北航物理实验研究性报告要求
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。
北航物理创新实验报告
一、实验背景随着科学技术的飞速发展，物理学作为一门基础学科，在各个领域都发挥着重要的作用。
为了提高学生的实践能力和创新能力，我校物理实验课程不断改革，鼓励学生开展物理创新实验。
本实验报告以“基于光纤传感技术的桥梁健康监测系统”为主题，旨在通过创新实验，探索光纤传感技术在桥梁健康监测中的应用。
二、实验目的1. 了解光纤传感技术的原理和应用领域；2. 设计并搭建基于光纤传感技术的桥梁健康监测系统；3. 分析实验数据，验证系统性能；4. 提高学生的创新能力和实践能力。
三、实验原理光纤传感技术是一种利用光纤作为传感介质，将光纤的传输特性与待测物理量相联系，实现物理量测量的技术。
其原理是将待测物理量转化为光纤的传输特性变化，如光强、相位、偏振态等，通过光纤传输到检测端，最终实现物理量的测量。
本实验采用的光纤传感技术为分布式光纤传感技术，其主要原理是将光纤分为传感光纤和传输光纤两部分。
传感光纤用于感知待测物理量，传输光纤用于将传感光纤的信号传输到检测端。
在实验中，利用光纤传感技术对桥梁的健康状况进行监测，主要包括应力、应变、温度等物理量。
四、实验仪器与材料1. 光纤传感仪；2. 光纤传感器；3. 桥梁模型；4. 信号调理电路；5. 数据采集系统；6. 计算机等。
五、实验步骤1. 搭建实验平台：将光纤传感器布置在桥梁模型上，连接信号调理电路和数据采集系统；2. 连接光纤传感仪：将光纤传感仪与数据采集系统相连，进行系统初始化；3. 测试光纤传感仪：对光纤传感仪进行标定，确保测量精度；4. 进行实验：在桥梁模型上施加不同的载荷，观察光纤传感仪的输出信号，记录数据；5. 数据处理与分析：对实验数据进行处理，分析桥梁的健康状况。
六、实验结果与分析1. 光纤传感仪输出信号与桥梁载荷关系：通过实验发现，光纤传感仪输出信号与桥梁载荷呈线性关系，证明了光纤传感技术在桥梁健康监测中的应用可行性；2. 桥梁健康状况分析：根据实验数据，分析桥梁的应力、应变、温度等物理量，评估桥梁的健康状况。
北京航空航天大学物理研究性实验报告
S=
为电桥（绝对）灵敏度。电桥灵敏度的大小与工作电压有关，为使电桥灵敏度足 够，电源电压不能过低；当然也不能过高，否则可能损坏电桥。显然，若 RX 改 变，很大范围内尚不足引起检流计指针的反应，则此电桥系统的灵敏度很低，它 将对测量的精确度产生很大影响。电桥灵敏度与检流计的灵敏度、电源电压及桥 臂电阻配置等因素有关， 选用较高灵敏度的检流计，适当提高电源电压都可提高 电桥灵敏度。如果电阻 RX 不可改变，这时可使标准电阻改变△ RN ，其效果相当 于 RX 改变△ RX 。由 RX
；
B、判断内外接法： 采用试触法判断内外接法，若 则采用电流表内接法；否则采用 电流表外接法。 经测得： 内接： ， 外接：, ,故采用电流表内接法。 C、测量中电阻：
电路图
测量原始数据
电流表选择 15mA 量程，电压表选择 1.5V 量程 1 U/V 2 3 4 5 6 7 8
0.925 0.951 0.986 1.005 1.037 1.065 1.102 1.139 9.80 10.09 10.29 10.65 10.95 11.28 11.53
Rg ug (799.3 0.6)
；
（2）电压表 7.5V 量程：
3000 0.1% 900 0.2% 90 0.5% 4 5% 0.02 4.12 ；
u 2.38 ； 3
Rg ug (3994 2)
；
（3）电流表 15mA 量程：
二、实验原理及主要步骤
方法 1 伏安法测电阻
伏安法是同时测量电阻两端电压及其流过电阻的电流，由欧姆定律 U
R I
求得阻值 R。 亦可用作图法， 画电阻的伏安特性曲线， 从曲线上求出电阻的阻值。 图 2.1.1 为伏安法测电阻的两种原理电路，显然由于电表内阻（ RV 、 RA ） 的影响，无论采用电流表内接或电流表外接，都不能严格满足欧姆定律： I、 II、 若采用内接法，则电压表所测电压为
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。
北航基础物理实验研究性报告
B
图-8 2、读数装置改进 实验中，要求准确找到极大值或极小值的位置，现有的实验仪器 基础上会产生很大的误差，如果对实验的读数装置进行改进，提高精 度， 就可提高实验的准确率。 改进方法同布拉格衍射的读数装置改进。
外部环境的改进
在实验室中进行实验，由于各组发出的信号之间有干扰，所以的 各组实验应该隔离开来来做，以免发出的信号互相影响，这样可以提 高实验的准确性。 三、实验数据的误差分析 布拉格衍射实验数据如下：
理论
=4.84° =1.83° =1.57°
相对误差：7.3% 5.0% 2.8%
