【正文】 u L LSi LSA S ＝； ( ) = B S u L 8mm；( ) ( )( 1)2?Σ ?=n nu L LSi LSA S ＝； ( ) = B S u L 8mm；( ) ( ) ( ) S A S B S u L = u 2 L + u 2 L ＝。③ Es 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度( ) ( )3儀Δ= = S B S u E u E ＝。⑤ Ex的擴(kuò)展不確定度取包含因子k = 2，Ex 的擴(kuò)展不確定度U為( ) ( ) c x c x U = ku E = 2u E ＝。 )V。R是一根均勻的電阻絲。試證明電池EX的內(nèi)阻x RLr L L21 2 ?= （RX為已知）。總不指零的原因： ① E 和Ex 極性不對(duì)頂；② 工作回路斷路； ③ RAB 上的全部電壓降小于ES，Ex 二者中小的一個(gè)。R 是一根均勻的電阻絲。試證明電池Ex 的內(nèi)阻r=[(L1L2)/L2]Rx(Rx 為已知)。為了減少誤差，采用圖3108 所示電路。若AB 的總電阻已知為r, 且RRr ，并設(shè)計(jì)AB(11m)電阻絲上的a=， 試問R1+R2 的電阻值應(yīng)取多少? 若標(biāo)準(zhǔn)電池E0 ，則R1可取的最大值和最小值分別為多少(用線電阻r 表示)?答：① 由于電位差計(jì)單位長(zhǎng)度電阻線的電位差為a，則電阻線AB 上的電位差VAB=11a＝，而回路電流應(yīng)為 I =VAB/r。所以R1+R2=[()1]r=()r＝999r 。由于I =VAB/r =，所以R1min=()/I=73r。所以R1max =()/I=74r電熱法測(cè)熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 學(xué)習(xí)用電熱法測(cè)熱功當(dāng)量，即Q與W的比值。(3) 學(xué)會(huì)用修正中溫的方法作散熱修正。即= k (T ?θ ),dtdT而θθ?′ ?′=1TTlntk f，采用逆推的方法可以求到溫度虧損1 2 15 δT = dT + dT +?+ dT (計(jì)算機(jī)中有現(xiàn)成計(jì)算程序引資利用)實(shí)驗(yàn)步驟(1) 先將溫度傳感器探頭懸在空氣中，直接讀室溫θ下的電阻值。(3) 按圖接好電路。(5) 切斷電源后，待溫度不再升高后，開始記錄降溫的初始阻值R?0，之后每隔一分鐘記錄一次電阻值，共記16 次。CW/J Q/cal J △J E修正前5 17.5734%修正后5 %1. 該實(shí)驗(yàn)所必須的實(shí)驗(yàn)條件與采用的實(shí)驗(yàn)基本方法各是什么?系統(tǒng)誤差的來(lái)源可能有哪些?答：實(shí)驗(yàn)條件是系統(tǒng)與外界沒有較大的熱交換，并且系統(tǒng)（即水）應(yīng)盡可能處于準(zhǔn)靜態(tài)變化過程。 系統(tǒng)誤差的最主要來(lái)源是系統(tǒng)的熱量散失，而終溫修正往往不能完全彌補(bǔ)熱量散失對(duì)測(cè)量的影響。②水的溫度與環(huán)境溫度差異較大，從而給終溫的修正帶來(lái)誤差。2. 試定性說明實(shí)驗(yàn)中發(fā)生以下情況時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是偏大還是偏小?(1) 攪拌時(shí)水被濺出； 答：實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)偏小。用J = A / Q ， 有Q =（cimiT），J = A / [（T+△T）/ mc]，分母變大J 變小。離電阻絲較遠(yuǎn)時(shí)，系統(tǒng)溫度示數(shù) 比，勻均系統(tǒng)溫度低，設(shè)T 為均勻系統(tǒng)溫度，溫度計(jì)示值應(yīng)為TΔT，用J=A/θ計(jì)算，分母變小，則J 變大；離電阻絲 較近時(shí)，溫度計(jì)示值應(yīng)為T+ΔT，分母變大，因而J 變小。答：設(shè)θ0 為室溫，若測(cè)得值偏高Δθ時(shí)，測(cè)量得到的溫度值為θ0+Δθ；偏低Δθ時(shí)，測(cè) 量溫度值為θ0Δθ，在計(jì)算溫度虧損時(shí)，dTi=k(Tiθ)，k 是與是室溫?zé)o關(guān)的量(k 與室溫有關(guān))，只與降溫初溫和降溫 終溫以及降溫時(shí)間有關(guān)，測(cè)得室溫偏高時(shí)，dTi=k[Ti (θ0+Δθ)]，每秒內(nèi)的溫度虧損dTi 小于實(shí)際值，t 秒末的溫度虧 損δTi=Σk[Ti (θ0+Δθ)]。