华中科技大学物理实验
华中科技大学大学物理实验-电磁感应与磁悬浮
【实验背景及原理】 1831年，英国科学家法拉第从实验中发现， 当通过一闭合回路所包围的面积的磁通量（磁感应强 度B的通量）发生变化时，回路中就产生电流，这种 电流称之为感应电流 。法拉第在1831年11月24日向 英国皇家学院报告了《电磁学的实验研究》的结果， 他将电磁感应的条件概括为：①变化的电流；②变化 的磁场；③运动的稳恒电流；④运动的磁铁；⑤在磁 场中运动的导体。
量精度应如何改进？ 4.本实验采用什么方法测量轴承转速？若要提高测量转速的稳
定性应如何改进实验装置？
5.铝盘转速与磁悬浮和磁牵引力有什么关系？
【实验仪器】
本实验的基本装置由电磁感应与磁悬浮综合实验仪、力传感器，光电传感 器，步进电机、步进电机控制器、铝盘、磁悬浮测试底座和传感器支架、 带有小辐轮和永磁体的轴承等组成。
【注意事项】
1. 在安装力传感器和永磁体时，要注意检查磁 体与铝盘是否有摩擦，摩擦可能导致永磁体飞 出，造成伤人事故！
2. 传感器支持杆松动下滑，会导致永磁体飞出， 立柱上的固定螺丝一定要拧紧！
3、轴承附带的磁铁不要取下
【数据和结果分析】
1.用多项式拟合不同转速与磁牵引力的依赖关系，确定其函数 形式和相关系数。 2.用多项式拟合不同转速与磁悬浮力的依赖关系，确定其函数 形式和相关系数。 3.用多项式拟合拟合铝盘不同转速对轴承转速的依赖关系，确 定其函数形式和相关系数，计算其传动比。 4.拟合磁悬浮力,磁牵引力随距离改变的变化规律。
* 根据磁悬浮力的方向重新装配力传感器和永磁体
* 磁铁铝盘两层垫片的距离。 *频率从最小测到最大，每个频率测量三组数据。
3. 测量铝盘不同转速对轴承转速的影响。
如何使轴承转 速更稳定？
每个频率测量 六组数据
华中科技大学建筑物理建筑热工学实验室内热环境参数对比试验
建筑与城市规划学院实验报告实验项目：室内热环境参数对比试验一．实验目的建筑物室外的各种气候因素通过建筑物的围护结构、外门窗及各类开口，直接影响室内的气候条件。
为获得良好的室内热环境，必须了解当地各主要气候因素的概况及变化规律，并以此作为建筑设计的依据。
一个地区的气候状况是许多因素综合作用的结果。
对室内热环境参数，需要测试的项目有空气温度，湿度，风速及风力等。
我们知道影响室内热环境的主要因素是室外气候状况，但对于同一幢楼房中不同的楼层，不同的朝向，同一套间内不同朝向的房间，在相同的室内气候条件下，尤其是在室外恶劣气候条件下，其室内热环境参数由于所处的位置不同而有较大的差异。
对此我们是有感性认识的。
这次实验将这种差异量化，从这些差异值寻找经济实用的解决方法，掌握测量方法和注意事项。
二．测试时间与地点2011年6月19日（十一周周六十二周周日），华中科技大学紫菘公寓12栋601室，寝室窗户朝南而开。
测试正中距地面1.5米高的位置（气温为城市近郊气象台离地面1.5米高处空气的温度）。
其他测点若干个，就沿房间纵，横轴每2m一个设置若干个测点。
（为了便于说明问题，附设一个加测点，即外墙内表面距离窗台下300mm处布置一测点，测量外墙内表面温度。
）测试选择时间在6月19日（本应该选择夏天中最炎热的一天或冬天最寒冷的一天，但根据实际情况选择了这个时间测量），测量时间为正午12点到第二天正午12点，一共24个小时，每隔半小时测量一次并记录数据。
三．测量仪器温湿度自记仪，温度自记仪，黑球温度计，电子微风仪四．测点布置测点布置在房间正中距地面1.5米高的位置（图示B点）。
其他测点若干个，沿房间纵，横轴每2m一个设置若干个测点（图示C点）。
应画出被测房间的平面图，剖面图，标明基本尺寸及测点位置，并说明墙体材料厚度，门窗材料及尺寸。
为了便于说明问题，可设附加测点一个，即外墙内表面距窗台下300mm 处布置一测点，测量外墙内表面温度（图示A点）。
最新华科物理实验霍尔效应实验报告
最新华科物理实验霍尔效应实验报告一、实验目的1. 理解霍尔效应的物理原理及其产生条件。
2. 掌握用霍尔元件测量磁场的方法。
3. 学习利用霍尔元件测量电流和磁场强度的关系。
二、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 直流稳压电源3. 磁场测量线圈4. 数字万用表5. 计算机及其数据处理软件三、实验原理霍尔效应是指当导体或半导体材料中的电荷载体在电流作用下通过一个垂直于电流方向的磁场时，会受到洛伦兹力的作用而偏移，从而在材料的两侧形成一个电势差，即霍尔电压。
通过测量这个电压，可以计算出磁场的强度。
四、实验步骤1. 搭建实验电路：将霍尔元件安装在实验仪上，连接电源、磁场线圈和测量设备。
2. 调整磁场强度：通过改变磁场线圈的电流，产生不同强度的磁场。
3. 测量霍尔电压：在不同磁场强度下，使用数字万用表测量霍尔元件两端的电压。
4. 记录数据：记录不同磁场强度下的霍尔电压值。
5. 数据处理：利用计算机软件对实验数据进行处理和分析，得出磁场强度与霍尔电压之间的关系。
五、实验数据与分析1. 表格记录实验数据，包括磁场强度和对应的霍尔电压值。
2. 绘制磁场强度与霍尔电压的图像，分析二者之间的关系。
3. 根据霍尔系数计算磁场强度。
六、实验结论1. 验证了霍尔效应的存在，并理解了其物理意义。
2. 通过实验数据，确定了霍尔电压与磁场强度之间的线性关系。
3. 霍尔效应可以作为一种有效测量磁场强度的方法。
七、实验误差分析1. 仪器误差：实验仪器的精度限制可能导致测量结果的误差。
2. 环境因素：温度、湿度等环境变化可能影响霍尔元件的性能。
3. 人为因素：实验操作不当可能导致数据的偏差。
八、实验建议1. 在实验过程中应保持环境稳定，减少外部因素的干扰。
2. 多次测量取平均值，以提高实验结果的准确性。
3. 对实验数据进行严格的统计分析，确保结论的有效性。
华中科技大学物理实验(二)思考题
