通过对实验结果的误差分析,我们也发现了一些不确定度的来源,并提出了改进的建议。
实验总结:通过本次实验,我们不仅学会了基本测量物理实验的基本原理和方法,还提高了实验技能和数据处理能力。
同时,我们也认识到测量误差的存在和不确定性的重要性,为今后的科学研究和实践打下了基础。
结语:基本测量物理实验是物理学学习中不可或缺的一环,通过实验的实践操作,我们能够更深入地理解和应用所学的理论知识。
在今后的学习和科研中,我们将继续加强实验技能的培养,不断提高实验的准确性和可靠性,为科学的发展做出贡献。
物理实验的方法
物理实验的方法一、引言物理实验是物理学研究的重要手段之一,通过实验可以观察和测量自然界中的现象和规律,从而验证或推翻物理理论。
本文将介绍几种常见的物理实验方法,包括测量、观察、比较、控制变量等。
二、测量方法1. 直接测量法:通过使用测量仪器直接测量物理量的数值。
例如,使用尺子测量物体的长度、使用天平测量物体的质量等。
2. 间接测量法:通过已知的物理量关系计算出待测物理量的数值。
例如,使用速度计算出位移、使用万用表测量电阻等。
3. 分析测量法:通过对物理量的变化趋势进行分析,推导出待测物理量的数值。
例如,根据弹簧的伸长量推导出物体所受力的大小。
三、观察方法1. 直接观察法:通过直接观察物体的形状、颜色、运动等特征,得出相关的物理信息。
例如,观察物体在水中的浮沉现象,判断物体的密度。
2. 间接观察法:通过观察物体引起的其他现象或反应,推断出物体的性质或规律。
例如,通过观察放大镜成像的特点,推断出光的传播规律。
四、比较方法1. 对比实验法:通过对比两个或多个物体或现象的差异,找出其中的规律或关系。
例如,比较不同材料的导热性能,找出影响导热性能的因素。
2. 对照实验法:在实验中设置一个对照组,与实验组进行对比,以确定实验中所得结果的可靠性。
例如,对照实验组和实验组的温度变化,确定某一因素对温度变化的影响。
五、控制变量法1. 单因素实验法:在实验中只改变一个因素,其他因素保持不变,以观察该因素对实验结果的影响。
例如,改变光源的亮度,观察对照物体的照明强度。
2. 多因素实验法:在实验中同时改变多个因素,观察各个因素对实验结果的综合影响。
例如,改变光源的亮度和距离,观察对照物体的照明强度和颜色变化。
六、总结物理实验是物理学研究的基础,通过不同的实验方法可以获取不同的信息和结论。
测量方法可以准确地获得物理量的数值,观察方法可以直观地观察物理现象,比较方法可以找出规律和关系,控制变量方法可以排除干扰因素,确保实验结果的准确性。
长度测量的实验报告
长度测量的实验报告长度测量的实验报告引言:长度是物理学中最基本的物理量之一,其测量对于科学研究和工程实践具有重要意义。
本实验旨在通过实际操作,探究不同测量方法的准确性和可靠性,并对实验结果进行分析和讨论。
实验方法:1. 直尺测量法:在实验室提供的标准直尺上,选择两个不同长度的物体,如一支铅笔和一本书。
将直尺放置在物体上,并用眼睛对齐直尺上的刻度线,记录下物体的长度。
重复测量三次,并计算平均值。
2. 卷尺测量法:使用一把卷尺,将其对准物体的一端,然后展开卷尺,直到完全覆盖整个物体。
读取卷尺上的刻度值,记录下物体的长度。
同样,进行三次测量,并计算平均值。
3. 比例尺测量法:使用一把比例尺,将其对准物体的一端,然后将比例尺的刻度与物体的长度对应起来。
读取比例尺上的刻度值,记录下物体的长度。
同样,进行三次测量,并计算平均值。
实验结果:通过对三种测量方法的实际操作,我们得到了以下结果:直尺测量法:铅笔长度的三次测量结果分别为10.2 cm、10.3 cm和10.1 cm,平均值为10.2 cm。
书的长度的三次测量结果分别为21.5 cm、21.6 cm和21.4 cm,平均值为21.5 cm。
卷尺测量法:铅笔长度的三次测量结果分别为10.1 cm、10.0 cm和10.2 cm,平均值为10.1 cm。
书的长度的三次测量结果分别为21.4 cm、21.3 cm和21.5 cm,平均值为21.4 cm。
比例尺测量法:铅笔长度的三次测量结果分别为10.0 cm、10.1 cm和10.0 cm,平均值为10.0 cm。
书的长度的三次测量结果分别为21.3 cm、21.4 cm和21.3 cm,平均值为21.3 cm。
讨论与分析:从实验结果可以看出,直尺测量法、卷尺测量法和比例尺测量法在测量长度上都能够达到较高的准确性和可靠性。
然而,不同方法之间存在一定的误差。
直尺测量法的误差主要来自于人眼对齐刻度线的准确程度。
第二讲 物理实验中的测量方法
个微小差值,然后对进行测量.
