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蘭州大學近代物理實驗

2023-03-06

第一篇:蘭州大學近代物理實驗

大學近代物理實驗總結(特全)

近代物理實驗總結論文

班 級:電科11-2班 姓 名: 仝 帥 學 號:201120906046 指導老師: 丁昌江

1 近代物理實驗總結論文

班級:電科11-2班

姓名:仝帥

學號:201120906046

前言 ....................................................................................................... 3

二、光電效應實驗 .............................................................................. 4

三、電光效應實驗 .............................................................................. 5

四、密立根油滴測電子電荷 .............................................................. 6

五、微機夫蘭克—赫茲實驗 .............................................................. 6

六、邁克爾遜干涉儀 .......................................................................... 7

七、微波邁克爾遜干涉實驗 .............................................................. 8

八、微波布拉格晶體衍射實驗 .......................................................... 8

九、橢圓偏振儀測量薄膜厚度實驗 .................................................. 9

十、光泵磁共振實驗 .......................................................................... 9 十

一、核磁共振實驗 ........................................................................ 10 十

二、微波順磁共振實驗 ................................................................ 11 十

三、光柵光譜實驗 ........................................................................ 11 十

四、學習中的困難 ........................................................................ 11

1、實驗儀器的不熟悉和儀器存在缺點 .................................... 11

2、實驗原理弄不清楚 ................................................................ 12

3、依賴性 .................................................................................... 12

4、專業知識的不牢靠 ................................................................ 13 十

五、實驗的改進和反思 ................................................................ 13 十

六、學習中的收獲和快樂 ............................................................ 13

前言

本學期,根據課程的安排我首次接觸了近代物理實驗,包括微波邁克爾遜干涉實驗、微波布拉格晶體衍射實驗、橢圓偏振儀測量薄膜厚度實驗、光泵磁共振實驗、核磁共振實驗、微波順磁共振實驗、光柵光譜實驗等等。雖然實驗課不算多,但我從中學到了很多,也是自己在大學實驗學習形式的一次飛躍,從大一的聽老師講解和指導、大二的依賴到大三近代物理實驗的獨立探究。

物理學離不開實驗,我感覺物理系給我最深的印象便是實驗,尤其是近代物理實驗更是一門綜合性和技術性很強的課程,其實在物理實驗中,影響實驗現象的因素很多,產生的物理實驗現象有時候也很復雜。要感謝老師們通過精心設計實驗方案,嚴格控制實驗條件等多種途徑,以最佳的實驗方式呈現物理問題,使我們能夠達到預想的實驗效果,也考驗了我們的實際動手能力和分析解決問題的綜合能力,物理實驗課程的學習讓我受益匪淺。

首先,我通過做實驗了解了許多實驗的基本原理和實驗方法,加深了對理論課知識的理解,還學會了基本物理量的測量和數據處理分析的方法、基本實驗儀器的使用等;其次,鍛煉了我的實驗操作動手能力,并且我也深深感受到做實驗要具備科學認真的態度和創造性的思維。

物理系課程設置上選取的都是在物理學發展史上的著名實驗和在實驗方法和技術上有代表性的實驗。對此我有以下體會:

一、實驗內容涵蓋廣泛,涉及物理學的各學科,很多實驗都與我們的理論課有關。

二、實驗儀器設備很豐富!

但實驗中也存在著很多問題,實驗儀器有的由于老化就會造成實驗很難成功,或者結果存在這很大的誤差。就這些問題可能造成學生對實驗的誤讀或者對實驗結果的不能真正的了解!實驗結果不準確!

一、微機聲光效應實驗

當超聲波在介質中傳播時,將引起介質的彈性應變作時間和空間上的周期性的變化,并且導致介質的折射率也發生相應變化。當光束通過有超聲波的介質后就會產生衍射現象,這就是聲光效應。有超聲波傳播的介質如同一個相位光柵! 本實驗探討了超聲波通過介質時會造成介質的局部壓縮和伸長而產生彈性應變,該應變隨時間和空間作周期性變化,使介質出現疏密相間的現象,如同一個相位光柵。當光通過這一受到超聲波擾動的介質時就會發生衍射現象。這種現象稱之為聲光效應。在實驗中,應用CCD光強分布測量儀等,通過改變超聲波的頻率和功率。分別實現了對激光束方向的控制和強度的調制;定量給出了聲光偏轉量的關系曲線和聲光調制測量的關系曲線。本文就聲光效應中的聲光偏轉原理和聲光調制原理的現象及有關物理量進行定性或定量的分析。

二、光電效應實驗

當一定頻率的光照射到某些金屬表面上時, 可以使電子從金屬表面逸出,這種現象稱為光電效應。根據愛因斯坦的光電效應方程有

hν=1/2 mvm2+ W

(1) 其中ν為光的頻率,h為普朗克常數,m和vm是光電子的質量和最大速度,W為電子擺脫金屬表面的約束所需要的逸出功。

當陽極A電勢為正,陰極K電勢為負時,光電子被加速。當K電勢為正,A電勢為負時,光電子被減速;而當A、K之間的電勢差足夠大時,具有最大動能的光電子也被反向電場所阻擋,光電流將為零。此時,有

e U0 =1/2 mvm

2式中e為電子電量,U0 稱為截止電壓。

U0 =(hν-W)/e= h/e(ν-ν0)