一、稳态法测物体的导热系数1.什么叫稳定导热状态？如何判断实验达到了稳定导热状态？稳定导热状态：盘A与盘C温度不随时间变化，B盘的导热速率等于C盘的散热速率判断实验达到稳定导热状态：一定时间内（如10min）盘C的温度变化不超过0.2℃. 2．待测样品盘是厚一点好还是薄一点好？薄一点好，这样可以减少样品盘侧面的热量损失，可以近似认为该盘热量仅由接触面传递，减少误差3.导热系数的测量公式成立的前提条件是什么？（1）盘B的厚度足够小，使得可以近似地认为盘B的侧面没有热量损失。
（2）加热盘，样品盘，散热盘均为理想的圆柱状/（3）热电偶的插头与盘A盘B紧密接触，能正确显示其温度（4）盘A与盘C都是热的良导体做的（5）样品盘与散热盘和发热盘紧密接触，中间没有热量损失（6）外界环境较稳定二、偏振与双折射1.自然光、线偏振光、椭圆偏振光的定义？自然光——在垂直于光的振动方向上等概率的包含各个横向光振动，各光振动彼此独立，无固定相位联系。
线偏振光——光矢量方向不变，大小随相位变化，在垂直于光波传播方向的平面上光矢量端点的轨迹是一条直线。
椭圆偏振光——光矢量随时间做有规律的变化，光矢量的末端在垂直于传播的方向上的轨迹是椭圆2.怎样用实验方法来区分自然光，线偏振光，椭圆偏振光？用偏振片进行观察啊：○若光强随偏振片的转动没有变化，这束光是自然光或者圆偏振光，这时，在偏振片之前放置1/4玻片，再转动偏振片。
如果强度仍没变化则是自然光：如果出现两次消光，则是圆偏振光，因为1/4玻片可以把圆偏振光变为线偏振光○如果用偏振片观察时，光强随偏振片的转动但没有消失，则这束光是部分偏振光或椭圆偏振光。
这时可以将偏振片停留在透射光强最大的位置，在偏振片前插入1/4玻片，使玻片的光轴与偏振片的投射方向平行，再次转动偏振片若出现两次消光，即为椭圆偏振光；若还是不出现消光，则为部分偏振光。
○如果随偏振片的转动出现两次消光，则这束光是线偏振光3.如何获得圆偏振光和椭圆偏振光线偏振光经过1/4玻片时，当偏振光的电矢量振动方向和玻片的光轴呈45°角时，得到圆偏振光。
华中科技大学【密立根油滴实验】
实验原理：用油滴法测量电子的电荷e ，可以用静态(平衡)测量法或动态(非平衡)测量法，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。
本实验采用静态测量法，原理如下：设质量为m 带电量为q 的油滴在两平行极板间运动，两极板间电压为U ，极板间距为d 。
则油滴在极板间将同时受到重力和电场力的作用，如图1所示。
如果调节两极板间的电压U ，可使电场力和重力达到平衡，即dUqqe mg == (1)图1 静电场中的带电油滴(电压U ，板间距d)当两平行极板间不加电压时，油滴在重力作用下加速下降，同时也受空气阻力(黏滞阻力)作用，根据斯托克斯定律，黏滞阻力为g r v a f ηπ6=，这里，a 为油滴的半径，η为空气的黏滞系数，v g 为油滴运动的速度。
油滴的速度达到一定值后，黏滞阻力和重力会平衡，油滴进而做匀速直线运动，有mg v a f g r ==ηπ6 (2) 油滴的质量与半径的关系 ρπρ334a v m == (3) 由(2)和(3)式得 gv a g ρη29=(4)考虑到油滴的半径小到10-6米，空气不能再看作连续介质，空气的黏滞系数应做如下修正 pba +=1'ηη (5)这里，b 为修正常数，b=6.17×10-6m.cmHg ，p 为大气压强，a 为未修正过的油滴半径。
则修正后的a 为 pabg v a g+=1129ρη (6)油滴匀速运动的距离l 和速度g v 之间的关系为gg t lv =(7) 由(1)、(2)、(6)、(7)式得，油滴的带电量q 为Udpa b t lpg q g2/3)1(218⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+=ηπ (8) (8)式即静态测量法的油滴带电量的表达式，要注意的是，因为油滴的半径a 处于修正项中，可以不十分精确，因此(8)式中油滴的半径a 仍用(4)式计算。
实验内容、步骤与要求： 1. 调整仪器(1)调整仪器底部的调平螺丝，使水准泡指示水平； (2)将监视器亮度调低，对比度调到最高。
华科物理实验光电效应实验报告
实验4.3光电效应和普朗克常数的测量1887年德国物理学家H.R.赫兹发现电火花间隙受到紫外线照射时会产生更强的电火花。
赫兹的论文《紫外光对放电的影响》发表在1887 年《物理学年鉴》上。
论文详细描述了他的发现。
赫兹的论文发表后，立即引起了广泛的反响，许多物理学家纷纷对此现象进行了研究，用紫外光或波长更短的X 光照射一些金属，都观察到金属表面有电子逸出的现象，称之为光电效应。
对光电效应现象的研究，使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质，促进了光量子理论的建立和近代物理学的发展，现在光电效应以及根据光电效应制成的各种光电器件已被广泛地应用于工农业生产、科研和国防等各领域。
【实验目的】① 通过实验加深对光的量子性的认识；② 验证爱因斯坦方程，并测量普朗克常数以及阴极材料的“红限”频率。
【实验原理】一、光电效应及其实验规律当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应，所产生的电子称为光电子。
研究光电效应的实验装置如图4.3.1所示，入射光照射到阴极K 时，由光电效应产生的光电子以某一初动能飞出，光电子受电场力的作用向阳极A 迁移而构成光电流。
一定频率的光照射阴极K 所得到的光电流I 和两极间的电压U 的实验曲线如图4.3.2所示。
随着光电管两端电压的增大,光电流趋于一个饱和值m I ，当U ≤S U 时，光电流为零，S U 称为反向遏止电压。