平均
理论
平均
理论
根据实验结果以及相对误差给分析可知，在误差允许范围内，能够验 证布拉格衍射公式。但是，实验中由于实验仪器精度和读数误差，实 验结果仍存在较大误差， 下面针对由晶格常数求波长的数据处理进行 定量的误差分析： 已知：a=4.00cm;(1 0 0)面 k=1；β =57.10°。 ∴d=a/ 2=2.83cm ∴λ =2dcosβ =3.074cm 误差定量分析： 实验操作中，由于人眼读书时存在误差，理论上人言分辨率的 误差为 0.2div，但实际上，由于需要读载物台分读盘和电流表的读 数，实验中积累的人眼读数的误差将近 0.5°,此误差构成 A 类不确 定度，而在之前的实验数据处理中，忽略了这一误差认为 A 类不确定
图-7
二，实验改进 1、由于 A,B 两板固定在仪器上时是用肉眼观测其是否垂直，这 样就会产生比较大的误差， 所以可以对 A,B 两板的固定方式进行改进，
6
使两板的固定位置更准确。改进方式如下： 将 A,B 两板固定于如图示的导槽 A，B 两个位置，由于导槽是相互严 格垂直的， 这样就保证了 A,B 的相互垂直， 再将导槽固定在载物台上， 调整导槽到合适位置，这样 A 板就固定在导槽上，B 板可以沿着其法 线方向前后移动， 就达到了实验的要求， 而且降低了实验的误差。 （如 图-8） A
北航 迈克尔逊干涉实验研究性报告
基础物理实验研究性报告迈克尔逊干涉实验目录摘要 (3)一、实验原理 (3)（1）迈克尔逊干涉仪的光路 (3)（2）单色点光源的非定域干涉条纹 (4)（3）迈克尔逊干涉仪的机械结构 (7)二、实验仪器 (8)三、实验步骤 (8)1. 迈克尔逊干涉仪的调整 (8)2. 点光源非定域干涉条纹的观察与测量 (8)四、实验数据处理 (9)1.原始数据记录 (9)2.数据处理 (9)五、误差分析 (10)六、实验改进 (11)1. 导轨装置 (11)2. 观察屏支撑杆 (12)七、历史上迈克尔逊干涉仪在以太假说中的应用 (13)八、实验感想 (15)参考文献 (16)摘要迈克尔逊干涉仪,是美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量，在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。
The Michelson interferometer, invented by American physicists Albert Abraham Michelson and Edward Morley to detect the earth's motion through the supposed luminiferous aether, is common configuration for optical interferometry. The Michelson interferometer creats interference with a beamsplitter using the method of dividing amplitude. It can produce isopach interference fringes and isoclinic interference fringes through adjusting the interferometer. The Michelson interferometer is mainly used for measuring length and refractive index as well as researching the fine structure of Spectral lines and calibrating standard metric scales with light waves, etc. Miscellaneous interferometers are made basing on its principle.一、实验原理（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。
北航基物迈克尔逊研究性报告讲解
