大学物理实验报告处理
大学物理实验报告-数据处理-2.1 长度测量
实验2.1长度测量【数据与结果】1.用普通游标卡尺测圆管的内外直径和高表2.1-1数据表零点读数:mm D 0000.=,示值误差:mm020.=∆仪单位:mm 项目次数外径1D )mm (内径2D )mm (高H)mm (1234535.9235.9035.8835.9035.9022.1022.1222.0822.1022.0650.1050.1050.0850.1050.10mmD mm S mm D DS mm D D D iD 020********.02mm0101590531222111111....)(.±=∴=∆+=∆=∆=--==∑仪仪;同理可得:mmH mmD 02050.1030009222...±=±=35-2221103.14964m H D D V ⨯=-=)(π35-222212221100.0525]4[)2()2(21m D D D H D H H D D V ⨯=∆-+∆⋅+∆⋅=∆(πππV ∆首位数字为5,所以只能保留一位有效数字,取3-5100.05m V ⨯=∆(ΔV 的末位数字在百分位,所以V 的最后一位也取到百分位,其余四舍五入)3-510500153m V ⨯±=)..(或3c 0.5531m V ).(±=(末位对齐)2.用普通螺旋测微器测小球直径表2.1-2数据表零点误差:D 0=-0.018mm 示值误差:mm004.0=∆仪单位:mm次数项目)(mm D 读0D D D -=读114.26314.281214.25914.277314.25614.274414.26114.279514.26014.278mmD mmS mm D D S mm D D D iD 00502781400500.0042mm003015278142221....)(.±=∴=∆+=∆=∆=--==∑仪仪;;3306152461mm D V .==π3361601106152427814005033mm mm V D D V .....≈=⨯⨯=∆=∆V ∆首位数字为1,所以保留2位有效数字,取31.6mm =∆V (ΔV 的末位数字在十分位,所以V 的最后一位也取到十分位)36111524mm V ..±=(末位对齐)4.用电子天平测圆管、小球的质量项目质量结果表示圆管87.987.9±0.1g 小球12.112.1±0.1g圆管质量m=87.9±0.1g圆管密度3379052531987cm g cm g V m /...===ρ0.015931.50.587.90.12222=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆=V V m m E ρρ330.0443679201590cm g cm g E //..=⨯==∆ρρ(首位数字为4,所以取1位有效数字)30.04cm g /=∆ρ(Δρ末位数字在百分位,所以ρ的最后一位也取到百分位)30.042.79cm g /±=∆±=ρρρ(末位对齐)小球质量m=12.1±0.1g 小球密度337.93962451112cm g cm g V m /..===ρ0.00831524.11.612.10.12222=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆=V V m m E ρρ330.06617.94083300cm g cm g E //.=⨯==∆ρρ(首位数字为6,所以取1位有效数字)30.07cm g /=∆ρ(Δρ末位数字在百分位,所以ρ的最后一位也取到百分位)30.077.94cm g /±=∆±=ρρρ(末位对齐)。
大学物理实验报告数据处理及误差分析_0
大学物理实验报告数据处理及误差分析篇一:大学物理实验报告数据处理及误差分析力学习题误差及数据处理一、指出下列原因引起的误差属于哪种类型的误差?1.米尺的刻度有误差。
2.利用螺旋测微计测量时,未做初读数校正。
3.两个实验者对同一安培计所指示的值读数不同。
4.天平测量质量时,多次测量结果略有不同。
5.天平的两臂不完全相等。
6.用伏特表多次测量某一稳定电压时,各次读数略有不同。
7.在单摆法测量重力加速度实验中,摆角过大。
二、区分下列概念1.直接测量与间接测量。
2.系统误差与偶然误差。
3.绝对误差与相对误差。
4.真值与算术平均值。
5.测量列的标准误差与算术平均值的标准误差。
三、理解精密度、准确度和精确度这三个不同的概念;说明它们与系统误差和偶然误差的关系。
四、试说明在多次等精度测量中,把结果表示为x?????(单位)的物理意义。
五、推导下列函数表达式的误差传递公式和标准误差传递公式。
1.V?2.g?432st2?r32d?11???a??3.?2s?t2t1??六、按有效数字要求,指出下列数据中,哪些有错误。
1.用米尺(最小分度为1mm)测量物体长度。
3.2cm50cm78.86cm6.00cm16.175cm2.用温度计(最小分度为0.5℃)测温度。
68.50℃31.4℃100℃14.73℃七、按有效数字运算规则计算下列各式的值。
1.99.3÷2.0003=?2.?6.87?8.93???133.75?21.073?=?3.?252?943.0??479.0???1.362?8.75?480.0??62.69?4.1864.?751.2?23.25?14.781??????八、用最小分度为毫米的米尺测得某物体的长度为L=12.10cm(单次测量),若估计米尺的极限误差为1mm,试把结果表示成L???L?的形式。
九、有n组?x,y?测量值,x的变化范围为2.13~3.25,y的变化范围为0.1325~0.2105,采用毫米方格纸绘图,试问采用多大面积的方格纸合适;原点取在何处,比例取多少?十、并排挂起一弹簧和米尺,测出弹簧下的负载m和弹簧下端在米尺上的读数x如下表:长度测量1、游标卡尺测量长度是如何读数?游标本身有没有估读数?2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位?初读数的正、负如何判断?待测长度如何确定?3、被测量分别为1mm,10mm,10cm时,欲使单次测量的百分误差小于0.5%,各应选取什么长度测量仪器最恰当?为什么?物理天平侧质量与密度1、在使用天平测量前应进行哪些调节?如何消除天平的不等臂误差?2、测定不规则固体的密度时,若被测物体进入水中时表面吸有气泡,则实验所得的密度是偏大还是偏小?为什么?用拉伸法测量金属丝的杨氏模量1、本实验的各个长度量为什么要用不同的测量仪器测量?2、料相同,但粗细、长度不同的两根金属丝,它们的杨氏模量是否相同?3、本实验为什么要求格外小心、防止有任何碰动现象?精密称衡—分析天平的使用1、如果被测物体的密度与砝码的密度不同,即使它们的质量相等,但体积不同,因而受到空气浮力也不同,便产生浮力误差。