总结所有的实验结果，光电效应的实验规律可归纳为：（1） 对于一种阴极材料，当照射光的频率确定时，饱和光电流m I 的大小与入射光的强度成正比。
图4.3.1光电效应实验装置示意图 0US U图4.3.2 U ——I 特性曲线（2） 反向遏止电压S U 的物理含义是：当在光电管两端所加的反向电压为S U 时，则逸出金属电极K 后具有最大动能的电子也不能到达阳极A ，此时2m ax 21mV eU S =（4.3.1） 实验得出光电子的初动能与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关。
华科物理实验——电磁感应与磁悬浮
据关系式知传动比约为2.88
（4）拟合磁悬浮力随距离改变的变化规律。
答：实验数据如下图：
Excel软件作图如下：
据图得拟合曲线为：y=0.0002x4-0.0042x3+0.0339x2-0.1275x+0.2087
【数据处理】
（1）用多项式拟合不同转速与磁牵引力的依赖关系，确定其函数形式和相关系数。
答：实验数据如下图：
Excel软件作图如下：
由图可知：拟合曲线呈线性，且y=0.0167x+0.0259
相关系数R2=0.9995
(本实验中磁牵引力的方向为沿铝盘转动的切线方向。)
（2）用多项式拟合不同转速与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ悬浮力的依赖关系，确定其函数形式和相关系数。
6.转速与磁悬浮和磁牵引力有什么关系？
答：经拟合磁悬浮力与转速的关系为y=0.034x-0.0808
经拟合磁牵引力与转速的关系为y=0.0167x+0.0259
相关系数:R2=0.9999
据图得拟合曲线为：y=0.0002x5-0.0042x4+0.0198x3+0.0423x2-0.5999+1.506
相关系数：R2=1
【实验小结】
本实验利用电磁定律，研究导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象的规律性；通过学习，我学会了运用电磁感应定律进行磁悬浮的各种应用设计，也感受到了磁悬浮与磁牵引的魅力，我想，在以后的日常生活中我会注意留意这方面的信息。就本实验的误差而言，主要是因为仪器设备的系统误差。
【预备问题回答】
1.电磁感应的条件是什么？产生磁悬浮现象的机理是什么？
华中科技大学 大学物理实验 不确定度
对物理量X做n 次等精度测量，得到包含n个测 量值x1 ，x2 ， x3 …， xn的一个测量列
最佳值（真值)
1 n x xi n i 1
标准差σ：
x
n i 1
i
x
2
n(n 1)
粗大误差
由于观测者未正确地使用仪器、观察错 误或记录错数据等不正常情况下引起的 误差。应将其剔除。
2.2、B类标准不确定度 基础物理实验中，因缺乏必须的信息和 资料，作为简化处理 主要考虑仪器误差。
1）用概率分布估算 u B u仪 k 仪 k p 仪 p C 3
Δ仪: 仪器的最大允许误差 kp：置信因子 ，与置信概率P有关(P=0.68 kp=1)
C：置信系数，与误差分布特性有关
示波器的调节和使用 多功能摆的设计与研究 分光计的调整与折射率测定 密立根油滴实验 超声声速的测量 电子元件伏安特性的测量
直流电桥及其应用
第一册
科技楼北楼
104、105
霍尔效应与应用设计
第一册
科技楼北楼
211、214
由于设备更新，5、6、7三个实验与书 上有些差别，为了方便同学们写预习报告和 实验，在网上挂有电子版讲义。 IP:218.199.86.171/bbs
例：测量某物体长度
ｎ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
ｂｍｍ
42.35 42.45 42.37 42.33
42.30 42.40 42.48 42.35 42.49
1 长度的最佳值： b bi ＝42.369 mm 9 i 1
9
i 1
9
xi
42.369 9 1
2
华中科技大学大物实验2015-2016
D.104.2 欧
4.若有一个内阻为 2.5 千欧 的电压表和一个内阻为 1.0 欧的电流表，要测量约 100 欧 的电
阻。只需考虑电表的接入误差，那么下面说法正确的是（）
A．电流表外接法的误差略小
B.用电流表内接法的误差略小
C.两种方法电表的接入误差一样
D.不知道两电表的精度等级，无法判断
5．三极管的输出特性曲线测量电路如右图，采用共发射极接法，但未接入伏特表和毫安表， 下面说法正确的是() A.1,2 接线柱间接毫安表，1 号接表正极 B.1,2 接线柱间接伏特表，1 号接表正极 C.1,2 接线柱间接毫安表，1 号接表负极 D.1,2 接线柱间接伏特表，1 号接表负极
A.0V
B.100V~200V
C.200~300V D.300V 以上
5.进行密立根油滴实验时，需要选择合适的油滴。一下平衡电压和匀速下落 1.5mm 所用的 时间为(U,tg)的油滴实验中，哪一组的观测和记录是正确的() A.200V,15s B.200.0V,15s C.200.0V,15.0s D.200V ,15.0s
八．霍尔效应
1.置于磁场中的半导体材料，当通以电流 Is 时，都将产生一横向电压 VH,VH 称为霍尔电压。
2.按照右图所示的电路，通过电压表测量电极 A,A’间的电压 VH,即可根据公式 RH=VH· d/(Is· B)计算出霍尔系数 RH. 3.由于测量霍尔电压的电极 A 和 A’不可能绝对对称的焊在同一个理想的等势面 上，即使不加磁场，只要有电流 Is 通过，就有电压不等式电压降 V0 产生。由于 V0 的符号只与 Is 的方向有关。因此，实验中通过改变 Is 的方向，测得 A 与 A’两 电极的电压分别为 V1 和 V2，则 VH=(V1+V2)/2，由此可消除不等式电压降 V0。 4.KH=RH/d 称为霍尔灵敏度，根据公式知道：制作霍尔器件时，往往采用减少 d 的方法来增加灵 敏度，因此 d 越薄越好。 5.用“对称测量法”测量霍尔电压时，必须将测试品的位置调节到理想的位置，如下图所示的位 置 1，某同学在实验测量时未将测试样品的位置调节到理想位置，而是使测试样品的位置处在如 图所示位置 2，按照公式 RH=VH· d/(Is· B)计算 RH 测量值结果明显偏小，造成测量结果明显偏小 的原因是公式 RH=VH· d/(Is· B)不再成立。
