《大学物理实验B》复习思考题
第一章、误差、不确定度和数据处理的基本知识
1、 误差的概念,误差的分类。
2、 测量不确定度的概念是什么?如何对测量不确定度进行评
定?怎样对测量结果进行报道?
(p=68.3%)
3、测量结果有效数字位数是如何确定的?
(1)不确定度的位数一般只取一位(而且只入不舍),若首位是1时可取两位。
相对不确定度为百分之几,一般也只取一、两位。
(2)不确定度决定了测量结果有效数字的位数,即测量结果的有效数字最后一位应与不确定度所在位对齐;若不确定度取两位,则测量结果有效数字的末位和不确定度末位取齐。
(3)有效数字尾数舍入规则:
尾数“小于五则舍,大于五则入,等于五凑偶”,这种舍入法则使尾数舍与入的概率相同。
(4)同一个测量值,其精度不应随单位变换而改变。
4、作图法是如何处理数据的?
(1)作图规则
①作图一定要用坐标纸;②画坐标纸大小和确定坐标轴分度;③画出坐标轴;
④数据点;⑤连线; ⑥标注图名.
(2)图解法求直线的斜率和截距
求直线斜率和截距的具体做法是,在描出的直线两端各取一坐标点A(x1,y1)和B(x2,y2),则可从下面的式子求出直线的斜率a和截距b。
,
A、B两坐标点相隔要远一些,一般取在直线两端附近(不要取原来的测量数据点),且自变量最好取为整数。
5、逐差法是如何处理数据的?
实验2 示波器的原理与应用
1.从CH1通道输入1V、1KHz正弦波,如何操作显示该信号波形?
2.当波形水平游动时,如何调节使波形稳定?
3.如何测量波形的幅度与周期?
4.调节什么旋纽使李萨如图稳定?
5.当示波器出现下面不良波形时,请选择合适的操作方法,使波形正常。
(1)波形超出屏幕: ;(2)波形太小: ;(3)波形太密: ;(4)亮点,不显示波形: 。
可选答案:①调大“偏转因数(VOLTS/DIV)”;②调小“偏转因数”;③调大“扫描速率(TIME/DIV)”; ④调小“扫描速率”;⑤水平显示置“A”(常规)方式; ⑥水平显示置“X-Y”方式。
6.观察李萨如图时,要改变图形的垂直大小,应调节 CH2通道
的“偏转因数(VOLTS/DIV)”;要改变图形的水平大小,应调节CH1通道的“偏转因数(VOLTS/DIV)”;要改变图形的垂直位置,应调节CH2 通道的“垂直位移(POSITION)”。
(可选答案:CH1,CH2)。
7.用示波器测得的CH1(X)信号的波形如下面左图所示,CH1(X)信号与CH2(Y)信号合成的李莎茹图如下面右图所示,示波器屏幕上已显示了必要的参数,图中每1大格为1cm。
请回答下列回题: (1)CH1(X)信号的U PP为 6 V; (2)CH1(X)信号的周期为 5 ms;(3)CH2(Y)信号的频率为 100 Hz。
I:1V/cm 2:5V/cm
1ms/cm CH1
I:1V/cm
8.示波器如图3中,改正垂直方向幅度太小、水平
图3
方向幅度太大的现象,应如何调节?
A. 调大“偏转因数”、调大“扫描速率”
B. 调小“偏转因数”、调小“扫描速率”
C. 调小“偏转因数”、调大“扫描速率”
D. 调大“偏转因数”、调小“扫描速率”
9. 一台好的示波器处于扫描状态,但荧光屏上没有扫描线,不必调节的旋钮是()。
A、亮度旋钮
B、聚焦旋钮
C、水平位移
D、上下位移
实验12 霍尔效应
1.什么是霍尔效应?
2.测量霍尔电压时伴随产生四种副效应,本实验用什么方法消除副效应的影响?
3.用霍尔效应如何测量磁场?用霍尔效应实验装置测量磁场应注意些什么?
4.如图4所示,霍尔元件通入工作电流I S,磁场的方向垂直指出
纸面, A、B两边累积正、负电荷,U AB>0,根据 受到 的作用,可判断该霍尔元件是 型半导体。
5.如图5所示,若霍尔片的多数载流子为空穴,它的工作电流I S
方向从左向右,霍尔电压U AB>0,则磁场的方向为(选:指出纸面或指入纸内)。
图4
图5
6.试分析:、
B
y
B
x
z
I
I
图6
A
为何不宜用金属制作霍尔元件?
7.若磁场的法线不是恰好与霍尔元件的法线一致,对测量结果会有何影响?如何判断磁场的方向与霍尔片的法线方向一致?
8.图6中霍尔元件的多种载流子是哪种?
实验7 分光计的调整与使用
1. 本实验所用分光计测量角度的精度是多少?仪器为什么设两个游标?如何测量望远镜转过的角度?