式(4)表明,截止電壓U0是入射光頻率ν的線性函數,其直線的斜率等于h/e??梢?只要用實驗方法測量不同頻率光的截止電壓,做出U0-ν圖形,從圖中求得直線的斜率h/e,即可求出普朗克常數h。另外,從直線和坐標軸的交點還可求出截止頻率ν0 。

其中h/e=(nΣviUvi-ΣviΣUvi)/( nΣvi2-(Σvi)2)

4

三、電光效應實驗

本實驗的目的是:

①掌握晶體電光調制的原理和試驗方法;

②了解電光效應引起的晶體光學性質的變化,觀察匯聚偏振光的干涉現象; ③學習測量晶體半波電壓和電光常數的實驗方法。

通過本實驗我們不僅可以獲得關于電光效應的基本知識,還對偏振光的干涉、信號的調制和傳遞有了具體的了解,對于示波器的使用及有關光路的調節有了更深一步的掌握。本實驗通過列表法及圖像法來處理實驗數據,并對誤差進行了分析在實驗進行過程中進一步鞏固所學的知識并吸取了更多的經驗。

1. 該實驗的誤差來源主要有以下幾個方面:

①.由于人為原因導致光路不垂直,造成實驗誤差; ②.對儀器讀數時造成的誤差; ③.有儀器本身的誤差造成的誤差。

2. 通過本實驗,我基本掌握了晶體電光效應的實驗方法。剛開始做實驗的時候,因為上學期做過有關示波器的實驗,所以對基本的示波器原理還有一些經驗,但對于光路調節沒只有在書上看到過示意圖,所以還不是很熟悉,對各種光路儀器的用處都不了解,但后來在老師的講解下才懂得了其使用方法。我覺得這是因為預習不夠充分引起的,一方面對儀器的原理了解不夠,一方面沒有考慮到儀器的具體使用。做物理實驗首先要理解其原理,再者怎么樣利用實驗儀器測出自己所需要的數據,如果不知道測什么,那么做實驗也是白做的。相對于儀器的使用方法,我認為運用電光效應的思想方法更加重要。我覺得調節的光路是否等高共軸市實驗成敗的關鍵,通過巧妙調節近可能的減小誤差,達到實驗的成功。

5 我感覺上物理實驗課的老師都比較有耐心,幫助我們解決實驗中出現的各種情況,上課的時候講解仔細,力求讓我們明白這實驗的目的和精髓。老師都比較負責。

四、密立根油滴測電子電荷

實驗目的:

1. 通過對帶電油滴在重力場和靜電場中運動的測量,驗證電荷的不連續性,并測定電荷的電荷值e。

2. 通過實驗過程中,對儀器的調整、油滴的選擇、耐心地跟蹤和測量以及數據的處理等,培養學生嚴肅認真和一絲不茍的科學實驗方法和態度。

3. 和構思。

本實驗中,至于油滴勻速下降的速度vg,可用下法測出:當兩極板間的電壓V為零時,設油滴勻速下降的距離為l,時間為t ,則 學習和理解密立根利用宏觀量測量微觀量的巧妙設想vg?l

tg32???d18???l??最后得到理論公式:q?

bV2?g?t(1?)?g?pa???

五、微機夫蘭克—赫茲實驗

實驗原理 :

設氬原子的基態能量為E1,第一激發態的能量為E2,初速為零的電子在電位差為V0的加速電場的作用下,獲得能量為eV0,具有這種能量的電子與氬原子發生碰撞,當電子能量eV0

在充氬的夫蘭克—赫茲管中,電子由熱陰極發出,陰極K和柵極G之間的加速電壓VGK使電子加速。在板極A和柵極G之間加有減速電壓VAG,管內電位分布如圖二所示,當電子通過KG空間進入GA空間時,如果能量大于eVAG就能達到板極形成板流。電子在KG空間與氬原子發生了非彈性碰撞后,電子本身剩余的能量小于eVAG,則電子不能到達板極,板極電流將會隨柵極電壓增加而減少。實驗時使VGK逐漸增加,仔細觀察板極電壓的變化我們將觀察到如圖三所示的IA~VGK曲線。

隨著VGK的增加,電子能量增加,當電子與氬原子碰撞后還留下足夠的能量,可以克服GA空間的減速場而到達板極A時,板極電流又開始上升。如果電子在KG空間得到的能量eV0=2?E時,電子在KG空間會因二次彈性碰撞而失去能量,而造成第二次板極電流下降。

在VGK較高的情況下,電子在跑向柵極的路程中,將與氬原子發生多次非彈性碰撞。只要VGK=nV0(n=1,2,„..),就發生這種碰撞。在IA~VGK曲線上將出現多次下降。對于氬,曲線上相鄰兩峰(或谷)對應的VGK之差,即為原子的第一激發電位。

如果氬原子從第一激發態又躍遷到基態,這就應當有相同的能量以光的形式放出,其波長可以計算出來:hυ=eV0 實驗中確實能觀察到這些波長的譜線

六、邁克爾遜干涉儀

把邁克爾遜干涉儀的M1和M2調到垂直,移動M1可以改變空氣膜的厚度,當M1接近M2’時厚度減小,直至二者重合時厚度為零,繼續同向移動,M1還可以穿越M2’的另一側形成空氣膜。等傾干涉 :2d=Kλ(k=1,2,

3、、、、、、)

=(2k+1) λ/2(k=0,1,2,

3、、、、、、)

7 等厚干涉:相長干涉條件:2d-θ2d=kλ;若θ很小,θ2d可以忽略。移動M1可以使M1和M2’相交!在交線處d=0。

由于實驗太多的限制,課本上的實驗就不一一介紹了!