【大学物理实验】华中科技大学 单摆实验报告
2020年春季大学物理实验专业班级：船海1906班 学号： U201912350姓名： 刘羽童 日期： 7月16日一、 实验名称单摆测量重力加速度二、实验目的1.设计和搭建单摆装置，测量当地重力加速度g2.学会不确定度的评估三、实验仪器材料支架（墙上的钉子）、细线（毛线）、重物（13枚一元硬币）、卷尺、计时器（手机）、胶带四、实验方案（装置）设计：用一根绝对无弹性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个可当作质点的小物体，且在悬点固定的情况下，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。
单摆在摆角小于5°的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。
在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。
当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，这种装置近似认为是单摆。
单摆带动满足下列公式:224TLg π=式中L 为单摆长度(单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离); g 为重力加速度。
如果测量得出周期T 、单摆长度L,利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。
五、实验过程（一）摆长L 的测量:用米尺测量悬点到小球中心点的距离，即摆长，重复6次。
（二）把摆线偏移中心不超过5°，释放单摆，开始计时。
（三）周期T 的测量用手机的秒表测量周期和手机磁感应强度传感器测周期，重复测量6次六、数据分析处理（一）数据记录实验次数 1 2 3 4 5 6 平均 摆长 L/cm 95.91 95.53 95.90 95.74 95.91 95.81 95.81 周期 T/s 1.966 1.999 1.981 1.943 1.937 1.967 1.964 周期 10T/s19.6619.9919．8119.4319.3719.6719.64（二）数据处理mm L 5.0=∆;s T 01.0=∆ ; ()cm nL L i 95.81==∑; ()cm nT T i 1.964==∑;5.095.81±=∆±=L L L ; 01.01.964±=∆±=T T T ;0997.0222≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆⋅=∆T T L L g g ;7846.9422≈=TLg π; 0997.07846.9±=∆±=g g g ;七、实验结果经查本地的重力加速度为9.79132/s m ，而我们的结果为9.78492/s m ，重力加速度g 的绝对误差为-0.0136。
(精品)华中科技大学分光计的调节和使用实验报告
华中科技大学分光计的调整与应用实验报告U201213225 江烈 同济实验目的：着重训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。
实验原理：1）分光计的调节原理。
（此项在实验的步骤中，针对每一步详细说明。
） 2）测折射率原理：实验要求：调整要求：①平行光管发出平行光。
当i 1＝i 2'时，δ为最小,此时21Ai =' 22111minAi i i -='-=δ )(21min 1A i +=δ 设棱镜材料折射率为n ，则2sin sin sin 11An i n i ='= 故2sin2sin 2sin sin min1A A A i n +==δ 由此可知，要求得棱镜材料折射率n ，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角min δ。
②望远镜对平行光聚焦。
③望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。
④调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。
⑤狭缝宽度1mm 左右为宜。
实验器材：分光计，三棱镜，水银灯光源，双面平行面镜。
实验步骤：⒈调整分光计：（1） 调整望远镜：ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。
ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。
ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。
（2） 调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。
2. 使三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。
（1）调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。
