部分思考题答案

惠斯登电桥研究

1、电桥灵敏度是否越高越好？哪些量关系到电桥灵敏度 ？

答：不是。与电桥灵敏度S 相关的物理量有：电源电压大小、桥臂电阻大小、桥

臂电阻大小分配比例、监测仪表的灵敏度和内阻。

2、惠斯登电桥不能应用于测量低值电阻的原因是什么？不能应用于测量高值电阻的原因又

是什么？

答：对于低电阻，由于存在数字电压表的输入阻抗、接触电阻和导线电阻，使得

测量电阻失去准确性；对于高电阻，由于测量电阻越高，则电桥的总电阻越大，

则电流越小。由于检流计的灵敏度的限制，当测量电阻过高时，检流计无法检测

电流的变化。

3、与电桥灵敏度S 相关的物理量有哪些？该实验原理图1中，当R X 与R 2比值变大时，电桥

灵敏度S 变化情况如何？

答：与电桥灵敏度S 相关的物理量有：电源电压大小、桥臂电阻大小、桥臂电阻

大小分配比例、监测仪表的灵敏度和内阻。R X 与R 2比值=1时，灵敏度S 最大，

当RX 与R2比值偏离1越大时，灵敏度S 越小。

4、为什么用电桥测电阻前，要先用万用表粗测？

答：因为用电桥测电阻时，对被测电阻的大小需要事先有个估测范围，这样不但

能更快地测量出待测电阻的阻值大小，同时也保护检流计，不致过载而损坏。所

以要先用万用表粗测后，再进行用电桥精确测量。

电位差计测电池电动势和内阻

1、如果待测电动势超出仪器的最大量程，请问应如何解决，试画出电路？

答：利用分压法接线。

R1和R2为电阻箱阻值可利用读数直接读出。把R2

两端的电压由电位差计直接测出U2。那么待测电压

为：

1222R R U U R +=待测

2、电位差计是利用什么原理制成的？

答：电位差计是根据补偿原理制成的测量电动势的仪器，它是

将被测量与已知标准量相比较的测量仪器。测定未知电动势

EX ，可采用图1电路，调节E 使检流计指零，则回路中两电

源的电动势E 和EX 大小相等，即E=EX ，此时称电路达到电

压补偿。如E 已知，则可求得EX ，这种测量电动势的方法称

为电压补偿法。

直流电桥与金属箔式电阻

1、什么叫金属的电阻应变效应？常见的电阻应变片有哪几种？

答： 金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变

化的现象称为“金属的电阻应变效应”。 常见的电阻应变片有“丝式”和“箔式”。这种应变片电阻温度系数较小，但灵

敏度较低。

2、单臂、半桥、全桥电路各有几种不同的接法？

答：单臂电路有8种, 半桥电路有12种, 全桥电路有2种解法。

3、单臂电桥、半桥、全桥电路的灵敏度S 1、S 2、S 3之间的比例关系如何？

答：它们的比例关系为S 1：S 2：S 3=1:2:4

牛顿环测透镜曲率半径

1、实验中为什么测牛顿环的直径而不是牛顿环的半径？

答：由于牛顿环的圆心无法准确确定，测它的半径实验误差大，而测牛顿环

的直径可以通过十字丝叉与圆环相切来准确确定，这样误差就比测半径来的小，

所以实验中采用测牛顿环的直径。

2、本实验采用“遂差法”来处理数据，其好处是什么？

答：可以避免实验中条纹级数难于确定的困难， 减少实验的误差。

3、牛顿环涉条纹间的间距是否为等间距？为什么？

答：牛顿环涉条纹间的间距是不等间距。

由公式2k r kR λ=可得，条纹间的间距：

1k k r r r +∆=-

=由此可知，r ∆是与k 有关的，是非线性关系的，它随着k 的增大，r ∆在减小，

所以说，牛顿环涉条纹间的间距是不等间距。

4、如何用等厚干涉原理检验光学平面的表面质量？

答：当用等厚干涉原理(牛顿环)来检验光学器件平面的表面质量时，如果表面质

量很好，它呈现的现象是规则的明暗相间同心圆环；如果表面质量不好，则它的

现象就是不够规则的圆，圆环有些变形。

5、实验中可用测量弦长代替直径的条件是什么？证明2222k m k k m k S S D D -=-++，并画图辅

助证明。

答：用测量弦长代替直径的条件是：读数显微镜视场中的观测线不经过圆心

且与待观测的同心圆环有相交点。

证明：由于在两个相似三角形中，圆心到弦长的垂线相等，有 (画

图略)

2222BC OB AC OA -=- ∵221m k D OA +=，221m k S AC +=，221k D OB =，22

1k S BC = ∴222221212121k k m k m k S D S D -=-++ ∴2222k m k k m k S S D D -=-++

证毕。

光的衍射

1、 请写出利用衍射原理来测量狭缝大小a 的公式（已知衍射距离L 和激光波长λ的值）

答：狭缝大小a 的计算公式为：

)(2k x L a k λ=

2、请描绘出二维光栅的激光衍射图样。 答：二维光栅的激光衍射图样为点阵图样，画图略。

3、衍射图样的清晰效果与哪些因素有关，分别是什么样的关系?

答：在相同波长的光源情况下，衍射图样的清晰效果与衍射物的尺寸大小a 及衍射距离L

有关。

衍射物的尺寸大小a 越小，衍射现象越明显；衍射距离L 越大，衍射现象越明显。

光的偏振

1、产生偏振光的方法有哪几种？

答：光波电矢量固定在某一平面内振动时称为平面偏振光(也称线偏振光)。将自

然光变成偏振光的器件称起偏器，用来检验偏振光的器件称检偏器。实际上，起

偏器和检偏器是互相通用的。

(1)利用偏振片起偏和检偏。

(2)利用反射和折射起偏。

自然光在两种介质的分界面上反射和折射时，反射光和折射光就能成为部分

偏振光或完全偏振光。

(3)利用双折射晶体起偏。 某些单轴晶体(如方解石、冰洲石等)具有双折射

现象。