七、微波邁克爾遜干涉實驗

通過用微波源代替光源,研究邁克爾遜干涉的基本原理,并測定微波的波長。微波的邁克爾遜干涉和光學的邁克爾遜干涉的基本原理相同,只是用微波代替光波而己。

本實驗的目的是了解一下邁克爾遜干涉的實驗原理,并且利用干涉現象測出微波的波長。試驗中調整發射喇叭和接收喇叭的方位,移動全反射板,觀察當微安表達到最大數值時(此時出現干涉加強,波程差是真個波長的整數倍,相位差是2*PI)記下對應位置最表的數據即可,在移動全反射板時切忌雙向移動(單向移動記錄數據),這樣可以減小誤差,尤其是回程差。本試驗在操作上并不是很困難,很易于實現,易于成功。

八、微波布拉格晶體衍射實驗

惠更斯一菲涅耳原理指出:從同一波束面上各點所發出的子波(稱為散射)經傳播而在空間某點相遇時,也可相互迭加而產生干涉現象。這就是解釋衍射現象的理論基礎。

本實驗是以方形點陣的模擬晶體(立方晶體)為研究對象,用微波向模擬晶體入射,觀察從不同的晶面上點陣的反射波產生干涉符合的條件,即下面我們要討論的布拉格公式

本實驗用一束微波代替X射線,觀察微波照射到人工制作的晶體模型時的衍射現象,用來模擬發生在真實晶體上的布拉格衍射,并驗證著名的布拉格公式。該實驗利用了微波分光儀完成了微波邁克爾遜干涉實驗。該報告主要介紹了上述實驗的原理,并進行了數據處理和誤差分析,在最后還提出了一種實驗儀器的改進方案。

利用X射線照射晶體通過晶體后X射線會發生衍射。布拉格父子通過對衍射現象的研究,找到了衍射束的出射角度與內部晶體結構點陣的關系。當微波照到

8 模擬點陣晶體時,組成晶體的每一個點陣粒子都會向各個方向發射子波,這樣點陣粒子構成的周多散射中心發出的子波就會發生干涉,疊加。掠入射時道理一樣,只有那些滿足布拉格衍射定律的波束干涉才能加強,并且強度為最大值。本實驗也易于操作,可能數據處理有些麻煩。不過這也正是好好提高自己的分析數據、處理數據能力的好時候、更是理論聯系實際的橋梁。

實驗中我們需要同時轉動兩臂達到同樣的角度,實驗時我們采用兩人同時轉動左右臂的方法,雖然效果不錯,但是費時費力,我覺得可以采用聯動裝置使左右臂同時運動相同的角度,為達到這樣的目的,我們可以采用,一根可以自由手動伸縮的桿連接左右臂,當桿伸縮的時候,左右臂將轉動相同的角度,桿的伸縮長度與轉動角度的對應關系可以通過具體計算得到!

綜上所述,晶體在布拉格衍射中實際上是起著x射線衍射光柵的作用。X射線結構分析學就是利用x射線在點陣上的衍射現象來研究晶體點陣的間隔和相互位置的排列,以達到對晶體結構的了解。

九、橢圓偏振儀測量薄膜厚度實驗

橢偏法測量的基本思路是:起偏器產生的線偏振光經取向一定的1/4波片后成為特殊的橢圓偏振光,把它投射到待測樣品表面時,只要起偏器取適當的透光方向,被待測樣品表面反射出來的將是線偏振光.根據偏振光在反射前后的偏振狀態變化,包括振幅和相位的變化,便可以確定樣品表面的許多光學特性。

一束自然光通過起偏器后變成了線偏振光,在經過一個波片,變成了橢圓偏振光。這樣的橢圓偏振光入射到待測薄膜表面上時反射光的偏振狀態會發生變化。測出這種變化就測出了薄膜厚度。本實驗目的是了解橢圓偏振發測量薄膜參數的基本原理,初步掌握橢圓偏振一的使用方法,并對薄膜厚度進行測量。試驗中操作并不困難,主要是一起可能有時會出點問題,而且擊鼓樣的強弱又是并不好判斷,試驗后可以根據測的數據在計算機上直接模擬就可以的出最后答案。

十、光泵磁共振實驗

本實驗目的是:

9 1. 觀測銣的光抽運信號及光磁共振信號。 2. 測量銣原子的郎德g因子。 3. 測量地磁場

光泵磁共振利用光抽運效應來研究電子超精細結構塞曼子能級間的磁共振。光抽運是用圓偏振光激發氣態原子,打破原子在所研究能級間的熱平衡分布,造成能級間所需要的粒子數差,以便在低濃度條件下提高磁共振信號強度。光泵磁共振采用光探測方法,探測原子對光量子的吸收,而不是像一般的磁共振直接探測原子對射頻量子的吸收,因而大大提高了探測靈敏度。光泵磁共振進一步加深人們對原子磁矩、g因子、能級結構、能級壽命、塞曼分裂、原子間相互作用等的認識,是研究原子結構的強有力的工具,而光抽運技術在激光、原子頻標和弱磁場測量等方面也有重要應用。

本實驗的目的是了解光抽運的原理,掌握光泵磁共振實驗技術,并測量氣體銣(Rb)原子的g因子和地磁場。 實驗過程中必須要注意:

1. 實驗時必須先預熱,待池溫、燈溫指示燈點亮后,方可進行實驗。 2.在觀察磁共振信號,測量g因子和地磁場時應該盡量減小掃場的大小。

十一、核磁共振實驗

在加不同大小掃場情況下仔細觀察水樣品的核磁共振現象,記錄每種情況下的共振峰形和對應的頻率!

本實驗的目的是了解核磁共振的基本原理,觀察核磁共振的共振信號,計算磁感應強度(B),并與測量值比較。

這次實驗通過掃頻法觀察氫核的核磁共振現象,并測量g因子。實驗過程中,發現調節樣品在磁鐵中的空間位置時,掃描頻率的尾數出現較大的變化,但對g因子的測量并無巨大的影響。調節邊限振蕩器的頻率“粗調”電位器時,當頻率調節至共振頻率附近,圖像會有明顯的變化,出現大致的共振信號,然后旋動頻率調節“細調”旋鈕,在此附近捕捉信號,調節出較好的共振信號,最后降低掃描幅度,調節頻率“微調”至信號等寬,同時調節樣品在磁鐵中的空間位置以得到微波最多的共振信號。這樣可以快速、準確地找到掃描頻率,測得實驗數據;

10 由于本實驗的儀器問題和共振狀態下的(υH)很難準確調節達到,所以需要耐心細致的調節,方能看到最后結果。

十二、微波順磁共振實驗

電子順磁共振又稱電子自旋共振。由于這種共振躍遷只能發生在原子的固有磁矩不為零的順磁材料中,因此被稱為電子順磁共振;因為分子和固體中的磁矩主要是自旋磁矩的貢獻所以又被稱為電子自旋共振。簡稱“EPR”或“ESR”。由于電子的磁矩比核磁矩大得多,在同樣的磁場下,電子順磁共振的靈敏度也比核磁共振高得多。在微波和射頻范圍內都能觀察到電子順磁現象,本實驗使用微波進行電子順磁共振實驗。

十三、光柵光譜實驗

本實驗的實驗目的是了解光柵的原理,掌握多功能光柵光譜一起的使用方法;理解相光的實驗原理;通用光柵光譜儀進行發射光譜的實驗,加深對相關理論的理解與把握,同時學會實驗的操作方法和實驗數以一個,急需要在電腦上操作一下就可以很容易的的出實驗數據。但是需要注意預熱的時間問題數據的處理。

十四、學習中的困難

1、實驗儀器的不熟悉和儀器存在缺點

通過這個實驗我知道了在做實驗之前必須先熟悉實驗儀器的使用,這樣做實驗就能成功了一半。其次是實驗儀器存在缺點的話就很可能得不到實驗結果。這樣的話我們可以探索一下改進的方法,促進實驗的成功。

實驗儀器的不熟悉,不理解這個儀器為什么和怎樣工作的。這造成了在實驗時隨便調試儀器費時費力,卻不明白為什么達不到想要的實驗現象。這就要求我 11 們在做實驗之前必須先熟悉實驗儀器的原理和使用。

2、實驗原理弄不清楚

和許多同學一樣,抄寫實驗原理時,由于有的物理內容沒有接觸過,所以就很難弄懂。這樣就造成了在抓這一本實驗課本到實驗室,直接翻到實驗步驟就開始做實驗,常常做完實驗了,得到了實驗結果還不知道這結果用來干嘛。就像真空鍍膜這個實驗,實驗操作簡單,但是原理很復雜。還有核磁共振實驗,由于實驗原理弄不清楚,在數據處理時遇到了困難,造成了測出了發生共振時波峰和波谷的頻率卻不知道到用來干嘛。

很多時候我并沒有完全理解實驗原理,所以對實驗具體做什么和這樣做的目的并沒有很好的掌握,只是參照實驗室里的操作說明一步步的進行,對整個實驗過程沒有融會貫通。。比如在實驗中我知道要提高某一物理量的值就能得到所要的實驗結果,但反應到儀器上,我可能就不知道這個值要如何去改變,或者我不知道某個實驗參數為什么那么選擇。這給我的啟示是應該在預習時多多思考實驗原理是如何反應在實驗具體操作步驟上的,這樣在老師講解過程中也能更有的放矢。