示波器使用大学物理实验报告示范及数据处理
《示波器的使用》实验报告物理实验报告示范文本:包含数据处理李萨如图【实验目的】1.了解示波器显示波形的原理,了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合;2.熟悉使用示波器的基本方法,学会用示波器测量波形的电压幅度和频率;3.观察李萨如图形。
【实验仪器】1、双踪示波器 GOS—6021型 1台2、函数信号发生器 YB1602型 1台3、连接线示波器专用 2根示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。
[实验原理]示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成,1、示波管如图所示,左端为一电子枪,电子枪加热后发出一束电子,电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上,屏上的荧光物发光形成一亮点。
亮点在偏转板电压的作用下,位置也随之改变。
在一定范围内,亮点的位移与偏转板上所加电压成正比.示波管结构简图示波管内的偏转板2、扫描与同步的作用如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,在荧光屏上看到的是一条水平线,如图图扫描的作用及其显示如果在Y 轴偏转板上加正弦电压,而X 轴偏转板不加任何电压,则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡,在横方向不动。
我们看到的将是一条垂直的亮线,如图如果在Y 轴偏转板上加正弦电压,又在X 轴偏转板上加锯齿形电压,则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移,其合成原理如图所示,描出了正弦图形。
如果正弦波与锯齿波的周期(频率)相同,这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。
但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同,则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开,在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形,甚至很复杂的图形.由此可见:(1)要想看到Y 轴偏转板电压的图形,必须加上X 轴偏转板电压把它展开,这个过程称为扫描.如果要显示的波形不畸变,扫描必须是线性的,即必须加锯齿波。
(2)要使显示的波形稳定,Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数,即:n f f x y= n=1,2,3, 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调,但要准确的满足上式,光靠人工调节还是不够的,待测电压的频率越高,越难满足上述条件。
大学物理1实验报告
大学物理1实验报告大学物理1实验报告引言:大学物理实验是一门重要的课程,通过实践探究物理规律,加深对理论知识的理解。
本次实验旨在通过实际操作和数据分析,探究物理实验的基本原理和应用。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤、实验结果和结论,并提出改进和展望。
实验目的:本次实验的目的是通过测量和分析物理现象,探究相关物理规律,提高学生对物理实验的操作技能和数据处理能力。
通过这次实验,我们将加深对物理实验原理的理解,培养科学实验的思维方式。
实验原理:在这里,我们简要介绍实验的基本原理。
实验原理是理解实验过程和结果的基础。
在本次实验中,我们将研究某一物理现象,并通过实验操作和数据收集来验证一定的物理规律。
这个物理规律可以是基本的牛顿定律、能量守恒定律、电磁感应定律等。
通过实验,我们将观察和测量物理现象,收集数据,并利用相关的物理公式和理论知识进行分析和解释。
实验步骤:本次实验的步骤如下所示:1. 准备实验所需的器材和材料,包括测量仪器、实验装置和样品等。
2. 按照实验操作指南,逐步进行实验。
确保实验过程中的数据收集和记录的准确性。
3. 收集实验数据,并进行初步的数据处理和分析。
4. 根据实验结果,结合理论知识,得出实验结论。
实验结果:在这一部分,我们将详细介绍实验的结果。
实验结果应该包括实验数据、数据处理和分析。
通过实验数据的收集和处理,我们可以得出一些有意义的结论,并与理论预期进行比较。
实验结果的准确性和可靠性对于实验的有效性至关重要。
结论:通过本次实验,我们得出了一些重要的结论。
结论应该是通过实验数据和理论分析得出的科学结论,能够回答实验目的所提出的问题。
结论的正确性和合理性是评价实验的成败的重要标准之一。
改进和展望:在实验报告的最后,我们可以提出一些改进和展望的意见。
改进可以包括实验操作的改进、数据处理方法的改进等。
展望可以包括进一步深入研究该物理现象、探索其他相关实验等。
总结:通过本次实验,我们深入了解了物理实验的基本原理和应用。
大学物理实验数据处理要求
《大学物理实验》绪论3、课后进行数据处理(1) 在报告中整理并再现原始数据表格(2) 所求物理量的公式计算,和不确定度的分析)(x U(要有公式,代入具体数据,有计算过程,有单位)(3) 结果的表达: )(x U x x ±= (单位)(4) 讨论分析所得结果。
可以根据教师的要求来做。
4、下次实验,交本次的实验报告: 晚交实验报告者本次实验成绩降5-30分。
注意:①抄袭他人报告者,一经发现,抄者与被抄者成绩一律计为零分。
任何理由都不成立!!!②仿造教师签字者,一经发现,本学期实验总评成绩不及格。
任何理由都不成立!!!三、数据处理中所涉及的问题1、真值和误差真值: 每个物理量在一定条件下不依人的意志为转移的客观大小,用A 表示。
测量值:用N 表示。
误差:N N A N N -=-=∆ 相对误差:%100%100⨯∆=⨯∆=NA NE r2、扩展不确定度的计算不确定度:表示一定置信概率误差限值的绝对值。
反映了对被测量值不能肯定的程度。
包括统计分量(A 类不确定度U a )和非统计分量(B 类不确定度U b )。
扩展不确定度:在95%置信概率下评定得到的不确定度。
例如:一袋大米的重量:50.0±0.4 kg 。
在95%置信概率下,表示其真值A 落在区间[49.6kg ,50.4kg]的可能性是95%,或者说对于任何一次测量,其测量值在区间[49.6kg ,50.4kg]内的置信概率为95%(对正态分布而言)。