基础物理实验研究性报告迈克尔逊干涉Michelson interferometer第一作者：姓名：学号：14131017第二作者：姓名：学号：14131023院系：交通科学与工程学院一、实验目的 ................................................................................................................................... 1 二、实验原理 .. (1)1、迈克尔逊干涉仪的光路..................................................................................................... 2 2、单色点光源的非定域干涉条纹 ......................................................................................... 3 3、迈克尔逊干涉仪的机械结构 ............................................................................................. 5 三、实验仪器 ................................................................................................................................... 6 四、实验内容 .. (7)1、迈克尔逊干涉仪的调整 ..................................................................................................... 7 2、点光源非定域干涉条纹的观察与测量 ............................................................................. 7 五、数据处理 .. (8)1、 原始数据记录 ................................................................................................................... 8 2、用差分法处理数据 ............................................................................................................. 8 3、不确定度计算 (9)4、最终结果表示................................................................................................................... 10 5、相对误差计算 ................................................................................................................... 10 计算不确定度时的注意事项 ................................................................................................. 10 六、 实验误差分析 ....................................................................................................................... 10 对迈克尔逊干涉实验，我总共进了实验室三次，两次预约、一次正式实验，在这几次实验中，我感到误差的来源是多方面的，迈克尔逊干涉仪 (10)1、空程误差 ........................................................................................................................... 10 2、条纹计数不准 . (10)3、1M 与2M 不严格垂直 ..................................................................................................... 11 4、读数误差 ........................................................................................................................... 11 七、关于光程差的相关分析 ......................................................................................................... 