大学物理实验答案

发布 2023-05-19 04:57:28 阅读 4878

的成立条件是入射光是平行的,当入射光的平行度较差时,此公式已不再适用,应用自准直法测三棱镜的顶角,用公式来计算,误差较小。

6、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。

反射的小十字像和平面镜转过180o后反射的小十字像的位置不变,此时应该调节望远镜仰角螺钉,使十字反射像落在上十字叉线的横线上。光路图如下。

7、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?

不能。8、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?

游标经过圆盘零点:

不经过圆盘零点:

9、在实验中如何确定最小偏向角的位置?

向一个方向缓慢的转动游标盘(连同三棱镜),并用望远镜跟踪狭缝像,在望远镜中观察狭缝像的移动情况,当随着游标盘转动而向某方向移动的狭缝像,正要开始向相反方向移动时,固定游标盘,此时确定的角度即是最小偏向角。

10、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?

黄、绿、紫。

实验8 迈克尔逊干涉仪的调整与使用。

1、从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。

迈克尔孙同心圆条纹是等倾干涉形成的,中间级次高(中心级次最高),越往边缘级次越低,若光程差为半波长的奇数倍,中心暗,若光程差为半波长的偶数倍,中心明。牛顿环同心圆条纹是等厚干涉形成的,中间级次低(中心级次最低),越往边缘级次越高,从反射方向观察中心是暗斑。

2、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?

补偿板起补偿光程的作用。分光板使入射光束分为振幅(或光强)近似相等的透射光束和反射光束。用钠光或激光做光源时,没有补偿板p2能产生干涉条纹,用白光做光源不能。

na光和he—ne激光单色性好,没有补偿板p2,移动m1,改变由m1和m2反射到达观察屏的两光束的光程差,使其小于相干长度,即可观察到干涉条纹。白光单色性差,分出的两束光只有在光程差δ≈0时,才能看到彩色干涉条纹,如果没有补偿板p2,由m1反射的光经过分光板三次,而由m2反射的光只经过分光板一次,对两束光产生不同的色散,导致不同波长的干涉条纹位置不同,使光强趋于均匀,干涉条纹会消失。只有使用补偿板,才可以使不同波长的光被分成的两束光都满足光程差δ≈0。

3、怎样准确读出可动反射镜的位置?

先从主尺上读出整数部分,再从粗动手轮上读出小数点后第。

一、第二位数,最后从微动手轮上读出小数点后第。

三、第四位数并加一位估计数字,即最后一位小数为估计数字。

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。

插入n1透明薄膜后,光程差改变了2d(n1-1),即δδ=2d(n1-1),所以根据δδ=kλ式和δk=δn,可得。

即薄膜的厚度为。

实验9 rlc电路的稳态特性。

1、测量幅频特性时,是否要保持电压us不变?

测量幅频特性时,要保持电压us不变。这样放大器输出电压的高低就代表着放大器的放大量,这样就可以测出幅频特性。

2、如何用实验的方法找出rlc电路的谐振频率?

如图1所示,连接好电路,电源用函数信号发生器提供,再利用示波器,使其同时显示电源的输出波形与电阻两。

端电压的波形,接着调节示波器和函数信号发生器,使。

两个波形基本上重合,则此时函数信号发生器上显示的。

频率即为谐振频率。

3、改变信号源频率f时,不调节信号发生器的“输出信号幅度”旋钮,其输出电压us是否变化?

改变信号源频率f时,不调节信号发生器的“输出信号幅度”旋钮,其输出电压us会发生变化。因为频率f越接近谐振频率时,电路中的电流就会越大,而信号发生器是有一定的内阻,当电流变大时,信号源输出的电压就会变小。

4、rlc串联电路中,已知电容c耐压为50v,回路品质因数q=100,为了保证电容c不被击穿,电源电压us最大不能超过多少?

由公式uc=qus得us=uc/q=50v/100=0.5v。

5、交流电路中,如何表示电压和电流的大小和相位的变化?

用复数及矢量**法来表示。

6、什么是rlc串联谐振?谐振时回路参数有何特征?

rlc串联电路中,当信号的频率f为谐振频率,即感抗与容抗相等()时,电路的阻抗有最小值(z=r),电流有最大值(),电路为纯电阻,这种现象称为rlc串联谐振。谐振时,有品质因数,通频带,。

7、什么是rlc串联电路的幅频特性曲线?根据幅频特性曲线怎样求通频带?

rlc串联回路电流 i 与电源的频率f(=2f)有关,rlc串联电路的i―f 的关系曲线称为rlc串联电路的幅频特性曲线(如图3所示)。在rlc串联幅频曲线图中,将电流i=0.707i0的两点频率f1、f2的间距定义为rlc回路的通频带f0.