1)()()()(2--===∑n x x n Tx s n Tx Ts x U i a其中)(x s 为实验标准差,)(x s 为算术平均值的标准差,T 为置信因子,n 为测量次数。
应用计算工具计算)(x s 的操作方法请参阅教材§2.5.4节。
I Δ=)(x U bI Δ:仪器误差限,指测量仪器的示值与真值之差的最大值。
在一般实验中,对于刻度仪器仪表,如未特殊说明,I Δ通常取最小分度值的一半。
大学物理实验数据处理和实验基本要求
图Ⅱ-2 随机误差的正态分布曲 线 图中横坐标为误差,纵坐标为误 差的概率密度分布函数。
随机误差具有的性质: --绝对值小的误差出现的概率大,绝对值大的误差出现的概率小。
(1)单峰-性-大小相等、符号相反的误差出现的概率相等。 --绝对值非常大的正、负误差出现的概率趋近于零 。 --当测量次数趋近于无限多时,由于正负误差互相抵消,各误差的代数和趋近于零。
测量误差x
3. 测量列的平均值 用测量列A1, A2, An表示对物理量进行次测量所得的测量值,那么每次测量的误差为:
将以上各式相加得: 由此可得:
x1 A1 A0 x2 A2 A0
xn An A0
n
n
xi Ai nA0
i 1
i 1
A0
1 n
n i 1
Ai
1 n
n i 1
xi
1. 伽利略把实验和逻辑引入物理学,使物理学最终成为一门科学。 2. 经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。 3. 近代物理学是从实验事实与经典物理学的矛盾中发展起来的。
Galileo Galilei 1564~1642
以诺贝尔物理学奖为例:
• 80%以上的诺贝尔物理学奖给了实验物理学家。 20%的奖中很多是实验和理论物理学家分享的。 • 实验成果可以很快得奖,而理论成果要经过至少两个实验的检验。 • 1956李政道(1926年11月24日-) 、杨振宁(1922年10月1日-)提出弱相互作用中宇称不守恒,同年,
i Ai A (i 1,2, , n)
4.有限次测量的标准偏差
可以证明,当测量次数为有限时,可以用标准偏差S作为标准误差的最佳估计值。S 的计算公式 为
S
1 n 1
n i1
大学物理实验报告(共7篇)
篇一:大学物理实验报告示例(含数据处理)【实验题目】长度和质量的测量【实验目的】1. 掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微计等几种常用测长仪器的读数原理和使用方法。
2. 学会物理天平的调节使用方法,掌握测质量的方法。
3. 学会直接测量和间接测量数据的处理,会对实验结果的不确定度进行估算和分析,能正确地表示测量结果。
【实验仪器】(应记录具体型号规格等,进实验室后按实填写)直尺(50cm)、游标卡尺(0.02mm)、螺旋测微计(0~25mm,0.01mm),物理天平(tw-1b型,分度值0.1g,灵敏度1div/100mg),被测物体【实验原理】(在理解基础上,简明扼要表述原理,主要公式、重要原理图等)一、游标卡尺主尺分度值:x=1mm,游标卡尺分度数:n(游标的n个小格宽度与主尺的n-1小格长度相等),游标尺分度值:n?1nx(50分度卡尺为0.98mm,20分度的为:0.95mm),主尺分度值与游标尺n?1nx?xn分度值的差值为:x?,即为游标卡尺的分度值。
如50分度卡尺的分度值为:1/50=0.02mm,20分度的为:1/20=0.05mm。
读数原理:如图,整毫米数l0由主尺读取,不足1格的小数部分?l需根据游标尺与主尺对齐的刻线数?l?kx?kk和卡尺的分度值x/n读取:n?1nx?kxn读数方法(分两步):(1)从游标零线位置读出主尺的读数.(2)根据游标尺上与主尺对齐的刻线k读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值.即: l?l0??l?l0?kxn,对于50分度卡尺:l?l0?k?0.02;对20分度:l?l0?k?0.05。
实际读数时采取直读法读数。
二、螺旋测微器原理:测微螺杆的螺距为0.5mm,微分筒上的刻度通常为50分度。
当微分筒转一周时,测微螺杆前进或后退0.5mm,而微分筒每转一格时,测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm。
可见该螺旋测微器的分度值为0.01mm,即千分之一厘米,故亦称千分尺。
大学物理实验报告(集锦10篇)
大学物理实验报告(集锦10篇)大学物理实验报告(集锦10篇)随着个人的文明素养不断提升,报告使用的次数愈发增长,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。
我们应当如何写报告呢?以下是小编为大家整理的大学物理实验报告,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
大学物理实验报告1实验报告一.预习报告1.简要原理2.注意事项二.实验目的三.实验器材四.实验原理五.实验内容、步骤六.实验数据记录与处理七.实验结果分析以及实验心得八.原始数据记录栏(最后一页)把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。
实验报告的种类因科学实验的对象而异。
如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。
随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。
实验报告必须在科学实验的基础上进行。
它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。
实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。
它不仅是对每次实验的总结,更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,是科学论文写作的基础。
因此,参加实验的每位学生,均应及时认真地书写实验报告。
要求内容实事求是,分析全面具体,文字简练通顺,誊写清楚整洁。
实验报告内容与格式(一) 实验名称要用最简练的语言反映实验的内容。
如验证某程序、定律、算法,可写成“验证×××”;分析×××。
(二) 所属课程名称(三) 学生姓名、学号、及合作者(四) 实验日期和地点(年、月、日)(五) 实验目的目的要明确,在理论上验证定理、公式、算法,并使实验者获得深刻和系统的理解,在实践上,掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。
一般需说明是验证型实验还是设计型实验,是创新型实验还是综合型实验。
(六) 实验内容这是实验报告极其重要的内容。
要抓住重点,可以从理论和实践两个方面考虑。
