大学物理实验教程第二版思考题答案(李学金著)----等厚干涉评分标准(精品).doc
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----分光计的调节与使用评分标准
《分光计的调节与使用》参考答案和评分标准预习报告(20分)一.实验目的a.了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法;b.用分光计测定棱镜顶角。
二. 实验仪器分光计、钠灯、三棱镜、双面反射镜三. 实验原理1.分光计的调节原理2.利用分光计测定棱镜顶角的方法a.自准法b.反射法四. 实验内容和步骤1.按调节分光计的要求调好分光计2.任选一种方法测定三棱镜的顶角评分要点：1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。
（5分）2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。
（5分）3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。
（5分）4、报告的书写要整洁规范。
（5分）数据采集与实验操作(40分)评分要点：1、不能用手直接摸三棱镜和反射镜的表面。
（2分）2、是否调节好分光计。
（15分）3、对实验的原理是否掌握。
（8分）4、实验操作的熟练程度。
（10分）5、是否读出合理的数据。
（5分）A=60°16′±20′E=?评分要点：1、是否列表记录数据，数据记录是否规范、清晰（10分）2、数据处理过程是否完整（10分）[注意：反射法和自准法的公式是不同的]3、是否得出正确答案(R 在合理的范围5分，误差处理5分)六．思考题(10分)1、 分光计由哪几部分组成？答：三脚底座、望远镜、平行光管、载物平台和读数盘。
2、 分光计调整的要求是什么？答：使平行光管发出平行光，望远镜聚焦于无穷远（使叉丝平面落在目镜和物镜的焦平面上），同时使平行光管和望远镜的光轴与转轴垂直。
3、 若刻度盘中心O ’与载物台中心O 不重合，即存在着偏心差，假定载物台从1ϕ转到2ϕ，实际转过的角度为θ，而刻度盘上的读数为1ϕ、'1ϕ、2ϕ、'2ϕ，试证明 2/)]''()[(1212ϕϕϕϕθ-+-=证：如图，O 为转轴中心，O ’为刻度盘中心，θ为望远镜绕中心轴的实际转角，θ1和θ2 分别为从两游标读出的角度值。
大学物理教程第二版课后答案
引言：大学物理教程是一本经典的物理教材，旨在帮助学生理解和掌握物理学的基本原理和概念。
课后习题是帮助学生巩固所学知识的重要部分。
本文将提供《大学物理教程第二版》课后答案，以帮助学生检查和纠正他们的理解，提高物理学习的效果与成绩。
概述：物理学是自然科学的重要分支，研究物质、能量和它们之间相互作用的规律。
大学物理教程第二版是一本全面介绍物理学的教材，内容涵盖了力学、热学、电磁学等领域。
通过解答课后习题，学生可以深入理解课堂教学中所介绍的物理学原理，提高问题解决能力和科学思维。
正文：一、力学1.速度和加速度的关系2.运动中的力和加速度3.牛顿三定律的应用4.匀速运动和变速运动的区别5.质点和刚体的运动分析二、热学1.理想气体定律的应用2.热传导和传热的方式3.热量和能量的转化4.热力学循环和效率5.热力学第一定律和第二定律的概念三、电磁学1.电场和电势的关系2.高斯定律和库仑定律的应用3.磁场的产生和性质4.安培定律和法拉第电磁感应定律的应用5.电磁波的特性和传播四、光学1.光的折射和反射2.物体成像的方式3.凸透镜和凹透镜的工作原理4.光的波粒二象性的解释5.干涉和衍射现象的解释五、量子物理1.微观粒子的波函数和几率分布2.波粒二象性的测量3.斯特恩盖拉赫实验和双缝干涉实验4.原子和分子的结构5.量子力学的基本原理和数学表达总结：通过解答《大学物理教程第二版》的课后习题，学生可以深入理解物理学的基本原理和概念。
力学、热学、电磁学、光学和量子物理是大学物理的重要领域，通过系统学习和练习，学生可以提高问题解决能力和科学思维。
课后答案的提供可以帮助学生检查自己的理解，并及时纠正错误，提高物理学习的效果与成绩。
希望本文所提供的《大学物理教程第二版》课后答案能对学生的学习起到一定的帮助和指导作用。
大学物理,光的干涉思考题
光的干涉思考题：19.1、用白色线光源做双缝干涉实验时，若在缝S 1后面放一红色滤光片，S 2后面放一绿色滤光片，问能否观察到干涉条纹？为什么？参考解答：若在两个缝上分别放置红色和绿色滤光片，则叠加的两束光不满足频率相同的相干条件，所以不能看到干涉条纹。
19．2、用图19.17所示装置做双缝干涉实验，是否都能观察到干涉条纹？为什么？ 参考解答：用图19.17（a ）所示装置做双缝干涉实验肯定不能观察到干涉条纹，因为采用普通光源钠光源要取得相干光，必须是同一原子的同一次发光。
用面光源直接照到双缝上，在缝后必是两个不同原子发光在P 点相遇，是非相干叠加。
正确的装置是在钠光源后放置一个与双缝平行的单缝，然后再在适当位置放置双缝，这样即满足了取得相干光的原则，才可观察到干涉条纹。
用图19.17（b ）所示装置做双缝干涉实验，有可能观察到干涉条纹。
从激光器中获得相干光取决于激光器的横模模式。
如果激光器的发光模式是基横模，则发出的光全是相干光；如果是其它模式，则必须是相干面积上的点源才是想光光源（即在同一面积上的全相干）。
19．3、在水波干涉图样（图19.5）中，平静水面形成的曲线是双曲线，为什么？ 参考解答：因双点源干涉亮纹满足的光程差是： ,3,2,1,012=±=-k k r r λ暗纹满足的光程差是： ,3,2,1,02)12(12=+±=-k k r r λ相同的光程差 C r r =-12 在同一干涉级上。
