❶ 求解大學物理實驗設計數字萬用表的實驗報告 十萬火急
有心無力
❷ 大學物理實驗設計,將量程為100微安的微安表改裝成量程為10毫安和20毫安的毫安表,要求接在同一個
你好,我來幫秋菊,崔麗斌,趙傑等三位老師來給你看看這題。
❸ 大學物理實驗:單擺測重力加速度自行設計方案
需要的儀器:單擺,秒錶,直尺
原理:因為單擺的周期只有擺長和重力加速度有關內,所以只要測得單擺的容周期和擺長就可以計算得出重力加速度。
步驟:為了方便計算並有相對准確的結果,最好將擺長定為1米,然後在小於5度的擺角條件下,測量周期。測周期最好是一次計20~50個周期,然後再用時間除以周期數,這樣可以得到相對更准確的周期,剩下就是公式了。
你別問我公式哦。
❹ 大學物理實驗設計,設計一個 自組望遠鏡方案,要求倍率為8倍
只要求抄概念設計的話,兩襲個凸透鏡,其中一個的焦距是另一個的8倍即可。把它們共軸放在光具座上,焦距短的透鏡就相當於目鏡。
如果要設計實用的望遠鏡,可以再文庫中搜索「天文望遠鏡」關鍵字,方案非常多這里就不復制粘貼了。
❺ 誰能幫我設計一個大學物理創新實驗啊!~
2 研究型實驗及其開設要求
2.1 研究型實驗的基本內涵
通常「研究型」物理實驗是在綜合性、設計性物理實驗的基礎上由學生自己選題、查閱文獻、設計實驗方案,在教師指導下完成實驗。「研究型」實驗通常是要求學生帶著問題測取數據,摸索實驗規律,然後帶著問題查找資料、探尋答案,並試著對所觀察到的現象進行理論分析,並做出合理的解釋。這類實驗的開設目的是全方位地鍛煉學生實驗研究的能力,充分調動學生的主動性和積極性,激發他們從事物理學研究的興趣和熱情,為以後從事科研工作打下良好的基礎。
2.2 研究型實驗的選題
研究型實驗要精心選題、科學設計。實驗內容要新穎、有趣味性,物理現象比較明顯和具有可研究性。同時還要考慮實驗室條件和學生的水平與能力,能讓學生在比較熟悉的理論基礎上作初步的分析與發展。既要與已知的現象、理論和方法有聯系又要有一定的深度和廣度。作為基礎物理實驗,研究型實驗內容不能過於復雜,要求不宜過高,要能通過分析、討論和查閱資料等方式讓學生可以比較容易地設計和實施實驗方案。
2.3 如何開展研究型實驗的教學
與傳統物理實驗不同,研究型實驗可以較充分地發揮學生的主觀能動性去探索未知的領域。因此,開設此類實驗項目的最好方式是利用實驗室開放的形式,由學生自主選擇和掌握實驗時間。研究型實驗項目可以有教師指定和學生自擬等形式,但無論那種形式,對實驗指導教師都提出了更高的要求。指導教師要對學生所選的研究型實驗項目在實施過程中可能出現的各種問題有充分的估計和認識,能夠引導、啟發和激勵學生完成實驗,並掌握能作進一步深入研究的空間。
研究型實驗更注重實驗結果的分析、討論和總結。因此,學生完成研究型實驗後要求寫出的實驗報告可以不同於普通實驗的報告,可以寫成研究總結報告形式或研究論文形式,甚至可以採用學術報告的形式口頭報告研究結果。
3 利用邁克耳遜干涉儀進行研究型實驗項目的設計
邁克耳遜干涉儀是一種典型的利用分振幅方法實現干涉的光學儀器,作為近代精密測量光學儀器之一,被廣泛用於科學研究和檢測技術等領域[4]。利用邁克耳遜干涉儀,能以極高的精度測量長度的微小變化及其與此相關的物理量。如果與CCD攝像、圖象處理等現代監測技術結合,可以實時觀測和分析各種干涉現象的變化,達到干涉檢測和自動控制的目的[5,6]。因此,利用邁克耳遜干涉儀進行研究型實驗設計具有變化多、內容豐富、研究性突出等特點。這里我們以「利用邁克耳遜干涉儀測量氣體折射率」 為題,作為一個研究型實驗的案例,簡述其實驗設計與實施過程。
3.1 設計原理與實驗裝置
