大学物理实验报告标准答案大全实验数据及思考题标准答案全包括.docx
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大学物理实验报告标准答案大全实验数据及思考题标准答案全包括
大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括）
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大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括）
伏安法测电阻
实验目的
（1）利用伏安法测电阻。
（2）验证欧姆定律。
（3）学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。
实验方法原理
根据欧姆定律，R
=
U
I
，如测得U和I则可计算出R。
值得注意的是，本实验待测电阻有两只，
一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。
实验装置
待测电阻两只，0～5mA电流表1只，0－5V电压表1只，0～50mA电流表1只，0～10V电压表一
只，滑线变阻器1只，DF1730SB3A稳压源1台。
实验步骤本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。
必要时，可提示学
生参照第2章中的第2.4一节的有关内容。
分压电路是必须要使用的，并作具体提示。
（1）根据相应的电路图对电阻进行测量，记录U值和I值。
对每一个电阻测量3次。
（2）计算各次测量结果。
如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。
（3）如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。
数据处理
（1）由∆U
=Umax⋅1.5%，得到∆U1=0.15V,∆U2=0.075V
；
（2）由∆I
=Imax⋅1.5%，得到∆I1=0.075mA,∆I2=0.75mA；
（3）再由uR
=R（
3V
）+（
3I
）
，求得uR1
=9⋅101Ω,uR2=1Ω；
（4）结果表示R1
=（2.92±0.09）⋅103Ω,R2=（44±1）Ω
光栅衍射
实验目的
（1）了解分光计的原理和构造。
（2）学会分光计的调节和使用方法。
（3）观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长
实验方法原理
测量次数1
2
3
U1/V5.4
6.9
8.5
I1/mA2.00
2.60
3.20
R1/Ω2700
2654
2656
测量次数1
2
3
U2/V2.08
2.22
2.50
I2/mA38.0
42.0
47.0
R2/Ω54.7
52.9
53.2
∆U2
∆I2
若以单色平行光垂直照射在光栅面上，按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：
（a+b）sinψk
=dsinψk=±kλ
如果人射光不是单色，则由上式可以看出，光的波长不同，其衍射角也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央k=0、
ψ=0处，各色光仍重叠在一起，形成中央明条纹。
在中央明条纹两侧对称地分布着k=1，2，3，…级光谱，各级光谱
线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。
如果已知光栅常数，用分光计测出k
级光谱中某一明条纹的衍射角ψ，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。
实验步骤
（1）调整分光计的工作状态，使其满足测量条件。
（2）利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。
①由于衍射光谱在中央明条纹两侧对称地分布，为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时，应测出+k级和-k
级光谱线的位置，两位置的差值之半即为实验时k取1。
②为了减少分光计刻度盘的偏心误差，测量每条光谱线时，刻度盘上的两个游标都要读数，然后取其平均值（角
游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致）。
③为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。
④测量时，可将望远镜置最右端，从-l级到+1级依次测量，以免漏测数据。
数据处理
（1）与公认值比较
计算出各条谱线的相对误
λ0为公认值。
（2）计算出紫色谱线波长的不确定度
差
⎣−⎣x
⎣0
其中
u（λ）=
⎡∂（（a+b）sinϕ）
⎢
⎣
2
⎤
u（ϕ）⎥=（a+b）|cosϕ|u（ϕ）
⎦
=
1
600
⋅cos15.092�⋅
ð
60⋅180
=0.467nm;U=2×u（λ）=0.9
nm
最后结果为:
λ=（433.9±0.9）nm
1.
当用钠光（波长λ=589.0nm）垂直入射到1mm内有500条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?
并
请说明理由。
答：
由（a+b）sinφ=kλ
∵φ最大为90º
-6-9
-6
得k={（a+b）/λ}sinφ
所以sinφ=1
-9
最多只能看到三级光谱。
2.
当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?
为什么?
答：
狭缝太宽，则分辨本领将下降，如两条黄色光谱线分不开。
狭缝太窄，透光太少，光线太弱，视场太暗不利于测量。
3.为什么采用左右两个游标读数?
左右游标在安装位置上有何要求?