12 八、改进措施 ................................................................................................................................. 12 九、实验经验总结 ......................................................................................................................... 13 十、实验后的教训、感想、收获 ................................................................................................. 14 十一、对实验的建议 ..................................................................................................................... 15 参考文献.. (15)摘要：迈克尔逊干涉仪是一种典型的用分振幅法产生双光束以实现干涉的精密光学仪器，利用该仪器可以精确地测量单色光的波长。
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。
北航物理研究性实验报告
实验名称：电磁场与电磁波的研究实验日期：2023年3月15日实验地点：北航物理实验室实验目的：1. 理解电磁场的基本概念和特性。
2. 掌握电磁波的传播规律。
3. 通过实验验证电磁波的理论。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
实验原理：电磁场是电荷和电流在空间中产生的场，它由电场和磁场两部分组成。
当电荷静止时，周围存在电场；当电荷运动时，会产生磁场。
电磁波是电磁场在空间中的传播形式，其传播速度等于光速。
根据麦克斯韦方程组，电磁波在真空中传播的速度为光速c，且满足以下关系：\[ c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}} \]其中，\(\mu_0\)为真空磁导率，\(\epsilon_0\)为真空电容率。
实验器材：1. 电磁场发生器2. 电磁场探测器3. 光电传感器4. 信号发生器5. 示波器6. 信号线7. 电源实验步骤：1. 将电磁场发生器连接到信号发生器，调节信号发生器的频率和幅度。
2. 将电磁场探测器放置在电磁场发生器的正前方，确保探测器与发生器之间的距离固定。
3. 打开信号发生器和电磁场发生器，记录探测器的输出信号。
4. 改变信号发生器的频率和幅度，重复步骤3，记录数据。
5. 将光电传感器放置在电磁场探测器的正前方，记录光电传感器的输出信号。
6. 改变电磁场发生器的位置，重复步骤5，记录数据。
7. 使用示波器观察和记录电磁波信号的波形。
实验结果与分析：1. 当信号发生器的频率为10MHz时，电磁场探测器的输出信号稳定，说明电磁场发生器产生的电磁波能够被探测器接收。
2. 随着信号发生器频率的增加，电磁场探测器的输出信号幅度逐渐减小，说明电磁波的传播速度与频率有关。
3. 当电磁场发生器与探测器的距离增加时，光电传感器的输出信号幅度逐渐减小，说明电磁波的传播距离与距离有关。
4. 通过示波器观察，电磁波信号的波形为正弦波，符合电磁波的理论。
实验结论：1. 电磁场是电荷和电流在空间中产生的场，由电场和磁场两部分组成。
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。
北航物理实验研究性报告参考模板
北航物理实验研究性报告专题:双电桥测低值电阻目录目录 (2)摘要 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验仪器 (6)四、实验步骤 (6)1、测量铜杆电阻 (6)2、测量铜杆直径 (7)五、数据记录与处理 (7)1、原始数据记录 (7)2、数据处理 (8)六、讨论与总结 (9)摘要电阻式电路的基本原件之一，电阻值的测量时基本的电学测量。
若要精确测量小电阻的大小，尤其是测量1由于测量线路的附加电阻，惠斯通电桥等方法无能为力，此时可以使用开尔文双电桥法测量，以保证测量的准确度。
一、实验目的1、了解四端钮电阻对附加电阻的转移作用；2、了解双电桥测低值电阻的原理；3、学习使用QJ19型单双电桥测低电阻；4、巩固数据处理的一元线性回归法。
二、实验原理（1）惠斯通电桥：图1所示为惠斯通于1843年提出的电桥电路。
它由4个电阻和检流计组成，R N为精密电阻，R X为待测电阻。
接通电路后，调节R1、R2和R N，使检流计中电流为零，电桥达到平衡。