由解析几何知识知，满足上述关系的点在空间的轨迹是一组双曲面，在水平面上的截线是一组双曲线。
4、把一对顶角很小的玻璃棱镜底边粘贴在一起（图19。
18）做成“双棱镜”，就可以利用一个普通缝光源S 来做双缝干涉实验（菲涅耳双棱镜实验）。
试在图中画出两相干光源的位置和它们发出的波的叠加干涉区域。
参考解答：（略）5、如果两束光是相干的，在两束光重叠处总光强如何计算？如果两束光是不相干的，又怎样计算？（分别以I 1和I 2表示两束光的光强）参考解答：如果两束光是相干的，则在两束光重叠处为相干叠加，总光强为ϕ∆++=cos 22121I I I I I )(2)(112212r n r n ---=∆λπϕϕϕ式中，12ϕϕ-——两相干光的初相差；1122r n r n -——两相干光的光程差；λ为真空波长。
物理实验第二版思考题答案
物理实验第二版思考题答案【篇一：大学物理第二版习题答案】t>物理习题详解习题精解1-1某质点的速度为v?2i?8tj，已知t=0时它经过点（3，7），则该质点的运动方程为（）a.2ti?4t2jb.?2t?3?i?4t2?7jc.?8jd.不能确定解：本题答案为b. ?????????dr因为v? dt???所以 dr?2i?8tjdt ??于是有?rr0??t?dr???2i?8tj?dt 0????2即 r?r0?2ti?4tj?????2亦即 r??3i?7j??2ti?4tj故 r??2t?3?i?4t2?7j ???????????1-2 一质点在平面上作曲线运动,t1时刻位置矢量为r1??2i?6j，t2时刻的位置矢量为r2?2i?4j，求：（1）在?t?t2?t1时间内质点的位移矢量式;(2)该段时间内位移的大小和方向；（3）在坐标图上画出r1,r2及 ????r。
解（1）在?t?t2?t1时间内质点的位移矢量式为??????r?r2?r1??4i?2j??m?（2）该段时间内位移的大小 ?r??42??2??2?m? 2该段时间内位移的方向与轴的夹角为??tan??1??2????26.6? 4??（3）坐标图上的表示如图1.1所示1-3某质点作直线运动，其运动方程为x?1?4t?t ，其中x 以m 计，t 以s 计，求：（1）第3s末质点的位置；（2）头3s的位移大小；（3）头3s内经过的路程。
解（1）第3s末质点的位置为 2x(3)?1?4?3?32?4(m)（2）头3s的位移大小为x(3)?x?0??3(m)（3）因为质点做反向运动是有v(t)?0，所以令dx?0，即4?2t?0,t?2s因此头3s内经过的路程为 dtx(3)?x(2)?x(2)?x(0)?4?5?5?1?5(m)1-4 已知某质点的运动方程为x?2t,y?2?t2，式中t以s计，x和y以m计。
（1）计算并图示质点的运动轨迹；（2）求出t?1s到t?2s这段时间内质点的平均速度；（3）计算1s末2s末质点的速度；（4）计算1s末和2s末质点的加速度。
大学物理实验第二版题答案
大学物理实验第二版题答案【篇一：大学物理实验教材课后思考题答案 (2)】txt>一、转动惯量：1．由于采用了气垫装置，这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度，可以忽略不计。
但如果考虑这种阻尼的存在，试问它对气垫摆的摆动（如频率等）有无影响？在摆轮摆动中，阻尼力矩是否保持不变？答：如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在，气垫摆摆动时频率减小，振幅会变小。
（或者说对频率有影响，对振幅有影响）在摆轮摆动中，阻尼力矩会越变越小。
2．为什么圆环的内、外径只需单次测量？实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素？答：圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多，使用相同的测量工具测量时，相对误差较小，故只需单次测量即可。
（对测量结果影响大小）实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。
（或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等）3．试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点？答：原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。
三、混沌思考题1.有程序（各种语言皆可）、k值的取值范围、图 +5分有程序没有k值范围和图 +2分只有k值范围 +1分有图和k值范围+2分2.（1）．混沌具有内在的随机性：从确定性非线性系统的演化过程看，它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。
然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统运动的影响，而是系统自发产生的（2）．混沌具有分形的性质（3）．混沌具有标度不变性（4）．混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性：对具有内在随机性的混沌系统而言，从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后，可能变得相距“足够”远，表现出对初值的极端敏感，即所谓“失之毫厘，谬之千里”。
答对2条以上+1分，否则不给分，只举例的不给分。