（2）接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面AC 和AB 返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。
3. 测量顶角A ：转动游标盘，使棱镜AC 正对望远镜记下游标１的读数1θ和游标２的读数2θ。
华中科技大学建筑物理实验报告
建筑物理实验报告实验一：材料的光反射比和光透射比测量实验二：照明实测实验三：室内热环境对比实验班级：艺术设计0602班组员：实验时间：08年5月实验一材料的光反射比和光透射比测量实验名称：材料的光反射比和光透射比测量实验地点：西七楼302室实验时间：2008年5月15日(一)实验目的：室内各种材料有不同的反射性能或透射性能，所以不同材质对光也有不同的影响从而影响到室内的光环境。
通过实验，了解材料的光学性质，对光反射比、光透射比有一定数值概念。
以便在实际的建筑设计及相关设计中能更合理的运用材料的光学性质。
(二)实验原理：①用照度计测量光反射比p=Φp/Φ p=E p/E②用照度计测量光透射比t=Φt/Φ t=E t/E(三)实验仪器：照度计及相关器材(四)实验步骤：①反射比测量步骤：1)开机测量电源，确认仪器是否工作正常2)取下光接受器，设置量程档3)在稳定光源下，将光接受器背面紧贴被测表面，测其入射照度；将光接受器感光面对准被测表面的同一位置，逐渐平移光接受器平行离开侧点，照度值逐渐增大并趋于稳定读取反射照度值。
4)搜集数据并带入公式计算5)注意：测量时应尽量缩短入射照度和反射照度的时间间隔，并尽可能的保持周围光环境的一致性。
测量人尽可能穿深色衣服。
②投射比测量步骤：1)检查电源并开机2)将接受器盖取下，将感光面放置待测处进行测量，读取数据并记录3)搜集数据并带入公式计算(五)测量内容：地面、黑板、墙面、墙裙、桌面和窗玻璃。
(六)数据整理：材料的光反射比数据表(七)结论：①对于光反射比：材料的反射比与材料的表面材质深浅及光滑度有关。
材料越颜色越浅，表面越光滑则其反射比越高。
如表所示，所测材料的反射比大小排序为：玻璃>墙面（粉面，白）>墙裙（灰）>桌面（清漆木质）>地面（水泥）。
对于光透射比，越透明的材料光透射比越高②测反射照度值时要离开测点一定距离，且要达到最大的稳定值，因为当照度计距离被测物体达到最适值时才可使入射光线充分照射到被测物体且最大程度反射，如距离太近会对入射光线造成遮挡，如距离太远会则会导致反射光线不能完全被照度计接受，从而影响实验结果。
物理实验多功能摆的设计与研究
I1 I0 (IC1 IC2 ) (m1 m2 )d12
I2
I0
(IC1
IC2 ) (m1
m2
)d
2 2
实验原理
式中 IC1 ， IC2分别为两钢球绕金属丝作定 轴转动的转动惯量.
扭摆法测量钢丝切变模量 G 的公式为
G
128LM
(d
2 2
d12 )
D4 (T22 T12 )
式中 M=m1+m 2 为两钢球的质量和，L为钢丝长度， D为钢丝直径。
实验内容
二、用扭摆法测量G 1.用米尺测量钢丝长度L（1次） ； 2.用天平测量两钢球质量M （1次）； 3.用千分尺测量钢丝直径D（5次）； 4.用游标卡尺测量孔距2d （5次）； 5.用光电计时器测量摆动5倍周期T（5次）； 6.计算钢丝的切变模量G； 7.估算不确定度，写出结果表达式； 8.分析实际测量中误差的主要来源。
扭摆：由一长度L、直径D的细金属棒（丝）
的上端固定，下端联结一转动惯量I的物体， 以金属棒为轴将物体扭转一小角度后松开，物 体将左右扭动的装置。 根据刚体力学原理及 弹性特性，扭摆的周期 T 为：
8LI
T GD4
式中 G 金属丝的切变模量，
实验原理
本实验装置的钢丝下端悬挂一铜金属杆，金 属杆上距离中心对称地分布着5对圆孔，实验 时将两个大小、质量一样的钢球对称地放置 在到中心等距为d 的一对圆孔上，使之绕钢 丝作定轴摆动，测量其摆动周期T，改变钢球 的位置后再测量其对应的摆动周期。根据平 行轴定理，系统前后两次的转动惯量I为：
注意事项
1.测量g时，一定要使小球在竖直平面内摆动。 2.搭建扭摆和测量时，切记不要把钢丝弄弯。 3.一定要使扭摆摆杆在水平面内绕定轴摆动。 4.在扭摆的摆杆上放置钢球时，勿使钢球滚落。 5.游标卡尺测量钢球置1、3孔时的摆动半径d方法
华科光学实验报告(3篇)
第1篇一、实验模块光学实验二、实验标题华科光学实验三、实验目的1. 了解光学原理，掌握光学仪器的使用方法。
2. 学习光学实验的基本步骤和注意事项。
3. 通过实验验证光学原理，提高实验操作能力。
四、实验原理光学实验主要研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等光学现象。
本实验主要涉及以下光学原理：1. 光的反射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生反射现象。
2. 光的折射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生折射现象。
3. 光的干涉：两束或多束相干光波相遇时，它们在空间中相互叠加，产生干涉现象。
4. 光的衍射：光线通过一个狭缝或障碍物时，在障碍物后方的空间发生衍射现象。
五、实验步骤1. 光的反射实验：使用平面镜、光源、屏幕等仪器，观察光线在平面镜上的反射现象，测量反射角，验证反射定律。
2. 光的折射实验：使用凸透镜、凹透镜、光源、屏幕等仪器，观察光线通过凸透镜、凹透镜时的折射现象，测量折射角，验证折射定律。
3. 光的干涉实验：使用双缝干涉装置、光源、屏幕等仪器，观察双缝干涉现象，测量干涉条纹间距，验证干涉原理。
4. 光的衍射实验：使用衍射光栅、光源、屏幕等仪器，观察光通过衍射光栅时的衍射现象，测量衍射条纹间距，验证衍射原理。