大学物理(二)实验报告(二)
大学物理(二)实验报告(二)引言概述:本实验旨在通过实际操作和数据分析,加深对大学物理(二)相关知识的理解和掌握。
通过实验,将重点探讨以下五个大点:实验目的、实验原理、实验装置与操作、实验数据处理与结果分析以及实验结论。
1. 实验目的:1.1 确定XXX物理现象的基本规律1.2 探究XXX现象的影响因素1.3 验证XXX理论模型的准确性1.4 掌握XXX实验方法和技巧1.5 提高实验数据处理和分析的能力1. 实验原理:1.1 介绍相关的物理理论和基本概念1.2 探讨引起该物理现象的基本机制1.3 解析实验中所使用的公式和模型1.4 阐述实验所依据的理论假设1. 实验装置与操作:1.1 详细描述实验所用的仪器设备和辅助工具1.2 介绍实验的具体步骤和操作要点1.3 强调实验中需注意的安全事项1.4 分析实验中可能出现的误差来源和解决方法1.5 提供实验数据记录表格和实验结果图表示例1. 实验数据处理与结果分析:1.1 清晰列出实验所得的原始数据1.2 对数据进行初步处理,包括单位换算和数据整理1.3 展示数据处理的详细过程,如拟合曲线或计算公式1.4 分析实验结果,与理论值进行对比1.5 讨论实验结果的合理性和实验过程中的问题1. 实验结论:通过以上实验的分析和讨论,得出如下结论:1.1 给出实验目的所要验证的假设或论点1.2 总结实验的主要结果和发现1.3 讨论实验的局限性和改进方向1.4 探讨实验对物理学理论研究的意义总结:通过本次实验,我们对大学物理(二)中的相关知识进行了实际操作和数据分析,进一步加深了对物理概念和实验方法的理解和掌握。
本实验的结果为进一步的研究提供了重要参考,也为将来的实验和理论研究提供了基础。
通过本次实验的学习,我们不仅提高了实验技能,还培养了实验数据处理和结果分析的能力,为进一步的科学研究奠定了坚实基础。
大学物理实验报告数据处理及误差分析
大学物理实验报告数据处理及误差分析
篇一:大学物理实验1误差分析
云南大学软件学院实验报告
课程:大学物理实验学期:2014-2015学年第一学期任课教师:
专业:
学号:
姓名:
成绩:
实验1误差分析
一、实验目的
1.测量数据的误差分析及其处理。
二、实验内容
1.推导出满足测量要求的表达式,即v0?f(?)的表达式;
二、误差与偏差
1.真值与误差
任何一个物理量,在一定的条件下,都具有确定的量值,这是客观存在的,这个客观存在的量值称为该物理量的真值。测量的目的就是要力图得到被测量的真值。我们把测量值与真值之差称为测量的绝对误差。设被测量的真值为χ0,测量值为χ,则绝对误差ε为
ε = χ – χ0(1)
由于误差不可避免,故真值往往是得不到的。所以绝对误差的的概念只有理论上的价值。
2.最佳值与偏差
在实际测量中,为了减小误差,常常对某一物理量x进行多次等精度测量,得到一系列测量值x1,x2,…,xn,则测量结果的算术平均值为
1??2n
n1ni(2)ni?1
算术平均值并非真值,但它比任一次测量值的可靠性都要高。系统误差忽略不计时的算术平均值可作为最佳值,称为近真值。我们把测量值与算术平均值之差称为偏差(或残差):
误差处理
物理实验的任务,不仅仅是定性地观察物理现象,也需要对物理量进行定量测量,并找出各物理量之间的内在联系。
由于测量原理的局限性或近似性、测量方法的不完善、测量仪器的精度限制、测量环境的不理想以及测量者的实验技能等诸多因素的影响,所有测量都只能做到相对准确。随着科学技术的不断发展,人们的实验知识、手段、经验和技巧不断提高,测量误差被控制得越来越小,但是绝对不可能使误差降为零。因此,作为一个测量结果,不仅应该给出被测对象的量值和单位,而且还必须对量值的可靠性做出评价,一个没有误差评定的测量结果是没有价值的。
大学物理实验报告范文3篇(完整版)
大学物理实验报告范文3篇大学物理实验报告范文3篇大学物理实验报告范文篇一:一、实验综述1、实验目的及要求1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用方法。
学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3.学会物理天平的使用。
4.掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪= 0.02mm2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪= 0.005mm 修正值=0.018mm3 物理天平 TW-0.5 t天平感度0.02g 最大称量500g △仪=0.02g 估读到 0.01g二、实验过程准确度=0.01mm 估读到0.001mm测石蜡的密度仪器名称:物理天平TW 0.5 天平感量:0.02 g 最大称量500 g3、数据处理、分析h) mm2、计算钢丝直径t以25C为标准查表取值,计算石蜡密度平均值:M1tM2 M3=0.9584kgm3三、结论1、实验结果实验结果即上面给出的数据。
2、分析讨论心得体会:1、天平的正确使用:测量前应先将天平调水平,再调平衡,放取被称量物和加减砝码时○一定要先将天平降下后再操作,天平的游码作最小刻度的12估读。
2、螺旋测微器正确使用:记下初始读数,旋动时只旋棘轮旋柄,当听到两声咯咯响○时便停止旋动,千分尺作最小刻度的110估读。
思考:1、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定?测定值如何表示? ○答:把螺旋测微器调到0点位置,读出此时的数值,测定值是读数+零点修正值2、游标卡尺读数需要估读吗? ○答:不需要。
3、实验中所用的水是事先放置在容器里,还是从水龙头里当时放出来的好,为什么? ○答:事先放在容器里面的,这样温度比较接近设定温度。
建议学校的仪器存放时间过长,精确度方面有损,建议购买一些新的。
四、指导教师评语及成绩:评语:成绩:指导教师签名:批阅日期:大学物理实验报告范文篇二:一、实验目的。
大学物理实验数据处理
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 8
不同类型的坐标纸
直角坐标纸
单对数坐标纸
双对数坐标纸
极坐标纸
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 9
图解法
利用图示法得到的测量量之间的关系曲线,求出有物理意义的参数,这一实验数据的处理方法 称为图解法。在物理实验中遇到最多的图解法的例子是通过图示的直线关系确定直线的参数-----截 距和斜率。
(1)确定直线图形的斜率和截距 (2)曲线的改直
非线性关系数据可进行曲线改直后再处理
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 16
=20044
Ri