實驗時,可以向學生提供:邁克耳遜干涉儀、He-Ne激光器、帶氣壓表的「氣室」、CCD圖象採集系統等實驗器材,要求設計一個實驗方案並測定空氣等氣體的折射率。這里簡述實驗基本原理:
在傳統的邁克耳遜干涉儀的一個測量光路上放置一個可充氣的「氣室」,干涉圖的觀測採用CCD和計算機進行圖象採集與處理。如圖 1為利用邁克耳遜干涉儀測定氣體折射率的實驗光路圖。
圖 1 實驗光路圖
圖中P為「氣室」,它是由腔體、壓力表和皮囊等組成。通過皮囊可以給氣室中的氣體增加壓力,也可以通過皮囊的減壓閥放氣給氣室減壓,腔內氣壓可以通過壓力表讀出。圖中接收屏W處放置一CCD攝像頭,干涉圖像可以通過計算機進行顯示和處理。
當激光束通過圖1中M1前面的氣室時,干涉圖樣隨氣室里氣體氣壓的變化而變化:當氣壓增加時,干涉圓環從中心湧出;反之,干涉圓環向中心陷入。通過研究氣體壓強變化與條紋移動的關系可以得到氣體折射率。在恆定溫度下,氣體折射率n與氣壓成正比:
(1)
式中p為氣體壓強,k為比例系數。在絕對真空下 ,則 。對於常壓 條件下,則 ,當氣室內壓強改變 時,由於折射率的變化引起光程差改變( ),可以觀測到條紋的移動個數N。各參數之間的關系為
(2)
式中L為氣室的有效長度,由上述各式可以推得常壓( )下空氣折射率為
(3)
3.2 實驗結果與分析
利用圖1的光路經仔細調節可以獲得等傾干涉圖象,圖2是經CCD和計算機系統採集到的干涉圖象。當改變氣室內的壓強時可以看到干涉圓環從中心湧出或向中心陷入。實驗中先向氣室充氣加壓,然後緩慢放氣並觀測干涉圓環向中心陷入的條紋數。
實驗中用He-Ne激光作為光源( =632.8 nm),所用氣室的有效長度L=75 mm,如果常壓 取標准大氣壓強760 mmHg,則(3)式可以寫成:
(4)
表1給出了氣室內壓強增加值 與條紋移動數N和計算得到的折射率 之間的關系。
圖2 CCD和計算機系統採集到的干涉圖象
表1:氣室內壓強增加值 、條紋移動數N和計算得到的折射率 值
/mmHg 230 210 190 170 150 130 110
N/個 20.8 19.0 16.6 15.0 13.5 11.8 9.8
1.0002903 1.002904 1.0002805 1.0002832 1.0002889 1.0002914 1.0002860
對測量數據求平均值並計算不確定度,得到
數據處理的方法還可以用作圖軟體,作出 ~N的關系曲線,通過求斜率計算得到折射率 。空氣折射率的標准值是1.0002926(對 nm)[7],測量誤差主要來自條紋移動非整數部分的估讀和氣壓表讀數誤差。另外,對氣室的有效長度L和實驗室的常壓 的測量也對實驗結果引入誤差。
3.3 實驗內容和難度的拓展
作為研究型實驗,邁克耳遜干涉儀可以提供豐富的設計思想。例如,採用上述方法將氣室與一充滿不同氣體的氣囊(如氧氣袋)相連,可以用於測量各種氣體的折射率;如果對CCD採集圖象進行計算機處理和編程可以實現條紋移動的自動記數;利用這一實驗系統可以仔細觀測、分析定域和非定域干涉現象[8];如果採用面光源或擴束的平行光作為光源,在圖1光路中氣室P換成一個平板玻璃(或有機玻璃片、透明塑料片等),則可以檢測玻璃表面平整度或介質內部的不均勻性;如果對有機玻璃片或透明塑料片等施加一定的應力,用上述方法可以分析透明介質的應力分布。等等這些內容經過精心設計均可作為研究型實驗開設。值得一提的是根據綜合性、設計性實驗的不同要求,將上述研究型實驗進行適當的教學設計,完全可以開設成綜合性或設計性實驗。
❻ 大學物理自主設計實驗的課題,新,一定是以前沒人做過的!!!
做個電磁炮吧,我以前看到一個初中生在知道上問過,據他說已經整出來了!
