物理特性實驗(參考版)
2025-07-24 23:03本頁面
【正文】 檢測液面計時，樣品電壓的數(shù)據(jù)無法采集，會在樣品電壓 ― 溫度圖中留下一段空白，因此檢測液面計時盡量快一點，不必等狀態(tài)欄中的提示由 “ 非零 ” 變成 “ 為零 ” 。 （ 9）采集數(shù)據(jù)過程中，程序響應(yīng)比較慢，最好不要進(jìn)行其他操作。 （ 5）在旋松固定螺母并下移拉桿時，一定要握緊拉桿，以免拉桿下滑。在實驗結(jié)束取出低溫恒溫器時，一定要避免溫差電偶和液面計的參考端與杜瓦容器（特別是出口處）相碰。特別是，在開啟總電源之前，各恒流源和直流穩(wěn)壓電源的分電源開關(guān)均應(yīng)處在斷開的狀態(tài)，電加熱器的電壓旋鈕應(yīng)處在指零的位置上。 為了達(dá)到標(biāo)稱的穩(wěn)定值， PZ158和 BW2至少應(yīng)預(yù)熱 10分鐘。 （ 2）恒流源不可開路，穩(wěn)壓電源不可短路。如果實驗失敗或需要補充不足的數(shù)據(jù)，必須將低溫恒溫器從杜瓦容器中取處并用電吹風(fēng)機加熱使其溫度接近室溫，待低溫恒溫器溫度計示值重新恢復(fù)到室溫數(shù)據(jù)附近時，重做本實驗，否則所得得到的數(shù)據(jù)點將有可能偏離規(guī)則曲線較遠(yuǎn)。在必要的時候打印實驗數(shù)據(jù)。 運用軟件的 【 坐標(biāo)設(shè)置 】 功能，選擇合適的坐標(biāo)系對實驗關(guān)系特征曲線進(jìn)行進(jìn)一步分析。 ?樣品電壓 溫度特性曲線圖（樣品電壓 溫度圖） 由降溫曲線圖可以看出在某些時刻降溫不穩(wěn)定，而這些時刻正是在樣品電壓 溫度特性曲線圖中看到的樣品電壓點比較亂的時刻。以下給出相關(guān)圖樣： 硅電壓 溫度特性曲線圖（硅電壓 溫度圖） 由 108K開始啟動 【 電流換向 】 ，繪制出超導(dǎo)樣品在電流正反向情況下直到超導(dǎo)態(tài)出現(xiàn)時的樣品電壓 溫度圖。繪圖，擬合。每隔 5分鐘記錄一次Ｖｓｉ，Ｖ樣品，Ｖ溫差電偶 。江旋鈕放置樣品電壓。 測量及數(shù)據(jù)采集 手動 —— 2. 打開電源。江旋鈕放置樣品電壓。啟動計算機 、硅電流達(dá)到 100Mv、 顯示鉑 /硅電流達(dá)到實驗 。在此過程中，轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)放在 “ 溫差電偶 ” 檔，以監(jiān)視溫度的變化。當(dāng)超導(dǎo)樣品的電阻接近零值時，如果低溫恒溫器的降溫已經(jīng)非常緩慢甚至停止，這時可以逐漸下移拉桿，使低溫恒溫器進(jìn)一步降溫，以促使超導(dǎo)轉(zhuǎn)變的完成。在發(fā)生超導(dǎo)轉(zhuǎn)變之前，即在 TTC ,onset溫區(qū)，每測完一點都要把轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至 “ 液面計 ” 檔，用 PZ158型直流數(shù)字電壓監(jiān)測液面的變化。 在上述測量過程中。具體做法是，先在正向電流下測量超導(dǎo)體的電壓，然后按下電流反向開關(guān)按鈕，重復(fù)上述測量，若這兩次測量所得到的數(shù)據(jù)相同，則表明超導(dǎo)樣品達(dá)到了零電阻狀態(tài)。在這些測量點，應(yīng)同時測量各溫度計的測溫參量，進(jìn)行低溫溫度計的比對。