物理实验报告实习调研报告工作总结归纳报告Word格式文档下载.docx
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6、观察并测量正弦信号频率
把X轴控制部分的开关置于”EXT.X”将待测信号源输入“Y轴输入”端,再将XO-22型信号发生器产生的正弦信号送入“X轴输入”端,变化此信号的频率,可在示波器上看到李萨如图形。
分别调节nx,ny为1:
1,2:
1,3:
1,1:
2,1:
3等,求出自制信号源正弦信号频率的平均值。
【数据记录】
观察与测量电压波形
待测信号波形
电压峰—峰值
周期
频率
fy(KHZ)
V/div
div
Up-p(V)
Ms/div
TY(ms)
正弦波
2
6.1
12.2
0.2
3.5
0.7
1.43
方波
1
5.1
5.8
1.16
0.86
全波
5.4
0.1
3.4
0.34
2.94
半波
2.8
5.6
3.3
0.66
1.52
三角波
4.7
0.47
5.7
1.14
0.88
衰减波
0.57
0.6
16.7
观察李萨如图形,测量正弦信号频率
李萨如图形
fx(KHZ)
ny
nx
fy=nx/nyfx(KHZ)
1:
0.570
2:
0.229
0.458
3:
0.191
3
0.571
平均值
fy=0.540
实验二名称:
声速的测定
1、了解估算声速的温度比较法
2、学会用驻波法测声速
3、培养综合使用仪器的能力
1、温度比较法
在气体中传播的声速,在假定气体为理想气体时,其传播速度可借助热力学与气体动理论有关原理求得V=V01+t/T0
(1)
式中V0—被测空气处于零摄氏度的声速
T0—开尔文T0=273.15K
t—空气的摄氏度
2、驻波法测声速(波腹示踪法)
根据波动理论声速可表示为V=f.λ
(2)
在声波频率f已知的前提下,只要精确到测定空气中声波波长就可以确定声速V0.实验室常用的驻波法,即波腹示踪法测定声波波长。
【实验步骤和内容】
1、测出室温t用温度比较法,利用式
(1)求声速
2、波腹失踪法测波长
(1)连接电路
(2)调整游标卡尺,先使发射器端面与接收器端面靠近,调整信号发生器、示波器,使示波器上出现正弦信号。
(3)求找共振频率、调节信号发生器输出频率,使示波器屏上观察到的信号放大,此时的频率就是共振频率f.
(4)测波腹位置:
在共振频率条件下,将接受器向远离发射器方向缓慢移动,示波器上依次出现信号振幅最大时,分别记下游标卡尺上的读数X1、X2、X3、X4……共12点。
带有两个压电换能器的大型游标卡尺,信号发生器,数字频率计,温度计,示波器。
i
XI(cm)
I+6
Xi+6(cm)
λi=1/3|XI+6—XI|(cm)
ΔλI=|λI—λ|(cm)
4.512
7
7.752
1.080
0.071
4.988
8
8.010
1.007
0.002
5.500
9
8.498
0.999
0.010
4
5.990
10
8.988
5
6.332
11
9.492
0.987
0.022
6
7.026
12
9.982
0.985
0.024
1.009
0.023
【数据处理】
1、数据记录与计算
开始温度t=24.5。
C结束温度t’=24.5。
C
开始频率f0=35.455KHZ结束频率f0‘=35.435KHZ
平均值f=(35.455+35.435)/2=35.445KHZ
V=f*λ=357.64m/s
2、温度比较法
V=V01+t/T0=331.451+(t+t’)/2*273.15=345.99m/s
3、计算声速相对不确定度
Ur=UV/V=(Uf/f)2+(UΛ/λ)2式中Uf/f=0.5实验给出
UΛA=λI—λ)2/n-1=0.035
UΛB=0.002/=0.001
UΛ=UΛA2+UΛB2=0.035
4、计算不确定度
Ur=UV/V=0.035
UV=Ur*V=0.035*345.99=12.11m/s
实验结果V±
UV=345.99±
12.11m/s
百分差:
△V=|VΛ—VT|=357.64-345.99=11.65m/s
Er=△V/VT*100%=11.65/357.99*100%=3.2%