四、半导体pn结（1）用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量10?6~10?11a电流，有哪些优点?答：具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
（完整版）大学物理实验思考题
（完整版）⼤学物理实验思考题测⾮线性电阻的伏安特性[思考题]：⒈从⼆极管伏安特性曲线导通后的部分找出⼀点，根据实验中所⽤的电表，试分析若电流表内接，产⽣的系统误差有多⼤？如何对测量结果进⾏修正？答：如图5.9-1，将开关接于“1”，称电流表内接法。
由于电压表、电流表均有内阻（设为R L 与R A ），不能严格满⾜欧姆定律，电压表所测电压为（R L ＋R A ）两端电压，这种“接⼊误差”或 “⽅法误差”是可以修正的。
测出电压V 和电流I ，则V I＝R L ＋R A ，所以R L ＝V I－R A ＝R L ′＋R A ①。
接⼊误差是系统误差，只要知道了R A ，就可把接⼊误差计算出来加以修正。
通常是适当选择电表和接法，使接⼊误差减少⾄能忽略的程度。
由①式可看出，当R A <>R A ，应采⽤内接法。
⒉根据实验中所⽤仪器，如果待测电阻为线性电阻，要求待测电阻R 的测量相对误差不⼤于4%，若不计接⼊误差，电压和电流的测量值下限V min 和I min 应取何值？答：根据误差均分原则，电流表、电压表的准确度等级、量程进⾏计算.迈克尔逊⼲涉仪的使⽤[预习思考题]1、根据迈克尔逊⼲涉仪的光路，说明各光学元件的作⽤。
答：在迈克尔逊⼲涉仪光路图中（教材Ｐ１８１图5.13--4），分光板G将光线分成反射与透射两束；补偿板G/使两束光通过玻璃板的光程相等；动镜M１和定镜M２分别反射透射光束和反射光束；凸透镜将激光汇聚扩束。
2、简述调出等倾⼲涉条纹的条件及程序。
答：因为公式λ＝２△d△k是根据等倾⼲涉条纹花样推导出来的，要⽤此式测定λ，就必须使M１馆和M2/（M2的虚像）相互平⾏，即M１和M2相互垂直。
另外还要有较强⽽均匀的⼊射光。
调节的主要程序是：①⽤⽔准器调节迈⽒仪⽔平；⽬测调节激光管（本实验室采⽤激光光源）中⼼轴线，凸透镜中⼼及分束镜中⼼三者的连线⼤致垂直于定镜M２。
②开启激光电源，⽤纸⽚挡住M１，调节M２背⾯的三个螺钉，使反射光点中最亮的⼀点返回发射孔；再⽤同样的⽅法，使M １反射的最亮光点返回发射孔，此时M１和M2/基本互相平⾏。
大学物理-光的干涉习题思考题及答案word资料5页
习题18-1．杨氏双缝的间距为mm 2.0，距离屏幕为m 1，求：（1）若第一到第四明纹距离为mm 5.7，求入射光波长。
（2）若入射光的波长为 A 6000，求相邻两明纹的间距。
解：（1）根据条纹间距的公式：m d D kx 0075.0102134=⨯⨯⨯=∆=∆-λλ 所以波长为： A 5000=λ（2）若入射光的波长为 A 6000，相邻两明纹的间距：mm d D x 31021060001410=⨯⨯⨯==∆--λ 18-2．图示为用双缝干涉来测定空气折射率n 的装置。
实验前，在长度为l 的两个相同密封玻璃管内都充以一大气压的空气。
现将上管中的空气逐渐抽去，（1）则光屏上的干涉条纹将向什么方向移动；（2）当上管中空气完全抽到真空，发现屏上波长为λ的干涉条纹移过N 条。
计算空气的折射率.解：（1）当上面的空气被抽去，它的光程减小，所以它将通过增加路程来弥补，所以条纹向下移动。
（2）当上管中空气完全抽到真空，发现屏上波长为λ的干涉条纹移过N 条。
可列出：λN n l =-）（1解得： 1+=lN n λ 18-3．在图示的光路中，S 为光源，透镜1L 、2L 的焦距都为f , 求（1）图中光线SaF 与光线SOF 的光程差为多少？。
（2）若光线SbF 路径中有长为l , 折射率为n 的玻璃, 那么该光线与SOF 的光程差为多少？。
解：（1）图中光线SaF 与光线SOF 的几何路程相同，介质相同，所以SaF 与光线SoF光程差为0。
（2）若光线SbF 路径中有长为l , 折射率为n 的玻璃, 那么光程差为几何路程差与介质折射率差的乘积，即 ）（1-n l 18-4．在玻璃板（折射率为50.1）上有一层油膜（折射率为30.1）。
已知对于波长为nm 500和nm 700的垂直入射光都发生反射相消，而这两波长之间没有别的波长光反射相消，求此油膜的厚度。
解：油膜上、下两表面反射光的光程差为2 ne2ne=(2k+1)λ/2=(k+1/2)λ (k=0，1，2，…) ①当λ1=5000A时，有 2ne=(k 1+1/2)λ1=k 1λ1+2500 ② 当λ2=7000A时，有 2ne=(k 2+1/2)λ2=k 2λ2+3500 ③ 因λ2＞λ1，所以k 2＜k 1;又因为λ1与λ2之间不存在λ3满足 2ne=(k 3+1/2)λ3式即不存在 k 2＜k 3＜k 1的情形，所以k 2、k 1应为连续整数，即 k 2=k 1-1 ④ 由②、③、④式可得：k 1=(k 2λ2+1000)/λ1=(7k 2+1)/5=[7(k 1-1)+1]/5得 k 1=3 k 2=k 1-1=2可由②式求得油膜的厚度为 e=(k 1λ1+2500)/(2n)=6731 A18-5．一块厚μm 2.1的折射率为50.1的透明膜片。
物理实验报告思考题答案 第二版.doc
2hg 厂 1-6思考题1. 通过用电子称测量质量并代入式（1・3）计算加速度和由所测速度计算出的加速度两者是 否一致？并作解释。
答：不一致。
式（1-3）是在不忽略摩擦力的情况下计算加速度，而实际测量时摩擦力不可 避免，因此实际测量的加速度比由式（1・3）计算得到的加速度小。
2. 分析本实验谋羌的主要原因？计算一下在这种实验条件下滑块受到的平均阻力有多大？ 答：误差的主要原因是摩擦力。