3、依賴性

由于在大一大二習慣性地依賴老師指導,造成了這壞習慣在我們身上扎根,遇到困難就不想往下做,直接找同學或者老師幫忙。這樣造成了實驗并沒有得到什么收獲和進步。

對老師指導的依賴性,常常具體操作的步驟上出問題時不愿意自己思考解決的辦法,遇到困難就不想往下做,直接找同學或者老師幫忙。這種惰性造成我沒有深刻理解實驗方法,這個是我在實驗中遇到的最大的問題,必須養成獨立思考和解決問題的習慣。

4、專業知識的不牢靠

由于專業知識的不牢靠造成了在實驗預習時實驗原理的理解模糊和數據在處理時的不準確,比如在實驗誤差的計算不知道改用什么方法,實驗結果的總結也不會。

十五、實驗的改進和反思

1、 凡事都有美中不足之處,我認為近物教學仍然有需要改進地方。我覺得老師需要統一思想,盡量讓學生自己獨立完成實驗,不要一有問題就幫忙解決,這樣雖然會提高效率,但是會助長一種依靠老師完成實驗的風氣。

2、實驗儀器有的由于老化就會造成實驗很難成功,或者結果存在這很大的誤差。比如實驗室里的氫光源光強太弱,還有的實驗儀器螺絲松動,不好固定,經常實驗到半實驗儀器突然晃動,造成了實驗失敗得從頭再來。

3、實驗報告評分時可不必要求把必做實驗所有內容都做完,而把評分重點更多的放在實驗記錄上,特別是“發現問題——思考過程——解決問題”這一塊。這樣可以促進我們對實驗的反思和進一步理解和掌握。

十六、學習中的收獲和快樂

我覺得一部分老師的教學方式非常好。他們鼓勵我們要自己解決問題,盡量不要依靠老師。一旦我們遇到困難但沒人幫助的時候,我們只有靠自己去摸索,在摸索的過程當中我們學會了課堂上老師不可能教的技巧,比如如何搜索文獻,如何查找英文學術單詞,如何建立一個總體上的思路等等。雖然采用這樣的方式做出成果比別人慢,但是收獲更多。

回想起來,為什么我的實驗報告一直拿不來高分,為什么我實驗內容完成的總是比人家少——我一大部分時間都在不停的為自己的馬虎大意買單。但是我想,我收獲的肯定比沒有犯過錯誤的人多。低級的錯誤犯過了,以后再犯的可能性就小了很多;高級的錯誤犯過了,自己懂的知識就比原來多了很多!

我是在這些課程是體驗到了物理學習的快樂,并不僅僅局限于課本理

13 論上的知識,加深了理論上的理解,更加幫助于去理解生活中的規律。實驗的選擇也很有趣,有些實驗看上去覺得沒什么,只有真正去做才能感受到其中的快樂。

1、大學物理實驗讓我養成了課前預習的好習慣,讓我深深地懂得預習的重要性。只有在課前進行了認真的預習,才能在課上更好地學習收獲的更多、掌握的更多。教材和講義中的實驗原理都往往敘述很詳細,但我們在寫預習報告時卻不應把書上的內容都抄寫一遍,而是應該在理解了教材上的實驗原理和公式推導的基礎上,總結和概括書上的內容,這樣的預習報告才會對實驗操作有指導作用。這學期我很好的做到了這點。

2、做完實驗后處理實驗報告也很重要,正確的實驗操作是得到合適的實驗數據的基礎,在系統誤差一定的情況下,實驗數據處理得恰當與否,會直接影響偶然誤差的大小。所以對實驗數據的處理是實驗的重要內容之一。大學物理實驗教會了我處理數據的能力。包括:

① 了解了誤差與不確定度的基本概念,并在實驗中應用,學會了用不確定度對直接測量和間接測量的結果進行評估。

② 學會了一些處理式樣數據的方法,如列表法,作圖法等。 ③ 掌握了一些基本物理量和物理參數的測量方法,如電流,電壓,磁場,光強,折射率,電子電荷,普朗克常量等。

④ 理解了常用的物理實驗手段等!

⑤ 還掌握了許多儀器的使用方法,尤其要說的是示波器,它在物理實驗中應用非常廣泛,在這學期的微波與鐵磁和連續與脈沖核磁共振試驗中還用到它!

第二篇:近代物理實驗總結

這學期我做了七個近代物理實驗,分別是?能譜和相對論動能動量關系的驗證、聲光效應與光拍法測光速、光泵磁共振、氦氖激光器的模分裂和模競爭、法拉第效應、液晶物性和塞曼效應。

這門課選取的都是在物理學發展史上的著名實驗和在實驗方法和技術上有代表性的實驗。對于我做的實驗我有以下體會:

一、實驗內容涵蓋廣泛,涉及電磁學、光學及原子物理等很多領域。

二、實驗原理比較復雜。很多實驗涉及量子力學、原子物理中我不懂的知識。

三、實驗儀器設備比較先進。除了示波器近代物理實驗中還用到許多精密的、科研中常用到的儀器,如在氦氖激光器的模分裂和模競爭用到的掃描干涉儀、塞滿效應里用到的攝譜儀等。