2.假设平面镜反射面已经和转轴平行,而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β,则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的?此时应如何调节?试画出光路图。
3.假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴,而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β,则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的?此时应如何调节?试画出光路图。
4.对分光计的调节要求是什么?如何判断调节达到要求?怎样才能调节好?
5.是否对有任意顶角A的棱镜都可以用最小偏向角测量的方法来测量它的材料的折射率?为什么?
6.在测角时某个游标读数第一次为34356',第二次为3328',游标经过
圆盘零点和不经过圆盘零点时所转过的角度分别是多少?
7.在实验中如何确定最小偏向角的位置?
8. 测量三棱镜折射率实验中,从对准平行光管的位置开始转动望远镜,看到的折射谱线颜色排列顺序是什么?
实验8迈克尔逊干涉仪的调整与使用
1.迈克尔逊干涉形成条纹的条件、条纹的特点、条纹出现的位置和测量波长的公式。
比较等倾干涉条纹和牛顿环(等厚干涉)异同。
2. 怎样准确读出可动反射镜M1的位置?
3. 迈克尔逊干涉仪中的补偿板、分光板各起什么作用?用钠光或激光做光源时,没有补偿板P2能否产生干涉条纹?用白光做光源呢?
4.在迈克尔逊干涉仪的一臂中,垂直插入折射率为1.45的透明薄膜,此时视场中观察到15个条纹移动,若所用照明光波长为500nm,求该薄膜的厚度。
实验16 用分光计研究光栅光谱
1.光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?在上述两种光谱中,哪种颜色的光偏转最大?
2.如果在望远镜中观察到的谱线是倾斜的,应如何调整?
3.如何测量光栅的衍射角?根据测量数据怎样计算谱线的衍射角和光栅常数?
4.用白光照射光栅时,形成什么样的光谱?
5.如果平行光并非垂直入射光栅片,而是斜入射,衍射图样会有何变化?
6. 如何测量和判断平行光是否垂直入射光栅面?
7.实验中当狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象?为什么?
8.当用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射到每毫米具有500条刻痕的平面透射光栅上时,最多能观察到第几级谱线?
实验17 等厚干涉实验
1. 牛顿环形成的条件、条纹的特点、条纹出现的位置和测量波长的公式。
比较等倾干涉条纹和牛顿环(等厚干涉)异同。
比较牛顿环和劈尖的干涉条纹的异同点.
2. 何谓等厚干涉?如何应用光的等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径?(掌握求曲率半径的数据处理方法)
3. 用牛顿环测量平凸透镜曲率半径时,对实验结果有影响的是()
A.牛顿环中心是亮斑而不是暗斑
B.测量直径时,叉丝交点没有通过环心
C.测量直径时,测微鼓轮中途倒转
D.测量直径时,测微鼓轮只向一个方向旋转
4. 用读数显微镜测量出来的牛顿环直径是真实大小的牛顿环直径吗?如何调节使视场变清晰?
5.从牛顿环装置的下方透射上来的光,能否形成干涉条纹?如果能的话,它和反射光形成的干涉条纹有何不同?
6.假如在测量过程中,叉丝中心未与牛顿环中心重合,测得的是弦而不是直径,则对R的结果有无影响?为什么?
7. 为什么采用测量干涉圆环直径来求得牛顿环装置的曲率半径,而不直接测量干涉环的半径,由条件得到曲率半径R.,请说明具体的原因。
8.如果待测透镜是平凹透镜,观察到的干涉条纹将是怎样的?
9.观察牛顿环时将会发现,牛顿环中心不是一点,而是一个不甚清
晰的暗或亮的圆斑,为什么?对透镜曲率半径R的测量有无影响? 为
什么?
10. 牛顿环的干涉条纹各环间的间距是否相等? 为什么?
实验T 太阳能电池特性的测量1. 掌握太阳能电池的基本原理。
2. 无光源的条件下,太阳能电池施加正向偏压时的伏安特性?怎样求常数和的值?
3. 恒定光照下,太阳能电池在不加偏压时伏安特性?如何求短路电流;开路电压;最大输出功率;填充因子FF?
4.如何对太阳能电池基本特性进行测量?电路图?
实验33 大功率白光LED特性测量
1.多少瓦的LED称为大功率LED?大功率白光LED有什么优点?为什么大功率白光LED称为“绿色光源”?
2.目前商用白光LED的工作原理是什么?
3.什么是发光强度?远场光强的测量距离是多少?
4.人眼对相同功率不同波长的光所感受的光通量和光强是否相同?5.1W白光LED电压为3V时,其室温工作电流约为多少mA?
6.照明用LED为什么要用恒流电源驱动?
7.什么是发光效率?温度升高时,发光效率变大还是变小?
8.在恒流驱动下,温度升高时,LED消耗的电功率增大还是减小?请以实验数据举例说明。