电桥平衡条件：R x =根据交换测量法可得R X=.惠斯通电桥（单电桥）测量的电阻，其数值一般在10Ω～Ω之间，为中电阻。
对于10Ω以下的电阻，测量线路的附加电阻（导线电阻和端钮处的接触电阻的总和为10-4～10-2Ω）不能忽略，普通惠斯通电桥难以胜任。
双电桥是在单电桥的基础上发展起来的，可以消除（或减少）附加电阻对测量结果的影响，一般用来测量10-5～10Ω之间的低电阻。
图1图2如图2所示，用单电桥测低电阻时，附加电阻R与R″和R是直接串联的，当RX和R″的大小与被测电阻R X大小相比不能被忽略时，用单电桥测电阻的公式就不能准确地得出R X的值；再则，由于R X很小，如R1≈R3，电阻R N也应是小电阻，其附加电阻（图中未画出）的影响也不能忽略，这也是得不出R x准确值的原因。
（2）开尔文双电桥：开尔文电桥是惠斯通电桥的变形，在测量小阻值电阻时能给出相当高的准确度。
北航迈克尔逊干涉实验研究性报告
北航迈克尔逊干涉实验研究性报告一、引言迈克尔逊干涉实验是一种经典的光学实验,用于测量光速。
它由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1887年设计并实施，这个实验为Einstein 发现光量子提供了实验证据，并奠定了现代物理学的基础。
二、实验目的本次实验主要目的是通过迈克尔逊干涉仪测量出光的波长，从而得出光速,并验证迈克尔逊实验对新的粒子光子的解释。
三、实验原理迈克尔逊干涉实验基于干涉原理，即光的干涉现象。
仪器主要由一个透镜、两面镜、反射镜等组成。
通过一个分束器，使得一束光在两面镜上反射后重新汇聚到一个焦点上。
当两束光程相等时，在焦点会形成明纹。
我们根据多普勒效应调整其中一束光的角度和频率，当两束光程差为光波长的整数倍时，光的干涉消失，从而观察到干涉条纹。
四、实验过程1.设置和调试首先，我们需要调试迈克尔逊干涉仪的初始位置。
我们通过调整反射镜的角度和位置，使光束经过分束器后分成两束互相垂直的光束。
然后，我们调整两面镜的位置和角度，使其反射的光线能够重新在同一个点上汇聚。
最后，通过移动一个反射镜，观察到干涉条纹。
2.测量光速我们使用一束白光通过迈克尔逊干涉仪，并在接收器处观察到干涉条纹。
然后，我们将一个反射镜沿光程方向移动，观察到干涉条纹的变化。
我们可以通过测量两个相邻的干涉条纹之间的距离，然后除以相邻两个干涉条纹之间的移动距离，从而得到光波的波长。
最后，我们可以通过波长和频率的关系，计算出光速。
五、实验结果和分析我们通过测量干涉条纹的位置和间距，得到了一系列数据。
根据计算，我们得到了光波的平均波长，并利用频率和波长的关系得出光速。
六、结论通过迈克尔逊干涉实验，我们成功地测量出了光的波长，并得出了光速。
这个实验验证了迈克尔逊实验对新的粒子光子的解释，为光学理论提供了实验支持。
同时，这个实验还深化了我们对光的干涉现象的理解，并展示了光学实验的实际应用。
七、实验心得这是一次很有趣的实验，通过亲自操作仪器，我们更深入地理解了光学原理。
北京航空航天大学物理研究性实验报告1021
测量冰的溶解热实验的误差分析与改进（北京航空航天大学 xxxxxxx xxxxxxxx）摘要: 本文对测量冰的溶解热实验进行了探讨，对实验误差进行了定量分析，并提出了实验的改进方法，总结了实验中的教训，表达了此次试验的感想和收获。
关键词：冰的溶解热；误差分析；改进1. 实验目的1.熟悉热学实验中的基本问题——量热和计温；2.学习进行散热修正的方法——牛顿冷却定律法；3.了解热学实验中合理安排实验和选择参量的重要性；4.熟悉热学实验中基本仪器的使用。
2. 实验原理2.1一般概念本实验用混合量热法来测定冰的熔解热。
其基本做法是：把待测的系统A和一个已知其热容的系统B混合起来，并设法使它们形成一个与外界没有热量交换的孤立系统C （C=A+B），这样A（或B）所放出的热量，全部为B(或A)所吸收，因为已知热容的系统在实验过程中所传递的热量Q，是可由其温度的改变Tδ和热容C。
计算出来的，即Q=C sδT。
2.2装置简介为了使实验系统（包括待测系统与已知其热容的系统）成为一个孤立系统，本实验采用了量热器。
量热器由良导体做成的内筒放在一较大的外筒中组成。
通常在内筒中放水、温度计及搅拌器，它们（内筒、温度计、搅拌器及水）连同放进的待测物体就构成了我们所考虑的（进行实验的）系统。
内筒置于一绝热架上，外筒用绝热盖盖住，因此空气与外界对流很小，又因空气是不良导体，所以内、外筒靠传导方式传递的热量同样可以减至很小，同时由于内筒的外壁及外筒的内外壁都电镀的十分光亮，使得它们发射或吸收辐射热的本领变得很小，于是实验系统和环境之间因辐射而产生的热量传递也得以减小，这样的量热器就可以使实验系统粗略地接近于一个孤立系统了。