因为Ux=Us+
所以 (2-1)
由(2-1)式可知,差值越小,测量差值所引起的误差对测量结果的影响越小.为便于理解,下面以具体数值计算来说明.
现有0.01级的标准电压源 ,若微差δ取为 ,则由(2-1)式可得
可见,利用这一方法只要求微差指示器的相对误差不超过4%,就可满足测量要求.
通有特定的电流I,然后合上电键K1,
在AB上滑动触头C,使检流计G示零,
则待测电动势Ex被电位差UAC所补偿,
这时有:Ex = UAC= I RAC。
2.替代比较法
我国古代少年曹冲用船称象是一例
典型的替代比较实验方法。在现代测量
技术中,当某些物理量难以用直接比较
测量法测量时,可以利用物理量之间的
函数关系将被测量与同类标准量进行间
常用的读数显微镜的测微丝杆的螺距是lmm当丝杆转动一圈时滑动平台就沿轴向前或后退lmm在丝杆的一端固定一测微鼓轮其周界上刻成100分格因此当鼓轮转动一分格时滑动平台移动了01mm从而使沿轴线方向的微小位移用鼓轮圆周上较大的弧长精确地表示出来大大提高了测量精度或者在滑动平台侧设一游标则也可以通过游标准确地读出微小位移装在仪器导轨的拖板上它的镜面法线沿着导轨的中心线拖板由一精密丝杠带动可沿导轨前后移动所以镜称为移动反射镜
有时仅有标准量具还不够,还要配置比较系统,使被测量和标准量能够实现比较。例如,测电压,只有标准电池不能测量,还须配有电阻、电表、工作源等,组成一个电势差计测量系统才可用来测量电压,这种装置便称为比较系统。
还可以将被测量转换成为能够进行比较的另一种物理量再进行比较。例如,用李萨如图形测量交流电信号频率就是先将被测信号和标准信号同时输入示波器转换为特殊图形后,再由标准信号频率换算出被测信号之频率。即:如果在示波器的X偏转板和Y偏转板上分别输入正弦电压信号,其中一个为频率待测电信号,另一个为频率可调的标准电信号。若调节标准电信号的频率,当两个电信号的频率相同或成简单的整数比时,则可以利用在荧光屏上呈现的利萨如图形间接比较两个电信号的频率,如图2-1所示。设Nx、Ny,分别为X方向和Y方向切线(交线)与李萨如图形的切点(交点)数,则
物理实验技术中的动量测量方法与技巧
物理实验技术中的动量测量方法与技巧引言:在物理学中,动量是描述物体运动状态的重要物理量之一。
动量的测量对于研究物体运动、力学原理等具有重要意义。
在物理实验中,测量动量常常需要一些特定的方法和技巧。
本文将介绍一些常用的动量测量方法与技巧。
一、经典力学中的动量测量方法1. 碰撞实验方法碰撞实验是经典力学中常用的动量测量方法之一。
通过观察两个物体的碰撞过程,可以推断出物体的初速度、质量、力等信息。
碰撞实验包括完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞两种情况。
在完全弹性碰撞中,动量守恒成立,可以利用动量守恒定律求解未知量;而在非完全弹性碰撞中,有一部分动能被转化为内能,需要根据实际情况进行适当的修正。
2. 力传感器测量方法力传感器是一种常见的动量测量工具,通过测量物体受到的力来计算其动量。
力传感器的原理可以是电容、电阻、压阻等不同类型,并通过物理信号转换为电信号进行测量。
力传感器广泛应用于材料力学、流体力学等领域中。
二、量子力学中的动量测量方法1. 康普顿散射实验方法康普顿散射实验是用来测量物体动量的重要方法之一。
通过将高能光子与物体发生散射,观察散射光子的能量和角度变化,可以推断出物体的动量信息。
康普顿散射实验广泛应用于核物理、粒子物理等领域。
2. 电子能谱测量方法电子能谱测量方法是量子力学中测量动量的常用手段。
通过测量物体散射电子的能谱,可以反推物体的动量信息。
