大物实验1
最新大学物理实验1-实验报告模板
最新大学物理实验1-实验报告模板实验名称：测量物体的密度实验目的：1. 掌握测量固体和液体密度的基本方法。
2. 熟悉使用比重瓶和电子天平的操作。
3. 分析实验误差，提高实验数据的准确性。
实验原理：密度定义为物体质量与体积的比值，即 \( \rho = \frac{m}{V} \)。
本实验通过测量物体的质量和体积来计算其密度。
对于固体，体积可通过排水法测量；对于液体，体积可通过比重瓶直接测量。
实验仪器：1. 电子天平2. 比重瓶3. 烧杯4. 移液管5. 蒸馏水6. 待测固体样品7. 待测液体样品实验步骤：1. 使用电子天平测量待测固体样品的质量 \( m \)。
2. 将适量的蒸馏水倒入烧杯中，使用移液管将部分水转移到比重瓶中。
3. 将待测固体样品完全浸入比重瓶中的水中，并记录比重瓶中水的体积变化 \( V_{water} \)。
4. 计算固体样品的体积 \( V = V_{water} \)。
5. 根据密度公式计算固体样品的密度 \( \rho = \frac{m}{V} \)。
6. 重复上述步骤，测量不同液体样品的密度。
7. 记录所有数据，并进行必要的误差分析。
实验数据与结果：（此处填写实验数据表格，包括样品编号、质量m、体积V、计算出的密度ρ以及可能的误差分析）结论：通过本次实验，我们成功地测量了不同固体和液体样品的密度，并掌握了使用比重瓶和电子天平进行密度测量的方法。
实验结果与理论值相近，但在实际操作中存在一定的系统误差和随机误差，这些误差来源包括仪器的精度限制、操作者的技术水平等。
未来可以通过改进实验方法和提高操作精确度来减少误差，提高实验结果的准确性。
大学物理实验基础知识(1)
大学物理实验
§1.3 实验者须知
1.实验课前应充分做好预习工作，真正了解本次实验“做什么、 怎么做、为什么这样做”，并设计好数据表格，完成“实验 报告册”上“预习部分”内容。教师上课时将检查学生预习 情况，凡未预习或预习不充分的学生，不可实验。 2.实验时应严肃认真，养成严谨求实的工作作风，不得伪造实 验数据或相互抄袭实验结果。 3.实验课应注意安全，爱护仪器，如有遗失或损坏仪器等情况 发生，请及时向指导教师报告，教师将酌情按有关章程制度处 理。实验结束应将仪器、桌凳等整理好后再离开实验室。
大学物理实验
4.每次实验必须携带实验讲义、实验报告本、图纸、计算器及 必备的文具 。
5.每次实验的数据，请记录在“实验报告册”的“实验部分”， 实验完毕须经指导教师审核实验结果(包括数据处理)并签阅后 方可结束实验。
6.选做内容可网上自行选择，在规定的范围内，可自由选择实 验内容和实验时间。由于选择了实验时间,即占用了实验资源, 因此，选了实验却没有做的同学，后果自负。
大学物理实验
§1.2 物理实验课的基本程序
预 习
实验操作
撰写报告
大学物理实验
预习
• 仔细阅读实验教材和有关的资料，明确实验目的、原理和方法，
了解主要的实验步骤。对实验中使用的仪器，要弄清操作方法和 注意事项。
• 在统一的实验报告册上书写实验预习报告，包括:目的、原理、内
容、注意事项；要求简明 • 书面回答预习思考题 • 另备纸张绘制好数据记录表格（实验数据不能直接记入实验报告）
在实际测量中，将多次测量的算术平均值作为 测量结果的近真值，即测量结果的最佳估计值。
大学物理实验
f ( x)
置信概率:
p
x2
大学物理实验报告基本测量(1)
大学物理实验报告基本测量(1)大学物理实验报告基本测量一、引言实验是物理学学习的重要环节，而实验报告是实验的重要组成部分。
实验报告中基本测量是必须要进行的，本文将介绍实验报告基本测量的要求和相关事项。
二、基本测量1.测量原理和方法：指明测量所用的物理量和测量方法，并解释测量结果的意义。
2.测量精度和误差：首先进行误差分析，解释误差的来源，并计算总误差和测量结果的不确定度。
3.结果处理：包括数据处理、数据分析和数据展示三个方面。
数据处理包括原始数据处理、数据检查和数据样本处理；数据分析包括数据的平均值，标准差、相对误差等统计量；数据展示则包括图表、曲线等数据呈现方式。
4.实验结论：根据以上的测量结果，进一步得出实验的结论，即分析该实验所探讨的物理问题，进一步发现本实验中的物理规律。
三、实验报告基本要求1.实验目的：介绍该实验的目的和意义。
2.实验器材：详细介绍实验所用的仪器、量具和器材。
3.实验方法：介绍实验过程和操作。
4.实验结果：结合实验目标和仪器器材进行实验数据的统计、处理和分析，并提供数据表格、折线图、统计图等，方便读者直观地了解数据变化过程。
5.实验结论：在研究了实验结果及有关物理规律的基础上，得出本实验中的实验结论，并进行探讨。
四、实验报告注意事项1.报告应简洁明了，用词准确，不可出现错字和语法错误。
2.注意附上所有的数据和表格，并在文字中对其进行详细描述和解释，避免遗漏和误解。
3.实验数据的处理方法和结果分析过程应详尽和科学，以便于他人重现实验和进一步探究。
4.实验结果要充分表现出实验的特征和规律，使读者能够深刻理解实验原理和结果。
总而言之，基本测量是一份实验报告中必不可少的组成部分，通过准确测量，分析和处理实验数据，得出合理结论，既可以帮助提升实验结果的精确度，也可以促进对物理规律的深入了解，从而推动物理学研究的进一步发展。
华理大物实验报告
华理大物实验报告示范报告1实验名称电桥法测中、低值电阻一.目的和建议1.掌握用平衡电桥法测量电阻的原理和方法;2.学会自乘电桥，且用交换法测量电阻去增大和修正系统误差;3.学会采用qj-23型惠斯登电桥测量中值电阻的方法;4.学会采用qj-42型凯尔文双臂电桥测量低值电阻的方法;二.实验原理直流均衡电桥的基本电路如下图右图。
图中ra,rb称为比率臂，rs为可调的标准电阻，称为比较臂，rx为待测电阻。
在电路的对角线（称为桥路）接点bc之间接入直流检流计，作为平衡指示器，用以比较这两点的电位。
调节rs的大小，当检流计指零时，b，c两点电位相等uac?uab；ucd?ubd，即iara?ibrb；ixrx?isrs。
因为检流计中无电流，所以ia?ix，ib?is，得到电桥平衡条件rx?三.实验仪器直流电源，检流计，可变电阻箱，待测电阻，元器件插座板，qj24a型惠斯登直流电桥，qj42型凯尔文双臂电桥，四端接线箱，螺旋测微计四.实验方法1.按实验原理图接好电路；2.根据先粗调后细调的原则，用逆向逐次迫近法调节，并使电桥逐步趋向均衡。
在调节过程中，先接通高值电阻rm，避免过小电流损毁检流计。
当电桥吻合均衡时，要关kg 以提升桥路的灵敏度，进一步细调；3.用箱式惠斯登电桥测量电阻时，所选取的比例臂应使有效数字最多。
rars。
rb1示范报告五.数据记录与分析1.交换法研究自搭电桥的系统误差-rx2rx3ra/rb=100/100rb/r a=100/100rs(ω)294.71976.0r’s(ω)300.92021.0δrs仪(ω)0.32σrs(ω)0.21δr’s仪(ω)0.32σrs’(ω)0.21?rs仪＝?(0.001rs?0.002m)，其中rs是电阻箱示值，m是所用转盘个数，rs2rs2rs仪rs?rs1rs?，?rx?，rx?rsrs?rs??rs2rsrs?2rsrs3所以rx2?297.8?0.1?，rx3?1995.4?0.8?2.不同比例臂对测量结果的影响ra/rb100/100100/1000100/100003.用箱式惠斯登电桥测量电阻rxrx1rx2rx34.用开尔文电桥测量低值电阻铜棒平均直径d＝3.975mm（多次测量取平均）（末读数－初读数）铜棒长度/mm电阻值/10ω电阻r?-3rs(ω)51.0500.65125.6rx1(ω)51.050.0651.256结论比例臂越大，有效数字位数越多，测量结果越准确。
大物实验Ⅰ 练习一
序号组号3.5学分大学物理作业本（上）姓名班级学号南京理工大学应用物理系解题规范解题的过程，既是检验是否掌握所学知识的过程，也是形成严谨的科学习惯的过程。
为此，建议同学们在做作业和考试时遵循下列规范：（1）解题步骤要详细，写明依据什么定律、公式、条件求解。
（2）求解过程中，尽可能用符号推导，到最后一步才代入具体数值，这样容易检查中间步骤，避免出错。
数值可以用分数表示，也可进一步化为小数。
如果化为小数，小数点后最多保留3位。
对于圆周率，可以直接写成π，也可进一步化为数值或角度，跟对小数处理类似。
（3）计算过程中，通常中间步骤不会写单位，但最后结果必须加上单位，否则无物理意义。
为了避免与答案中的数字或符号相混淆，建议将最后加上的单位放在括号内。
（4）书面打印时，公式中的符号通常用斜体，但单位中的符号用正体，不用斜体。
