大学物理实验答案2

大学物理实验答案2

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1、实验二十七动力学共振法测定材料的杨氏弹性模量【预习题】1.外延测量法有什么特点?使用时应注意什么问题?答:所谓外延测量法,就是所需要的数据在测量数据范围之外,一般很难测量,为了求得这个数,采用作图外推求值的方法。具体地说就是先使用已测数据绘制出曲线,再将曲线按原规律延长到待求值范围,在延长线部分求出所要的值。使用外延测量法时应注意:外延法只适用于在所研究范围内没有突变的情况,否则不能使用2.悬丝的粗细对共振频率有何影响?答:在一定范围内,悬丝的直径越大时,共振频率反而越小。因为共振频率与阻尼的关系为,悬丝直径大时,阻尼相应较大,即大,则共振

2、频率应该较小。当然,悬丝直径也不可过粗,太粗的悬丝对于棒振动时振幅的影响很大,即变小,而不利于信号的拾取。【思考题】1.在实际测量过程中如何辨别共振峰真假?答:理论上认为,“改变信号发生器输出信号的频率,当其数值与试样棒的某一振动模式的频率一致时发生共振,这时试样振动振幅最大,拾振器输出电信号也达到最大”。实验中,并非示波器检测到信号峰值处频率都为样品棒的共振频率,由样品支架和装置其它部分的振动也会导致示波器检测到极值信号。因此正确真假判别共振信号对于测量相当重要。真假共振峰的判别方法有好几种,如预估法和撤耦法,预估法指利用已知的金属杨氏模

3、量,利用公式估算出共振频率,撤耦法指用手托起试样棒,此时拾振信号应消失,反之为假信号。预估法和撤耦法结合起来用比较好:预估法可判断出共振频率的大致范围,而撤耦法则可做进一步精确判断。另外,还可以在不放铜棒的情况下先做一个粗略检测,即将可能的干扰信号频率做一个排除。2.如何测量节点的共振频率。答:从实验装置图中可以看出,试样振动时,由于悬丝的作用,棒的振动并非原理中要求的自由振动,而是存在阻尼下的受迫振动,所检测共振频率随悬挂点到节点的距离增大而增大。若要测量(27-1)式中所需的试样棒基频共振频率,只有将悬丝挂在节点处,处于基频振动模式时,

4、试样棒上存在两个节点,它们的位置距离分别为0.224L和0.776L处。在节点处的振动幅度几乎为零,很难检测,所以要想测得试样棒的基频共振频率需要采取内插测量法。所谓内插测量法,就是所需要的数据在测量数据范围之内,而不方便进行测量,为了求得这个数,采用作图内插求值的方法。具体地说就是先使用已测数据绘制出曲线,再求出所要的值。内插法只适用于在所研究范围内没有突变的情况,否则不能使用。在本实验中就是以悬挂点位置为横坐标,以共振频率为纵坐标作出关系曲线图,求得曲线最低点(节点)对应的频率即为试样棒的基频共振频率。实验二十八迈克耳孙干涉仪的调节和使

5、用【预习题】1.迈克耳孙干涉仪主要由哪些光学元件组成,各自的作用是什么?答:迈克耳孙干涉仪主要由分光板、补偿板、可移动平面反射镜和固定平面反射镜4种光学元件组成。的作用是将一束光分成强度大致相同的两束光——反射光(1)和透射光(2);的材料和厚度与相同,作用是补偿光束(2)的光程,使光束(2)与光束(1)在玻璃中走过的光程大致相同;的作用是反射(1)光;的作用是反射(2)光。2.怎样调节可以得到等倾干涉条纹?怎样调节可以得到等厚干涉条纹?答:当M1、M2严格垂直时,调出的圆条纹为等倾干涉条纹。当M1、M2不垂直时,调出的干涉条纹为等厚干涉条

6、纹。3.如何用He一Ne激光调出非定域的等倾干涉条纹?在调节和测其波长时要注意什么?答:①用He一Ne激光调出非定域的等倾干涉条纹的方法如下:(1)调节He一Ne激光束大致与平面镜垂直。(2)遮住平面镜,用自准直法调节背后的三个微调螺丝,使由反射回来的一组光点象中的最亮点返回激光器中,此时入射光大致垂直平面镜。(3)遮住平面镜,调节平面镜背后的三个微调螺丝,使由反射回来的一组光点象中的最亮点返回激光器中,使平面镜和大致垂直。(4)观察由平面镜、反射在观察屏上的两组光点象,再仔细微调、背后的三个调节螺丝,使两组光点象中最亮的两点完全重合。(5

7、)在光源和分光板之间放一扩束镜,则在观察屏上就会出现干涉条纹。缓慢、细心地调节平面镜下端的两个相互垂直的拉簧微调螺丝,使同心干涉条纹位于观察屏中心。②在测量He-Ne激光波长时要注意:眼睛不要正对着激光束观察,以免损伤视力。【思考题】1.迈克耳孙干涉仪观察到的圆条纹和牛顿环的圆条纹有何本质不同?答:迈克尔逊干涉仪观察到的圆条纹是等倾干涉条纹,且条纹级次中心高边缘低;而牛顿环的圆条纹为等厚干涉条纹,条纹级次是中心低边缘高。实验二十九用旋光仪测糖溶液浓度【预习题】1.测量糖溶液旋光度的基本原理是什么?当偏振光通过某些透明物质(如糖溶液)后,偏振

8、光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定角度,这一现象称为旋光现象。偏振光所转过的角度叫旋光度,对某一旋光溶液,旋光度与偏振光通过溶液的长度和溶液浓度C成正比,即   2.什么叫

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