電表的改裝和校正實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握將微安表改裝成較大量程的電流表和電壓表的原理和方法。(3) 學(xué)會(huì)繪制校準(zhǔn)曲線的方法并對(duì)改裝表進(jìn)行校對(duì)。② 按圖378連接電路，各部件擺放原則是方便于觀擦與調(diào)節(jié)。④ 校準(zhǔn)電表：首先進(jìn)行滿量程校正，然后進(jìn)行逐點(diǎn)校正（完成數(shù)據(jù)表格）(2) 改裝電壓表（程序與上面相同，電路圖按3710進(jìn)行）數(shù)據(jù)處理改裝表示值I/mA 標(biāo)準(zhǔn)表示值I0 /mA 差值＝I0I /mA 改裝表示值U /V 標(biāo)準(zhǔn)表示值U0 /V 差值＝U0U /V 1. 校正電流表時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)改裝的毫安表讀數(shù)總是高于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)，分流電阻應(yīng)調(diào)大還是調(diào)小?為什么? 答：應(yīng)調(diào)小。2. 校正電壓表時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)改裝的電壓表讀數(shù)總是低于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)，分壓電阻應(yīng)調(diào)大還是調(diào)小?為什么? 答：應(yīng)調(diào)小。調(diào)小電阻，改裝表的總電阻降低，流過改裝毫安表的電流增 大，從而讀數(shù)也增加。答：設(shè)表頭指針滿刻度電流為Ig、表頭指針指表盤中心時(shí)電路中電流為I，根據(jù)題意I I g2= 1，當(dāng)表內(nèi)阻為Rg、待測(cè)電阻為Rx 時(shí)，gg xIR RI V2= 1+=；根據(jù)歐姆表工作原理，當(dāng)待測(cè)電阻Rx＝0 時(shí)， gg RI = V。所以，歐姆表顯示測(cè)x R 讀數(shù)即為該歐姆表的內(nèi)阻。因?yàn)楸眍^過載，所以需要再分掉一部分多余的電流。因?yàn)榇?lián)電路中電壓的分配和阻值成正比。 實(shí)驗(yàn)方法原理(1) 模擬示波器的基本構(gòu)造示波器主要由示波管、垂直放大器、水平放大器、掃描信號(hào)放大器、觸發(fā)同步等幾個(gè)基本部分組成。要想顯示 波形，必須同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板上加一掃描電壓，使電子束所產(chǎn)生的亮點(diǎn)沿水平方向拉開。(4) 多蹤顯示根據(jù)開關(guān)信號(hào)的轉(zhuǎn)換頻率不同，有兩種不同的時(shí)間分割方式，即“交替”和“斷續(xù)”方式。(2) 將信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)連接到示波器的CH1 或CH2，觀察信號(hào)波形。(4) 觀察李薩如圖形和“拍”。② 李薩如圖形判別法觀測(cè)相位差。 ? = 360 11xθ x 176。當(dāng)鋸齒波信號(hào)的周期大于或等于周期性觀測(cè)信號(hào)的周期且與其相位鎖定時(shí)（同步），電 子束便在示波管的熒光屏上描繪出被觀測(cè)信號(hào)的波形的同一段軌跡，由于人眼的視覺暫留和熒光屏的余輝，便可以觀測(cè) 到信號(hào)的波形。3. 假定在示波器的Y 軸輸入一個(gè)正弦信號(hào)，所用的水平掃描頻率為120Hz，在熒光屏上出現(xiàn)三個(gè)穩(wěn)定完整的正弦波形， 那么輸入信號(hào)的頻率是什么？這是否是測(cè)量信號(hào)頻率的好方法？為何？答：輸入信號(hào)的頻率是360Hz。4. 示波器的掃描頻率遠(yuǎn)大于或遠(yuǎn)小于輸入正弦信號(hào)的頻率時(shí)，屏上的圖形是什么情況？答：掃描頻率遠(yuǎn)小于輸入正弦信號(hào)頻率時(shí)，出現(xiàn)圖形是密集正弦波；掃描頻率遠(yuǎn)大于輸入正弦信號(hào)頻率時(shí)，一個(gè)周期 的信號(hào)波形將會(huì)被分解成數(shù)段，顯示的圖形將會(huì)變成網(wǎng)狀交叉線。