❼ 急求大學物理實驗設計方案~
【實驗目的】
1.測量二級管的伏安特性曲線。
2.了解二級管的單向導電特性。
3.正確選擇測量電路以減少伏安法中的系統誤差。
【實驗儀器】
直流電流表、電壓表、滑線變阻器、電阻箱、晶體二極體和直流電源等。
【實驗原理】
如圖3—2—1(a)所示,P—N結具有單向導向的特性,常用圖3—2—1(b)所示的符合表示。根據製作二極體時所用半導體材料的不同,又分為鍺二極體、硅二極體等。二極體的典型伏安特性曲線如圖3—2—2(a)所示,同圖(b)和(c)分別是它的正、反向測試電路。當二極體兩端的電壓U為零時,電流I也應為零,所以特性曲線從坐標原點開始。
圖3—2—1 圖3—2—2
由特性曲線看出,當二極體為正向接法時,隨著電壓U的逐漸增加,電流I也增加。但在開始一段,由於外加電壓很低,這時P—N結的內電場對載流子的運動仍起阻擋作用,基本上沒有電流流過P—N結,這一段稱為死區。硅管的死區電壓約為0~0.5V(圖中OB)之間,鍺管的死區電壓約為0~0.2V(圖中OA)之間。當外加電壓U超過死區電壓以後,電流隨電壓的上升就增加得很快。但要注意,電流不要超過其最大允許值,否則將因過熱而損壞管子。並且,在一定的工作電流下,管子的壓降通常越小越好。正向電流和正向壓降是二極體正向特性的兩個主要參數。
當二極體反向接法時,在反向電壓不太高的情況下,只有由少數載流子形成的反向電流,反向是電流的數值僅僅同少數載流子的多少有關,而與反向電壓的大小幾乎無關(室溫下硅管小於幾微字,鍺管因熱激發比硅管容易得多,少數載流子較多,一般為幾十微安)。反向電流是衡量二極體反向特性的一個重要參數,反向電流大,管子性能差。當反向電壓增加到一定數值時,外電場將半導體內被束縛的電子強行拉出來,造成反向電流突然劇增,這種現象稱為反向擊穿。一般手冊中均給出最大反向擊穿電壓,注意使用時不要超過這個數值。
從二極體的伏安特性可以看出:
1.二極體是一種非線性元件,它的正向特性和反向特性都是非線性的。
2.二極體具有單向導電性能,即P—N結正向導通時電阻很少,反向截止時電阻很大。
3.正向導通時,管子的正向壓降很少,一般情況下,硅管約為0.7V,鍺管約為0.3V左右。
4.硅二極體與鍺二極體的主要區別在於:鍺管的正向電流比硅管上升得快,正向壓降較小。但鍺管的反向電流比硅管的反向電流大得多,所以鍺管受溫度的影響比較明顯。
【實驗內容】
1.利用「伏安法測電阻」判斷二極體的正負極。
2.設計測量電路:
(1)為了減少測量時的系統誤差,必須根據二極體的正向電阻很小、反向電阻很大這一特點,選擇合適的測量電路。
(2)由於二極體的正向電壓很小,因此必須考慮電壓的微調。
3.測量二極體的正反向特性曲線並作圖。
【注意事項】
1.測量二極體正向伏安特性時,毫安表讀數不得超過二極體允許通過的最大正向電流值。
2.測量二極體反向伏安特性時,加在二極體上的電壓不得超過管子允許的最大反向電壓。
實驗時,如果違反了上述任一條規定,都將損壞二極體。
❽ 等厚干涉牛頓環實驗設計的原理在實驗裝置中是如何實現的
牛頓來環實驗是大學物理實自驗中理論和實驗結合得比較緊密的實驗,相關實驗原理在大學物理理論課上有相關的章節,如何依據原理完成測量是實驗要完成的任務,從而也體現了理論和實驗的側重點不同。牛頓環實驗中形成的是等厚干涉條紋,是以中心接觸點為圓心的同心圓,干涉條紋的半徑與干涉級數、入射光的波長以及平凸透鏡的曲率半徑有關,在已知入射光波長的情況下,可以通過測量不同級數的條紋半價來測量曲率半徑,實驗中為提高測量精度實際測量的是條紋直徑,並且考慮到條紋級數難以精確確定,對測量公式進行了一定的調整,盡管如此實驗最終直接測量還是不同序數的干涉條紋與左側以及右側相切時的位置,實驗裝置為了完成這個測量用的是讀數顯微鏡。