答：
采用左右游标读数是为了消除偏心差，安装时左右应差180º。
谱线
游标
左1级
（k=-1）
右1级
（k=+1）
φ
λ／nm
λ0／nm
E
黄l（明）
左
102°45′
62°13′
20.258°
577.1
579.0
0.33％
右
282°48′
242°18′
黄2（明）
左
102°40′
62°20′
20.158°
574.4
577.9
0.45％
右
282°42′
242°24′
绿（明）
左
101°31′
63°29′
19.025°
543.3
546.1
0.51％
右
281°34′
243°30′
紫（明）
左
97°35′
67°23′
15.092°
433.9
435.8
0.44％
右
277°37′
247°28′
∂ϕ
又∵a+b=1/500mm=2*10m，
λ=589.0nm=589.0*10m
∴k=2*10/589.0*10=3.4
光电效应
实验目的
（1）观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线;测定截止电压,并通过现象了解其物
理意义。
（2）练习电路的连接方法及仪器的使用;学习用图像总结物理律。
实验方法原理
（1）光子打到阴极上,若电子获得的能量大于逸出功时则会逸出，在电场力的作用下向阳极运动而形成正向
电流。
在没达到饱和前，光电流与电压成线性关系,接近饱和时呈非线性关系,饱和后电流不再增加。
22
22-2
（3）若给光电管接反向电压u反，在eU反到阳极而形成光电流，当继续增大电压U反，由于电场力做负功使电子减速，当使其到达阳极前速度刚好为零时U反=US，
此时所观察到的光电流为零，由此可测得此光电管在当前光源下的截止电压US。
实验步骤
（1）按讲义中的电路原理图连接好实物电路图；
（2）测光电管的伏安特性曲线：
①先使正向电压加至30伏以上，同时使光电流达最大（不超量程），
②将电压从0开始按要求依次加大做好记录；
（3）测照度与光电流的关系：
①先使光电管距光源20cm处，适当选择光源亮度使光电流达最大（不超量程）；
②逐渐远离光源按要求做好记录；
实验步骤
（4）测光电管的截止电压：
①将双向开关换向；
②使光电管距光源20cm处，将电压调至“0”，适当选择光源亮度使光电流达最大（不超量程），记录此时的光
电流I0，然后加反向电压使光电流刚好为“0”，记下电压值US；
③使光电管远离光源（光源亮度不变）重复上述步骤作好记录。
数据处理
（1）伏安特性曲线
（2）照度与光电流的关系
-10
0
10
20
30
40
50
伏安特性曲线
照度与光电
流曲线
（3）零电压下的光电流及截止电压与照度的关系
L/cm20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
0.002
2
1/L
5
0.001
6
0.001
1
0.000
8
0.000
6
0.000
4
0.000
3
0.000
2
0.000
15
I/µA19.97
12.54
6.85
4.27
2.88
1.51
0.87
0.53
0.32
25
20
15
10
5
0
U/V
-0.6
4
0
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
20.0
30.0
40.0
I/mA
0
2.96
5.68
10.3
4
16.8
5
18.7
8
19.9
0
19.9
2
19.9
4
19.9
5
19.9
7
（2）电光源发光后,其照度随距光源的距离的平方成（r）反比即光电管得到的光子数与r成反比,因此打出的电子
数也与r成反比,形成的饱和光电流也与r成反比,即I∝r。
1.临界截止电压与照度有什么关系?
从实验中所得的结论是否同理论一致?
如何解释光的波粒二象性?
答：
临界截止
电压与照度无关，实验结果与理论相符。
光具有干涉、衍射的特性，说明光具有拨动性。
从光电效应现象上分析，光又具有粒子性，由爱因斯坦方程来描
2
2.可否由Us′ν曲线求出阴极材料的逸出功?
答：
可以。
由爱因斯坦方程hυ=e|us|+hυo可求出斜率Δus/Δυ=h/e
和普朗克常数，还可以求出截距（h/e）υo，再由截距求出光电管阴极材料的红限
υo，从而求出逸出功A=hυo。
光的干涉—牛顿环
实验目的
（1）观察等厚干涉现象及其特点。
（2）学会用干涉法测量透镜的曲率半径与微小厚度。
实验方法原理
利用透明薄膜（空气层）上下表面对人射光的依次反射，人射光的振幅将分成振幅不同且有一定光程差的两部分，
这是一种获得相干光的重要途径。
由于两束反射光在相遇时的光程差取决于产生反射光的薄膜厚度，同一条干涉条纹所
对应的薄膜厚度相同，这就是等厚干涉。
将一块曲率半径R较大的平凸透镜的凸面置于光学平板玻璃上，在透镜的凸
面和平板玻璃的上表面间就形成一层空气薄膜，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
当平行的
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