质点运动学练习题（一）位矢、位移、速度、加速度、运动方程、轨道方程1、已知质点的运动方程为2,3t y t x ==，式中t 以秒计，y x ,以米计。
试求：（1）质点的轨道方程，并画出轨迹图；（2）质点在第2秒内的位移和平均速度；（3）质点在第2秒末的速度和加速度。
2、质点沿半径R=0.1m 的圆作圆周运动，自A 沿顺时针方向经B 、C 到达D 点，如图示，所需时间为2秒。
试求：（1）质点2秒内位移和路程；（2）质点2秒内的平均速率和平均速度。
A B C O 2Q D3、一小轿车作直线运动，刹车时速度为0υ，刹车后其加速度与速度成正比而反向，即υk a -=，k为已知常数。
试求：（1）刹车后轿车的速度与时间的函数关系；（2）刹车后轿车最多能行多远？4、一质点在xy 平面上运动，运动方程为：j t i t r )84(22-+=米。
则：（1）该质点运动的轨道方程为什么？（2）s t 2=时，质点的加速度为多少？5、质量m 的小车以速度0υ作匀速直线运动，刹车后受到的阻力与车速成正比而反向，即υk f -=，（k 为正常数），则：（1）t 时刻小车的速度)(t υ为是多少？（2）加速度)(t a 是多少？6、一质点作匀变速直线运动，加速度a 为常数。
哈工大大物实验报告
哈工大大物实验报告哈工大大物实验报告一、引言哈尔滨工业大学（以下简称哈工大）是中国著名的理工科大学之一，拥有丰富的实验资源和实验条件。
大物实验是哈工大理工科学生必修的一门实践课程，旨在通过实验操作，加深学生对物理学原理的理解和掌握实验技能。
本文将对哈工大大物实验进行报告，以便更好地总结和分享实验经验。
二、实验目的大物实验旨在培养学生的实验操作能力和科学研究精神。
通过实验，学生能够掌握物理学中的基本测量方法和实验技巧，提高数据处理和分析的能力，培养科学研究的思维方式。
三、实验内容1. 实验一：测量光的折射率本实验通过测量光在不同介质中的折射角和入射角，计算出光的折射率。
实验中使用了光学仪器和角度测量仪，通过准确的测量和数据处理，得到了较为准确的折射率结果。
2. 实验二：测量电磁感应现象本实验通过改变磁场的强度和方向，测量感应电动势的大小和方向，验证了电磁感应定律。
实验中使用了恒定磁场和线圈，通过改变线圈的位置和方向，观察到了感应电动势的变化规律。
3. 实验三：测量物体的密度本实验通过测量物体的质量和体积，计算出物体的密度。
实验中使用了天平和容积瓶，通过准确的质量测量和体积测量，得到了物体的密度结果。
四、实验结果和分析1. 实验一的结果表明，光在不同介质中的折射率与介质的光密度和折射角有关。
通过实验数据的处理和分析，得到了光的折射率与介质的关系曲线，并与理论值进行了比较，结果较为接近。
2. 实验二的结果表明，感应电动势与磁场的变化规律相关。
通过实验数据的处理和分析，得到了感应电动势与磁场强度和线圈位置的关系曲线，并验证了电磁感应定律。
3. 实验三的结果表明，物体的密度与质量和体积有关。
通过实验数据的处理和分析，得到了物体的密度与质量和体积的关系曲线，并计算出了物体的密度值。
五、实验心得大物实验是一门非常重要的实践课程，通过实验操作和数据处理，我深刻体会到了实验科学的严谨性和精确性。
在实验过程中，我学会了正确使用实验仪器和测量工具，掌握了准确测量和数据处理的方法。
大学物理演示实验(一)
大学物理演示实验（一）引言：大学物理演示实验是物理学学习中的重要组成部分，通过实验可以加深学生对物理学原理的理解，并培养其实践能力和观察力。
本文将介绍一些大学物理演示实验的方法和技巧，以及实验过程中需要注意的细节。
正文：一、实验器材准备1. 确定实验目标：在开始实验之前，确定实验的目标和预期结果，以便选择合适的实验器材和测量方法。
2. 选择合适的器材：根据实验目标选择合适的器材，包括仪器设备、样品和探测器等。
3. 检查器材质量：在开始实验之前，要仔细检查实验器材的质量和状态，确保其正常运行和使用。
二、实验操作步骤1. 准备实验样品：根据实验需要，准备好实验样品，并保证其质量和状态符合实验要求。
2. 实验器材的调校：在实验开始之前，要进行器材的调校和适当的校准，以确保测量结果的准确性。
3. 实验参数设定：根据实验要求，设定实验参数，如实验温度、电流大小等。
4. 实验记录和数据处理：在实验过程中，要及时记录实验数据，并对数据进行适当的处理和分析，以得出结论。
5. 实验安全措施：在实验过程中，要严格遵守实验安全规定，保证实验的安全运行。
三、实验注意事项1. 注意实验环境：确保实验室环境安全和整洁，防止杂物干扰实验结果。
2. 注意实验时间安排：合理安排实验时间，确保实验能够顺利进行，并预留足够的时间进行数据处理和分析。
3. 注意实验技巧：掌握相关的实验操作技巧，以提高实验的效率和准确性。
4. 注意实验数据准确性：在记录实验数据时，要尽量保证数据的准确性，避免误差的发生。
5. 注意实验细节：在进行实验时，要注意实验细节和注意事项，如保持实验器材的干燥和清洁等。
四、实验结果和分析1. 数据处理和分析：根据实验数据，进行适当的数据处理和分析，例如计算平均值、标准差等统计量，并进行误差分析。
2. 结果展示：将实验结果以适当的图表形式展示出来，以便更好地理解和比较实验结果。
3. 结果解释和讨论：对实验结果进行解释和讨论，分析实验现象和原理之间的关系，并与理论结果进行比较和验证。
大物实验_精品文档
大物实验引言大物实验是大学物理实验课程中的一门重要实践环节，旨在通过实际操作探究物理原理和现象，加深对物理知识的理解和应用能力的培养。
本文将介绍大物实验的基本概念、实验内容和实验步骤，并分享一些实验注意事项和技巧。
实验目的大物实验的主要目的是通过实际操作，加深学生对于物理原理和现象的认识，并培养学生的实验技能和科学精神。
通过大物实验，学生能够掌握物理实验方法、观察、测量和数据处理等实验技巧，提高实验设计与实施的能力，同时培养学生的动手能力和合作精神。
实验内容大物实验的内容非常丰富多样，主要包括力学、热学、光学、电磁学等方面的实验。
以下是一些常见的大物实验内容：1.动力学实验：如弹簧振子实验、万有引力实验等，用于研究物体的运动和相互作用力的关系。
2.热学实验：如热传导实验、热容实验等，用于研究物体的热性质和热传递现象。
3.光学实验：如干涉实验、衍射实验等，用于研究光的性质和光的传播规律。
4.电磁学实验：如静电实验、电磁感应实验等，用于研究电磁现象和电磁场的特性。
实验内容的选择应根据教学大纲和课程目标进行安排，既要符合基础知识的教学要求，又要具有一定的实际应用性和科学性。
实验步骤大物实验的步骤通常包括实验前准备、实验过程和实验结果分析三个部分。
1.实验前准备：包括实验仪器的检查与调试，实验装置的搭建，实验数据的记录表的准备等。
在实验前，一定要先理解实验的目的和原理，掌握实验所需仪器和装置的基本使用方法。
2.实验过程：按照实验的步骤和操作要求进行实验。
注意安全操作，保持实验室的整洁和安全，严格按照实验要求进行测量和观察。
在实验过程中要记录所观察到的现象、测量到的数据等，确保数据的准确性和可靠性。
3.实验结果分析：将实验数据进行整理和分析，通过表格、图形等形式展示实验结果，对实验数据进行处理和计算，并结合理论知识进行分析和讨论。
在分析实验结果时，要注意合理解释和推理。
实验注意事项和技巧在进行大物实验时，需要注意以下几点事项和技巧：1.实验安全：实验过程中要注意个人安全和实验室的安全，穿戴实验室安全服，遵守实验操作规范，注意使用化学品的安全性。
大物实验报告
⼤物实验报告1实验名称电桥法测中、低值电阻⼀.⽬的和要求1.掌握⽤平衡电桥法测量电阻的原理和⽅法;2.学会⾃搭电桥，且⽤交换法测量电阻来减⼩和修正系统误差;3.学会使⽤QJ-23型惠斯登电桥测量中值电阻的⽅法;4.学会使⽤QJ-42型凯尔⽂双臂电桥测量低值电阻的⽅法;⼆.实验原理直流平衡电桥的基本电路如下图所⽰。
图中B A R R ,称为⽐率臂，Rs 为可调的标准电阻，称为⽐较臂，Rx 为待测电阻。
在电路的对⾓线（称为桥路）接点BC 之间接⼊直流检流计，作为平衡指⽰器，⽤以⽐较这两点的电位。
调节Rs 的⼤⼩，当检流计指零时，B ，C 两点电位相等AB AC U U =；BD CD U U = ，即B B A A R I R I =；S S X X R I R I =。
因为检流计中⽆电流，所以X A I I =，S B I I =，得到电桥平衡条件 Rs R R Rx BA=。
三.实验仪器直流电源，检流计，可变电阻箱，待测电阻，元器件插座板，QJ24a 型惠斯登直流电桥，QJ42型凯尔⽂双臂电桥，四端接线箱，螺旋测微计四.实验⽅法1.按实验原理图接好电路；2.根据先粗调后细调的原则，⽤反向逐次逼近法调节，使电桥逐步趋向平衡。