试验三名称:
迈克尔逊干涉仪
【试验目的】
1、了解迈克尔逊干涉仪的调节方法并掌握调节方法
2、观察各种干涉图样,比较它们各自不同的特点
3、测定He—Ne激光波长
【试验原理】
光源上一点发出的一束光线经分光板而被分为两束光线
(1)和
(2),这两束光分别射向相互垂直的全方射镜M1和M2,经M1和M2反射后又汇于分光板G1,这两束光再次被G1分束,它们各有一束按原路返回光源(设两束光分别垂直于M1、M2),同时各有一束光线朝E的方向射出,由于光线
(1)和
(2)为两相干光束,因此可在E方向观察到干涉条纹。
【试验仪器】
迈克尔逊干涉仪,He—Ne激光器及光源,小孔光阑,扩束镜(短焦距会聚透镜),毛玻璃屏
【实验内容】
非定域干涉条纹的调节和激光波长的测量
移动迈克尔干涉仪或激光器,使激光投影在分光镜G1和全反镜M1、M2的中部,激光束大致与M2垂直,靠近激光器处放一小孔光阑,让激光束穿过小孔,用纸片在M2前挡住激光束,观察由M1放射产生的光点在小孔光阑上的位置,如光点横向偏离小孔,则应轻轻转动仪器底座,如光点高低不对,则应调节激光束的高低或倾斜度,使三个光点中最亮点与小孔重合,如光阑高度不当,必要时也要升降,然后用纸片挡住M1,调节M2后的三个螺钉,直至M2放射亮点与小孔重合,这时M1与M2大致垂直。
在光阑后放一扩束镜使光束汇聚,形成点光源,并使其发出的球面波照射到G1上,再在E处放置一毛玻璃屏H,这时屏上就可看到干涉条纹,此时再调节M2的两个微调螺钉,使M1和M2’严格平行,在屏上就可看到非定域的同心圆条纹,且圆心位于光场的中部。
转动手柄使M1前后移动,观察中心条件冒出或缩进,判断M1和M2’之间的距离是增大还是减小,观察间隔d自较大的值逐渐变小至零,然后又由零逐渐往反方向变大时,干涉条纹的粗细与密度变化,并解释之。
锁紧刻度盘止动螺钉,转动微调读数鼓轮,使M1移动,数出在圆心处冒出或缩进干涉条纹的个数△K,并记录M,对应的移动距离△d,便可由公式:
λ=2△d/△k求出激光的波长。
【数据记录与处理】
d(mm)
I+5
di+5
△di=di+5-di
Vi2=(△di—△d)2
26.92660
26.87751
0.04909
2.025*10-7
26.91642
26.86706
0.04936
3.22*10-8
26.90695
26.85731
0.04964
1*10-8
26.89673
26.84726
0.04947
4.9*10-9
26.88712
26.83687
0.05015
3.481*10-7
△di=0.04954
λ=2△d/△k*5=2*0.0495/30*5=6.605*10-4mm
Ua=/n-1=1,09*10-4mm
Ub=10-4/=0.58*10-4mm
所以△Ud=Ua2+Ub2=-4)2+(0.58*10-4)2=1.23*10-4mm
UΛ=2U0d/△k*5=1.6*10-6mm
试验结果λ=660.5±
1.6mm
百分差Urλ=Uλ/λ*100%=1.6/160.5*100%=0.24%
E0=|λ—λ0|/λ0=|660.5—632.8|/632.8*100%=4.38%
试验四名称:
集成霍尔传感器测磁场
1、了解学习用集成霍尔传感器测量磁感应强度的原理和方法
2、学会采用螺丝管中心点磁感应强度理论值来校准集成霍尔感应器灵敏度的方法
1、霍尔效应及霍尔元件灵敏度KH
将一块半导体薄片放在垂直于它的磁场B中,在薄片的四侧A、A’、D、D’分别引出两对电极,当在AA’方向通电流I,则薄片内定向移动的载流子受到洛伦兹力fB:
FB=evB
载流子受力偏转在DD’两侧积累,而产生电位差,此效应即为霍尔效应,此电场对载流a有一个电场力fe与fB反向,设电场大小为E,DD’间电位差为VH,b为薄膜宽度,则有:
Fe=eE=evH/b
当载流子受fB与fE作用而平衡时,有evB=e*VH/b
若载流子浓度为n,I=nev*s=neub*d(d为霍尔片厚度)
则:
V=I/nebd即VH=1/ne*IB/d=RH*IB/d=KHIB
所以KH=VH/IB
其中RH=1/ne为霍尔系数,KH=RH/d=1/ned为霍尔元件灵