2.3实验原理若有质量为M,温度为T1的冰（在实验室环境下其比热容为c1，熔点为T），与质量为m，温度为T2的水（比热容为c）混合，冰全部溶解为水后的平衡温度为T3，设量热器的内筒和搅拌器的质量分别为m1、m2，比热容分别为c1、c2，温度计的热容为mδ。
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报告成绩根据论文质量赋予第一和第二作者，自第三作者起依次递减1分。
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2．关于研究内容的建议如何对实验进行研究性学习，可以有很多方法，比如改变实验条件，看其对实验结果会有怎样的影响，从而找到最佳实验条件；或者根据实验中观察到的某些特殊现象，对其进行分析解释；还可以对实验中某些误差来源做定量分析，等等。
若对某些实验有特殊要求，如对实验仪器的改进等，可能需要另做实验，则需提前向实验中心提出申请，再酌情予以安排。
如果出于研究性学习的需要不能按书上的要求进行实验，请向任课教师说明。
3．研究性报告内容报告内容包括：摘要（小于200字）、实验原理、实验仪器、主要步骤、数据记录与处理、讨论等。
书写格式可参照《大学物理》、《物理实验》等杂志要求，也可参考后附学生发表的论文实例。
讨论内容建议：①对结果或误差来源的进一步分析（要求定量）；②对实验方法、实验内容或实验仪器的改进意见与建议；③实验中经验教训的总结；④实验后的感想、收获、体会、意见或建议；⑤对教学改革或任课教师的评价、意见和建议，等等。
研究性报告可任选一个实验撰写，建议采用数据处理报告已通过的实验，否则有可能因数据处理错误被扣分。
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附：学生发表的论文，《大学物理》2014（6）激光双棱镜干涉实验的改进方法车蕾平，梁厚蕴，吴文会，熊畅（北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100191）摘要：本文提出了一种新的光路进行激光双棱镜干涉实验，作为经典激光双棱镜干涉实验的改进实验。
解决了经典激光双棱镜干涉实验存在的观测视场小（这里的视场指的是眼睛能看到干涉条纹的观察范围）、观测不方便、不易演示等问题。
关键词：激光干涉；新光路；改进方法中图分类号：043文献标识码：A文章编号：双棱镜干涉实验是大多数高校开设的重要的光学实验之一，该实验在物理思想、实验方法以及测量技巧上都具有很高的教学价值，是利用简单的实验器材通过对宏观量的观测测量微观量的典型实验之一。
但是在以往实验测量的过程中发现以下问题: 实验的干涉条纹和点光源的大、小像必须通过测微目镜测量,由于测微目镜的视场很小，这给实验现象的观察和测量带来了很大的不便；需要用眼睛直视测微目镜内的视场来测量虚光源缩小像的距离d2,虚光源放大像的距离d1和干涉条纹间距 x,由于激光的高强度,很容易对眼睛造成伤害；现象的观测视场很小，使得教师的演示教学也存在很大的不方便。
这些问题存在的原因在于干涉条纹细小，必须借助测微目镜观察测量。
一些学者针对激光双棱镜干涉实验存在的观测视场小、易对眼睛造成伤害、演示不方便等问题也提出了一些改进方法。
例如撤掉测微目镜，在很远的地方放上接收屏观察现象[1]和引进摄像机，将实验现象搬上屏幕[2]。
但是这些改进方法不能在学生实验室大力推广。
为此，本文提出一种新的激光双棱镜干涉实验的改进方法，不仅可以解决激光双棱镜干涉实验存在的观测视场小、易对眼睛造成伤害、演示不方便等问题，而且还可以在学生实验室大力推广，简便易行。
为了文章叙述方便，把目前的激光双棱镜干涉实验称为经典实验，本文提出的激光双棱镜干涉的改进实验称为改进实验。
1.新现象探讨我们发现在经典实验中，当把扩束镜和双棱镜的位置调换后，在白屏上可以观察到清晰粗大的干涉条纹。
当白屏在光具座上移动时，我们在白屏上可以观察到双曲线干涉条纹和竖直干涉条纹，如图1所示。
若改变双棱镜和扩束镜之间的距离，白屏上的干涉条纹粗细和间距也发生变化。
此时在经典实验中的两个虚点光源，在改进实验中成为两个实点光源。
图 1 在白屏上观察到的干涉条纹（扩束镜f=6.7 mm）为了测量两实点光源的间距，我们置换扩束镜与双棱镜的位置后，再在光具座上（扩束镜后方）放上一个焦距为200 mm的凸透镜对由扩束镜产生的两个实点光源成像，通过前后移动透镜的位置，在白屏上也可以分别直接观察到两个实点光源的大像和小像，如图2所示，通过分别测量大像与小像的间距，就可以推算出两实点光源的间距。
图 2 白屏上看到的两个实点光源的大像和小像这些实验现象告诉我们，在激光双棱镜干涉实验中，把扩束镜和双棱镜的位置调换后也可以实现两个点光源的干涉，得到干涉条纹。
并且，调换扩束镜和双棱镜的位置后得到的干涉条纹比经典实验得到的干涉条纹更粗大更清晰，直接在白屏上即可观察。
这一实验现象为我们解决经典实验存在的观测视场小的问题指明了方向。