在调节过程中，先接上⾼值电阻R m ，防⽌过⼤电流损坏检流计。
当电桥接近平衡时，合上K G 以提⾼桥路的灵敏度，进⼀步细调；3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻时，所选取的⽐例臂应使有效数字最多。
五.数据记录与分析(0.0010.002)SRSR m±+仪＝，其中SR是电阻箱⽰值，m是所⽤转盘个数，RSσ=XR=XRσ=所以31995.40.8XR=±Ω2.不同⽐例臂对测量结果的影响3.⽤箱式惠斯登电桥测量电阻4.⽤开尔⽂电桥测量低值电阻铜棒平均直径d＝3.975mm（多次测量取平均）（末读数－初读数）电阻24R L LS dρρπ==，由下图中的拟合直线得出斜率00609.042==dkπρ，则电阻率()mkdΩ===--82321056.74.0142.34πρ六.分析讨论题当惠斯登电桥平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡？试说明之。
大物实验知识点总结
大物实验知识点总结一、引言大物实验是大学物理必修课程的一部分，通过实验，可以帮助学生更好地理解和掌握物理理论知识，培养学生动手能力和实际操作能力。
本文将对大物实验中常见的知识点进行总结和归纳，以便于学生更好地复习和巩固相关知识。
二、实验仪器和常用设备1. 光学实验常用仪器：干涉仪、衍射仪、光栅、棱镜、透镜等。
2. 电学实验常用仪器：电源、示波器、电压表、电流表、电磁铁等。
3. 力学实验常用仪器：弹簧测力计、滑轮组、光电门、摆锤等。
4. 热学实验常用仪器：热力学实验仪、热电偶、温度计等。
三、光学实验知识点总结1. 光的干涉和衍射实验（1）. 干涉实验：干涉是指两个或多个波的波峰和波谷相遇形成明暗相间的干涉条纹。
常见的干涉实验有双缝干涉、单缝干涉、菲涅尔双镜干涉等。
（2）. 衍射实验：衍射是波在穿过狭缝或障碍物时发生弯曲和扩散的现象。
衍射实验常见的有单缝衍射、双缝衍射和光栅衍射等。
2. 光的偏振实验偏振是指光在某些介质中只沿一个方向传播的现象，常见的偏振器有偏光片、偏振镜、偏振棱镜等。
偏振实验主要是通过观察偏振光的性质来研究光的偏振规律。
3. 光的衍射光栅实验光栅是一种具有等间距狭缝的透明平面，通过光栅衍射实验可以研究光的波动性质，测量光的波长和频率等。
四、电学实验知识点总结1. 电流和电压的测量电流的测量常用电流表，电压的测量常用电压表，实验中需要注意电路的连接和电流、电压的测量范围。
2. 电阻和电路的实验电阻是指导体对电流的阻碍程度，可以通过串联、并联电路实验来研究电阻的串并联规律，掌握欧姆定律和基尔霍夫定律等。
3. 电磁感应实验电磁感应实验是通过研究导体在磁场中受到感应电流的现象来探究电磁感应规律，实验中常用的设备有电磁铁、导线圈、磁通量计等。
4. 电容和电量实验电容是指导体存储电荷能力的大小，可以通过平行板电容器实验来研究电容的大小和电场分布规律，实验中常用电容器、电荷计等设备。
五、力学实验知识点总结1. 牛顿第二定律实验通过设置一定质量的物体和测力计，可以测量物体所受的力和加速度，验证牛顿第二定律。
实验报告大物
一、实验目的1. 了解大物实验的基本原理和方法；2. 掌握大物实验的基本操作技能；3. 培养实验数据处理和分析能力；4. 提高科学素养和创新能力。
二、实验原理大物实验是研究宏观物体运动规律的基础实验。
本实验主要研究以下原理：1. 牛顿运动定律：物体在受到外力作用时，其运动状态会发生变化；2. 动量守恒定律：系统所受外力为零时，系统的动量守恒；3. 能量守恒定律：系统所受外力为零时，系统的机械能守恒。
三、实验仪器与材料1. 大物实验装置：包括小车、滑轨、砝码、打点计时器、刻度尺、导线等；2. 计算机：用于数据采集和分析；3. 实验记录本：用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 装置准备：将小车放在滑轨上，调整滑轨使其水平，连接打点计时器、导线和电源；2. 打点计时：启动打点计时器，让小车在滑轨上运动，记录打点计时器输出的数据；3. 数据采集：使用刻度尺测量小车运动的位移和时间，记录实验数据；4. 数据处理：将实验数据输入计算机，利用数据处理软件进行计算和分析；5. 结果分析：根据实验数据和理论公式，分析实验结果，得出结论。
五、实验数据与结果1. 实验数据：（1）小车质量m1=0.5kg；（2）滑轨倾角θ=5°；（3）小车加速度a=0.5m/s²；（4）小车位移s=0.2m；（5）打点计时器记录时间t=0.1s。
2. 实验结果：根据实验数据和理论公式，计算小车在运动过程中的动能和势能，得出以下结果：（1）小车动能E_k=1/2m1a²=0.125J；（2）小车势能E_p=m1gh=0.1J；（3）小车机械能E_m=E_k+E_p=0.225J。
六、实验分析与讨论1. 实验结果与理论值比较：根据牛顿第二定律，计算小车在滑轨上受到的合外力F=m1a=0.25N。
根据能量守恒定律，计算小车在运动过程中的能量损失ΔE=E_m-E_p=0.125J。
实验结果与理论值基本一致，说明实验装置和实验方法合理。
大学物理实验声速测量实验报告(1)
大学物理实验声速测量实验报告(1)大学物理实验声速测量实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过测量声波的传播时间和距离，计算出空气中的声速，并且借此掌握声波在介质中传播的相关知识和技能。
二、实验原理声波的传播速度与介质密度、压强以及温度有关。
本实验中，通过一段已知长度的玻璃耳管和可以发出超声波的脉冲发生器，将脉冲信号通过耳管传输到另一端，在经过接收装置后产生回响信号，并自动停止脉冲发生，记录下声波传播的时间t。
同时，测量被测介质温度以及用光学仪器测量出耳管长度L，即可利用以下公式计算出声速v：v=2L/t三、实验仪器超声波发生器、玻璃耳管、声波接收器、计时器、光学仪器、温度计等。
四、实验步骤1.将玻璃耳管放置在实验台上，测量其长度L；2.将发生器与接收器分别连接到耳管的两端，使其相离5cm左右，打开发生器的电源；3.按下发生器上的按钮，让发生的声波波段传输至接收器，并记录下传输时间t；4.多次重复上述步骤，取平均值，得到声波传播时间t及其标准差；5.测量被测介质温度；6.利用公式v=2L/t计算出声速，写入实验记录表中。
五、实验注意事项1.实验中要注意保持实验环境的安静和稳定，防止外界干扰；2.使用超声波发生器时要确保其正确接线，并调整合适的发射频率以避免信号干扰；3.测温时要注意温度计的准确度和可靠性。
六、实验结果及分析本实验中取得的数据如下：玻璃耳管长度L=0.35m声波传播时间t=0.002s被测介质温度T=25℃根据公式v=2L/t，代入上述数据可得声速v=350m/s。
与理论值相比较，误差很小，说明实验数据的可靠性比较高。
七、实验结论通过本实验的探究，可以得出空气中声速的测量值，并且掌握了声波在介质中传播的相关知识和技能。
在实验中要吸收并掌握科学的实验方法，注意数据积累与分析过程中的细节，以得到准确的结论。
大物实验报告(3篇)
大物实验报告（3篇）大物实验报告（精选3篇）大物实验报告篇1【实验原理】辉光球发光是低压气体(惰性气体)在高频电场中的放电现象。
辉光球外表为高强度玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等)，中央有一个黑色球状电极。
球的底部有一块振荡电路板，通过电源变换器，将低压直流电转变为高压高频电流加在电极上。
通电后，振荡电路产生高频电场，球内稀薄气体由于受到高频电场的电离作用而光芒四射。
辉光球工作时，在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。
当用手(人与大地相连)触及球时，球周围的电场、电势分布再均匀对称，故辉光球在手指的周围处变得更为明亮，产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲，随手指移动起舞。
这其实是分子的激发，碰撞、电离、复合的物理过程。
人体为另一电极，气体在极间电场中电离、复合而发生辉光。
【实验现象】辉光球通电后呈静止样。
当人手触摸时中间电极出现放电致球壳触摸处。
五颜六色的闪电会随着手的移动而移动，球内出现放电现象。
一旦手离开，闪电消失。
霓虹灯，把直径为12-15毫米的玻璃管弯成各种形状，管内充以数毫米汞柱压力的氖气或其他气体，每1米加约1000伏的电压时，依管内的充气种类，或管壁所涂的荧光物质而发出各种颜色的光，多用此作为夜间的广告等。
日光灯，亦称荧光灯。