电子能谱测量方法在凝聚态物理学、半导体物理学等领域中得到广泛应用。
三、动量测量的技巧1. 实验装置的设计在进行动量测量实验时,合理设计实验装置对结果的准确性起着关键作用。
实验装置应尽量避免摩擦、振动等外部干扰,并保证测量的可重复性。
2. 数据处理与分析动量测量实验中,准确的数据处理与分析可以提高实验结果的可靠性。
在数据处理过程中应注意减小随机误差,进行适当的数据平滑和拟合。
通过统计分析等方法,可以对实验结果进行合理解释和判断。
结论:物理实验技术中的动量测量方法与技巧是物理研究中不可或缺的一部分。
物理实验中的测量方法
物理实验中的测量方法主题:物理实验中的测量方法1. 引言- 简要介绍物理实验的重要性和测量方法在实验中的作用- 引出本教案将要讨论的测量方法2. 直接测量法- 简述直接测量法的原理和步骤- 举例说明直接测量法在物理实验中的应用,并进行详细解析- 分析直接测量法的优势和局限性,并提出一些应对策略3. 间接测量法- 介绍间接测量法的基本原理和步骤- 通过具体的实例,说明间接测量法在物理实验中的使用方法和可行性- 分析间接测量法的优势和限制,并提出进一步改进的建议4. 计算方法与测量误差控制- 介绍一些常用的计算方法,例如平均值、标准差等- 解释测量误差的概念,以及其对实验结果的影响- 提供一些有效的方法来控制和减小测量误差,如增加测量次数、改进仪器精度等5. 仪器的选择与使用- 讨论在物理实验中选择合适的仪器的重要性- 分析仪器的精度、灵敏度、测量范围等因素对实验结果的影响 - 提供一些选用和使用仪器的实践经验和注意事项6. 实验数据处理与分析- 简述实验数据处理的基本原则和方法- 讨论实验数据的可靠性和有效性的评价标准- 通过实例,演示实验数据处理和分析的具体步骤和应用技巧7. 实验设计与改进- 强调合理的实验设计对于测量方法的重要性- 提供一些实验设计的原则和方法,如变量控制、重复实验等- 探讨实验中可能遇到的问题和困难,并提出改进的建议和技巧8. 总结与展望- 简要总结本教案所讨论的测量方法及其在物理实验中的应用- 强调测量方法的重要性和必要性- 展望未来测量方法的发展方向和前景9. 参考文献以上教案以物理实验中的测量方法为主题,通过对直接测量法、间接测量法、计算方法与测量误差控制、仪器的选择与使用、实验数据处理与分析、实验设计与改进等内容的论述,旨在让学生全面了解和掌握物理实验中的测量方法,提高实验精确度和结果的可靠性。
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第二章物理实验中的基本测量方法与常用物理量的测量
引言
物理学是一门实验科学。
物理实验是发现物理规律、形成理论的基础。
可以毫不夸张地说,没有物理实验的进步就没有物理学的发展。
正是由于实验思想和方法的不断创新、实验仪器和设备的不断改进等,才使人类对物理世界的探索和对物理规律的认识不断深入。
实践证明,每当实验上有新的发现或者实验方法、测量精度上有新的突破时,原有的理论都要重新受到验证、检验或修正,从而推动整个物理学的发展到达一个新的高度。
任何物理实验几乎都离不开对物理量的测量。
正是对各种物理现象的观察,对各种物理量的测量,对测量数据的分析、处理、归纳、抽象才上升成了物理理论。
在实验物理学中,对各种物理量的研究和测量已经形成了自身的理论和卓有成效的测量方法。
它们不但对物理学的发展起了巨大的推动作用,而且这些理论和方法还有其基本性和通用性,对其他有实验的学科的研究无疑也是极具价值的。
所以,我们在本章将介绍物理实验中的基本测量方法、常用物理量的测量和常用测量仪器。
物理量可以分为基本量和导出量。