即使在以測量超導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕康牡膶嶒炦^程中，盡管紫銅恒溫塊從室溫到 150K附近的降溫過程進(jìn)行的很快，仍可以通過測量對具有正和負(fù)的溫度系數(shù)的兩類物質(zhì)的低溫物性有深刻的印象，并可以利用這段時間熟悉實驗裝置和方法，例如利用液面計示值來控制低溫恒溫器降溫速率的方法，裝置的各種顯示，轉(zhuǎn)換開關(guān)的功能，三種溫度計的溫度和超導(dǎo)樣品電阻的測量方法等等。 具體而言，由于鉑電阻溫度計已經(jīng)標(biāo)定，性能穩(wěn)定，且有較好的線性電阻溫度關(guān)系，因此可以利用所給出的本裝置鉑電阻溫度計的電阻溫度關(guān)系簡化公式，由相應(yīng)溫度下鉑電阻溫度計的電阻值確定紫銅恒溫塊的溫度，再以此溫度為橫坐標(biāo)，分別以所得的硅二極管的正向電壓值和溫差電偶的溫差電動勢值為縱坐標(biāo)，畫出他們隨溫度變化的曲線。因此，在低溫恒溫器的整個降溫過程中，我們要不斷地控制拉桿下降來恢復(fù)液面計示值為零，維持低溫恒溫器下檔板的浸入深度不變 。 伴隨著低溫恒溫器溫度的不斷下降，液面也會緩慢下降，引起液面指示計示值的增加。這時，可稍許旋松拉桿緩慢下降，并密切監(jiān)視與液面指示器計相連接的PZ158型直流數(shù)字電壓表的示值（以下簡稱 “ 液面計示值 ” ），使之逐漸減小到零，立即擰緊固定螺母。 3）當(dāng)?shù)蜏睾銣仄鞯南聶n板浸入液氮時 。 可在低溫恒溫器放進(jìn)杜瓦容器之前，先用米尺測量液面距杜瓦容器口的深度，然后旋松拉桿固定螺母，調(diào)節(jié)拉桿位置使得低溫恒溫器下檔板至有機玻璃板的距離剛好等于該深度，重新旋緊拉桿固定螺母，并將低溫恒溫器緩緩放入杜瓦容器中。 具體步驟如下： 1 ）確認(rèn)是否已將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至 “ 液面指示處 ” 。為了確保整個實驗工作可在 3個小時以內(nèi)順利完成，我們在低溫恒溫器的紫銅圓筒底部與下檔板間距離的 1/2處安裝了可調(diào)試定點液面計。 最后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)先后旋至 “ 溫差電偶 ” 和 “ 液面指示 ” 處，此時 PZ158型直流數(shù)字電壓表的示值應(yīng)該很低。然而，為了保證用 PZ158型直流數(shù)字電壓表能夠較明顯地觀測到樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變過程，通過超導(dǎo)樣品的電流就不能大小。 手動試驗測量 室溫的測量 打開 PZ158型直流數(shù)字電壓表的電源開關(guān)（將其電壓量程置于200mV檔），以及電源盒的總電源開關(guān)，并依次打開鉑電阻、硅二極管和超導(dǎo)樣品等三個分電源開關(guān)，調(diào)節(jié)兩支溫度計的工作電流，測量并記錄其室溫的電流和電壓數(shù)據(jù)。清理干凈后，可將輸液管道的一端插入貯存液氮的杜瓦容器中并擰緊固定螺母，并將輸液管道的另一端插入實驗用的不銹鋼杜瓦容器中，然后關(guān)閉貯存杜瓦容器上的通大氣的閥門使其中的氮氣壓強逐漸提高，于是液氮將通過輸液管道注入實驗用的不銹鋼杜瓦容器。 例如，不要讓液氮濺到人的身體上，也不要把液氮倒在有機玻璃板、測量儀器或引線上；液氮汽化時體積將急劇膨脹，切勿將容器出氣口封死；氮氣是窒息性氣體，應(yīng)保持實驗室有良好的通風(fēng)。預(yù)熱三十分鐘。將串口線 Ⅱ 分別插在電腦的串口插座和接口盒后標(biāo)有 “ PC機串口 ” 插座上。 實驗電路圖 五、實驗內(nèi)容 儀器連接 將 “ 裝置連接電纜 ” 兩端的 19芯插頭分別插在
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