經過這學期的實驗課,我個人得到了不少的收獲,一方面加深了我對一些實驗理論的認識,另一方面也提高了實驗操作能力。下面我總結一下我的體會和在實驗中遇到的問題。

一、教材和講義中的實驗原理都往往敘述很詳細,但我們在寫預習報告時卻不應把書上的內容都抄寫一遍,而是應該在理解了教材上的實驗原理和公式推導的基礎上,總結和概括書上的內容,這樣的預習報告才會對實驗操作有指導作用。但很多時候我們并沒有完全理解教材上的內容,所以對實驗具體做什么和這樣做的目的并沒有很好的掌握,只是參照實驗室里的操作說明一步步的進行,對整個實驗過程沒有融會貫通。具體操作的步驟上出問題不能自己解決,經常去問老師。這個是我在實驗中遇到的最大的問題。比如在實驗中我知道要提高某一物理量的值就能得到實驗結果,但反應到儀器上,我可能就不知道這個值要如何去改變,或者我不知道某個實驗參數為什么那么選擇。這給我的啟示是應該在預習時多多思考實驗原理是如何反應在實驗具體操作步驟上的,這樣在老師講解過程中也能更有的放矢。

二、我這學期的實驗里有4個實驗要用到示波器,示波器盡管在普物實驗課上多次使用了,但我覺得我并沒有真正熟悉和理解示波器,這造成了經常要不停地調示波器,費時費力。還有調光路從普物實驗時就是我的天敵,等高共軸、按著光傳播的順序依次調整各個儀器的道理我也明白,可是操作時總是控制不了光路,法拉第效應、聲光效應與光拍法測光速和塞曼效應這三個實驗都要用到調光路,尤其是聲光測速里光路圖很復雜,用到了許多小鏡子,我調了許久才得到基本滿足要求的光路,光路有偏差就造成了實驗數據的誤差。所以近代物理實驗不僅要求對原理的理解和操作技巧,更需要耐心和仔細才能更好地完成實驗。

三、做完實驗后處理實驗報告也很重要,正確的實驗操作是得到合適的實驗數據的基礎,在系統誤差一定的情況下,實驗數據處理得恰當與否,會直接影響偶然誤差的大小。所

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以對實驗數據的處理是實驗的重要內容之一。由于不理解實驗儀器的精度,造成處理數據時弄錯了數據的有效位數,比如我做的第一個實驗?能譜和相對論動能動量關系的驗證,需要尋峰并記錄道數,我采用的是軟件的自動尋峰功能并記錄了電腦上顯示的道數,但是儀器顯示了峰的倒數是有一位小數的,而實驗中道數的有效位數只能是整數,所以明確實驗條件是得到正確的實驗數據的基礎。

最后,這學期做近代實驗收獲挺大的,動手能力也得到了提高,理解了一些經典的物理實驗,加深了我對物理的興趣。

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第三篇:近代物理實驗的學習和體會

作者:韓春色 學號:200910800002 物理科學與技術學院

近代物理實驗學習體會

關鍵詞:探究,收獲,改進

摘要:本學期,根據課程的安排我首次接觸了10個近代物理實驗,包括量子性質的核磁共振實驗和塞曼效應,有關于原子和電子碰撞的夫蘭克-赫茲實驗,在原子物理方面還有氫原子光譜的研究等等。雖然僅僅10個但我從中學到了很多,也是自己在大學實驗學習形式的一次飛躍,從大一的聽老師講解和指導、大二的依賴到大三近代物理實驗的獨立探究。

正文:

一、學習中的困難

1、實驗儀器的不熟悉和儀器存在缺點

在摘要中就提到過在大三的實驗學習是一個大的飛躍,第一個實驗的時候就遇到了很大的困難。第一個接觸的是氫原子光譜的研究,在學習《原子物理》這門課程時感覺上氫原子光譜這個內容挺了解的,可是做實驗的時候剛開始完全感覺不知從何處下手。這最主要的原因就是不熟悉實驗儀器,實驗的第一步驟就是先利用氫燈通過攝譜儀調節出氫光譜,但是由于氫燈光源不夠強,通過調節攝譜儀的波長鼓輪和暗箱的物鏡,在接收系統上通過毛玻璃觀察到氫光譜只有一條,不符合實驗的要求。和共同合作的實作者:韓春色 學號:200910800002 物理科學與技術學院

驗組員探究了許久還是不能觀察到另外的一條。最后決定先取下毛玻璃換上CCD光強分布測量儀進行觀測。竟然發現在測量儀上觀察到兩條氫光譜。原來是由于另外一條光譜太暗用毛玻璃觀察不到。

在利用汞燈光譜定標時發現兩條氫光譜并不在汞光譜的之間。這就給定標造成了困難。所以我們反思,能不能先確定汞光譜,再換上氫燈去觀察氫光譜。最后終于用此猜想定標出了氫光譜。這樣也可以避免了剛開始由于氫燈源光強弱用毛玻璃觀察不到兩條光譜而不再往下進行實驗。

通過這個實驗我知道了在做實驗之前必須先熟悉實驗儀器的使用,這樣做實驗就能成功了一半。其次是實驗儀器存在缺點的話就很可能得不到實驗結果。這樣的話我們可以探索一下改進的方法,促進實驗的成功。

