大学物理实验复习资料(全12个物理实验复习资料完整版)

大学物理实验复习资料

(全12个物理实验复习资料完整版)

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绪论-《测量的不确定度与数据处理》

1、有效数字、有效数字的单位换算

有效数字：具体地说，是指在分析工作中实际能够测量到的数字。所谓能够测量到的是包括最后一位估计的，不确定的数字。 我们把通过直读获得的准确数字叫做可靠数字；把通过估读得到的那部分数字叫做存疑数字。把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字叫有效数字。

有效数字的单位换算：十进制的单位换算不影响有效数字和误差。

2、测量不确定度：测量不确定是与测量结果相关联的参数，表示测量值的分散性、准确性和可靠性，或者说它是被测量值在某一范围内的一个评定。一个完整的测量结果不仅要给出测量值的大小，同时还应给出它的不确定度。用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。

测量结果的最佳估计值 1

1n

i i x x n ==∑ A 类不确定度

A x U σ=在一系列重复测量中，用统计的方法计算分量，它的表征值用标准偏差表示。

B 类不确定度

B U =仪测量中凡是不符合统计规律的不确定度称为B 类不确定度。

合成不确定度

U =测量结果的表示 x x U =±

3、数据处理方法：作图法、逐差法

作图法包括：图示法，图解法解实验方程，曲线改直。

逐差法：当自变量等间隔变换，而两物理量之间又呈现线性关系时，除了采用图解

法，最小二乘法以外，还可采用逐差法。注意逐差法要求自变量等间隔变化而函数关系为线性

实验一 长度和固体密度的测量

1、物理天平的调节过程及注意事项

物理天平的调节过程：a 调底板水平：通过调水平螺钉让水准器中的汽泡处中心位置。 b 调零点：先将游码移到零点及调盘挂在副刀口上，然后通过调节螺母直至读数指针c 在摆动状态下处于平衡位置——读数标牌的平衡点。

注意事项：A 常止动：为避免刀口受冲击损坏，取放物体，砝码，调节平衡螺母以及不使用天平时，都必须放下横梁，止动天平。

B 轻操作：启动，止动天平时，动作务须轻且缓，以使天平刀口不受撞击。

C 必须用镊子搬动砝码和拨动游码，不许直接抓取或拨动。称横完毕，砝码必须放回盒中原位，不许放在秤盘及砝码盒以外的其他地方。

D 天平的负载不得超过其最大称量，以防损坏刀口或压弯横梁

2、螺旋测微器的读数，注意零点读数。

如何使用：慢慢转动微分酮，测砧测量面与测微螺旋端面接近时，再转动棘轮，当听到“咯咯咯”声时停止，读出坐标值（也称为0读数）

使用前的注意事项：（1）测量前选检查零点读数。顺势针方向读出的零点读数记为正值，逆时针方向读出的零点读数记为负值。测量值为测量读数减去零点读数值。

（2）千分尺主尺分度值为0.5mm 。所以在读数时要特别注意半毫米刻度线是否露出来。

实验二 伸长法测量扬氏弹性模量

1、光杠杆原理测量微小长度变化量，其原理图，及测量公式的推导

图见书P197,

测量公式的推导：如果反射镜面到标尺的距离为D ，后尖脚到前两脚间连线的距离为b ，则有

b L tg ∆=θ ；

D n n tg 02-=θ 由于θ很小，所以

b L ∆=

θ ； D n n 02-=θ 消去θ，得 ()n D b D b n n L ∆=-=∆220 （n n n ∆=-0） 2、在用伸长法测杨氏弹性模量的实验中，如何找到清晰的标尺的像？

先把光杠杆放到平台上，并是镜面垂直地面，然后将望远镜调成大致与反射镜面中心等高，在先从望远镜上方一点用眼睛顺着镜筒观察反射镜中的物象，左右调

节显微镜位置，直到可从反射镜中看到标尺的像，这样就更容易从望远镜中找到

标尺的像了。

实验三惠斯登电桥

1、惠斯登电桥的结构及用途

结构：电阻R1，R2，R0，Rx叫做电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路

有无电流。

用途：用于测量中值电阻。

2、电桥灵敏度，电桥的灵敏度与电源电压、检流计灵敏度间的关系

所谓电桥的灵敏度就是电桥平衡时Rx发生单位改变是检流计偏转的格数。

定义式为S=Δn/(ΔRx/Rx)

（1）与检流计的电流灵敏度Si成正比。

（2）与电源的电动势E成正比。

3、惠斯登电桥的电路原理图，用交换法测量的优点

优点是：消除比率系数不准确引入的系统误差

原理图

实验四直流电位差计的原理及其使用

1、直流电位差计的原理及其测量过程中的调节原则

原理是：图见p40

原则：遵循从高位到低位,先粗调后细调

2、电位差计电路的组成

电位差计电路由工作电路，校准回路和测量回路组成。

3、补偿法，补偿法测量电压的原理图、优点

定义:在测量时采用标准可以正确读数部分代替北侧部分,从而提高测量精度的一种

方法.

图见讲义

优点:被测量和测量仪器之间没有电流,所以用补偿法可以准确测得电动势Ex.

实验五用牛顿环测定透镜的曲率半径

1、用牛顿环测定透镜曲率半径的基本实验仪器

牛顿环测量显微镜钠光灯斜照玻璃片

2、牛顿环定义，结构示意图，牛顿环式如何形成的？

用样板检查光学零件表面时所出现的同心或平行的等厚干涉条

纹。

3、在用牛顿环测定透镜曲率半径的实验中，为何显微镜

的刻度鼓轮只能单方向移动？

为了避免螺距的误差。(因为存在齿轮的回程差，齿轮啮

合，齿与齿之间是有间隙的，回转的时候，主动齿轮要

空转过这个间隙，才能拨动从动齿轮，这样在读取数据

的时候会有较大的误差，因此，刻度鼓轮只能单向移动)

对物镜调焦时，应使物镜筒从最低点自下而上缓慢地调

节。

4、会应用逐差法进行数据处理

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。

实验六薄透镜焦距的测定

1、测量凸透镜焦距的一般方法有哪些

1.物距像距法

2.二次成像法

3.自准直法

2、在光具座上调节光学系统时应满足的条件:共轴等高调节

3、物距像距法测量凸透镜焦距的光路图及其原理、公式见P157

式中为物距，实物为正、虚物为负；为像距，实像为正、虚像为负；为焦

距，凸透镜为正、凹透镜为负。透镜的焦距为：

4、二次成像、二次成像法测量凸透镜焦距的光路图及其原理、公式