对实验现象进一步分析发现，当把扩束镜和双棱镜的位置调换后，得到一种新的干涉光路，如图3所示：图 3 改进实验的光路图激光束经过双棱镜后折射成两束和光轴夹角分别为u和-u的激光。
这两束激光分别经过扩束镜会聚后，在扩束镜的后焦面上会聚为两个实点光源S1和S2，两实点光源在空间继续传播相遇而干涉（在经典实验中是形成两个虚点光源）。
从图3由几何关系可知，两个实点光源S1和S2的距离d为（1）又因为[3](2)u 非常小，u ≈tan u ,所以(3)式中，f 为凸透镜的焦距，n 和α分别为双棱镜的折射率和棱角大小。
由（3）式可以直接计算出两个实光源的距离d 。
本实验中所使用的双棱镜的棱角约为44'，折射率约为1.5。
通过图2的实验可以测量出两点光源的间距d ，与公式（3）的理论值比较。
2. 问题分析在白屏上得到肉眼可见的干涉条纹就能避免用测微目镜观测带来的视场小等问题。
根据杨氏双缝干涉实验,相邻干涉条纹的间距∆x 为：λdD x =∆ （4） 式中，d 为两点光源的间距，D 为点光源到观察屏的距离（用测微目镜测量时D 为点光源到测微目镜叉丝分划板之间的距离）。
因此，可以通过增大D 和减小d 来改变条纹宽度。
激光双棱镜干涉实验一般是在光具座上进行的，D 受光具座长度的限制，在经典实验中，即使D 取最大值，也不能在白屏上得到人肉眼可见的干涉条纹。
在改进实验中，如图3所示光路，两个实点光源的间距可由公式（3）来表示，由式（3）可知，两个点光源的间距和扩束镜的焦距f 、双棱镜的棱角α及其折射率n 有关，可以通过改变f 、α和n 的值来改变两个点光源的间距。
在实际的实验中，双棱镜的棱角和折射率一般都为定值，不容易改变。
而扩束镜的焦距f 是可以改变的。
扩束镜实质上是焦距（f =6.7 mm ）很小的凸透镜，经典实验中使用扩束镜的目的是使激光变成点光源，点光源经过双棱镜折射后产生两个虚点光源。
而我们的改进实验中将扩束镜放置于双棱镜后方的作用相当于将双棱镜折射后的两束平行光分别会聚为两个点光源，形成两个实点光源的干涉。
改进实验中可以选择不同焦距的凸透镜代替扩束镜来改变两个光源的间距，从而改变干涉条纹的间距。
当凸透镜的焦距很小时，所成的两实光源的间距也小，在后方白屏上产生的干涉条纹间距变大，条纹变粗；当凸透镜的焦距较大时，所成的两实光源的间距也随之增大，在后方白屏上产生的干涉条纹间距变小，条纹变细。
但是相对于经典实验只能用测微目镜观察而言，改进实验随着凸透镜焦距的变化，观察到的干涉条纹也随之变化。
实验中我们分别使用了焦距为6.7 mm 、200 mm 的凸透镜观察到不同的干涉条纹。
上图1所示为短焦距的扩束镜的干涉条纹，由于扩束镜的焦距短且扩束镜的直径仅为 1 mm ，要想观察到干涉条纹需要将扩束镜置于双棱镜后方约几个厘米的距离（距离不能太远，否则经双棱镜折射后的两束光线不能同时进入扩束镜的中心进行会聚干涉），下图5（c ）所示为焦距为200 mm 的凸透镜的干涉条纹，由于此透镜的直径约1 cm ，故此透镜距双棱镜的距离调节范围相对较大。
对比图1与图5（c ），由于f=200 mm的凸透镜的焦距比焦距为f=6.7 mm的扩束镜的焦距大，故形成的干涉条纹间距小，条纹也更细密。
所以综上所述，我们可以通过选择焦距合适的凸透镜，按照图3所示的光路得到间距合适的点光源，从而获取宽度足够大的干涉条纹，来解决经典实验存在的前述几个问题。
为此本文基于图3所示光路提出一种激光双棱镜干涉实验的改进方法。
3. 激光双棱镜干涉实验的改进3.1 改进实验装置和光路改进实验装置如图4所示：图 4 改进实验装置其光路图如上图3所示。
3.2 改进实验测量方法及结果3.2.1 测量方法a)光路摆放。
按图4摆放仪器。
b)仪器共轴调节。
按照经典实验中的方法调节仪器等高共轴。
c)测量两点光源的间距d。
可采取两种方法：①按照经典实验测量点光源间距的方法，用二次成像法利用测微目镜测量两个点光源的间距，其中d1和d2分别为两实光源大小像的间距。
②根据公式（3）计算出两点光源的间距。
d)测量实点光源到测微目镜叉丝分划板的距离D。
根据二次成像法，测出成放大像和缩小像的物距S1和S2，则（5）e)测量干涉条纹的宽度 x。
（重复多次测量取平均值）f)根据公式（4）计算出激光波长。
若在实验中找不到焦距足够小的凸透镜，得到的干涉条纹仍然在白屏上看不到。
这时可以在白屏前放上测微目镜，调好等高共轴，通过测微目镜放大成像，即可在白屏上即可看到干涉条纹，并且同时看到测微目镜分划板上的十字叉丝也成像于白屏上。
（测微目镜的作用相当于透镜成像）这种情况下我们依然可以用测微目镜作为条纹间距的测量工具，方法是：在白屏上观察干涉明(暗)条纹和十字叉丝,转动测微目镜的读数鼓轮,使十字叉丝移动并与相邻的明(暗)条纹重合,在测微目镜的读数鼓轮上读出十字叉丝移动的距离即为一条明(暗)条纹的宽度。