一种利用光质发光的照明用灯。
灯管用圆柱形玻璃管制成，实际上是一种低气压放电管。
两端装有电极，内壁涂有钨酸镁、硅酸锌等荧光物质。
制造时抽取空气，充入少量水银和氩气。
广泛用于生活和工厂的照明光源。
还有一种是氙灯，氙灯是一种高辉度的光源。
它的颜色成分与日光相近故可以做天然色光源、红外线、紫外线光源、闪光灯和点光源等，应用范围很广。
人体辉光，疾病辉光，爱情辉光，意识体能辉光，人体辉光监控。
大物实验报告篇2【实验目的】1、了解示波器的基本结构和工作原理，学会正确使用示波器。
2、掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法。
3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利萨如图形测量未知正弦信号的频率。
长春理工大学大二上大物实验报告
实验1 导热系数的测量【实验目的】1、了解热传导现象的物理过程2、学习用稳态平板法测量材料的导热系数 3．学习用作图法求冷却速率4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 【实验仪器】1、YBF-3导热系数测试仪 一台2、冰点补偿装置 一台3、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板） 一组4、塞尺 一把 【实验原理】导热系数(热导率)是反映材料热性能的物理量，导热是热交换三种（导热、对流和辐射）基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题之一，要认识导热的本质和特征，需了解粒子物理而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理的实验。
材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。
因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。
在科学实验和工程设计中所用材料的导热系数都需要用实验的方法测定。
（粗略的估计，可从热学参数手册或教科书的数据和图表中查寻）1882年法国科学家J •傅里叶奠定了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律基础之上，从测量方法来说，可分为两大类：稳态法和动态法，本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。
为了测定材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。
热传导定律指出：如果热量是沿着Z 方向传导，那么在Z 轴上任一位置Z 0 处取一个垂直截面积ds （如图1），以dzdT表示在z 处的温度梯度，以dtdQ表示在该处的传热速率（单位时间内通过截面积ds 的热量），则传热速率与温度梯度及面积成正比，热传导定律可表示成：ds dzdTdt dQ Z 0)(λ-= (1) 1T 2Tz（图1）式中的负号表示热量从高温区向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。
完整大学物理实验报告之长度基本测量(1)
完整大学物理实验报告之长度基本测量(1)实验名称：长度基本测量实验目的：1. 掌握测量长度的基本方法和技能；2. 熟悉测量仪器的使用方法和注意事项；3. 提高实验操作和数据处理能力。
实验原理：本实验使用卷尺、游标卡尺和数显游标卡尺等测量工具测量长度。
卷尺：卷尺是一种直尺，通常用于方便地测量线性长度。
卷尺上标注有刻度，可以直接读取被测物的长度。
游标卡尺：游标卡尺采用游动量尺测量技术，可以测量小范围内的长度和宽度。
游标卡尺读数时，需注意游标的位置。
数显游标卡尺：数显游标卡尺与普通游标卡尺相比，具有自动显示数值的功能，读数更加准确。
实验步骤：1. 使用卷尺测量被测物的长度；2. 使用游标卡尺精确测量被测物的长度；3. 使用数显游标卡尺测量被测物的长度；4. 对以上三种测量结果进行比较分析；5. 记录实验数据，分析数据误差。
实验结果：通过卷尺测量，被测物长度为10.5cm；通过游标卡尺精确测量，被测物长度定为10.46cm；通过数显游标卡尺测量，被测物长度定为10.47cm。
数据分析：通过对实验数据的分析，我们可以发现：卷尺误差较大，游标卡尺误差较小，而数显游标卡尺误差更小，读数也更加方便和准确。
实验结论：1. 测量长度需要采用正确的测量工具和技术；2. 不同的测量工具具有不同的误差；3. 在实验中，应该使用误差较小的测量工具来提高测量准确度；4. 实验记录需要详细、清晰，以便进行数据分析和讨论。
实验感想：本次实验让我更加深入地理解了测量的重要性，体验了不同测量工具的特点和使用方法。
在今后的学习和生活中，我会更加重视测量的准确性和精度。
大物实验1(15-16冬-电位差计、粘滞系数)
实验报告（完整）
1.实验名称 2.实验目的 3.实验仪器 4.实验原理简述（包括原理线路图，简单推导，测 量公式等）。 5.数据记录表格、数据处理和实验结果。 6.分析讨论(自己把握）
数据处理（写出公式,代入数据,算出结果,写出单位）
用UJ-31型电位差计校正一个量程75mv的电压表，在毫米方格纸上作 出校正曲线，并确定电压表的级别。 表3.3 (P76) 校正量程75mv的电压表的数据记录
0.002mm D d仪 0.004mm U d S d2 D2d仪 0.0022 0.0042 0.0045mm
2 0 gd 2t 7.800 0.9550103 kg m 3 9.794m s 2 4.749103 m 4.131s
才能改变预置次数。 5. 1帕斯卡·秒= 1 千克/米·秒
预习报告
1.实验名称：用落球法测量液体的粘度 2.数据记录:
表1 螺旋测微计初读数d0=
次数 钢珠直径末读数 d/mm 1 2
mm（ 量筒外径D外/ mm(游标卡尺) 量筒内径D内=D外-5.00/mm A、B间距离/ cm(钢尺) 液体密度0/(g·cm-3) 小钢球密度/(g·cm-3) 室温T/℃ 0.9550 7.800
测量盘
实验线路
标准电池 光点检流计
6V稳压电源 待校电压表
干电池
+
-
+
+ -
-
+
-
+
-
+
-
+
分压电路板
UJ-31型电位差计
实验步骤
1.正确连接电路，正负极不要接反。 2.调整光点检流计，检流计开关打开（从6V打到220V)， 分流器旋钮从“短路”打到“×0.1”档后，机械调 零。（注意：实验结束后，开关打回6V，分流器打回 回短路。）
大物实验1钢丝杨氏模量
【实验简介】固体在外力作用下都会发生形变，当形变不超过某限度时，撤去外力，形变会随之消失，这种现象称为弹性形变。
物体发生弹性形变时，内部会产生恢复原状的内应力，杨氏模量是反映材料形变与内应力关系的物理量。
通过钢丝杨氏模量的测定了解杨氏模量的物理意义，学习用光杠杆放大法测量长度的微小变化量，掌握光杠杆测量系统的调节和使用，学会用逐差法处理数据。
【预习、操作要点】1．了解杨氏模量的物理意义，掌握光杠杆法的测量原理，利用光杠杆法测量微小长度的变化量。
熟悉公式及并搞清式中各量的物理意义。
2．清楚望远镜的测距原理及调节方法，视差的意义及消除方法。
（1）望远镜测距原理望远镜是帮助人们看清楚远处的目标，以便观察、瞄准与测量的助视仪器，其通常是由放置在内筒的目镜、分划板以及放置在外筒的物镜组成。
望远镜测距原理如下图所示，标尺AB放在望远镜物镜L0的前方与F0(L0的前焦点)相距为S的地方(本实验相当于直尺在小镜中的像，S=2R)，标尺AB经过L0成中间像A￠B￠，调节望远镜的分划板及目镜LE，使人眼经目镜能同时看清A￠B￠及分划板刻线，消除视差，即A￠B￠必须成像在分划板刻线平面上。
由图可见这样设计望远镜时，常把A￠B￠长度固定，使其分划板如图所示，并把f0/A￠B￠ (视距常数)凑成整数100（或者50）。
这样，从望远镜中读出与A￠B￠对应的标尺上AB的长度，则有以上只是基本原理，实际的望远镜有更多的透镜，它的F0位置经过精巧的设计，可以设计到望远镜架的中心上，这样S就等于标尺AB与望远镜架中心的距离。
（2）望远镜调节方法首先对目镜调焦，通过目镜看到清晰的分划板的像，然后在对物镜调焦，通过目镜看到待测物的像。
3．掌握光杠杆测量系统的调节方法和使用方法。
任一光学实验的调节步骤：先目测粗调（通过眼睛从外部看是否满足相应的条件），然后利用相应光学原理细调。
本实验首先使直尺和钢丝平行，望远镜和平面镜位于同一高度，并对准镜面。
大物实验思考题答案.
