物理实验简述论文

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1、物理实验简述论文一、牛顿环通过牛顿环实验，可以验证其原理，即：牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜，以其凸面放在一块光学玻璃平板(平晶)上构成的，如图1所示。平凸透镜的凸面与玻璃平板Z间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单色光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表而反射的二光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸而相遇后，将发生T•涉。从透镜上看到的T涉花样是以玻璃接触点为小心的系列明暗相间的圆环(如图2所示)。由于同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此它属于等厚干涉。图1牛顿环装置图2牛顿环由图1可见，如设透镜的1111率半径为R,与接触点()相距为「处空

2、气层的厚度为d,由于R>>d,其几何关系式为：光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃板上反射会有半波损失，从而带來?/2的附加程差，所以总程差为产生暗环的条件是：£匕二(2k+1)㊁(3)其中k=0,1,2,3,…为干涉暗条纹的级数。综合(23-1)、(23-2)和(23-3)式可得第k级暗环的半径为：山（4）式可知，如果单色光源的波长巳已知，测出笫m级的暗环半径j,即可得出平凸透镜的曲率半径R;反之，如果R已知，测岀5后，就可计算岀入射单色光波的波长丄。但是川此测量关系式往往课差很人，原因在于凸而和平而不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部形变，使接触处

3、成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。或者空气间隙层中冇了尘埃，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或暗）斑，均无法确定环的几何中心。实际测量吋，我们可以通过测量距屮心较远的两个暗环的半径5和5的平方差來计算曲率半径R。因为rm2=mR-两式相减可得所以山上式可知，只要测出Dm与Dn（分别为笫m与笫n条暗环的直径）的值，就能算出R或二由以上原理，即可得到牛顿坏的有关应用，（5）式屮有R,入两个量待定，其余均可由实验操作得岀，故可以用来如测量光波的波长，精确地测量长度、厚度和角度，检验试件表而的光洁度等。二、示波器通过示波器实验，掌握了基木的示波器操作规则，可以简单表述不同类型

4、的扫描波形如下：1、下图所示的是扫描电压图形，其特点是变化的电压随时间成线性关系增加到最人值，然麻突然回到最小值，此后再重复的变化。曲线形同锯齿，故称“锯齿波电压”。2、如果在竖直偏转板上加疋弦电压，同时在水平偏转板上加锯齿波电压，电子竖直、水平两个方向的力的作用，电子的动动是两个相互垂直的运动的合成。当它们信号的周期相同吋，在荧光屏上将能显示一个周期且稳定的所加正弦电压的波形图。如下图。二、迈克尔逊干涉仪实验中的具体操作也体现了其具体的应用，即测量光的波长，具体原理如下:边克尔逊干涉仪是利用分振幅法产生的双光束干涉，原理如图所示：从光源s发的光照射到分光镜G1上，光被分

5、成两束，反射光入射到平面反射镜M1,透射光经补偿镜G2入射到平面反射镜M2，两束光分別被M1、M2反射，重新在G1处会合，若满足相干条件就会产生干涉效应。迈克尔逊干涉仪产生干涉的原理与“空气平板”所产生的干涉相同，在测最光波长时，首先将仪器调出较少的等倾条纹，仪器的附加光程为入/2o则中央处的光程差：A=2h+入/2（5—1）式屮：h—M1与M2'之间的距离入一光源的波长若中央调成一个暗斑时，则光程差A=（m+1/2）入（5—2）由式（1—1）和（1—2）得：：2h=m入2Ah=Am入其中：△h=h1-h2Am=m1-m2式屮：Ah—M1移动的距离Ain—喑斑变化的次数当

6、Am二1吋，则Ah=入/2就是说，当中心暗斑变化一次（即移动一个条纹）时，M1移动了入/2的距离，所以：入=2△h/Am（5一3）用上式就可计算出被测光源的波长。三、补偿法测电阻伏安法是一种较为普遍的测量电阻的方法，虽然精确度不很高，所用的测量仪器，如伏特计和安培计（即电圧表和安培表）却较简单，而且使用也方便。由于电表的内阻往往对测量结果有影响，所以这种方法常常带來明显误差。若改用补偿法（代替电压表）來测量电压，则避免了这个缺点。补偿法测电压的基本原理：当两直流电源的同极性端相连接，而且其电动势大小恰恰相等时，回路屮无电流流过，灵敏电流计的指示数为0,这时电路达到平衡。因

7、此，可利用此种性质的电路（称为补偿电路），山已知电压或电动势來测量未知电压或电动势。它的优点是，测电压时无须从待测电路分出电流，从而避免了由于电流流经电压表而引进的系统误差。实验应用电路如图。用补偿法测电阻，实际上是补偿了电流的损失，大人提高了结果的准确性，但是在精度要求不是很高，但是有要求方便快捷的情况下，多数釆用传统的伏安法测量即可满足要求。总之，实验是为了实际做准备，做好实验的基础上，应该搞懂原理，继而应用到实际中，为人可用。材科0510班郑少平学号：0120501010707