大學物理實驗全解

1、實驗一霍爾效應及其應用【預習思考題】1列出計算霍爾系數(shù)、載流子濃度n、電導率σ及遷移率μ的計算公式，并注明單位。霍爾系數(shù)，載流子濃度，電導率，遷移率。2如已知霍爾樣品的工作電流及磁感應強度B的方向，如何判斷樣品的導電類型？以根據(jù)右手螺旋定則，從工作電流旋到磁感應強度B確定的方向為正向，若測得的霍爾電壓為正，則樣品為P型，反之則為N型。3本實驗為什么要用3個換向開關？為了在測量時消除一些霍爾效應的副效應的影響，需要在測量時改變工作電流及磁

2、感應強度B的方向，因此就需要2個換向開關；除了測量霍爾電壓，還要測量A、C間的電位差，這是兩個不同的測量位置，又需要1個換向開關?？傊?，一共需要3個換向開關。【分析討論題】1若磁感應強度B和霍爾器件平面不完全正交，按式（5.25）測出的霍爾系數(shù)比實際值大還是小？要準確測定值應怎樣進行？若磁感應強度B和霍爾器件平面不完全正交，則測出的霍爾系數(shù)比實際值偏小。要想準確測定，就需要保證磁感應強度B和霍爾器件平面完全正交，或者設法測量出磁感應強度

3、B和霍爾器件平面的夾角。2若已知霍爾器件的性能參數(shù)，采用霍爾效應法測量一個未知磁場時，測量誤差有哪些來源？誤差來源有：測量工作電流的電流表的測量誤差，測量霍爾器件厚度d的長度測量儀器的測量誤差，測量霍爾電壓的電壓表的測量誤差，磁場方向與霍爾器件平面的夾角影響等。實驗二聲速的測量【預習思考題】1.如何調節(jié)和判斷測量系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)？為什么要在系統(tǒng)處于共振的條件下進行聲速測定？答：緩慢調節(jié)聲速測試儀信號源面板上的“信號頻率”旋鈕，使交流

4、毫伏表指針指示達到最大（或晶體管電壓表的示值達到最大），此時系統(tǒng)處于共振狀態(tài)，顯示共振發(fā)生的信號指示燈亮，信號源面板上頻率顯示窗口顯示共振頻率。在進行聲速測定時需要測定駐波波節(jié)的位置，當發(fā)射換能器S1處于共振狀態(tài)時，發(fā)射的超聲波能量最大。若在這樣一個最佳狀態(tài)移動S1至每一個波節(jié)處，媒質壓縮形變最大，則產生的聲壓最大，接收換能器S2接收到的聲壓為最大，轉變成電信號，晶體管電壓表會顯示出最大值。由數(shù)顯表頭讀出每一個電壓最大值時的位置，即對應

5、的波節(jié)位置。因此在系統(tǒng)處于共振的條件下進行聲速測定，可以容易和準確地測定波節(jié)的位置，提高測量的準確度。2.壓電陶瓷超聲換能器是怎樣實現(xiàn)機械信號和電信號之間的相互轉換的？答：壓電陶瓷超聲換能器的重要組成部分是壓電陶瓷環(huán)。壓電陶瓷環(huán)由多晶結構的壓電材料制成。這種材料在受到機械應力，發(fā)生機械形變時，會發(fā)生極化，同時在極化方向產生電場，這種特性稱為壓電效應。反之，如果在壓電材料上答：與實驗步驟一樣，調出光譜線，已知綠光波長m，測量一級（）綠光衍

6、射角，根據(jù)光柵方程，可計算出光柵常數(shù)d。2.三棱鏡的分辨本領b是三棱鏡底邊邊長，一般三棱鏡約為1000cm1。問邊長多長的三棱鏡才能和本實驗用的光柵具有相同的分辨率？解：已知：實驗測得=27000，cm1求b。由得b=(cm)答：略。實驗四多用電表的設計與制作【分析討論題】1校準電表時，如果發(fā)現(xiàn)改裝表的讀數(shù)相對于標準表的讀數(shù)都偏高或偏低，即總向一個方向偏，試問這是什么原因造成的？欲使有正有負（合理偏向）應采取什么措施？分流電阻或分壓電阻

7、的阻值不符合實際情況，導致讀數(shù)都偏高或偏低。欲使有正有負（合理偏向）應選擇合適的分流電阻或分壓電阻。2證明歐姆表的中值電阻與歐姆表的內阻相等。滿偏時（因Rx=0）半偏時可得中值電阻綜合內阻實驗五邁克耳孫干涉儀的調整與使用【預習思考題】1邁克爾孫干涉儀是利用什么方法產生兩束相干光的？答：邁克爾孫干涉儀是利用分振幅法產生兩束相干光的。2邁克爾孫干涉儀的等傾和等厚干涉分別在什么條件下產生的？條紋形狀如何？隨M1、M2’的間距d如何變化？答：（

8、1）等傾干涉條紋的產生通常需要面光源，且M1、M2’應嚴格平行；等厚干涉條紋的形成則需要M1、M2’不再平行，而是有微小夾角，且二者之間所加的空氣膜較薄。（2）等傾干涉為圓條紋，等厚干涉為直條紋。（3）d越大，條紋越細越密；d越小，條紋就越粗越疏。3什么樣條件下，白光也會產生等厚干涉條紋？當白光等厚干涉條紋的中心被調到視場中央時，M1、M2’兩鏡子的位置成什么關系？答：白光由于是復色光，相干長度較小，所以只有M1、M2’距離非常接近時，

9、才會有彩色的干涉條紋，且出現(xiàn)在兩鏡交線附近。當白光等厚干涉條紋的中心被調到視場中央時，說明M1、M2’已相交。【分析討論題】1用邁克爾孫干涉儀觀察到的等傾干涉條紋與牛頓環(huán)的干涉條紋有何不同？答：二者雖然都是圓條紋，但牛頓環(huán)屬于等厚干涉的結果，并且等傾干涉條紋中心級次高，而牛頓環(huán)則是邊緣的干涉級次高，所以當增大（或減?。┛諝鈱雍穸葧r，等傾干涉條紋會向外涌出（或向中心縮進），而牛頓環(huán)則會向中心縮進（或向外涌出）。2想想如何在邁克爾孫干涉儀上