原则上讲,一切导出量都可以由基本量导出。
根据国际计量大会决议通过的国际单位制[SI制]规定,长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度和物质的量等7个物理量为基本物理量,平面角和立体角为辅助基本物理量。
这些基本物理量的定量描述只有通过测量才能得到。
随着科学技术的进步,物理量的各种各样的测量方法逐步建立起来,并且愈来愈科学,愈来愈先进。
其中,最基本、最常用的测量方法有比较法、模拟法、放大法、补偿法、干涉法、转换法和示波法等。
第一物理实验中的基本测量方法
节
一、比较法
比较测量法是物理实验中最基本、最常用、最重要的测量方法。
其要点是:首先确定与被测量为同类量的一个单位量,将此单位量作为标准,然后将被测量与此单位量进行比较,求出它们的倍率而得到测量结果。
单位量必须是公认的,若被测量是基本量,则单位量应是国际计量大会规定的单位。
例如,用作长度标准的“米”、质量标准的“千克”等。
比较法可分为直接比较和间接比较。
我们用米尺测量某工件的长度,就是以“米”的千分之一,即毫米作为单位量,将工件的长度和毫米进行直接比较,若其倍率为L,我们得到该工件的长度是L毫米。
又如用分光计测平面角、用停表测时间等都是用的直接比较
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测量法。
当一些物理量难以用直接比较法测量时,可以利用物理量之间的函数关系将待测物理量与同类标准量进行间接比较。
例如用惠斯登电桥法测电阻,就是利用电桥电阻间的函数关系将待测电阻与标准电阻进行间接比较的。
二、模拟法
模拟法利用了自然界中某些现象或过程存在的相似性。
所谓相似性是指两个现象或过程的数学模型相同,服从相同的规律,若边界条件和初始条件相同,则它们的解是唯一的而且相同。
模拟法就是把两个具有相似性的现象或过程中的一个进行研究,得出结果,去代替另一个的研究结果。
模拟法的优点是能够用易于观测的现象或过程的研究去模拟与之相似的另一个难于观测的现象或过程,对某些物理参量解决了其可测性问题,因而在实验中得到愈来愈广泛的应用。
例如,研究静电场问题,一般要用电场强度或电位分布来描述,但直接测量这些参量是很困难的,因为任何测量仪器的探测器一旦进入静电场,由于感应电荷的产生,必然会引起电场分布的改变。
如果用稳恒电流场来模拟,便可测得相应静电场的分布情况。
又如在几何相似和力学相似的条件下,可以把飞机缩小成模型,放在“风洞”中进行实验,从而获取飞机原型的许多重要特性。
在计算机迅速发展的今天,采用适当的数学模型还可以把一个物理系统用一个计算机程序来代替,改而在计算机上进行实验,这种方法被称为计算机模拟。
三、放大法
在物理量的测量中,常遇到一些微小量或微小改变量难于直接测量或直接测量精度不高,这时,常采用放大法进行测量。
常用的放大方法有积累放大、机械放大、光学放大、电信号放大等等。
在物理实验中,往往由于仪器精度或观察者反应能力的限制,单次测量的误差很大,采用积累放大法测量,可以有效地减小测量误差。
例如单摆实验中不是测一个周期、而是测50~100个周期的时间,光的干涉实验中往往要求测几十条条纹之间总的间距,所用的都是积累放大的方法。
机械放大是将测量仪器的读数机构细分,从而提高测量精度的方法。
用游标卡尺或千分尺测长度,利用的就是机械放大法原理。
光学放大的常用仪器有放大镜、显微镜、望远镜等,许多精密仪器都在最后的读数装置上加装这类视角放大装置以提高测量精度。
光学放大法是无接触测量,因而具有不破坏被测物体原有状态的优点。
