北京交通大學(xué)物理實驗-文庫吧
2024-12-29 11:32 本頁面
【正文】 ? 光源光譜專題 1）棱鏡光譜與光柵光譜 2）小型棱鏡攝譜儀測氫原子光譜 3）光柵光譜儀測光譜 ? 邁克爾孫干涉儀專題 1）測量鈉光的雙線波長差 2）白光干涉現(xiàn)象測量平板玻璃的折射率 3）法布里 珀羅干涉儀測鈉雙線波長差 ? 光纖技術(shù)專題 1）光源與光纖特性 2）光信號傳輸 3）光纖傳感器 ? 三個實驗同時預(yù)習(xí) ，上課時到實驗室現(xiàn)場安排做實驗的順序。 ? 第一次課帶本專題 三個實驗 的預(yù)習(xí)報告，全部交給老師檢查。 無預(yù)習(xí)報告不能做實驗 。 ? 每次實驗完成后數(shù)據(jù)交教師簽字。 ? 最后一個實驗完成后，次周內(nèi)交三個實驗報告及小論文（結(jié)合專題撰寫科技論文，而不是對實驗內(nèi)容的簡單復(fù)述。論文不少于1500字， 嚴(yán)禁抄襲 ）。 專題實驗教學(xué)一般要求 找共性、找差異、找聯(lián)系 怎樣綜合？ 小論文： ? 題目 ? 背景 ? 理論 ? 實驗方法 ? 總結(jié)現(xiàn)象和結(jié)果 ? 擴(kuò)展：方法、應(yīng)用領(lǐng)域、內(nèi)容 ? 不足與建議（關(guān)于內(nèi)容、方法方面） 科技小論文的形式和內(nèi)容是開放性的，學(xué)生可以從各自不同的角度來綜合表述實驗的內(nèi)容和結(jié)果，并展開討論。 小論文格式示例 ? （標(biāo)題） ? 專業(yè) 姓名 學(xué)號 ? （論文）摘要： ? 關(guān)鍵詞： ? （正文）背景 ? （正文）論述（包括理論和實驗方法） ? （正文）結(jié)論（總結(jié)現(xiàn)象和結(jié)果，擴(kuò)展，不足與建議等） ? （撰寫時間） ? 參考文獻(xiàn) 1. 光的衍射發(fā)展史； 2. 用金屬逸出功測量儀做設(shè)計性擴(kuò)展實驗； 3. 小議光纖實驗中的信號調(diào)制方式； 4. 光波衍射與變換光學(xué)概論； 5. 密立根油滴實驗過程的探討； ； ……………….. 小論文 三、設(shè)計性實驗 根據(jù)給定的實驗題目、要求和實驗條件，由學(xué)生自己設(shè)計實驗方案并基本完成全過程的實驗。 主要設(shè)計內(nèi)容包括 （多種） 。 （選擇一種或幾種） 。 （由相應(yīng)模型確定） 。 （根據(jù)設(shè)計要求） 。 （包括實驗測量條件） 。 （包括實驗注意事項）。 什么是設(shè)計性實驗 三種類型 ——測量型實驗： 對某一物理量（如電容、折射率、靜態(tài)磁特性的測量等）進(jìn)行測定，達(dá)到設(shè)計要求； ——研究型實驗： 用實驗確定兩物理量或多物理量之間的關(guān)系（電源特性研究），并對其物理原理、外界條件的影響或應(yīng)用價值等進(jìn)行研究； ——制作型實驗： 設(shè)計并組裝或制作裝置，如萬用表的組裝、全息光柵制作等。 ?第一次為 準(zhǔn)備實驗 ，要求上課前先有 準(zhǔn)備報告 ，包括設(shè)計方案（不只一種）和參考資料列表。（設(shè)計方案包括：物理模型、實驗方法、實驗儀器、參數(shù)估算、實驗步驟等。） 無設(shè)計方案不能做實驗 。課內(nèi)了解所需實驗儀器性能和操作方法，進(jìn)行試做，研究設(shè)計方案的可行性。 ?第二次帶修改過的“可行的設(shè)計方案”， 粗做實驗 。 ?第三次 精做實驗 ，并完成實驗數(shù)據(jù)處理， 下課時當(dāng)堂交原始設(shè)計方案和正式實驗報告 （報告內(nèi)應(yīng)包括實驗總結(jié)或體會以及建議等）。 設(shè)計性實驗一般要求 建立 物理 模型 確定 實驗 方法 選擇實驗儀器 選擇實驗參數(shù) 實驗操作 處理數(shù)據(jù) 撰寫實驗報告 制定實驗步驟 設(shè)計性實驗的一般程序 1. 建立物理模型 根據(jù)實驗對象的物理性質(zhì)，研究與實驗對象相關(guān)的物理過程原理及過程中各物理量之間的關(guān)系、推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式 。 例：測量重力加速度 g。 什么物理現(xiàn)象或物理過程與 g有關(guān)？ 自由落體運(yùn)動 /物體在斜面上的滑動 /拋體運(yùn)動 /單擺 / …… 過程中的物理量有什么關(guān)系 )(221211221tttttstsg???gdtdv ? gtvv ?? 0tvvg 0??gtvdtds ??020 21 gttvs ??202ttvsg ??21101 21 gttvs ??22202 21 gttvs ??dtdsdsdvdtdvg ??svvg2202 ??vdsdv?以“自由落體”為例 測量量值估計：當(dāng) S=2m， t 約為 。 S S1 S2 哪個方案合適 ？ tvvg 0??202ttvsg ??)(221211221tttttstsg???svvg2202 ??s?速度測量 ： tsv???如何提高準(zhǔn)確度 ？ v?斜面上的滑動 θ ?s inmgf ?優(yōu)點：增大時間值， 方便測量； 缺點：？ 2202svvg t ??所有自由落體公式均可套用： ?sinsin單擺模型 LTg 2)2( ??估計 L=1m， T≈2s。 限制：小擺角 ?? ?s in—— 自由落體的變形 絕對重力儀 （美國） 不確定度 2 108 m/s2 朱棣文 ——原子干涉重力儀 用什么方法、裝置實現(xiàn)物理模型，每個物理量怎么測量。 ?測轉(zhuǎn)動慣量時恒力矩怎么實現(xiàn)？ f 固定，半徑 r 固定，則力矩 f r固定； ? 速度怎么測？ 用很短時間的平均速度近似瞬時速度； fM? 電源的短路電流怎么測？ A E B A Rg A、 B間壓降 I 0Rg≠0。 Rg為電表內(nèi)阻。 ——當(dāng) I0=I’時 ， UAB=0， AB間相當(dāng)短路。 A R I0 G E’ E A B 0II’ 補(bǔ)償法 4. 實驗儀器的選擇與配套 ?根據(jù)量值和準(zhǔn)確度要求選擇儀器種類； 例： 測時間用什么儀表？ ?對待測物理量的值進(jìn)行估計，以選擇儀表的 量程； ?按不確定度均分原則選擇儀表的準(zhǔn)確度。 用什么儀器，準(zhǔn)確度與量程。誤差分配計算 RdRUdUPdP ?? 2222 )()](2[)( REUEPE ??E(P)2 ~(1%)2= 4E(U)2~， E(U)~%， 選 。 E(R)2 ~， E(R)~%， 選 。 ?舉例： 測量功率。公式 RUP 2?RUP lnln2ln ?? 用電壓表測電壓，用電橋測電阻。要求不確定
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