教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为 ,即主尺上49mm与游标上50格同长，如教材图1-3所示。这样，游标上50格比主尺上50格（50mm）少一格（1mm），即游标上每格长度比主尺每格少1÷50= 0.02(mm)， 所以该游标卡尺的精度为0.02mm。
使用游标卡尺时应注意：①一手拿待测物体，一手持主尺，将物体轻轻卡住，才可读数。②注意保护量爪不被磨损，决不允许被量物体在量爪中挪动。③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径，内量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度，紧固螺丝用来固定读数。
2．在室内天棚上挂一单摆，摆长很长无法用尺直接测出来，请设计用简单的工具和方法测量其摆长。
答：测出单摆振动的周期 ，查出本地重力加速度g，即可通过 计算出摆长 。
大学物理实验. 第1册
大学物理实验. 第1册
1、大学物理实验. 第1册，即《大学物理实验（第一册）》是2015年厦门大学出版社出版的图书。
本书主要讲述计算公式的推导，具体实验项目。
2、《大学物理实验（第一册第三版）》可用作各理工专业学生的普通实验教材或参考书。
考虑到大学物理实验的自成体系及其以低年级学生为主要教学对象的特点，《大学物理实验（第一册第三版）》基础部分在实验原理的叙述上力求清晰易懂，在计算公式的推导上力求完整，在具体实验项目的描述上，尽量图文相配，使学生有亲临其境的感觉，以取得更好的实验效果，提高学生的实验能力。
大物实验第一课 测量误差分析
5第一章 测量、误差和数据处理1．测量与误差1.1 测量在科学实验中，一切物理量都是通过测量得到的．所谓测量，就是用一定的工具或仪器，通过一定的方法，直接或间接地与被测对象进行比较．著名物理学家伽利略有一句名言：“凡是可能测量的，都要进行测量，并且要把目前无法度量的东西变成可以测量的”．物理测量的内容很多，大至日、月、星辰，小到原子、分子．现在人们能观察和测量到的范围，在空间方面已小到10-14～10-15 cm ，大到百亿光年，大小相差在1040倍以上．在时间方面已短到10-23 ～10-24 s 的瞬间，长达百亿年，两者相差也在1040倍以上．在定量地验证理论方面，也需要进行大量的测量工作．因此可以说，测量是进行科学实验必不可少的极其重要的一环．测量分直接测量和间接测量．直接测量是指把待测物理量直接与认定为标准的物理量相比较，例如用直尺测量长度和用天平测物体的质量．间接测量是指按一定的函数关系，由一个或多个直接测量量计算出另一个物理量，例如测物体密度时，先测出该物体的体积和质量，再用公式算出物体的密度．在物理实验中进行的测量，大多属于间接测量．一个测量数据不同于一个数值，它是由数值和单位两部分组成的．一个数值有了单位，才具有特定的物理意义，这时它才可以称之为一个物理量．因此测量所得的值（数据）应包括数值（大小）和单位，两者缺一不可．1.2 误差从测量的要求来说，人们总希望测量的结果能很好地符合客观实际．但在实际测量过程中，由于测量仪器、测量方法、测量条件和测量人员的水平以及种种因素的局限，不可能使测量结果与客观存在的实际值（真值）完全相同，我们所测得的只能是某物理量的近似值．也就是说，任何一种测量结果的量值与真值之间总会或多或少地存在一定的差值，将其称为该测量值的测量误差，简称“误差”，误差的大小反映了测量的准确程度．测量误差的大小可以用绝对误差表示，也可用相对误差表示 绝对误差 ＝ 测量值－真值，100%真值绝对误差相对误差⨯=E ．测量总是存在着一定的误差，但实验者应该根据要求和误差限度来制订或选择合理的测量方案和仪器．不能不切合实际地要求实验仪器的精度越高越好；环境条件总是恒温、恒湿、越稳定越好；测量次数总是越多越好．一个优秀的实验工作者，应该是在一定的要求下，以最低的代价来取得最佳的实验结果．要做到既保证必要的实验精度，又合理地节省人力与物力．误差自始至终贯穿于整个测量过程之中，为此必须分析测量中可能产生各种误差的因素，尽可能消除其影响，并对测量结果中未能消除的误差做出评价．1.3 误差的分类6误差的产生有多方面的原因，从误差的来源和性质上可分为“偶然误差”和“系统误差”两大类．1.3.1 系统误差在相同条件下，多次测量同一物理量时，测量值对真值的偏离（包括大小和方向）总是相同的，这类误差称为系统误差．系统误差的来源大致有以下几种：（1）理论公式的近似性：例如单摆的周期公式g l T π2 成立的条件之一是摆角趋于零，而在实验中，摆角为零的条件是不现实的．（2）仪器结构不完善：例如温度计的刻度不准，天平的两臂不等长，示零仪表存在灵敏阈等．（3）环境条件的改变：例如在20℃条件下校准的仪器拿到－20℃环境中使用．（4）测量者生理心理因素的影响：例如记录某一信号时有滞后或超前的倾向，对准标志线读数时总是偏左或偏右、偏上或偏下等．系统误差的特点是恒定性，不能用增加测量次数的方法使它减小．在实验中发现和消除系统误差是很重要的，因为它常常是影响实验结果准确程度的主要因素．能否用恰当的方法发现和消除系统误差，是测量者实验水平高低的反映，但是又没有一种普遍适用的方法去消除误差，主要靠对具体问题作具体的分析与处理，要靠实验经验的积累．1.3.2 偶然误差 偶然误差是指在相同条件下，多次测量同一物理量，其测量误差的绝对值和符号以不可预知的方式变化．这种误差是由实验中多种因素的微小变动而引起的，例如实验装置和测量机构在各次调整操作上的变动，测量仪器指示数值的变动，以及观测者本人在判断和估计读数上的变动等等．这些因素的共同影响就使测量值围绕着测量的平均值发生涨落，这变化量就是各次测量的偶然误差．偶然误差的出现，就某一测量值来说是没有规律的，其大小和方向都是不能预知的，但对一个量进行足够多次的测量，则会发现它们的偶然误差是按一定的统计规律分布的，常见的分布有正态分布、均匀分布、t 分布等． 常见的一种情况是：正方向误差和负方向误差出现的次数大体相等，数值较小的误差出现的次数较多，数值很大的误差在没有错误的情况下通常不出现．这一规律在测量次数越多时表现得越明显，它就是一种最典型的分布规律——正态分布规律．1.3.3 系统误差和偶然误差的关系 系统误差和偶然误差的区别不是绝对的，在一定条件下，它们可以相互转化．比如称量的砝码误差，对于制造厂家来说，它是偶然误差，对于使用者来说，它又是系统误差．又如测量对象的不均匀性（如小球直径、金属丝的直径等），既可以当作系统误差，又可以当作偶然误差．有时系统误差和偶然误差混在一起，也难于严格加以区分．例如测量者使用仪器时的估读误差往往既包含有系统误差，又包含有偶然误差．这里的系统误差是指他读数时总是有偏大或偏小的倾向，偶然误差是指他每次读数时偏大或偏小的程度又是互不相同的．2．测量的不确定度和测量结果的表示2.1 测量的不确定度 测量误差存在于一切测量中，由于测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度即为测量的不确定度，它给出测量结果不能确定的误差范围．一个完整的测量结果不仅要标明7其量值大小，还要标出测量的不确定度，以表明该测量结果的可信赖程度． 目前世界上已普遍采用不确定度来表示测量结果的误差．我国从1992年10月开始实施的《测量误差和数据处理技术规范》中，也规定了使用不确定度评定测量结果的误差． 通常不确定度按计算方法分为两类，即用统计方法对具有随机误差性质的测量值计算获得的A 类分量∆A ，以及用非统计方法计算获得的B 类分量∆B ． 2.2 偶然误差与不确定度的A 类分量 2.2.1 偶然误差的分布与标准偏差 偶然性是偶然误差的特点．但是，在测量次数相当多的情况下，偶然误差仍服从一定的统计规律．在物理实验中，多次独立测量得到的数据一般可近似看作为正态分布，正态分布的特征可以用正态分布曲线形象地表示出来，如图1所示．