随着微电子技术和电子器件的发展,各种电信号的放大都很容易实现,把弱电信号放大几个甚至几十个数量级已不再是难事,因而电信号放大法应用更加广泛和普遍。
它不仅用于对电学量本身的测量,而且往往把其它物理量也转换为电信号放大后进行测量。
三极
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管是各种测量中最常用的电信号放大器件。
四、补偿法
通过调整一个或几个与被测物理量有已知平衡关系的同类标准量,去抵消被测物理量的作用,使系统处于补偿状态(即平衡状态)。
处于补偿状态的测量系统,被测量与标准量之间有确定的关系,由此可测得被测物理量。
这种测量方法称为补偿法或平衡测量法。
例如,在电势差计中,利用已知电压抵消待测电压,在电路中电流为零的状态下测量电压,消除了用电压表直接测电势差时流经电压表支路电流对测量的影响。
天平测质量、平衡电桥测电阻也利用了补偿法原理。
此外还有各种各样的补偿,如温度补偿、光强补偿等。
补偿法的特点是测量中包含标准量具,同时还有一个示零仪表,测量时要使被测量与标准量之差为零,这个过程叫做补偿操作或平衡操作。
补偿操作往往比较复杂,但可以获得精度较高的结果。
五、干涉法
众所周知,凡频率相同,具有确定的位相关系的同类波在相遇时,就会产生相干叠加,形成干涉花样。
干涉法就是利用波的干涉现象,通过对干涉花样的观测来间接测量一些物理量的测量方法。
例如,在等厚干涉实验中,我们用干涉来测量微小厚度、微小直径、透镜的曲率半径等;在迈克尔孙干涉实验中,我们用干涉法来测光的波长,研究光源的相干性等。
利用干涉法还可以检查工件表面的平面度、球面度、光洁度,以及精确地测量长度、厚度、角度、形变、应力等等。
干涉测量已形成一个科学分支,称为干涉计量学。
六、转换法
转换测量法是通过传感器将一种物理量转换为另一种物理量来进行观测的方法。
它不仅在物理实验测量中经常采用,而且在工农业生产、交通运输、国防军事、遥测遥感、航天和空间技术等各个领域都有着十分广泛的应用。
转换测量法中应用最多的是非电量的电测法和非光学量的光测法。
由于电流、电压易于测量和处理,而且可以达到很高的测量准确度,所以,通过传感器将其他物理量转换为电流、电压或电阻进行测量,已成为一种很常用的测量方法。
最常见的有:利用光敏元件(如光电池、光电管等)将光信号转换为电信号进行测量;利用磁敏元件(如霍尔元件、磁记录元件等)将磁学参量转换为电学参量进行测量;利用热敏元件(如半导体热敏元件、热电偶等)将温度的测量转换为电压或电阻的测量;利用压敏元件或压敏材料(如压电陶瓷、石英晶体等)的压电效应,将压力转换为电信号进行测量等等。
由于光学量的测量具有灵敏度高、无损伤、不用接触被测物和即时性等优点,所以,将非光学量转换为光学量进行测量的非光学量光测法在科学技术中得到了广泛的应用。
例
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如,用光纤传感器测量温度、压力、形变、电容等。
在转换测量中,传感器往往是最关键的器件,因此传感器的研究是一项重要的工作。
七、示波法
通过示波器将人眼看不见的电信号在示波管的荧屏上形成形象直观、清晰可见的图像,然后进行测量的方法称为示波法。
将此法与各类传感器结合,就可以对各种非电学量进行测量。
以上对物理实验中常用的几种基本测量方法作了简要介绍。
实际上,在物理实验中这些方法往往是相互交叉、相互配合的。
所以,在实验时应认真思考所进行的实验应用到哪些测量方法,有意识地使自己对物理实验的基本思想、基本方法有更多的了解。
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