六、实验环境1. 实验室地点：华科大学光学实验室2. 实验器材：平面镜、凸透镜、凹透镜、双缝干涉装置、衍射光栅、光源、屏幕、测量工具等3. 实验环境要求：光线充足、温度适宜、实验台整洁七、实验过程1. 光的反射实验：调整光源，使其光线垂直射向平面镜，观察反射现象，记录反射角，验证反射定律。
2. 光的折射实验：调整光源，使其光线垂直射向凸透镜、凹透镜，观察折射现象，记录折射角，验证折射定律。
3. 光的干涉实验：调整双缝干涉装置，使其产生干涉条纹，观察干涉现象，记录干涉条纹间距，验证干涉原理。
4. 光的衍射实验：调整衍射光栅，使其产生衍射条纹，观察衍射现象，记录衍射条纹间距，验证衍射原理。
华科大物实验报告
华科大物实验报告实验目的本次实验的目的是通过测量和分析物体的质量和体积，掌握质量和体积的测量方法，并进一步了解物体的密度和浮力等概念。
实验原理实验中，我们需要用到天平来测量物体的质量，以及容量瓶或密度瓶来测量物体的体积。
测量质量时，要保证物体的质心与天平的铰接点在同一直线上，避免外力对质量测量结果的影响。
测量体积时，要将容器内的液体高度与标尺读数准确对齐，并避免液体溢出。
实验步骤1. 开始实验前，先调整天平的零点，确保测量的准确性。
2. 测量物体的质量：将待测物体轻轻放置在天平的托盘上，等待数值稳定后记录下质量。
3. 测量物体的体积：将容量瓶或密度瓶放在容器内，使其稳定并与标尺对齐。
然后加入一定量的液体，等待液体的体积稳定后记录下读数。
4. 计算物体的密度：根据测得的质量和体积，计算出物体的密度。
数据记录与分析我选择了一个铁块进行实验测量，以下为实验数据和计算结果：物体编号质量（g）体积（mL）密度（g/mL）1 35.6 25.0 1.424从测得的实验数据可以看出，该铁块的质量为35.6g，体积为25.0mL。
通过计算，我们得知该铁块的密度为1.424g/mL。
结论在本次实验中，我通过测量和分析物体的质量和体积，掌握了质量和体积的测量方法。
通过测量物体的质量和体积，计算出物体的密度。
本次实验中，我测得的铁块的密度为1.424g/mL。
实验总结本次实验使我更加熟练地掌握了质量和体积的测量方法，并了解了密度的计算方法。
在实验过程中，需要严格控制各项测量的准确性，尤其是调整天平的零点，避免外力对质量测量结果的影响。
在测量体积时，要注意将液体的高度与标尺准确对齐，并避免液体溢出。
这次实验对于进一步理解物体的密度和浮力等概念具有重要意义，使我对物质的特性有了更深入的认识。
希望在今后的学习中，能够运用这些知识解决更加复杂的问题。
华科物理实验——音叉的受迫振动与共振
答：数据如下：
注： s
根据实验数据，Excel软件作图如下：
据图的拟合曲线为：
结果分析：据图可知T2与m成正比，且实验测得的数据误差较小。由此可由测量音叉的振动周期来测量未知质量，并可制作测量质量和密度的传感器。
【拓展问题】
1、平移阻尼块的位置，可能会发生什么现象？
根据实验数据，Excel软件作图如下：
（1）在无阻尼情况下：Umax=1.563V，对应f0=263.817Hz，故0.707 Umax=1.105V，据数据与图表的与其相对应的频率分别约为：f1=263.691Hz，f2=263.940Hz。
锐度计算：
（2）(2)在有阻尼情况下：Umax=1.392V，对应f0=263.688Hz，故0.707 Umax=0.984V，据数据与图表的与其相对应的频率分别约为：f1=263.550Hz，f2=263.820Hz。
故共振频率 , 0.001V
（2）
据实验数据可得：有阻尼情况下作受迫振动的共振频率为263.688Hz，相应的Umax=1.392V。
不确定度分析：同理：
故共振频率 , 0.001V
2、在同一个坐标系中绘制不同阻尼下（包括零阻尼）的U~f关系曲线。求出两个半功率点f2和f1，计算音叉的锐度（Q值）。并对结果进行分析。
锐度计算：
结果分析：就速度共振而言，有无阻尼情况下的位移最大处的频率取值应该是一样的，但本次测量中，在无阻尼情况下，f0=263.817Hz；在有阻尼情况下，f0=263.688Hz。二者并不相等，应该是受了位移共振的影响，使得有阻尼情况下共振频率偏小。
相对误差 ，故误差可忽略。
此外，从锐度的计算来看， ，所以阻尼使得速度在共振频率附近的变化幅度略微减小，这是正常的，因为设想阻尼无穷大的情况下，速度不再变化。
物理实验——声速的测量
华中科技大学文华学院实验报告实验课程名：大学物理实验专业：材料成型及控制工程实验名称：声速的测量一、实验目的:1、了解超声换能器的工作原理和功能。
2、掌握用共振干涉法和相位法测声速的原理与技术。
在此处键入公式。
3、进一步熟悉示波器和信号源的使用方法二、实验原理：利用超声波波长短、易于测量等特点进行声速测量V=fλ1、共振干涉法测速度2、相位比较法测声速三、实验仪器：SV4型声速测量组合仪及专用信号源、示波器、导线若干。
四、实验步骤:1、调整系统到达最佳发射和接收状态（1）旋松发射换能器s1固定环上的固紧螺丝，使s1的端面与卡尺游标滑动方向垂直后再旋紧，将s2移近s1，旋松s2的固紧螺丝，使 s2端面平行于S1的端面之后旋紧，保证两端面严格平行。
（2）调整低频信号发生器输出信号的振动频率，按下图连接好仪器示波器屏幕上有适当的讯号幅度，然后移动游标卡尺寻找讯号幅度最强的位置，再用微调旋钮调出输出频率，使示波器上有更大的讯号幅度，且达到最大为共振频率f。
2、用共振干涉法测空气中的声速保持图1线路不变，移动s2观察信号幅值随距离周期变化现象，选择某个振幅最大值作为测量的起点，由游标卡尺此时的位置，缓慢移动逐一记录各振幅最大位置，记录12组数据，用逐差法处理数据。
3、用相位比较法测声速实验时，按图1方式连接线路，将示波器X扫描旋钮旋至“外接”调s2并观测示波器上李萨图形的变化，选择图行为某一方向的斜线为某一方向作为测量的起点，连续记录12组图形为相同方向斜线时的位置，用逐差法处理数据。