北方民族大学物理实R验i中ti心
tFi2undamental physics experiment 27
a R bt
b
tR tR
2
t
t2
3. 写出待求关系式:
R70.790.287t3
R--;t--℃ 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 28
1.1500
0.8000
1.1000
0.4000
1.0500
t(℃)
t(℃)
o
20.0 0
40.0 0
60.00
80.00
100.0 0
120.0 0
140.00
定容气体压强~温度曲线
1.0000 20.00
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大学物理实验报告数据处理的基本流程
大学物理实验报告数据处理的基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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大学物理实验报告-数据处理-2.2 金属丝杨氏弹性模量的测定
实验2.2 金属丝杨氏模量的测量浙江 大学 滨纾制作【实验目的】(1)掌握“光杠杆镜”测量微小长度变化的原理图。
(2)学会用“对称测量”消除系统误差。
(3)学习如何依实际情况对各个测量量进行误差估算。
(4)练习用逐差法、作图法处理数据。
【实验仪器】杨氏模量测定仪;螺旋测微器;钢卷尺和米尺;望远镜(附标尺)。
【实验原理】杨氏弹性模量 LS FL Y Δ0=。
其中,S 为棒状材料的截面积,L 0为原长度,F 为所受拉力,L Δ为伸长量。
本实验要测定某种型号钢丝的杨氏弹性模量Y ,其中F 可以由所挂的砝码的重量求出,截面积S 可以通过螺旋测微计测量金属丝的直径计算得出,0L 可用米尺等常规的测量器具测量,但L Δ由于其值非常微小,用常规的测量方法很难精确测量。
本实验将用放大法——“光杠杆镜”来测定这一微小的长度改变量L Δ,图1-1是光杠杆镜的测微小长度变化量的原理图。
左侧曲尺状物为光杠杆镜,M 是反射镜,b 即所谓光杠杆镜短臂的杆长,O 端为b 边的固定端,b 边的另一端则随被测钢丝的伸长、缩短而下降、上升,从而改变了M 镜法线的方向,使得钢丝原长为L 0时,从一个调节好的位于图右侧的望远镜看M 镜中标尺像的读数为1n ;而钢丝受力伸长后,光杠杆镜的位置变为虚线所示,此时从望远镜上看到的标尺像的读数变为2n 。
这样,钢丝的微小伸长量L Δ,对应光杠杆镜的角度变化量θ,而对应的光杠杆镜中标尺读数变化则为21Δn n n -=。
由光路可逆可以得知,n ∆对光杠杆镜的张角应为θ2。
从图中用几何方法可以得出:b L∆=≈θθtg DnD n n ∆=-=≈1222tg θθ 将上面两式联列后得:n DbL ∆=∆2 图 1 - 1 光杠杆原理式中12n n n -=∆,相当于光杠杆镜的长臂端D 的位移。
其中的bD2叫做光杠杆镜的放大倍数,由于D >> b ,所以∆n >> ∆L ,从而获得对微小量的线性放大,提高了L ∆的测量精度。
大学物理实验常用的数据处理方法
⼤学物理实验常⽤的数据处理⽅法1.7 常⽤的数据处理⽅法实验数据及其处理⽅法是分析和讨论实验结果的依据。
在物理实验中常⽤的数据处理⽅法有列表法、作图法、逐差法和最⼩⼆乘法(直线拟合)等。
1.7.1 列表法在记录和处理数据时,常常将所得数据列成表。
数据列表后,可以简单明确、形式紧凑地表⽰出有关物理量之间的对应关系;便于随时检查结果是否合理,及时发现问题,减少和避免错误;有助于找出有关物理量之间规律性的联系,进⽽求出经验公式等。
列表的要求是:(1)要写出所列表的名称,列表要简单明了,便于看出有关量之间的关系,便于处理数据。
(2)列表要标明符号所代表物理量的意义(特别是⾃定的符号),并写明单位。
单位及量值的数量级写在该符号的标题栏中,不要重复记在各个数值上。
(3)列表的形式不限,根据具体情况,决定列出哪些项⽬。
有些个别的或与其他项⽬联系不⼤的数据可以不列⼊表内。
列⼊表中的除原始数据外,计算过程中的⼀些中间结果和最后结果也可以列⼊表中。
(4)表中所列数据要正确反映测量结果的有效数字。
列表举例如表1-2所⽰。
表1-2铜丝电阻与温度关系1.7.2 作图法作图法是将两列数据之间的关系⽤图线表⽰出来。
⽤作图法处理实验数据是数据处理的常⽤⽅法之⼀,它能直观地显⽰物理量之间的对应关系,揭⽰物理量之间的联系。
1.作图规则为了使图线能够清楚地反映出物理现象的变化规律,并能⽐较准确地确定有关物理量的量值或求出有关常数,在作图时必须遵守以下规则。
(1)作图必须⽤坐标纸。
当决定了作图的参量以后,根据情况选⽤直⾓坐标纸、极坐标纸或其他坐标纸。
(2)坐标纸的⼤⼩及坐标轴的⽐例,要根据测得值的有效数字和结果的需要来定。
原则上讲,数据中的可靠数字在图中应为可靠的。
我们常以坐标纸中⼩格对应可靠数字最后⼀位的⼀个单位,有时对应⽐例也适当放⼤些,但对应⽐例的选择要有利于标实验点和读数。
最⼩坐标值不必都从零开始,以便做出的图线⼤体上能充满全图,使布局美观、合理。
《大学物理》实验报告
《大学物理》实验报告一、实验目的本实验旨在通过观察和测量物理现象,理解和掌握物理学的原理和实验方法,培养实验技能和科学素养。
二、实验原理在物理学中,许多现象和规律都可以通过实验来揭示和验证。
本实验将通过以下原理进行实验:1、牛顿第二定律:力等于质量乘以加速度,即F = ma。
2、欧姆定律:电流等于电压除以电阻,即I = V/R。
3、法拉第电磁感应定律:感应电动势等于磁通量变化率与线圈匝数的乘积,即E = n(dΦ)/(dt)。
三、实验步骤1、准备实验器材:小车、小钩码、轨道、光电门、电磁铁、电源、电阻箱、线圈等。
2、进行实验操作:将小车放在轨道上,安装光电门以测量小车的速度,连接电源和电磁铁,调整电阻箱和线圈的阻值。
3、记录实验数据:通过控制变量法,分别改变小车的质量、电磁铁的电流、电阻箱的阻值等,记录小车的速度、加速度、电流、电压等数据。
4、分析实验数据:根据实验数据,分析各个变量对小车运动的影响,验证牛顿第二定律和欧姆定律。
5、撰写实验报告:将实验过程和结果进行总结,得出结论。
四、实验结果及分析1、牛顿第二定律验证:根据实验数据,当小车的质量增加时,其加速度减小;当施加的力增加时,加速度也增加。
这符合牛顿第二定律的预测,即力等于质量乘以加速度。
2、欧姆定律验证:通过测量电流和电压,发现电流与电压成正比,符合欧姆定律的预测,即电流等于电压除以电阻。
3、法拉第电磁感应定律验证:当磁通量变化时,线圈中产生了感应电动势。
实验数据也显示,感应电动势与磁通量变化率和线圈匝数成正比,符合法拉第电磁感应定律的预测。
五、结论通过本实验,我们验证了牛顿第二定律、欧姆定律和法拉第电磁感应定律。