(2) 了解壓電換能器的功能，加深對(duì)駐波及振動(dòng)合成等理論知識(shí)的理解。(4) 通過時(shí)差法對(duì)聲波傳播速度的測(cè)量，了解聲納技術(shù)的原理及其重要的實(shí)用意義。SV5 型聲速測(cè)量組合實(shí)驗(yàn)儀（含專用信號(hào)源），可以做時(shí)差法測(cè)定超聲波傳播速度的實(shí)驗(yàn)；配以示波器可完成利用 共振干涉法，雙蹤比較法和相應(yīng)比較法測(cè)量聲速的任務(wù)。）（1）李薩如圖形相位判別法頻率相同的李薩如圖形隨著Δφ的不同，其圖形的形狀也不同，當(dāng)形狀為傾斜方向相同的直線兩次出現(xiàn)時(shí)，Δφ變 化2π ，對(duì)應(yīng)接受器變化一個(gè)波長(zhǎng)。（3）雙蹤相位比較法直接比較發(fā)信號(hào)和接收信號(hào)，同時(shí)沿傳播方向移動(dòng)接受器位置，尋找兩個(gè)波形相同的狀態(tài)可測(cè)出波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)步驟(1) 李薩如圖形相位比較法轉(zhuǎn)動(dòng)聲速測(cè)量組合實(shí)驗(yàn)儀的距離調(diào)節(jié)鼓輪，觀察波形當(dāng)出現(xiàn)兩次傾斜方向相同的傾斜直線時(shí)，記錄這兩次換能器的 位置，兩次位置之差為波長(zhǎng)。(3) 比較法使雙通道兩路信號(hào)雙蹤顯示幅度一樣，移動(dòng)手法會(huì)發(fā)現(xiàn)其中一路在移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)信號(hào)兩次與固定信號(hào)重合時(shí)所對(duì)應(yīng) 的接收器移動(dòng)的距離是λ，移動(dòng)手輪，觀察波形變化，多記錄幾次兩路信號(hào)重合時(shí)的位置，利用逐差法求波長(zhǎng)。數(shù)據(jù)處理(1) 李薩如圖形相位比較法溫度＝℃ 信號(hào)發(fā)生器顯示頻率＝ kHz接受器位置序號(hào)0 1 2 3 4 5 /mm接受器位置序號(hào)6 7 8 9 10 11接受器位置坐標(biāo)/mm xj xi xi = ? +6 6 iiλ = x j m v f m s j 10 。 3 4720 10 m/s1 3 265= = ? ? = = ?=j . f . jλ Σ λ ν λ6 83 10 m162= ? ???= .n( n )( i )uA( )Σ λ λλ uB (λ ) = 1?10? 5mu( λ ) = uA2( λ ) +uB 2( λ ) =?10? 5m u( f ) = uB( f ) = 5?10?4 ? ?103 +1 = ( )0 4834m/s37 003 103 9 34 10 3 1 3986 10 32 2.. . .]f( v ) f [ u( ) ] [ u f uc== ? ? ? ? ?= ? ? +? ?λλλ取k = 2，則U=2uc( v ) = m/sv = (v +v )= (177?？傊?，影響的因素很多，要求使用者在使用前一定認(rèn)真閱讀教材。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)是波在傳播過程中位相差為2π的兩點(diǎn)間的距離，與該處位相無(wú)關(guān)，所以無(wú)影響。答：實(shí)驗(yàn)講義上共列出了三種測(cè)量方法：①李薩如圖相位比較法，②共振法，③波形相位比較法。邁克耳遜干涉儀實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解邁克耳遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理及調(diào)節(jié)方法。（3）觀察白光干涉圖樣，利用白光干涉測(cè)定透明薄膜的厚度。(2) 產(chǎn)生干涉的等效光路如右下圖， 干涉現(xiàn)象可以看作是光源在M1 和M2?反射鏡中的虛光源和相干涉的結(jié)果。(3) 單色點(diǎn)光源產(chǎn)生的干涉當(dāng)δ = kλ（k 為整數(shù)）時(shí)為明條紋，而δ )λ21= (k +時(shí)為暗條紋。這種干涉是由光源發(fā)出的傾角相同的光干涉的結(jié)果，故稱等傾干涉。