7,则。

8、什么是回路的品质因数?

谐振时,回路的感抗(或容抗)与回路的电阻之比成为回路的品质因数。

9、什么是rlc回路的通频带?如何比较rlc回路的滤波性能?

将电流i=0.707i0的两点频率f1、f2的间距定义为rlc回路的通频带f0.7。电阻r越大,则品质因数q越小,通频带f0.7越宽,滤波性能就越差。

10、电路谐振时,电感、电容的电压与品质因数q有什么关系?

谐振时,电感与电容的电压有最大值,是电源电压的q倍,即。

11、rlc串联电路的相频特性是什么?

rlc串联电路的 - f的关系曲线称为rlc串联电路的相频特性曲线,如图4所示。

12、使串联电路发生谐振的方法有几种?怎样确定电路呈电感性还是呈电容性?

使串联电路发生谐振的方法有:调节电源频率;f不变,调节c;f不变,调节l。ur波形在us波形左边,则us落后于ur(即电压滞后于电流),电路为电容性,值应取负号。

us超前于ur,电路为电感性,则us超前于ur,值应取正号。

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?

光栅光谱——依据光栅衍射产生色散形成。同一级次k,λ↑所以可见光中的红光衍射角最大。棱镜光谱——根据不同的光在玻璃中的折射率不同而产生色散。

λ↑n↓→偏向角δ↓,故紫光偏转最大。

2、什么是光栅常数及光栅分辨力?如何测定?

光栅常数是指光栅两刻线之间的距离。 光栅分辨力是指把波长靠的很近的两条谱线分辨清楚的能力。 光栅常数d可由公式计算出,其中。

为光谱线的衍射角,k为光谱级数,为该谱线的波长。 光栅分辨力r可由公式r=kn算出,其中k为光谱级数,n为被入射平行光照射的光栅有效面积内的狭缝总条数。

3、如果在望远镜中观察到的谱线是倾斜的,应如何调整?

这是由于平行光管透光狭缝倾斜不竖直所致。应把平行光管透光狭缝调竖直。

4、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?

以绿光普线为例:按照实验要求调节好实验装置,转动望远镜,分别对准+1和-1级绿光谱线,记录相应的角位置读数(,)和(,)则绿光谱线的衍射角。光栅常数。

5、用白光照射光栅时,将会形成什么样的光谱?

从光栅方程中可以看出,对于给定的光栅常数d,λ不同,第k级主极大的位置不同。红光对应的衍射角大于紫光的,因此,光栅能把不同频率的光分开。如果用日光作实验,就能得到除0级谱线为白光亮线外,各级是从紫光到红光排列的彩色光谱。

6、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?

由光栅方程,显然当时,有,由本实验测得光栅常数d=1687.26nm,则,即最多能观察到第3级谱线。

7、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?

这时光栅方程变为,显然衍射图样的0级亮线两边谱线位置分布不对称(±k级谱线的衍射角不相等)。

8、如何判断平行光是否垂直入射光栅面?

以光栅面作为反射面,用自准直法调节,当反射绿十字像与分划板的上十字线重合,则平行光垂直入射光栅面。

9、实验中当狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象?为什么?

狭缝太宽则分辨本领下降,如两条黄光线分辨不清;太窄,透光量太少,光线亮度太弱,视场太暗不利于测量。

实验17 等厚干涉实验。

1、什么是光的“干涉现象”?光的干涉条件是什么?什么是等厚干涉、定域干涉及半波损失?

两列频率相同的光波在空中相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫做光的干涉。 光的干涉条件:两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向一致的相干光源。

由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉。 在特定区域内存在的干涉称为定域干涉。 半波损失,就是当光从折射率小的光疏介质射向折射率大的光密介质时,在入射点,反射光相对于入射光有相位突变π,即在入射点反射光与入射光的相位差为π,由于相位差π与光程差λ /2相对应,它相当于反射光多走了半个波长λ /2的光程,故这种相位突变π的现象叫做半波损失。

2、用读数显微镜测量出来的牛顿环直径是其真实大小吗?如何。

调节使视场变清晰?

是。读数显微镜就是拿来测长度的,它的显微镜部分是让你更清。

楚地看到被测量物,而读数则是与显微镜的移动有关,测得的数。

值是实际的大小,而不是像的大小。通过适当调节望远镜的目镜。

和反光镜可以使视场变清晰。

3、 从牛顿环装置的下方投射上来的光,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?

牛顿环下方透射出来的光,也能产生干涉条纹。但由于透射光。

没有半波损失,中心点的光程差δ=2d=0,所以形成的干涉条。

纹为中心为亮斑的明暗相间同心圆环。

4、 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?

如果测得的是弦而不是直径,对r的计算结果没有影响。

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