2、實驗原理弄不清楚

和許多同學一樣,抄寫實驗原理時,由于有的物理內容沒有接觸過,所以就很難弄懂。這樣就造成了在抓這一本實驗課本到實驗室,直接翻到實驗步驟就開始做實驗,常常做完實驗了,得到了實驗結果還不知道這結果用來干嘛。就像真空鍍膜這個實驗,實驗操作簡單,但是原理很復雜。還有核磁共振實驗,由于實驗原理弄不清楚,在數據處理時遇到了困難,造成了測出了發生共振時波峰和波谷的頻率卻不知道到用來干嘛。

3、依賴性 作者:韓春色 學號:200910800002 物理科學與技術學院

由于在大一大二習慣性地依賴老師指導,造成了這壞習慣在我們身上扎根,遇到困難就不想往下做,直接找同學或者老師幫忙。這樣造成了實驗并沒有得到什么收獲和進步。

4、 專業知識的不牢靠

由于專業知識的不牢靠造成了在實驗預習時實驗原理的理解模糊和數據在處理時的不準確,比如在實驗誤差的計算不知道改用什么方法,實驗結果的總結也不會。

二、實驗的改進和反思

1、 凡事都有美中不足之處,我認為近物教學仍然有需要改進地方。我覺得老師需要統一思想,盡量讓學生自己獨立完成實驗,不要一有問題就幫忙解決,這樣雖然會提高效率,但是會助長一種依靠老師完成實驗的風氣。

2、實驗儀器有的由于老化就會造成實驗很難成功,或者結果存在這很大的誤差。比如實驗室里的氫光源光強太弱,還有的實驗儀器螺絲松動,不好固定,經常實驗到半實驗儀器突然晃動,造成了實驗失敗得從頭再來。

3、實驗報告評分時可不必要求把必做實驗所有內容都做完,而把評分重點更多的放在實驗記錄上,特別是“發現問題——思考過程——解決問題”這一塊。這樣可以促進我們對實驗的反思和進一步理解和掌握。 作者:韓春色 學號:200910800002 物理科學與技術學院

三、學習中的收獲和快樂

我覺得一部分老師的教學方式非常好。他們鼓勵我們要自己解決問題,盡量不要依靠老師。一旦我們遇到困難但沒人幫助的時候,我們只有靠自己去摸索,在摸索的過程當中我們學會了課堂上老師不可能教的技巧,比如如何搜索文獻,如何查找英文學術單詞,如何建立一個總體上的思路等等。雖然采用這樣的方式做出成果比別人慢,但是收獲更多。

回想起來,為什么我的實驗報告一直拿不來高分,為什么我實驗內容完成的總是比人家少——我一大部分時間都在不停的為自己的馬虎大意買單。但是我想,我收獲的肯定比沒有犯過錯誤的人多。低級的錯誤犯過了,以后再犯的可能性就小了很多;高級的錯誤犯過了,自己懂的知識就比原來多了很多

我是在這些課程是體驗到了物理學習的快樂,并不僅僅局限于課本理論上的知識,加深了理論上的理解,更加幫助于去理解生活中的規律。實驗的選擇也很有趣,有些實驗看上去覺得沒什么,只有真正去做才能感受到其中的快樂。

第四篇:山西大學大學物理實驗演示實驗實驗報告

實驗目的:

1.在拓展知識面的同時訓練學生的動手操作能力;

2.通過此類實驗建立理論聯系實踐的能力與思維;

記憶合金水車:形狀記憶合金是一種特殊的功能材料,它可以記住加工好的形狀,當外力或溫度改變使其形狀發生改變的時候,只要適當的加熱就可以恢復原來的形狀。該裝置讓所選記憶合金周期性地與高溫熱源和低溫熱源接觸,形狀隨之周期性地變化,從而驅動水車輪的轉動,形象地展示了熱變為功的過程和形狀記憶合金的特性和用途。

該種形狀記憶合金為鎳鈦合金,有雙程記憶功能(即能記憶溫度高低兩種情況下的形狀)可以有上百萬次的變形和恢復。鎳鈦合金還有相當好的生物相容性,相變溫度較低,約在40-50℃,醫學上用于脊柱側歪、骨骼畸形等的矯正。低溫差熱機:可以利用比環境溫度高4℃的任何熱源,使一組活塞運動并推動轉輪運轉,是一種很好的利用低溫熱源的熱機,可以利用不高的溫度差實行熱工轉化。主要應用在于能利用傳

統熱機無法利用的能量來源。

經典置換式熱氣機:利用酒精燈的熱量驅動一組活塞、連桿和轉輪往復運動,工作物質為封閉在透明活塞筒中的空氣?;钊凸ぷ魑镔|在往復過程中完成吸放熱和能量轉化,工作過程形象直觀,是對熱力學定律和熱機原理極好的闡釋。其透明活塞材料為石英玻璃,主要特點是熱脹冷縮系數小,透光性好。耐腐蝕性強。