考虑摩擦力时，式（1・3）应为= 其屮 f 为摩擦力,a 为实际测量的加速度。
因此，f=mg-（M+m ）a 03-6思考题1. 根据你学过的大学物理的内容，请你说说转动惯量的物理意义。
答：转动惯量是表征刚体在转动过程屮惯性的大小。
刚体的转动惯量与刚体的形状和质量分 布、转轴有关。
2•请问如何测量出木实验屮所使用的仪器的摩擦力矩？答：根据转动定律物体所受的合外力矩为绳了的拉力的力矩乃”和摩擦力矩M “的和。
质量为加的物体以加速度G 下落时，有T = M （g-a ）。
设从静止开始下落高度为力，所用时间为f,则有h = -at 2 2a = rf32h 由以上各式得到m （g 一a ）r — =丿二r rt"实验过程中保持d g ,贝惰到mgr-M a =J-^ ' rr2h M, 在实验过稈屮，保持不变。
把上式变化为加=丿一百可+」 g 厂广 gr则得到m=K^+cr作m-4关系曲线，求岀截距c,进而求出M “4-6思考题1. 分析书上（4-3）式屮各测量值对测量结果和谋羌的影响大小，测量时必须注意的事项是哪 些？gF答: AL厶（，2-人）厶—厶厶（，2 -人）根据误羞分析，可以得到其绝对误并的形式:Aa - AL> + —、——-AL〕+ —亠—+ —―^—r Ar2厶O2 -片）厶亿一勺）厶（右一（］）从上式各项的系数（即误差传递系数）可以看出：谋羌的主要来源是乙度时铜杆长度的测量厶，其次是八度时铜杆长度的测量厶；而温度心和°的测量所形成的误并是最小的，所以我们要尽量减小谋并，就要减小测最不同温度下铜杆长度的所产生的误差，所以我们是通过光杠杆放大视角的方法来测量的。
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----示波器使用思考题答案
《示波器的使用》的评分标准和参考答案
注：思考题参考答案见附件
思考题参考答案
1、观察方波波形，如果扫描频率是方波的二倍看到什么图形？如果扫描频率
是方波的2/3看到什么图形？
答：如果扫描频率是方波的二倍，那么看到的时半个方波，如果扫描频率是方波的2/3则看到3/2个方波。
2、用李萨如图形测频率实验时，屏幕上图形在时刻转动，为什么？
答：是x和y轴的信号不同步造成的，也就是两个信号的初相位不一致导致的。
3、如果示波器的扫描频率远大于或小于Y轴正弦波信号的频率时，将会出现
什么波形？（试先从扫描频率等于正弦信号频率的2（或1/2），3（或
1/3）……倍考虑，然后推广到n（或1/n）倍的情形）
答：如果示波器的扫描频率远大于Y轴正弦波信号的频率时，将看到2个、3个、4个．．．n个正弦波，如果示波器的扫描频率远小于Y轴正弦波信号的频率时，将看到1/2、1/3、1/4．．．等波，直至看将一个点在屏幕慢慢扫过。
4、如果示波器是好的，但当Y轴输入交变电压时，发现荧光屏上只出现一条垂直亮线，试问，应调哪几个旋钮？
答：证明x轴的信号没有输入应检查x输入信号，或者是否将扫描置于x-y档。
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----测量单缝衍射的光强分布评分标准
实验六测量单缝衍射的光强分布预习报告（20分）一.实验目的a.观察单缝衍射现象及其特点;b.测量单缝衍射的光强分布;c.应用单缝衍射的规律计算缝宽。
二．实验仪器导轨、激光器、单缝二维调节架、一维光强测量装置、检流计三．实验原理（略）四．实验内容和步骤实验主要内容是观察单缝衍射现象，测量单缝衍射的光强分布并计算出缝宽光强度分布曲线（略）（10分）由图形测量缝宽，并计算狭缝的宽度（10分）由狭缝到光电管的距离L=50.00cm, λ=632.8nm, 及测得的b=5.0mm再由公式a=Lλ/b得到 a=6.33×10(m)六．思考题（10分）①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变?答:a增大一倍时, 光强度↑；由a=Lλ/b ，b减小一半a减小一半时, 光强度↓；由a=Lλ/b ，b增大一倍。
②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响?答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变)；整体光强度↑或者↓。
③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径？其原理和方法如何？答：可以，原理和方法与测单狭缝同。
④本实验中，λ=632。
8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。
试验证：是否满足夫朗和费衍射条件？答：依题意：Lλ=（50*10^-2）*（632.8*10^-9）=3.164*10^-7a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10所以Lλ<<a^2/8即满足夫朗和费衍射条件。
大物实验等厚干涉实验报告
大物实验等厚干涉实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象，加深对光的波动性的理解。
2、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。
3、学会使用读数显微镜。
二、实验原理1、等厚干涉当一束平行光垂直入射到厚度不均匀的透明薄膜上时，在薄膜的上、下表面反射的两束光将会产生干涉现象。
由于薄膜厚度不同，两束反射光的光程差也不同，在某些位置两束光相互加强，出现亮条纹；在另一些位置两束光相互削弱，出现暗条纹。
这种因薄膜厚度相同的地方形成相同干涉条纹的现象称为等厚干涉。