每當(dāng)d 改變?chǔ)?2 時(shí)，就從圓心“涌出”或“縮進(jìn)”一個(gè)條紋。條紋是一些平行M1 與M2?交線的直線。若用白光照射，可以直接在M1 的反射面上觀察到彩色條紋。① 轉(zhuǎn)動(dòng)干涉儀粗調(diào)手輪，使M1位置適當(dāng)，調(diào)節(jié)M2背面的調(diào)節(jié)螺絲，使每個(gè)螺絲的位置適中，調(diào)節(jié)M2鏡架下的拉簧螺絲也使他們處于適中位置。反射光線和投射光線在 M1和M2中部。若干涉 條紋的圓心在視場(chǎng)之外，可輕微調(diào)整M2背面的螺絲使環(huán)心向視場(chǎng)趨近。(2) 用白光干涉的彩色條紋測(cè)定透明薄膜的厚度① 在前一步實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)粗調(diào)手輪使M1從M2?的外部向M2?靠近，同時(shí)配合調(diào)節(jié)M2 背面的螺絲和下部的拉簧螺 釘，直到條紋變寬變稀，視場(chǎng)中僅能容納一條甚至不到一條條紋為止。 變化100 條M1 移動(dòng)的實(shí)際程度為=?? + ? + ? + ?′ =4 2( ) ( ) ( ) ( ) 4 0 5 1 6 2 7 3 d x x x x x x x x ?102mm =? ′=dE d d d %測(cè)定薄膜測(cè)量記錄次M1 位置/mm | | 1 2 d x x i Δ = ? 平均修正后數(shù)/mm Δd /mm d d E d d Δ = Δ + Δ/mm1 x 2 x1 2 3 4 5 6 ( 1)61( )2( ) =?Σ=Δ ? ΔΔ =n ni i d duA d mm uB (Δd ) = mmu(Δd ) = uA2(Δd ) + uB2(Δd ) = mm 11=?? Δ = ????? ???nnS d mm( ) 11( ) Δ =?? = Δ ????? ???u dnnuc S mm U = 2uc (ΔS ) = mmS = S 177。 ) mm k = 21. 這里觀察到的環(huán)形干涉條紋，從外觀上看，與牛頓環(huán)有哪些相似之處?從產(chǎn)生的原因和由內(nèi)向外級(jí)次的變化來(lái) 看有何不同? 答：從外觀上看都是同心園環(huán)，而牛頓環(huán)是等厚干涉，這里是等傾干涉，牛頓環(huán)是低級(jí)次的干涉條紋在 中心，越外級(jí)次越高，而邁氏干涉正相反。3. 白光照射下，M1 在G1 和M2′之間并逐漸向M2′移動(dòng)過程中，能否觀察到彩色干涉條紋?可否用這種做法來(lái)測(cè)量 薄膜厚度?為什么? 答：能觀察到，但是在實(shí)際測(cè)量中，一般不采用這種做法，原因是對(duì)初學(xué)者而言，由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)等 因素，非常容易產(chǎn)生回程誤差，給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)影響。(2) 學(xué)會(huì)測(cè)量彈性模量的方法。實(shí)驗(yàn)方法原理金屬柱體長(zhǎng)L，截面積為S，沿柱的縱向施力F1，物體伸長(zhǎng)或縮短為ΔL，則彈性模量L LY F S//Δ= 。開始時(shí)平面鏡M 的法線on 在水平位置，標(biāo)尺H 上的刻度no 發(fā)出光通過平面鏡反射，no 的像在望遠(yuǎn)鏡中被觀察到。根據(jù)幾何關(guān)系bΔLtanα =DΔntan 2α = nDΔL b Δ2=光杠桿放大原理圖因而，d b nY FLDπ 2 δ= 8 。實(shí)驗(yàn)步驟1. 彈性模量測(cè)定儀的調(diào)節(jié)(1) 左右觀察與調(diào)節(jié)(2) 上下觀察與調(diào)節(jié)(3) 鏡內(nèi)觀察與調(diào)節(jié)(4) 視差的檢測(cè)與排除2. 加減砝碼測(cè)量3. 鋼絲長(zhǎng)度的測(cè)量4. 鋼絲直徑的測(cè)量5. 光杠桿足間距的測(cè)量數(shù)據(jù)處理單次測(cè)量數(shù)據(jù)處理表測(cè)量值N 不確定度u = uB u / N N 177。2 726177。4 1765177。 177。 = 177。U ) = ( 177。提高放大倍數(shù)即適當(dāng)?shù)卦龃髽?biāo)尺距離D 或適當(dāng)?shù)販p小光杠桿前后腳的垂直距離 b，可以提高靈敏