投影式伽耳頓板:可以用來驗證大量隨機物理事件共同遵循的統計物理規律。統計物理規律因等概率假設則其結果可靠,在應用方面很廣泛,比如相對論基本假設的提出等等。

輝光盤:利用低壓氣體分子在在高頻強電場中激發、碰撞、電離、復合的過程,外界聲音影響電場分布從而影響電子運動,在盤上顯示出形狀變化的熒光。

昆特管(聲駐波演示):利用管中泡沫小球在聲駐波場中形成的“泡沫墻”將看不見的聲波顯示出來,實現了抽象概念的具象化。該裝置的缺點是無法消除靜電的影響:泡沫小球帖在管內壁上。

氣柱共鳴聲速測量裝置:通過氣柱共鳴測量

聲速。

熱聲效應演示儀:所謂熱聲效應是指在可壓縮流體的聲震蕩與固體介質之間由于熱相互作用而產生的均能量。相當巧妙地利用諧振管中聲駐波的能量,將熱聲堆下面的能量“泵”到上面來,使熱聲堆上下產生將近10℃的溫差,是一種聲制冷的方法。

其工作過程為:諧振管上部為一個熱聲堆,下部為一個揚聲器。揚聲器發出的聲波在諧振管內形成縱向駐波。熱聲器下部聲壓增大時,推動氣團向上運動,并因壓縮而升溫,將熱量傳給聲堆。聲壓下降時,氣團向下運動,但熱聲堆溫度下降較少,于是向熱聲堆上部輸熱。熱聲堆中無數氣團每次振動都吸收一定熱量向上傳輸,熱量不斷地被從低溫區泵到高溫區,從而實現了聲制冷。

伯努利懸浮盤:該裝置形象地顯示了伯努利方程中流速與壓強的關系。因流速大壓強小,懸浮盤克服了自身的重力懸在空中。

傅科擺:它使我們不依賴于相對天體的運動就能感受到地球的自轉。單擺由于不受垂直于擺平面的力,擺平面應該保持不變。但傅科擺讓我

們看到了在北半球按順時針方向轉動(在太原的轉動周期為39.1小時),赤道上是不轉的,南北兩極轉動周期為24小時。這是因為地球自轉是帶動這固定在地球上的一切(包括傅科擺的角度盤),而擺錘、空氣、水流由于慣性還是保持原來的運動狀態不改變,這就構成了相對運動。

看得見的聲波:利用生理上的視覺暫留效應,將聲波可視化,助于理解。該裝置的不足之處是將縱波顯示為橫波。

椎體上滾:實驗中的椎體由高處滾向低處,與我們傳統觀念不符。但實際上椎體在上滾的過程中,重心是下降的,與物理規律統一。本實驗告訴我們表象與本質有時候是完全相反的。

角速度矢量合成演示儀:讓一個轉輪繞俯仰角可改變的水平軸轉動,再讓它同時參與繞豎直軸的轉動。水平軸轉的俯仰角會隨著繞豎直軸轉動的方向和轉速而變化。該裝置能形象地反應角速度合成的矢量性。

轉動慣量演示儀:

離心加速器:原理是角動量守恒,施加的力在轉軸上(沒有力矩)

進動儀:可直觀地演示剛體的進動和陀螺儀

的工作原理。

回轉儀:在改裝置中轉輪不會因重力作用而落地,而是產生了進動(即輪軸繞立柱的轉動),顯示了轉動系統的進動規律。

利用剛體定軸轉動軸的指向性,制成慣性指導陀螺儀,精準指向。

范式起電機:上下兩個圓輥用環形橡膠帶連接,電機帶著高速轉動。摩察產生的靜電在上輥,下輥的靜電導入大地。這樣使得電極球上的電荷越來越多,產生很高的電位。用于演示靜電作用、尖端放電、電荷間的相互作用等。

安培力演示儀:原理是通電導線在磁場中產生力的作用,可以直觀地觀察安培力的方向、大小隨線圈、磁場的變化規律。

高壓靜電電壓表:利用靜電力推動光點移動,可在標尺上獨處數據。

帕爾貼效應儀:不同的導電材料的電子能量不同。將兩種導電材料接觸后連入電路,向具有低能態電子材料流入的電子有將多余的能量傳給晶格是材料升溫,直接將電能轉化為熱能;向高能態電子材料流入的電子將從晶格獲取能量使之降溫,將熱能直接轉化為電能。本裝置直接

通過手型處直接感受這種制冷制熱的過程。選用帕爾貼效應明顯的材料如三碲化二鉍(帕爾貼效應溫差可達67℃)可制冷制熱。最廣泛的應用為車載冰箱。

法拉第楞次定律:金屬殼相當于密繞線圈,鏤空金屬殼相當于疏繞線圈。通過鐵塊下落的速度自身的對比和與鋁塊降落速度的對比,將楞次定律直觀表示出來。

楞次定律的本質是能量守恒。

磁阻擺:很好地闡釋了楞次定律的內涵:感應電流產生的磁場作用總是阻礙感應電流。大量應用于儀表指針,使之便于快速度數。

第五篇:大學物理仿真實驗實驗報告

實驗名稱:空氣比熱容測定

學院:機械工程學院

專業班號:車輛11

姓名:劉娟娟

學號:2110105001

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