当测量次数n 趋于∞时，测量值x 将成为连续型随机变量，其概率密度分布为正态函数，形式为⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛--=221exp 21)(σμπσx x f （1）其中，µ 表示x 出现概率最大的值，在消除系统误差后，µ为真值．σ 称为标准偏差，它反映了测量值的离散程度．定义21()d xx f x x ξ=⎰，表示变量x 在(x 1，x 2)区间出现的概率，称为置信概率．x 出现在（µ－σ，µ＋σ）之间的概率为()d 0.683f x x μσμσξ+-==⎰（2）说明对任一次测量，其测量值出现在（µ－σ，µ＋σ）区间的可能性为0.683．为了给出更高的置信水平，置信区间可扩展为（µ－2σ，µ＋2σ）和（µ－3σ，µ＋3σ），其置信概率分别为22()d 0.954f x x μσμσξ+-==⎰和 33()d 0.997f x x μσμσξ+-==⎰（3）2.2.2 多次测量平均值的标准偏差和算术平均值标准误差尽管一个物理量的真值µ是客观存在的，但由于随机误差的存在，企图得到真值的愿望仍不现实，我们只能估算µ值．根据偶然误差的特点，可以证明如果对一个物理量测量了相当多次后，分布曲线趋于对称分布，其算术平均值就是接近真值µ的最佳值．如对物8理量x 测量n 次，每一次测量值为x i ，则算术平均值x 为nxx ni i∑==1（4）x 的标准偏差（Standard Deviation)可用贝塞尔公式估算为1)(12--=∑=n x xni ix σ （5）其意义为任一次测量的结果落在)(x x σ-到)(x x σ+区间的概率为0.683．由于算术平均值是测量结果的最佳值，最接近真值，因此我们更希望知道x 对真值的离散程度．误差理论可以证明x 的标准误差（Standard Error)为()()nn n x x xix σσ=--=∑12（6）上式说明，平均值的标准差是n 次测量中任意一次测量值标准差的n /1，显然x σ小于x σ．x σ的意义是待测物理量处于x x σ±区间内的概率为0.683．从上式中可以看出，当n为无穷大时，0=x σ，即测量次数无穷多时，平均值就是真值．2.2.3 有限次测量的情况和t 因子值得注意的是测量次数相当多时，测量值才近似为正态分布，上述结果才成立．在测量次数较少的情况下，测量值的概率密度曲线将呈t 分布（图2）．测量次数较少时，t 分布相比正态分布变得平坦，当测量次数较多时（例如多于10次）t 分布趋于正态分布，当测量次数趋于无限时，t 分布过渡到正态分布．对有限次测量的结果，要保持与正态分布同样的置信概率，显然要扩大置信区间，将置信区间乘以一个大于1的t 因子，则)/(n t x t x x x x σσξξ±=±=的置信概率与正态分布的置信概率ξ相同．在物理实验中，我们建议置信概率采用0.95，因子95.0t 和n t /95.0的值见表1．表1 95.0t 和n t /95.0与n 的关系92.2.4 不确定度的A 类分量不确定度的A 类分量∆A 是重复测量时用统计学方法计算的分量，当重复测量次数为n 时, n t t x x A /Δξξσσ⋅==．当实验中取置信概率为0.95，且n ＝6时，有x A σ05.1=∆．通常在大学物理实验中，当n ＝6时，由于有1/95.0≈n t ，取∆A = σx ，即在置信概率为0.95的前提下，A 类不确定度∆A 可用测量值的标准偏差σx 估算．2.3 不确定度的B 类分量不确定度的B 类分量∆B 是用非统计方法计算的分量，如仪器误差等．一般而言，不确定度的B 类分量∆B 记为仪器标定的最大允差∆仪/C ，其中C 为置信系数，通常情况下C 取1，即∆B = ∆仪．某些常用实验仪器的最大允差∆仪见表2．表2 常用实验仪器的最大允差102.4 测量结果的表示 2.4.1 测量结果的表示若用不确定度表征测量结果的可靠程度，则测量结果需写成下列标准形式⎪⎩⎪⎨⎧⨯=±=%100x u u u x x xx r x （7）式中x 为多次测量的平均值，u 为合成不确定度，u r 为相对不确定度．合成不确定度u 由A 类不确定度∆A 和B 类不确定度∆B 采用均方根合成方式得到22B A x u ∆+∆=（8）若A 类分量有n 个，B 类分量有m 个,那么合成不确定度为∑∑==∆+∆=mi B ni A x i iu 1212（9）2.4.2 直接测量的不确定度计算过程 （1）单次测量时，通常有三种情况：（a ）仪器精度较低，偶然误差很小，多次测量读数相同，不必进行多次测量； （b ）对测量的准确程度要求不高，只测一次就够了； （c ）因测量条件的限制，不可能多次重复测量．单次测量的结果也用（7）式表示测量结果．这时u 常用极限误差∆表示．∆的取法一般有二种：一种是仪器标定的最大允差∆仪；另一种是根据不同仪器、测量对象、环境条件、仪器灵敏阈等估计一个极限误差．两者中取数值较大的作为∆值．（2）多次测量时，不确定度以下面的过程进行计算：（a ）修正已知的系统误差，得到测量值（如螺旋测微器必须消除零误差）；（b ）求测量数据的算术平均值：nxx i∑=；（c ）用贝塞尔公式计算标准偏差：()12--=∑n x x ixσ；（d ）标准偏差乘以一置信参数n t /95.0，求得∆A ； （e ）根据仪器标定的最大允差∆仪 确定∆B ： ∆B = ∆仪； （f ）由∆A 、∆B 计算合成不确定度：22B A x u ∆+∆=；11（g ）计算相对不确定度：%100⨯=xu u xr x ； （h ）给出测量结果:⎪⎩⎪⎨⎧⨯=±=%100x u u u x x xr x x ．例：在室温23℃下，用共振干涉法测量超声波在空气中传播时的波长λ，数据见表：试用不确定度表示测量结果． 解：波长λ的平均值为()mm 64.46161==∑=i i λλ任意一次波长测量值的标准偏差为()()mm)(03.0510109164612≈⨯=--=-∑iλλσλ实验装置的游标示值误差为：∆仪 = 0.02 mm波长不确定度的A 类分量为：∆A =1.05σλ ≈σλ = 0.03mm B 类分量为：∆B = ∆仪 = 0 .02 mm 于是，波长的合成不确定度为()()04.002.003.02222≈+=∆+∆=B A u λ(mm )相对不确定度为 %9.0%100=⨯=λλλu u r测量结果表达为：()⎩⎨⎧=±=%9.004.064.4λλr u cm122.4.3 间接测量不确定度的计算间接测量量是由直接测量量根据一定的数学公式计算出来的．这样一来，直接测量量的不确定度就必然影响到间接测量量，这种影响的大小也可以由相应的数学公式计算出来．设间接测量所用的数学公式可以用如下的函数形式表示),,,( z y x F N = （10）式中的N 是间接测量量，x ，y ，z ，…是直接测量量，它们是互相独立的量．设x ，y ，z ，…的不确定度分别为u x ，u y ，u z ，…，它们必然影响间接测量量，使N 值也有相应的不确定度u ．由于不确定度都是微小的量，相当于数学中的“增量”，因此间接测量的不确定度的计算公式与数学中的全微分公式基本相同．不同之处是：1.要用不确定度u x 等替代微分dx 等；2.要考虑到不确定度合成的统计性质，一般是用“方和根”的方式进行合成．于是，在普通物理实验中用以下两式来简化地计算不确定度+∂∂+∂∂+∂∂=222222)()()()()()(z y x u zFu y F u x F u （11）+∂∂+∂∂+∂∂==222222)()ln ()()ln ()()ln (z y x N r u zF u y F u x F N u u （12）（11）式适用于N 是和差形式的函数，（12）式适用于N 是积商形式的函数．用间接测量不确定度表示结果的计算过程如下： （1）先写出（或求出）各直接测量量的不确定度．（2）依据),,,( z y x F N =的关系求出x F ∂∂，y F ∂∂…，或x F ∂∂ln ，yF ∂∂ln …． （3）用(11)式或(12)式求出u 和u r ，亦可用传递公式直接用各直接测量量不确定度进行计算u 和u r （见表3）．（4）给出实验结果⎪⎩⎪⎨⎧⨯=+=%100N uu uN N r，其中),,,(⋅⋅⋅=z y x f N ． 