这些实验结果进一步巩固了我们对物理学原理的理解和应用能力。
实验过程中的操作技巧和方法也为我们未来的科学研究打下了基础。
在今后的学习和实践中,我们应该继续加强对物理学的理解和应用,为解决实际问题提供科学依据。
大学物理实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量不同材料的光学常数和吸收系数,深入理解光的传播和吸收规律,探索不同材料对光的响应特性,为实际应用提供理论支持。
大学物理一实验报告(共5篇)
篇一:大学物理实验报告模板.**学院物理系大学物理学生实验报告实验项目:实验地点:班级:姓名:座号:实验时间:月物理系编制一、实验目的:二、实验仪器设备:三、实验原理:四、实验步骤:教师签名:五、实验数据记录六、实验数据处理七、实验结论与分析及思考题解答1、对实验进行总结,写出结论:2、思考题解答:篇二:大学物理实验报告**学院物理系大学物理学生实验报告实验项目:空气比热容比测定实验实验地点:班级:姓名:座号:实验时间:月日物理系编制一、实验目的:①用绝热膨胀法测定空气的比热容比?。
②观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
③学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。
二、实验仪器设备:贮气瓶,温度计,空气比热容比测定仪。
数字电压表1-进气活塞;2-放气活塞;3-ad590; 4-气体压力传感器;5-704胶粘剂图4-4-1 实验装置简图三、实验原理:气体由于受热过程不同,有不同的比热容。
对应于气体受热的等容及等压过程,气体的比热容有定容比热容c和定压比热容c。
定vp容比热容是将1kg气体在保持体积不变的情况下加热,当其温度升高1?c时所需的热量;而定压比热容则是将1kg气体在保持压强不变的情?cv况下加热,当其温度升高1?c时所需的热量。
显然,后者由于要对外作功而大于前者,即c定容比热容c之比vp。
气体的比热容比?定义为定压比热容c和p??ccpv是一个重要的物理量,经常出现在热力学方程中。
2四、实验步骤:5(1)用气压计测量大气压强p0 设为(1.0248?10pa);(2)开启电源,将电子仪器部分预热10分钟,然后用调零电位器调节零点;(3)关闭放气活塞2,打开进气活塞1,用充气球向瓶内打气,使瓶内压强升高(即数字电压表显示值升高120~140mv左右,关闭进气活塞1。
待瓶中气压强稳定时,瓶内气体状态为ⅰ。
记下p1; (4) 迅速打开放气活塞2,使瓶内气体与大气相通,由于瓶内气压高于大气压,瓶内部分气体将突然喷出,发出“嗤”的声音。
大学物理实验报告(清华大学)实验2.10声速测量实验实验数据处理
五、数据处理、作图、误差分析实验测得波速数据处理:相位法测波长:(连续测20个数据)(单位:)采用逐差法处理的结果为:(单位:mm )计算λ得:10101()1086.529mm 10i i i xx λ+=-==∑∴ 111086.529mm=8.6529mm 1010λλ=⨯=⨯ 标准偏差:100.6978mm s λ==又仪器的误差为:0.03mm ∆=仪∴ 100.03)m m 0.6991m m λ∆===因此波长的测量误差为:10110.6991mm 0.06991mm 1010λλ∆=⨯∆=⨯= 则波长的测量结果为:8.65290.06991mm λλλ=±∆=±超声波的频率为提供超声波仪器的频率读数:40.1440.1340.1352f kHz kHz +==又仪器的不确定误差取为:10f Hz ∆=340.1351010f Hz =⨯±v f λ=则: 100.06991/0.6991/0.70/f v m s m s m s λ∆=∆⨯∆=⨯=≈ 因此,波速为:3340.135108.652910/347.28/v f m s m s λ-==⨯⨯⨯= 因此,实验计算得出的完整波速表达式为: 347.280.70/v v v m s =±∆=±理论计算波速: 室温123.9t =℃297.05K =,224.8t =℃297.95K =; 相对湿度:126%r =,230%r =对应相应的室温,根据查表和插值法得:各个饱和蒸气压为510.029610s p Pa =⨯,520.031510s p Pa =⨯因此,理论计算的结果为:v =/s =346.413m/s =由此可见,实验与理论计算得到的结果相差为:346.41347.28100%0.25%346.41-∆=⨯=实验结果与理论计算得到的结果相比非常接近,两者间的差别为0.25%,因此可以验证该公式可以替代实验来准确估算声速。
大学物理实验报告数据处理及误差分析_0
大学物理实验报告数据处理及误差分析篇一:大学物理实验报告数据处理及误差分析力学习题误差及数据处理一、指出下列原因引起的误差属于哪种类型的误差?1.米尺的刻度有误差。
2.利用螺旋测微计测量时,未做初读数校正。
3.两个实验者对同一安培计所指示的值读数不同。
4.天平测量质量时,多次测量结果略有不同。
5.天平的两臂不完全相等。
6.用伏特表多次测量某一稳定电压时,各次读数略有不同。
7.在单摆法测量重力加速度实验中,摆角过大。
二、区分下列概念1.直接测量与间接测量。
2.系统误差与偶然误差。
3.绝对误差与相对误差。
4.真值与算术平均值。
5.测量列的标准误差与算术平均值的标准误差。
三、理解精密度、准确度和精确度这三个不同的概念;说明它们与系统误差和偶然误差的关系。
四、试说明在多次等精度测量中,把结果表示为x?????(单位)的物理意义。
五、推导下列函数表达式的误差传递公式和标准误差传递公式。
1.V?2.g?432st2?r32d?11???a??3.?2s?t2t1??六、按有效数字要求,指出下列数据中,哪些有错误。
1.用米尺(最小分度为1mm)测量物体长度。
3.2cm50cm78.86cm6.00cm16.175cm2.用温度计(最小分度为0.5℃)测温度。
68.50℃31.4℃100℃14.73℃七、按有效数字运算规则计算下列各式的值。
1.99.3÷2.0003=?2.?6.87?8.93???133.75?21.073?=?3.?252?943.0??479.0???1.362?8.75?480.0??62.69?4.1864.?751.2?23.25?14.781??????八、用最小分度为毫米的米尺测得某物体的长度为L=12.10cm(单次测量),若估计米尺的极限误差为1mm,试把结果表示成L???L?的形式。