2、牛顿环将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在透镜的凸面与玻璃之间形成一空气薄层。
当平行单色光垂直入射时，在空气薄层的上、下表面反射的两束光将产生干涉。
由于空气薄层的厚度从中心到边缘逐渐增加，所以在反射光中形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
3、曲率半径的计算设透镜的曲率半径为＄R$，在空气薄膜厚度为＄e$ 处，两束反射光的光程差为＄＼Delta ＝ 2e ＋＼frac{＼lambda}｛2}＄，其中＄＼lambda$ 为入射光的波长。
当光程差为波长的整数倍时，出现亮条纹，即：＼2e ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＝ k\lambda ＼quad （k ＝ 1, 2, 3, ＼cdots)＼当光程差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即：＼2e ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＝（2k ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2} ＼quad （k ＝ 0, 1, 2, 3, ＼cdots)＼在牛顿环中，中心处（＄k ＝ 0$）的干涉条纹是暗纹。
对于第＄k$ 级暗纹，有：＼2e_k ＝（2k ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2}＼由于＄e_k$ 与半径＄r_k$ 的关系为＄e_k ＝ R ＼sqrt{R^2 r_k^2}＄，且＄r_k^2 ＝ kR\lambda$，所以可得透镜的曲率半径为：＼R ＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＼三、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。
大物实验思考题答案分析
实验一霍尔效应及其应用【预习思考题】1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。
霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。
2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。
3．本实验为什么要用3个换向开关？为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。
总之，一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。
要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B 和霍尔器件平面的夹角。
2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
实验二声速的测量【预习思考题】1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。
在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。
若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----霍尔效应评分标准
2.09
2.10
1.78
1.80
1.94
708
14.0
6.0
6.0
2.08
2.10
1.78
1.80
1.94
708
14.0
9.0
9.0
2.04
2.07
1.77
1.77
1.91
698
14.0
12.0
12.0
1.97
1.99
1.69
1.72
1.84
672
14.0
12.5
12.5
1.91
1.93
1.63
-IS,-B
+IS,-B
1.00
1.36
1.52
1.32
1.47
1.42
.100
1.46
1.61
1.26
1.41
1.44
2.00
2.82
2.97
2.72
2.87
2.85
.200
2.84
2.99
2.68
2.83
2.84
3.00
4.27
4.41
4.12
4.27
4.27
.300
4.26
4.41
4.12
4.27
4.27
4.00
5.71
5.86
5.52
5.67
5.69
.400
5.69
5.84
5.56
5.71
5.70
5.00
7.16
7.30
6.92
7.07
7.11
.500
7.11
7.26
大学物理2,13.第十三章思考题
1、如图13-9所示，薄膜介质的折射率为n 1，薄膜上下介质的折射率分别为n 1和n 3，并且n 2比n 1和n 3都大。
单色平行光由介质1垂直照射在薄膜上，经薄膜上下两个表面反射的两束光发生干涉。
已知薄膜的厚度为e ， λ1为入射光在折射率为n 1的介质中的波长，则两束反射光的光程差等于多少？ 【答案：22112λn e n S -=∆】 详解：由于入射光在上表面从光疏介质投射到光密介质上存在半波损失，因此反射光一的光程为21λ=S由于入射光在下表面从光密介质投射到光疏介质上没有半波损失，因此反射光二的光程为e n S 222=两束反射光的光程差为22212λ-=-=∆e n S S S其中λ为光在真空的波长，它与介质1中的波长的关系为λ=n 1λ1，因此22112λn e n S -=∆ 2、在双缝干涉实验中，两缝分别被折射率为n 1和n 2、厚度均为e 的透明薄膜遮盖。