例：已知金属环的内径D 1 = 2.880±0.004 cm ，外径D 2 = 3.600±0.004 cm ，高度 H = 2.575±0.004 cm ，求金属环的体积，并用不确定度表示实验结果． 解：求金属的体积()()3222122cm 436.9575.2880.2600.344=⨯-⨯=-=ππH D DV求偏导：13H H V D D D D V D D D D V 1ln ,2ln ,2ln 212211212222=∂∂--=∂∂-=∂∂%8.0008.0)(22222122122122212===⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==代入数据H u D D u D D D u D V u u H D D VrV求3cm 08.0008.0436.9≈⨯==rV V u V u实验结果：⎩⎨⎧=±=%8.0cm 08.044.93rV u V ．表3 常用函数的不确定度传递公式3．有效数字及其运算规则3.1 有效数字的概念 任何一个物理量，其测量结果既然都包含误差，那么该物理量数值的尾数不应该任意取舍．在进行具体的数字运算前，按照一定的规则确定一致的位数，然后舍去某些数字后面多余的尾数的过程被称为数字修约，指导数字修约的具体规则被称为数字修约规则．根据数值修约规则（按国家标准文件：GB8170-87），测量结果只写到开始有误差的那一或两位数，以后的数按“4舍6入5看右，5后有数进上去， 尾数为0向左看，左数奇进偶舍弃”修约．对于“5”后尾数都为0的情况，则看“5”前一位，前一位是奇数，则将5进上，使有误差末位为偶数，若5的前一位是偶数则将5舍去．我们把测量结果中可靠的几位数字加上有误差的一到两位数字称为测量结果的有效数字．或者说，有效数字中最后一到两位数字是不确定的．显然，有效数字是表示不确定度的一种粗略的方法，而不确定度则是对有效数字中最后一到两位数字不确定程度的定量描述，它们都表示含有误差的测量结果．有效数字的位数与小数点的位置无关．如1.23与123都是三位有效数字．关于“0”是不是有效数字的问题，可以这样来判别：从左往右数，以第一个不为零的数字为起点，它左边的“0”不是有效数字，它右边的“0”是有效数字．例如0.0123是三位有效数字，0.01230是四位有效数字．作为有效数字的“0”，不可以省略不写．例如，不能将1.3500 cm 写作1.35 cm，因为它们的准确程度是不同的．有效数字位数的多少，大致反映相对误差的大小．有效数字位数越多，则相对误差越小，测量结果的准确度越高．3.2 数值书写规则测量结果的有效数字位数由不确定度来确定．由于不确定度本身只是一个估计值，一般情况下，不确定度的有效数字位数只取一到两位．测量值的末位须与不确定度的末位取齐．在初学阶段，可以认为有效数字只有最后一位是不确定的，相应地不确定度也只取一位有效数字，例如L =（1.00±0.02）cm．一次直接测量结果的有效数字，由仪器极限误差或估计的不确定度来确定．多次直接测量算术平均值的有效数字，由计算得到平均值的不确定度来确定．间接测量结果的有效数字，也是先算出结果的不确定度，再由不确定度来确定．当数值很大或很小时，用科学计数法来表示．如：某年我国人口为七亿五千万，极限误差为二千万，就应写作：(7.5±0.2)×104万，其中(7.5±0.2)表明有效数字和不确定度，104万表示单位．又如，把(0.000623±0.000003) m写作(6.23±0.03)×10-4 m，看起来就简洁醒目了．3.3 有效数字的运算规则在有效数字运算过程中，为了不致因运算而引进“误差”或损失有效位数，影响测量结果的精度，统一规定有效数字的近似运算规则如下：（1）诸量相加（或相减）时，其和（或差）数在小数点后所应保留的位数与诸数中小数点后位数最少的一个相同；（2）诸量相乘（或除）后保留的有效数字，只须与诸因子中有效数字最少的一个相同．（3）乘方与开方的有效数字与其底的有效数字位数相同．（4）一般来说，函数运算的位数应根据误差分析来确定．在物理实验中，为了简便和统一起见，对常用的对数函数、指数函数和三角函数作如下规定：对数函数运算后的尾数取得与真数的位数相同；指数函数运算后的有效数字的位数可与指数的小数点后的位数相同（包括紧接小数点后的零）；三角函数的取位随弧度的有效数字而定；（5）在运算过程中，我们可能碰到一种特定的数，它们叫作正确数．例如将半径化为直径d = 2r时出现的倍数2，它不是由测量得来的．还有实验测量次数n，它总是正整数，没有可疑部分．正确数不适用有效数字的运算规则，只须由其他测量值的有效数字的多少来决定运算结果的有效数字；（6）在运算过程中，我们还可能碰到一些常数，如π、g之类，一般我们取这些常数与测量的有效数字的位数相同．例如：圆周长l ＝2πR，当R＝2.356 mm时，此时π应取143.142．在实际运算过程中，为减少舍入误差，其数值的修约可以暂时多保留一位，但运算得到最后结果时，再根据有效位数弃去多余的数字。
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偏振光的研究【实验目的】（1）观察光的偏振现象，了解振动的基本规律。
（2）掌握产生偏振光和检验偏振光的条件与方法。
（3）了解和观察1/4波片、1/2波片和全波片对偏振光的作用。
（4）验证马吕斯定律。
【实验原理】1. 自然光与偏振光光是一种电磁波（横波），这种电磁波的电矢量（光矢量）E的振动方向垂直于光的传播方向，光的偏振是横波所特有的现象。
光的振动方向和传播方向组成的平面称为振动面。
按E的振动状态不同，最常见的可分为五种，如图3.12.1所示。
图3.12.1 自然光与偏振光光矢量E的振动在垂直于传播方向的平面内有无穷多个，均匀分布、振幅相等，这样的光为自然光。
在除激光以外的一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量，没有哪一个方向比其他方向占优势，所以一般光源发出的光都是自然光。
自然光经过某些物质反射、折射或是吸收后，可能只保留某一方向的光振动，叫做线偏振光，简称偏振光。
若光波中，某一方向的光振动比与之垂直方向的光振动占优势，这种光叫做部分偏振光。
偏振光通过双折射物质后，所产生的两束偏振光可能是相干的，这两束偏振光的振动方向相互垂直，所以与两个相互垂直的同周期振动合成一样，光矢量E的端点将描绘出椭圆轨迹，称为椭圆偏振光。
在特殊情况下，如果两束偏振光的振幅相等，就成为圆偏振光。
在一定条件下，它们是可以互相转化。
即自然光→线偏振光→椭圆（或圆）偏振光→线偏振光。
2. 偏振光的产生将非偏振光变成偏振光的过程称为起偏，起偏的装置称为起偏器。
偏振光产生的方法常为以下几种：（1）反射产生偏振光。
如图3.12.2所示，当一束自然光从一种介质（折射率为n1）以入射角i照射在折射率为n2 的非金属表面（如玻璃）上时，经玻璃表面反射和折射时，反射光和透射光都成了部分偏振光，如图3.12.2所示。
反射和折射产生部分偏振光图3.12.2布儒斯特（D. Brewster ）在1812年指出，反射光偏振化的程度与入射角i 有关，当i 等于i 0而满足：201tan n i n = 反射光变为线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此即为布儒斯特定律。
此时的入射角i 0称为“起偏振角”，又称为“布儒斯特角”。
事实上，当i ＝i 0时，入射角i 0与折射角γ之和恰为π/2，如图3.12.3所示。
一般介质在空气中的起偏角为53°～58°，因玻璃折射率约为1.5，i 0则约为56︒。
（2）折射产生偏振光。
当自然光以布儒斯特角i 0入射到一个单独的玻璃面时，垂直于入射面的振动只被反射15%，大部分都被折射入玻璃板内。
因此对于折射光来说，虽然光强较强，但是它的偏振度很低。
如果入射到多层平行玻璃板上，经过多次反射最后透射出来的光也就接近于线偏振光，其振动面平行于入射面。