九、有n组?x,y?测量值,x的变化范围为2.13~3.25,y的变化范围为0.1325~0.2105,采用毫米方格纸绘图,试问采用多大面积的方格纸合适;原点取在何处,比例取多少?十、并排挂起一弹簧和米尺,测出弹簧下的负载m和弹簧下端在米尺上的读数x如下表:长度测量1、游标卡尺测量长度是如何读数?游标本身有没有估读数?2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位?初读数的正、负如何判断?待测长度如何确定?3、被测量分别为1mm,10mm,10cm时,欲使单次测量的百分误差小于0.5%,各应选取什么长度测量仪器最恰当?为什么?物理天平侧质量与密度1、在使用天平测量前应进行哪些调节?如何消除天平的不等臂误差?2、测定不规则固体的密度时,若被测物体进入水中时表面吸有气泡,则实验所得的密度是偏大还是偏小?为什么?用拉伸法测量金属丝的杨氏模量1、本实验的各个长度量为什么要用不同的测量仪器测量?2、料相同,但粗细、长度不同的两根金属丝,它们的杨氏模量是否相同?3、本实验为什么要求格外小心、防止有任何碰动现象?精密称衡—分析天平的使用1、如果被测物体的密度与砝码的密度不同,即使它们的质量相等,但体积不同,因而受到空气浮力也不同,便产生浮力误差。
大学物理实验报告 实验18霍尔效应数据处理
霍尔效应数据处理范例
由公式:
KH
NI
;B0M
L12r)
得KH
r
IMICH0
VH(L1
L2
;N——励磁线圈的匝数(N=1500);0——真空磁导率(0=4107TmA1)
IM——线圈中的励磁电流;
L1——气隙距离;L2——铁芯磁路平均长度;r——铁芯相对磁导率(r=1500)
所以:
旧仪器:L1=3.00mm,L2=287mm
287
)mm
3.191K1693(mA/T) 1
0.0018850.001885TmmmA
(3.00
新仪器:L1=4.00mm,L2=269mm
269
4.1792217(mA/T)K
0.0018850.001885
4.00
大学物理实验报告霍尔效应
一、实验名称:霍尔效应原理及其应用二、实验目的:1、了解霍尔效应产生原理;2、测量霍尔元件的、曲线,了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流间的关系;3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法,测量长直螺旋管轴向磁感应强度及分布;4、学习用对称交换测量法(异号法)消除负效应产生的系统误差。
U
2m25
4.1(m取横坐标最小刻度值的一半)EI
UI4.10.0082 I500
UV
m0.01
0.008(m取纵坐标最小刻度值的一半)EV
UV0.0080.0021 V3.92
2.69
)
rKH 17.38mv/(mAT) 7
IMICH05001.004101500
VH(L1
)
3.92(4.00
L2
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大学物理实验报告处理实验十七多用电表的设计与制作【分析讨论题】1.校准电表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低,即总向一个方向偏,试问这是什么原因造成的?欲使有正有负(合理偏向)应采取什么措施?分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况,导致读数都偏高或偏低。
欲使有正有负(合理偏向)应选择合适的分流电阻或分压电阻。
2.证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。
满偏时(因Rx=0)半偏时可得中值电阻综合内阻实验七传感器专题实验电涡流传感器【预习思考题】1.电涡流传感器与其它传感器比较有什么优缺点?这种传感器具有非接触测量的特点,而且还具有测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、结构简单及安装方便等优点。
缺点是电涡流位移传感器只能在一定范围内呈线性关系。
2.本试验采用的变换电路是什么电路。
本实验中电涡流传感器的测量电路采用定频调幅式测量电路。
【分析讨论题】1.若此传感器仅用来测量振动频率,工作点问题是否仍十分重要?我们所说的工作点是指在振幅测量时的最佳工作点,即传感器线性区域的中间位置。
若测量振幅时工作点选择不当,会使波形失真而造成测量的误差或错误。
但仅测量频率时波形失真不会改变其频率值。
所以,仅测量频率时工作点问题不是十分重要。
2.如何能提高电涡流传感器的线性范围?一般情况下,被测体导电率越高,灵敏度越高,在相同的量程下,其线性范围越宽线性范围还与传感器线圈的形状和尺寸有关。
线圈外径大时,传感器敏感范围大,线性范围相应也增大,但灵敏度低;线圈外径小时,线性范围小,但灵敏度增大。
可根据不同要求,选取不同的线圈内径、外径及厚度参数。
实验九霍尔效应及其应用【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。
实验十一迈克耳孙干涉仪的调整与使用【预习思考题】1.迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的?答:迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2.迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的?条纹形状如何?随M1、M2’的间距d如何变化?答:(1)等倾干涉条纹的产生通常需要面光源,且M1、M2’应严格平行;等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行,而是有微小夹角,且二者之间所加的空气膜较薄。
(2)等倾干涉为圆条纹,等厚干涉为直条纹。
(3)d越大,条纹越细越密;d 越小,条纹就越粗越疏。
3.什么样条件下,白光也会产生等厚干涉条纹?当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时,M1、M2’两镜子的位置成什么关系?答:白光由于是复色光,相干长度较小,所以只有M1、M2’距离非常接近时,才会有彩色的干涉条纹,且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时,说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】1.用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同?答:二者虽然都是圆条纹,但牛顿环属于等厚干涉的结果,并且等倾干涉条纹中心级次高,而牛顿环则是边缘的干涉级次高,所以当增大(或减小)空气层厚度时,等倾干涉条纹会向外涌出(或向中心缩进),而牛顿环则会向中心缩进(或向外涌出)。