波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差等于多少？ 【答案：λϕen n )(π212-=∆】详解：设从双缝发出的两束光到屏中央处的距离为r ，依题意它们到达屏中央处的光程分别为)(11e r e n S -+= )(22e r e n S -+=它们的光程差为12S S S -=∆e n n )(12-=因此，在屏中央处两束相干光的相位差为n 3图13-9λϕS∆=∆π2λen n )(π212-=3、在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取哪些办法？【答案：增大双缝与屏之间的距离D 、增大入射光波长λ、减小双缝间距d 、减小折射率n 】详解：双缝干涉条纹间距为dnD x λ=∆ 因此，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以增大双缝与屏之间的距离D 、改用波长λ较长的光进行实验、将两缝的间距d 变小、将实验装置放在折射率n 较小的透明流体中。
4、如图13-10所示，在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点处是明条纹。
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《大学物理实验》2-16实验十六 等厚干涉及应用
d=N
λ
d = N0L
λ
2
158
三、实验仪器
读数显微镜，钠灯，牛顿环仪，劈尖等。 四、 实验内容和步骤 1.牛顿环测平凸透镜的曲率半径 （1）接通钠光灯电源使灯管预热，调节牛顿环仪边框上三个螺旋，使在牛顿环仪中 心出现一组同心干涉环。 （2）将牛顿环仪 N 放在读数显微镜的平台上，调 节 45°反射镜 G，以便获得最大的照度，如图 3 所示。 （3）调节读数显微镜调焦手轮，直至在读数显微 镜内能看到清晰的干涉条纹的像。适当移动牛顿环位 置，使干涉条纹的中央暗区在显微镜叉丝的正下方， 观察干涉条纹是否在读数显微镜的读数范围内，以便 测量（注意：调焦过程中应该先将读数显微镜调下， 然后向上调焦，以免压坏牛顿环和劈尖）。 （4） 转动读数鼓轮， 观察十字准线从中央缓慢向 左（或向右）移至38环，然后反方向至第35环向右移 动，当十字准线竖线与35环中心相切时，记录读数显 微镜上的位置读数x35，然后继续转动鼓轮，使竖线依 次与34、33、32、31环中心相切，并记录读数，移至 图 3 读数显微镜测牛顿环装置
rk = kRλ
（6） 通过上面推导知，若入射光波长 λ 已知，测出各级暗环的半径，则可算出曲率半径 R 。但实际观察牛顿环时发现，牛顿环的中心不是理想的一个接触点，而是一个不甚清 晰的暗或亮的圆斑。其原因是透镜与平玻璃板接触处，由于接触压力引起形变，使接触 处为一圆面；又因镜面上可能有尘埃存在，从而引起附加的光程差。因此难以准确判定 级数 k 和测出 rk 。我们改用两个暗环的半径 rm 和 rn 的平方差来计算 R ，由（5）式可得：
【最新文档】大学物理实验第二版答案-推荐word版 (24页)
40.00?2.038.0
100.0?10.0100.0??5.6?4.412? +110.0= +110.0=4.76 + 110.0=114.8
21.0?10.00098.00?77.0?10.000
(11)
(12)
89.04678??3.0811?1.98?89.04678?1.10==3?10
(2)、X=
117.413
（2.904+2.902+2.900+2.903+2.900+2.904）==2.902167cm 66
1
??=
{6?1(0.002
6?12
+ 0.0002+ 0.0022+0.0012+ 0.0022+ 0.0022)
}
12
=
0.000017
?0.0008cm 30
0.0008
使用螺旋测微器时应注意：①测量轴向砧台靠近快夹住待测物时，必须使用棘轮而不能直接转动活动套筒，听到“咯、咯”即表示已经夹住待测物体，棘轮在空转，这时应停止转动棘轮，进行读数，不要将被测物拉出，以免磨损砧台和测量轴。②应作零点校正。
2．为什么胶片长度可只测量一次？
答：单次测量时大体有三种情况：（1）仪器精度较低，偶然误差很小，多次测量读数相同，不必多次测量。
0.004521?0.000001=?4.521?0.001??10?3；32476?105=3.2476?109； (2) 15.48g=1.548?104mg=1.548?10?2Kg
(3) m=312.670±0.002Kg=(3.1267±0.00002)?105g=(3.12670±0.00002)?108mg (4) t?17.9±0.1S=0.298±0.002min=(2.98±0.02)×10-1 min 4、（1）N=10.8±0.2cm
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(3) m=312.670±0.002Kg=(3.1267±0.00002)?105g=(3.12670±0.00002)?108mg (4) t?17.9±0.1S=0.298±0.002min=(2.98±0.02)×10-1 min 4、（1）N=10.8±0.2cm
（2）首位数码“0”不是有效数字，未位数码“0”是有效数字，正确答案是四位有效数字。 （3）28cm=2.8?102mm 280mm=28.0cm （4）L=（3.8±0.2）?104mm
（5）0.0221?0.0221=“0.00048841”?0.000488
400?1500
?4.10?103 （6）
5(5?1)??