五、数据处理表1 共振法测声速温度 t=24.7℃ 游标卡尺Δ仪=0.05 mm v 理=331.45√1+t 273.16⁄ =331.45√1+24.7273.16⁄ =346.11 m s ⁄V=f λ=f 2 ΔL̅̅̅̅=37005х2х4.69х10−3 =347.11 m s ⁄ U 6ΔL ̅̅̅̅̅ =√16х(6−1)∑[(L i+6−L i ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅)−(L i+6−L i )]26i=i=√130（0.132+0.072+0.032+0.122+0.072+0.082）=0.04 ; A 类不确定度： U A =U 6ΔL ̅̅̅̅̅̅6х2х t p =0.0148 mm ; B 类不确定度：U B =K pΔ仪С=1.00х√3=0.0289 mm ；标准不确定度：U=√U A 2+U B 2 =0.033 mm U ′=f U=37005х0.033х10−3= 1.22 m s ⁄ U r =|V 理−V|V 理х100%=|346.11−347.11|346.11х100% =0.28%{ V =(347.11±1.22) m s⁄U r =0.3% P =0.683 }表2相位比较法测声速温度t=24.7℃ 游标卡尺 Δ仪=0.05mm v 理=331.45√1+t 273.16⁄ =346.11 m s ⁄V=f λ=f ΔL̅̅̅̅=37005х9.38х10−3 = 347.11 m s ⁄ U 6ΔL ̅̅̅̅̅ =√16х(6−1)∑[(L i+6−L i ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅)−(L i+6−L i )]26i=i=√130（0.022+0.022+0.032+0.032+0.032+0.022）=0.0012 ; A 类不确定度： U A =U 6ΔL ̅̅̅̅̅̅6х t p =0.00022mm ; B 类不确定度：U B =K pΔ仪С=1.00х√3=0.0289 mm ；标准不确定度：U=√U A 2+U B 2 =0.0313mm U ′=f U=37005х0.0313х10−3= 1.16 m s ⁄ U r =|V 理−V|V 理х100%=|346.11−347.11|346.11х100% =0.28%{ V =(347.11±1.16) m s⁄U r =0.3% P =0.683 }六、数据分析1、实验出现误差的可能原因： α、示波器信号显示不是十分清楚 确定最高或最清晰处存在误差 β、实验室的温度会发生变化不是稳定的这会使理论值发生变化 γ、实验仪器本身存在误差、共振频率会发生微小变化、做实验本人读数时会产生误差。
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2 m
2 m
y 的相对标准不确定度传递公式：
ln f ur ( y ) j 1 x j 2 u (x j )
24
2 u (x j )
2
2
f x i
和
ln f x i
16
二、不确定度(uncertainty)的计算 1、不确定度基本概念 测量不确定度：
与测量结果相关联的参数，表征合理地赋予 被测量值的分散性。反映了由于测量误差的 存在而对被测量值不能肯定的程度，是对被 测量真值所处的量值范围的评定。
标准不确定度u ：
用标准偏差表示的测量不确定度。
17
标准偏差 x 测量列 x1 ， x2 ， x3 ， x4 ，……， xn
• 有效数位 有效数字的位数（决定于仪器精 度及被测量量的大小）
0.0034（二位有效数字）
0.00340（三位有效数字） 实验测量中记录的数据必须是有效数字，有 效数位直接反映测量的准确度，不能随意取 舍。
29
• 有效数字与小数点的位置和单位无关，改 变单位时有效数位不变
0.000350 mm 3.50 107 m 3.50 102 nm
tp 大于1，与测量次数 n 有关,也与 P 有关。
tp 与 n 及 P 的关系 p
tp
0.95
n
3 4.30
4 3.18
5 2.78
6 2.57
7 2.45
8 2.37
9 2.31
∞ 1.96
21
B 类标准不确定度分量
分量，由不同于A类分量的其他方法确定。又称 非统计不确定度。
B类标准不确定度可表示为：
5
二、物理实验课预约 IP： 218.199.86.171
学生学号为不含字母的 全部数字。
如U200911089,登录时用 200911089 初始密码： 123456 建议第一次登录后立即 修改密码，新密码不要 含有字母,字数不要超过 8位。
科技楼北楼二楼大厅触 摸屏24小时可使用。
6
三、物理实验中心网站
IP：218.199.86.172
7
四、物理实验注意事项
1、物理实验课56学时，分两个学期进行： 物理实验（1）28学时在春季学期开课， 物理实验（2）28学时在秋季学期开课。 2、每个学期分两段上课，不允许跨段修课和考试。 3、要求每个学生在规定时间内选做规定个数的实验， 并提交实验报告。 春季学期选做6个实验+绪论作业， 秋季学期选做7个实验。 4、物理实验采用先预约后实验方式上课，预约后要 经常看预约网上的通知。有关物理实验的事项都将 在网上通知，不在对各个班单独通知。 8
u x t p x
u x uB u x uB
u x ur x 100% x
23
3、间接测量量标准不确定度
已知
y f ( x1 , x2 , x3 , , xm )，各直接测
量量的标准不确定度分别为： u ( x1 ), u ( x2 ),...u ( xm ), 那么， y 的标准不确定度传递公式：