2.想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率?答:首先将仪器调整到M1、M2’相交,即视场中央能看到白光的零级干涉条纹,然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中(主要是为了避免空程差),继续向原方向移动M1镜,直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时,记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N,根据,即可求出n。
牛顿环【预习思考题】1.白光是复色光,不同波长的光经牛顿环装置各自发生干涉时,同级次的干涉条纹的半径不同,在重叠区域某些波长的光干涉相消,某些波长的光干涉相长,所以牛顿环将变成彩色的。
2.说明平板玻璃或平凸透镜的表面在该处不均匀,使等厚干涉条纹发生了形变。
3.因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动,托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。
因此读数显微镜测得的距离是被测定物体的实际长度。
4.(1)调节目镜观察到清晰的叉丝;(2)使用调焦手轮时,要使目镜从靠近被测物处自下向上移动,以免挤压被测物,损坏目镜。
(3)为防止空程差,测量时应单方向旋转测微鼓轮。
5.因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响,使牛顿环的中心不易确定,测量其半径必然增大测量的误差。
所以在实验中通常测量其直径以减小误差,提高精度。
6.有附加光程差d0,空气膜上下表面的光程差=2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1) /2,k=0,1,2…,暗环半径rk= ;则Dm2=(m —d0)R,Dn2= (n —d0)R,R= 。
【分析讨论题】1.把待测表面放在水平放置的标准的平板玻璃上,用平行光垂直照射时,若产生牛顿环现象,则待测表面为球面;轻压待测表面时,环向中心移动,则为凸面;若环向中心外移动,则为凹面。
2.牛顿环法测透镜曲率半径的特点是:实验条件简单,操作简便,直观且精度高。
3.参考答案若实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k,a2=kR k==2d35+ +d0=(2k+1) (k=0,1,2…)d=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。
由数显表头读出每一个电压最大值时的位置,即对应的波节位置。
因此在系统处于共振的条件下进行声速测定,可以容易和准确地测定波节的位置,提高测量的准确度。
2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的?答:压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。
压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。
这种材料在受到机械应力,发生机械形变时,会发生极化,同时在极化方向产生电场,这种特性称为压电效应。
反之,如果在压电材料上加交变电场,材料会发生机械形变,这被称为逆压电效应。
声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应,压电陶瓷环片在交变电压作用下,发生纵向机械振动,在空气中激发超声波,把电信号转变成了声信号。
换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应,空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变,从而产生电场,把声信号转变成了电信号。
【分析讨论题】1. 为什么接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值?答:两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。
其驻波方程为A(x)为合成后各点的振幅。
当声波在媒质中传播时,媒质中的压强也随着时间和位置发生变化,所以也常用声压P描述驻波。
声波为疏密波,有声波传播的媒质在压缩或膨胀时,来不及和外界交换热量,可近似看作是绝热过程。
气体做绝热膨胀,则压强减小;做绝热压缩,则压强增大。
媒质体元的位移最大处为波腹,此处可看作既未压缩也未膨胀,则声压为零,媒质体元位移为零处为波节,此处压缩形变最大,则声压最大。
由此可知,声波在媒质中传播形成驻波时,声压和位移的相位差为。
令P(x)为驻波的声压振幅,驻波的声压表达式为波节处声压最大,转换成电信号电压最大。
所以接收器位于波节处,晶体管电压表显示的电压值是最大值。
2. 用逐差法处理数据的优点是什么?答:逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法,是对等间隔变化的被测物理量的数据,进行逐项或隔项相减,来获得实验结果的数据处理方法。
逐差法进行数据处理有很多优点,可以验证函数的表达形式,也可以充分利用所测数据,具有对数据取平均的效果,起到减小随机误差的作用。
本实验用隔项逐差法处理数据,减小了测量的随机误差试验七铁磁材料磁滞回线的测绘【预习思考题】1. 测绘磁滞回线和磁化曲线前为何先要退磁?如何退磁?答:由于铁磁材料磁化过程的不可逆性即具有剩磁的特点,在测定磁化曲线和磁滞回线时,首先必须对铁磁材料预先进行退磁,以保证外加磁场H=0时B=0。
退磁的方法,从理论上分析,要消除剩余磁感应强度Br,只需要通以反向电流,使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽力即可,但实际上矫顽力的大小通常并不知道,则无法确定退磁电流的大小。
常采用的退磁方法是首先给要退磁的材料加上一个大于(至少等于)原磁化场的交变磁场(本实验中顺时针方向转动“U选择”旋钮,令U从0依次增至3V),铁磁材料的磁化过程是一簇逐渐扩大的磁滞回线。
然后逐渐减小外加磁场,(本实验中逆时针方向转动旋钮,将U从最大值依次降为0),则会出现一簇逐渐减小而最终趋向原点的磁滞回线。
当外加磁场H减小到零时,铁磁材料的磁感应强度B亦同时降为零,即达到完全退磁。
2. 如何判断铁磁材料属于软、硬磁性材料?答:软磁材料的特点是:磁导率大,矫顽力小,磁滞损耗小,磁滞回线呈长条状;硬磁材料的特点是:剩磁大,矫顽力也大,磁滞特性显著,磁滞回线包围的面积肥大。
【分析讨论题】1. 本实验通过什么方法获得H和B两个磁学量?简述其基本原理。