??
1
2
?a?A??B?0.022?0.032?0.036?0.04cm
?s?2a?a?2?2.00?0.04?0.16cm2?0.2cm2?L?4?a?4?0.04?0.2cm ∴ S±?s=4.0±0.2cm2
?s0.2??100％=5％ S4.0?0.2
L±?L?8.0?0.2cm L:??100%=2.5％
∴?????11.08±
8． 解：a?
3
??
?
?
0.09
?100％≈0.81％ 11.08
1
?a1?a2?a3?a4?a5??1??2.01?2.00?2.04?1.98?1.97??2.00cm 55
2
s?a?2.002?4.00cm2L?4a?4?2.00?8.00cm
【大学物理实验(含 数据+思考题)】光的等厚干涉现象实验报告
实验3.3 光的等厚干涉测量一、实验目的（1）观察光的等厚干涉现象。
（2）利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径R。
（3）学习使用读数显微镜。
二、实验仪器读数显微镜、牛顿环、钠光灯。
三、实验原理（1）等厚干涉当一束单色光入射到透明薄膜上时,通过薄膜上下表面依次反射而产生两束相干光。
如果这两束反射光相遇时的光程差仅取决于薄膜厚度，则同一级干涉条纹对应的薄膜厚度相等，这就是所谓的等厚干涉。
（2）牛顿环在光学上，牛顿环是一个薄膜干涉现象。
光的一种干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。
例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。
这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。
它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。
（3）利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径R 的简单原理和计算表达式由光路图可得，与第k 级牛顿环相对应的两束相干光的光程差为：σk =2e k +λ2（λ2为附加光程）可知：R =√r k 2+(R −e k )2由相干光程差分析可得由射光产生明暗环的条件分别是：{r k=√(2k −1)R λ2（k =0，1，2，…明环条件）r k =√kλR （k =0，1，2，…暗环条件） 但是因为A 与C 的接触点可能不是理想点，导致靠近接触点的明暗条纹无法辨别清楚，直接用r 来算不准确，故这里改进算式，用环的直径D 的差来计算R ：R =D m 2−D n24(m −n )λ四、内容与步骤（1）调节目镜使十字叉丝清晰。
（2）调节45度反射镜。
（3）由下向上缓慢地调焦。
（4）定性观察，防止一侧观察不到干涉条纹。
（5）定量测量，注意鼓轮单方向转动。
（6）测量条纹直经：D i =|x i 左−x i 右|（7）测量图示: ①测量第19～30环暗环的直径。
等厚干涉实验思考题
等厚干涉实验思考题介绍等厚干涉实验是一种用来研究光的波动性质的实验方法。
通过这个实验，我们可以观察到干涉现象，进而深入理解光的干涉与衍射特性。
等厚干涉的原理等厚干涉是指在两个等厚的透明介质之间形成的干涉现象。
当平行入射的光线通过介质1和介质2的交界面时，由于介质的折射率不同，入射光束会分裂成反射光和透射光。
干涉现象的条件要形成等厚干涉现象，需要满足以下条件： 1. 入射光束为单色光。
2. 介质1和介质2的厚度要相等。
3. 两个介质的折射率差异较大。
干涉条纹的形成在等厚干涉实验中，当满足干涉现象的条件后，我们可以观察到干涉条纹的形成。
干涉条纹是由两个相位差不同的光波相遇形成的。
这两个光波经过反射后再次相交，产生干涉现象。
干涉条纹的性质干涉条纹的性质取决于光波的相位差。
根据入射角度和介质1、介质2的折射率差异，干涉条纹可以呈现出各种形态，如等间距、等厚度等。
等厚条纹当两个介质的厚度相等且光线平行入射时，形成等厚条纹。
等厚条纹呈现出等间距的条纹，条纹之间的间距与波长有关。
等厚条纹的间距等厚条纹的间距可以通过以下公式计算： d = λ / (2 * Δn * cosθ) 其中，d为条纹间距，λ为光的波长，Δn为介质1和介质2的折射率差异，θ为入射角。
等厚条纹的颜色等厚条纹的颜色取决于入射光的波长。
不同波长的光会经过两个介质的不同相位差，导致形成不同颜色的条纹。
等厚干涉实验的应用等厚干涉实验在光学研究中具有重要的应用价值。
以下列举几个应用方面：表面形貌测量通过观察等厚干涉条纹的形态变化，可以推断出被测量表面的形貌。
这在工程测量和材料分析中非常有用。
光学元件检验利用等厚干涉实验，可以检验光学元件的质量和性能，如平面和曲面镜，透镜等。
光学薄膜分析等厚干涉实验可以用来研究光学薄膜的性质，如检测薄膜的厚度、均匀性和质量。
光学涂层设计通过观察等厚干涉条纹，可以优化光学涂层的设计和制备，以提高光学器件的性能。
总结等厚干涉实验是一种用来研究光的波动性质的实验方法。
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《等厚干涉》参考答案和评分标准
预习报告（20分）
%1.实验目的
a.复习与巩固等厚干涉原理，观察等厚干涉现象；
b.利用牛顿环测量透镜球面的曲率半径；
c.学会如何消除误差、正确处理数据的方法。
%1.实验仪器
读数显微镜、牛顿环装置、钠光灯
%1.实验原理
1.等厚干涉原理
2.利用牛顿环测一个球面镜的曲率半径
%1.实验内容和步骤
1.调整仪器
2.定性观察牛顿环
3.测量牛顿环各级直径，求出待测曲率半径及算出误差
评分要点：
1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。
（5分）
2、实验原理的书写要求用以自己的语言，言简意赅的语言表述清楚。
（5分）
3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。
（5分）
4、报告的书写要整洁规范。
（5分）
数据采集与实验操作（40分）
评分要点：
1、不能用手直接摸牛顿环的表面。
（2分）
2、是否调出清楚的牛顿环。
（10分）
3、对实验的原理是否掌握。
（10分）
4、实验操作的熟练程度。
（13分）
5、是否读出合理的数据。
（5分）
（注：实验后没有整理仪器及登记仪器使用情况另扣10分）
数据记录和数据处理（30分）
环的直径
Dm
(mm)7. 074 6. 840 6. 741 6. 584 6. 368 6. 274 6. 099 5.938 5. 767 5. 487
D m2(mm2)50.04146.