5、每次课4学时（3小时），不允许迟到、旷课或早 退。 迟到30分钟以内，一次从总成绩中扣0.5分。 迟到30分钟以上，以旷课论处，一次从总成绩中扣3 分。 6、课前应按要求写好实验预习报告，上实验课时不 带实验预习报告，从操作成绩中扣除30分。 7、实验时刷卡签到，并确认信息是否正确，不刷卡 者以迟到论处。 8、若有事不能做实验，提前一天同学们自己可以在 网上撤销实验，当天有急事不能做实验，可到教室 找任课教师请假，请假扣1分。 9、旷课或请假后，同学应尽快重新预约。物理实验 的仪器套数是有限的，同学们要合理的安排自己的 实验，不要轻易请假和旷课。
2 r
u ( j ) j ur ( j )
积 相商 对形 标式 准函 不数 确可 定先 度求
26
ln j 1 ln J 2 ， ， I I d d 1 2 2 2 2 2 2 ur ( j ) ( ) u ( I ) ( ) u ( d ) I d 1 2 2 2 2 2 ur ( j ) ( ) u ( I ) ( ) u ( d ) I d
169, 177,
167,
1
170, 172
L1 170.3cm ,
L 1.14cm
测量II(cm)：170.3, 170.5, 170.1, 170.8, 170.5, 170.6, 171.0, 170.9, 170.5, 169.8
L2 170.5cm,
L 0.09cm
2
物 理 实 验 课 须 知
一、物理实验课程序 二、物理实验课预约
三、物理实验中心网站
四、物理实验注意事项 五、物理实验报告要求 六、物理实验考核与重修
4
一、物理实验课程序
1、预约实验 2、预习并撰写预习报告 3、独立完成实验如实记录数据 4、按要求处理数据并完成实验报告 5、按时将实验报告交到指定位置
u ( x) u ( z )
2 2
和 求差 标形 准式 不函 确数 可 定 直 度 接
25
例2:待测电流密度j
4I j （ 直 接 测 量 量I，d） 2 d 4 ln j ln ln I 2 ln d
ln j 2 2 ln j 2 2 u ( j) ( ) u (I ) ( ) u (d ) I d
30
数 据 处 理 举例
I 4I 电流密度的测量 j 2 R D2
仪器：千分尺 电流表 列表给出 测量数据
仪器误差0.004mm 量程15mA 精度0.5级
导体直径
I = 14.04 ｍA
31
D /mm 0.508 0.510 0.507 0.509 0.509 0.511
直接测量量不确定度
20
2、直接测量量的标准不确定度
统计分析评定。又称为统计不确定度。 当 n 时， u A x
标准不确定度分量，由观测列的 A 类标准不确定度分量 u：
A
意义 ：当测量次数 n 时物理量落在区间 内的概率为 68.3 % [ x uA , x uA ]
当n为有限时
uA t p x
三、结果表达 Y y u( y ) （单位） P 95%
当待测物理量有公认标准值或理论值时，其测 量不确定度可表示为：
u 测量值 理论值
测量值 理论值 ur 100% 理论值
此时结果表达为:
Y y （单位）
测量值 理论值 ur 100% 理论值
27
置信概率（一般用P表示）
18
Figure 1: Gaussian Distribution Curve
y ( P)
1 2
( x x )2 2 2 e
19
标准偏差
比如
x
165,
xi x i 1 nn 1
n
2
现要测量某人的高度L，测量情况如下 测量I（cm)：168, 170, 175, 170,
14
物理实验的数据处理
给出待测量（其值或关系） 不确定度的计算 结果表达
15
一、给出待测量（其值或关系）
得出待测量的几种方法(一般用于直接测量量）
1、 列表法 2、 图示法 3、用最小二乘法求经验公式 4、逐差法（要求自变量是等间隔变化而函 数关系为线性）
1. 对于间接测量量，一般通过一定的公式由 直接测量量算出。 2. 任何计算，都要求有中间过程，先写计算 式，再代入数据，最后结果应有单位。
2 ( t p D ) 2 uB
0.0052mm
32
4I 4 14.04 2 j 69.03mA / mm 2 2 D 3.14 0.509
1 2 4 2 ur u ( I ) 2 u ( D) 2 I D 0.021
Байду номын сангаас
u( j) ur j 1.4 mA/ mm
•运算结果应符合有效数字运算法则 •多余存疑数字按规定法则取舍 •拟舍弃数字不等于5时，大于5则进，小于5则舍。 拟舍弃数字等于5时，欲保留数字末位是奇数则进， 是偶数则舍。 • a=37.24ｍｍ a=37.2ｍｍ 保留三位 ｂ=37.250ｍｍ 有效数字 ｂ=37.2ｍｍ c=37.15ｍｍ c=37.2ｍｍ
被称为不确定度的传递系数
间接测量量传递公式推导举例
例1 ：N x z N 2 2 N 2 2 2 u (N ) ( ) u ( x) ( ) u ( z) x z
N N 1, 1 x z
u ( N ) u ( x) u ( z )
2 2 2
u( N )
10
五、物理实验报告要求
1、信息齐全、格式规范。 2、字体工整、干净整洁。 3、表述正确、层次清楚。 4、图表合理、讨论认真。
11
指发报告柜号 每个班一个号
填写预约时系统 所给的编号 实验课前需要完 成的部分
实验课后需要完 成的部分
12
13
六、物理实验考核与重修
1、成绩评定：平时70%+考试30% 平时：课堂操作50%+实验报告50% 2、考试方式：闭卷笔试考试（120分钟） 3、考试范围：绪论与所选实验 4、考试时间与地点：由学校教务处通知 5、物理实验不及格只有重修，没有补考 6、不及格者按学期跟下一年级从头重修 物理实验（1）不及格者在春季重修 物理实验（2）不及格者在秋季重修
• 结果表述中不确定度只能取1位有效数字， 相对不确定度取1到2位有效数字，测量值有 效数字尾数与不确定度尾数应对齐