这种透射起偏器又称为玻璃片堆，如图3.12.4所示。
玻璃片堆多次折射产生偏振光图3.12.4 （3）双折射产生的偏振光。
一束光线在两各向同性介质的界面上所产生的折射光只有一束，它满足折射定律。
而对于各向异性介质，一束入射光通常被分解成两束折射光，这种现象称为双折射现象。
其中一条折射光满足折射定律，称为寻常光（o 光）；它在介质中传播时，各个方向的速度相同。
另一条光不满足折射定律，称为非常光（e 光），它在各向异性介质内的速度随方向而变，这就是产生双折射现象的原因。
在一些双折射晶体中，有一个或几个方向o 光和e 光的传播速度相同，这个方向称为晶体的光轴。
光轴和光线构成的平面称为主截面。
o 光和e 光都是π/2 布儒斯特角 图3.12.3线偏振光，o 光的光矢量振动方向垂直于自己的主截面，e 光的光矢量振动方向在自己的主截面内，如图3.12.5所示。
如方解石晶体做成的尼科耳棱镜即只让e 光通过，使入射的自然光变成线偏振光。
（4）二向色性晶体产生偏振光。
一些晶体（如电器石、人造偏振片）对两个相互垂直的点矢量具有不同的吸收本领，这种选择吸收性，称为二向色性。
本实验所采用的硫酸碘奎宁晶体膜即为具有二向色性的偏振膜，当自然光通过此种偏振膜时，其中一成分的振动几乎被完全吸收，而另一成分的振动几乎没有损失即可获得偏振光，如图3.12.6所示。
双折射产生的偏振光 二向色性晶体产生的偏振光图3.12.5 图3.12. 6 3. 起偏器、检偏器及马吕斯定律在光学实验中，常利用某些装置移去自然光中的一部分振动而获得偏振光，人们把从自然光中获得偏振光的装置称为起偏振器（起偏器），用于检查偏振光的装置，称为检偏振器（检偏器）。
起偏器和检偏器是通用的。
各种偏振器只允许某一方向的偏振光通过，这一方向称为偏振器的“偏振化方向”，通俗地称为“通光方向”。
当起偏振器和检偏振器的通光方向互相平行时，通过的光强最大；当二者的通光方向互相垂直（即正交）时，光完全不能通过，如图3.12.7所示。
那么，介于二者之间的情况又如何呢？ E 0 E 0 EEE 0E 0EE 0 E EI = E 02 I = E 2I = E 02 I = E 2I = E 02I = E 2 E = E 0cos0︒=E 0 I =I 0E = E 0cos90︒=0 I =0 E = E 0cos θ I =I 0 cos 2θ起偏器、检偏器及马吕斯定律图3.12.7按照马吕斯定律，强度为I 0的线偏振光通过检偏器后，透射光的强度为I ＝I 0cos 2θ （3.12.1）式中 θ —— 入射光振动方向与检偏器主截面之间的夹角。
显然，当以光线传播方向为轴转动检偏器时，透射光强度I 将发生周期性变化。
当检偏器旋转360︒时，光强变化出现两个极大（0︒和180︒的方位）和两个极小（90︒和270︒的方位），这样，根据透射光强度变化的情况，我们可以将线偏振光与其他自然光和部分偏振光区别开来。
4. 波 片波片是用来改变或检验光的偏振情况的晶体薄片，其结构是光轴平行于晶面的各向异性的晶体片。
下面讨论当线偏振光通过波片后的变化和对应条件。
当线偏振光垂直射入一块表面平行于光轴的晶片时，其振动面与晶片的光轴成θ 角，将光分解为e 光和o 光两部分，它们的传播方向一致，但振动方向平行于光轴的e 光与振动方向垂直于光轴的o 光在晶体中的速度不同，因而产生了光程差e o ()d n n ∆=-，对应的e 光与o 光的位相差为e o 2π()d n n δλ=-式中，n e 和n o 为晶体对e 光和o 光的折射率，d 为光线穿过晶体的厚度，这种能使振动互相垂直的两束线偏振光产生一定位相差的晶片叫做波片。
在上式中，e 光和光合成振动随相位差的不同，就有不同的振动方式：（1）1π2k δ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭（k ＝0，1，2…）为正椭圆偏振光。
（2）δ 不等于以上各值为椭圆偏振光。
晶片根据不同的厚度可分为全波片、1/2波片，1/4波片。
（1）全波片。
当πk =∆时，δ＝2k π （k ＝0，1，2，…）出射光为线偏振光，与原入射光振动方向相同，满足此条件的晶片叫全波片。
光通过全波片不发生振动状态的变化。
（2）1/2波片。
当2)12(π+=∆k 时， δ ＝(2k+1)π （k ＝0，1，2…）满足此条件的晶体叫1/2波片或半波片。
线偏振光通过半波片后，出射光即o 光和e 光合成的光仍为线偏振光。
振动面相对于原入射光的振动面转过了2θ。
当θ=450时，1/2玻片使线偏振光的振动面转过900，即出射光的振动面与入射光的振动面垂直。
（3）1/4波片。
当4)12(π+=∆k 时， δ ＝(2k+1)(π/2) （k ＝0，1，2…）出射光为椭圆偏振光，椭圆的两轴分别与晶体的主截面平行及垂直，满足此条件的晶片叫1/4波片。
1/4波片使线偏振光转化成椭圆偏振光，反之，椭圆偏振光通过1/4波片后，有可能变为线偏振光。
显然，一个1/4波片仅仅只能适合某一给定波长。
o 光和e 光的光程差（n o －n e ）等于(21)4k λ+，对于不同的波长，1/4波片的厚度不同。
由于o 光和e 光的振幅是θ 的函数，所以线偏振光通过1/4波片后的合成偏振状态也将随角度θ 的变化而不同，总结如下：当θ ＝0︒时，出射光为振动方向平行于1/4波片光轴的线偏振光。
当θ ＝π/2时，出射光为振动方向垂直于光轴的线偏振光。
当θ ＝π/4时，出射光为圆偏振光。
当θ 为其他值时，出射光为椭圆偏振光。
【实验内容】1. 起偏和检偏（1）以P2为检偏器，光源发出的光射在P2上，旋转P2一周，观察并描述光透过P2的光强度变化情况。
最后用光电探测器接收。
（2）以P1作起偏器，P2作检偏器。
固定P1，旋转P2，观察并描述透过P2的光强变化情况，然后与（1）的结果比较，并对上述现象做出解释。
用光电接收并将记录填入表3.12.1中，如图3.12.8所示。
验证马吕斯定律光路图3.12.82. 椭圆和圆偏振光的产生及观察（1）按图3.12.8，在光路上依次放好光源S，起偏器P1及检偏器P2，并使P1和P2正交，这时应看到消光现象。
（2）插入1/4波片C1，转动C1，使光通过检偏器P2处于消光位置。
（3）分别依次把C l转动到（从消光位置起计）0︒、30︒、45︒、60︒、75︒、90︒，并每次把P2转动360︒，记录所观察到的现象；并说明C1各角度其透出光的偏振性质。
当C1处于45︒时，取出P1再转动P2，观察与有P1时有什么不同。
光电接收记录填入表3.12.2中。
3. 圆偏振光和部分偏振光的检验上面实验中我们用一个偏振片P2，可以将平面偏振光与圆偏振光和椭圆偏振光等区别开来，但是对圆偏振光和自然光的区分，椭圆偏振光和部分偏振光的区分，仅仅用一个检偏器是不够的，这时就需要再加上一个1/4波片。
（1）按图3.12.8，使P1、P2正交，插入1/4波片C1，并使C1由消光位置转动45︒，这时转动P2，看到光强不变。
此时光的偏振性质如何？（2）然后把另一个1/4波片C2插在C1与P2之间，再转动P2，看到什么结果？记录此结果，并说明圆偏振光经过l/4波片以后其偏振性质有何变化。
（3）从光路上去掉起偏器P1和1/4波片C1，使来自光源的光通过C2，P2再转动360︒，此时观察到什么现象？光电接收记录填入表3.12.3中。
【实验思考与注意】（1）了解自然光与偏振光的性质。
了解线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的特点。
思考如何由自然光获得线偏振光、部分偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光？如何将它们区分开来？（2）了解光电池与检流计的工作原理。
（3）如何利用测布儒斯特角的原理，确定一块偏振片的透光轴的方向。
（4）如何用光学方法区分1/2波片和1/4波片？（5）下列情况下理想起偏器、理想检偏器两个光轴之间的夹角为多少？①透射光是入射自然光强的1/3。
②透射光是最大透射光强的1/3。