78645. 441
43.
349
40. 55139.363
37.
198
35. 26033. 25830. 107
环的级数n141312111098765
环的位置右侧
(mm)
19. 716
19.
819
19.91920.03120. 135
20.
238
20.
360
20. 48120. 63020. 711左侧
(mm)
25. 10825.01524. 906
24.
805
24. 64824.53524.41124. 28924. 13223. 905
环的直径
Dn
(mm) 5. 392 5. 196 4. 987 4. 774 4. 513 4. 197 3. 930 3. 808 3. 502 3. 140
D n2(mm2)29. 07426.
99824. 870
22.
791
20. 36717.615
15.
445
14. 50112. 2649. 809
D m2-D n2(mm2)20. 96719.78820. 57120.
55820. 18421.74821.
753
20. 75920. 99420. 298
R=H
(m)0. 8890. 8400. 8730.8730. 8570. 9230. 9230. 8810. 8910. 861 AR(m)0. 0080. 0410. 0080.0080. 0240. 0410. 0410. 0000. 1000. 200 R = 0.08m, AT? = 0.05m
R=0. 88±0. 05(m) E=6 %
评分要点：
1、是否列表记录数据，数据记录是否规范、清晰(10分)
2、数据处理过程是否完整(10分)
3、是否得出正确答案(R在合理的范围5分，误差处理5分)
六•思考题(10分)
(1)、测量时，若实际典量的是弦总，而不是牛顿环的直径，则对测量结果会有何影响？为什么？
答：如图，
直线AB为实际测量的方向，与实际的圆心0距离为0A 则AC'-AB2=(OC2-OA2)- (0B2-0A2) = 0C2-0B Z 所以(2AC) 2- (2AB) 2= (200 2- (20B) 2
即弦长的平方差等于直径的平方差。
所以对测量结果没有影响。
(2)、为什么相邻两暗环(或亮环)之间的距离，靠近中心的要比边缘的大？
答一：
r K = JkR 九
Ar = r k+l -r k = J 伙+ 1)7U -厢I =
~4k} =
孫
所以靠近中心(k 越小，△尸越大)的环间距要比边缘的大。
答二：
△『为条纹间距，e 为上球面与下平面的夹角 因相邻两暗环间光程差之差为2,所以
A 2 2
Ar ® --------- ® ——,
2 tan 0 20
离中心越远，e 越大，所以条纹间距越小。
(3)
、若已知光学波长2与球面曲率半径R,请设计出具体的实验方案，测量某种透明液体 光学介质的折
射率。
答：设其折射率为n,在液体中光波长为心
在牛顿环两玻璃面之间充满该液体，则暗纹条件为了/ = kR\ ,
2 2
利用公式俎=% f 和用本实验的芳法求出则n = 2 /人.
(4) 、试分析牛顿环实验误差的主要来源。
答：因为环有一定的宽度，对其准确定位有一定的困难，以此带来的误差是主要的误差来源。
(5)
、怎样利用牛顿环的原理来检查平面玻璃表面质量？
答：牛顿环的原理是等厚干涉，可将牛顿环装置上的平凸透镜放在待检查的玻璃上，看干涉 条纹是否为匀称的同心圆，若条纹出现外凸或内凹，则说明玻璃不平整；或将一块标准的平 板玻璃与待检查的玻璃成一小斜角放置，形成空气劈，看干涉条纹是否均匀的直线，若直线 出现弯曲部分，也说明玻璃不平整。
(6)
、实验中所看到的牛顿环干涉条纹，是同一光束由空气薄膜上、下两表面反射后在上表 面相遇所产
生的干涉现象，那么从牛顿环装置透出的光束是否同样能形成干涉条纹呢？如 能，则与反射方向所观察到的干涉条纹有何不同？
答：能形成干涉条纹，但较模糊，且其明暗位置与反射方向所观察到的干涉条纹的明暗位置 相反。