大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告合集(5篇)
隨著社會(huì)不斷地進(jìn)步,我們都不可避免地要接觸到報(bào)告,我們?cè)趯?xiě)報(bào)告的時(shí)候要避免篇幅過(guò)長(zhǎng)。你知道怎樣寫(xiě)報(bào)告才能寫(xiě)的好嗎?以下是小編為大家整理的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 篇1
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
觀察平板晶體中的高壓輝光放電現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)儀器
大型閃電盤(pán)演示儀
實(shí)驗(yàn)原理
閃電盤(pán)是在兩層玻璃盤(pán)中密封了涂有熒光材料的玻璃珠,玻璃珠 充有稀薄的惰性氣體(如氬氣等)?刂破髦杏幸粔K振蕩電路板,通過(guò)電源變換器,將12V低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏焊哳l電壓加在電極上。通電后,振蕩電路產(chǎn)生高頻電壓電場(chǎng),由于稀薄氣體受到高頻電場(chǎng)的電離作用二產(chǎn)生紫外輻射,玻璃珠上的熒光材料受到紫外輻射激發(fā)出可見(jiàn)光,其顏色由玻璃珠上涂敷的熒光材料決定。由于電極上電壓很高,故所發(fā)生的光是一些輻射狀的輝光,絢麗多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
實(shí)驗(yàn)步驟
1. 將閃電盤(pán)后控制器上的電位器調(diào)節(jié)到最;
2. 插上220V電源,打開(kāi)開(kāi)關(guān);
3. 調(diào)高電位器,觀察閃電盤(pán)上圖像變化,當(dāng)電壓超過(guò)一定域值后,盤(pán)上出現(xiàn)閃光;
4. 用手觸摸玻璃表面,觀察閃光隨手指移動(dòng)變化;
5. 緩慢調(diào)低電位器到閃光恰好消失,對(duì)閃電盤(pán)拍手或說(shuō)話,觀察輝光歲聲音的變化。
注意事項(xiàng)
1. 閃電盤(pán)為玻璃質(zhì)地,注意輕拿輕放;
2. 移動(dòng)閃電盤(pán)時(shí)請(qǐng)勿在控制器上用力,避免控制器與盤(pán)面連接斷裂;
3. 閃電盤(pán)不可懸空吊掛。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
觀察輝光放電現(xiàn)象,了解電場(chǎng)、電離、擊穿及發(fā)光等概念。
實(shí)驗(yàn)步驟
1.將輝光球底座上的電位器調(diào)節(jié)到最;
2.插上220V電源,并打開(kāi)開(kāi)關(guān);
3. 調(diào)節(jié)電位器,觀察輝光球的玻璃球殼內(nèi),電壓超過(guò)一定域值后中心處電極之間隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)道輝光;
4.用手觸摸玻璃球殼,觀察到輝光隨手指移動(dòng)變化;
5.緩慢調(diào)低電位器到輝光恰好消失,對(duì)輝光球拍手或說(shuō)話,觀察輝光隨聲音的變化。
注意事項(xiàng)
1.輝光球要輕拿輕放;
2.輝光球長(zhǎng)時(shí)間工作可能會(huì)產(chǎn)生臭氧。
實(shí)驗(yàn)原理
輝光球發(fā)光是低壓氣體(或叫稀疏氣體)在高頻電場(chǎng)中的放電現(xiàn)象。玻璃球 中央有一個(gè)黑色球狀電極。球的底部有一塊震蕩電路板,通電后,震蕩電路產(chǎn)生高頻電壓電場(chǎng),由于球內(nèi)稀薄氣體受到高頻電場(chǎng)的電離作用而光芒四射。輝光球工作時(shí),在球中央的電極周?chē)纬梢粋(gè)類(lèi)似于點(diǎn)電荷的場(chǎng)。當(dāng)用手(人與大地相連)觸及球時(shí),球周?chē)碾妶?chǎng)、電勢(shì)分布不再均勻?qū)ΨQ(chēng),故輝光在手指的周?chē)幾兊酶鼮槊髁,產(chǎn)生的弧線順著手的觸摸移動(dòng)而游動(dòng)扭曲,隨手指移動(dòng)起舞。對(duì)輝光球拍手或說(shuō)話時(shí),也會(huì)影響電場(chǎng)的分布。
相關(guān)介紹
輝光球又稱(chēng)為電離子魔幻球。它的外觀為直徑約15cm的高強(qiáng)度玻璃球殼,球內(nèi)充有稀薄的惰性氣體(如氬氣等),玻璃球中央有一個(gè)黑色球狀電極。球的底部有一塊震蕩電路板,通過(guò)電源變換器,將12V低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏焊哳l電壓加在電極上。
在日常生活中,低壓氣體中顯示輝光的放電現(xiàn)象,也有廣泛的應(yīng)用。例如,在低壓氣體放電管中,在兩極間加上足夠高的電壓時(shí),或在其周?chē)由细哳l電場(chǎng),就使管內(nèi)的稀薄氣體呈現(xiàn)出輝光放電現(xiàn)象,其特征是需要高電壓而電流密度較小。輝光的部位和管內(nèi)所充氣體的壓強(qiáng)有關(guān),輝光的顏色隨氣體的種類(lèi)而異。熒光燈、霓虹燈的發(fā)光都屬于這種輝光放電。
在各種各樣的輝光中,最神奇的還要算人體輝光了。1911年倫敦有一位叫華爾德?基爾納的醫(yī)生運(yùn)用雙花青染料刷過(guò)的玻璃屏透視人體,發(fā)現(xiàn)在人體表面有一個(gè)厚達(dá)15毫米的彩色光層。醫(yī)學(xué)家們對(duì)此研究表明,人體在疾病發(fā)生前,體表的輝光會(huì)發(fā)生變化,出現(xiàn)一種干擾的“日冕”現(xiàn)象;癌癥患者體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一種云狀輝光;當(dāng)人喝酒時(shí)輝光開(kāi)始有清晰、發(fā)亮的光斑,酒醉后便轉(zhuǎn)為蒼白色,最后光圈內(nèi)收。吸煙的人其輝光則有不諧和的現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)心得
12月的一次周末,我們利用這短短的2個(gè)小時(shí)去西區(qū)參觀的物理實(shí)驗(yàn)室,并觀看了物理演示實(shí)驗(yàn)。在這次的演示實(shí)驗(yàn)課中,我學(xué)到了很多平時(shí)的生活學(xué)習(xí)中學(xué)不到的東西。在實(shí)驗(yàn)課上,老師讓我們自己學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理,自己動(dòng)手學(xué)習(xí)操作,然后給同學(xué)們演示并講解。我們第一次見(jiàn)到了一些很新奇的儀器和實(shí)驗(yàn),通過(guò)奇妙的物理現(xiàn)象感受了偉大的自然科學(xué)的奧妙。我們懷著好奇心仔細(xì)的觀看了每個(gè)演示實(shí)驗(yàn),通過(guò)自己的學(xué)習(xí)和同學(xué)們的認(rèn)真講解,一些看似不正常的現(xiàn)象都能用科學(xué)的自然知識(shí)來(lái)解釋了!
我覺(jué)得我們做的雖然是演示實(shí)驗(yàn),但也很有收獲,這是我們對(duì)課上所學(xué)知識(shí)的一個(gè)更直觀的`了解,通過(guò)此次光學(xué)演示實(shí)驗(yàn)使我對(duì)光有了一種感性的認(rèn)識(shí),加深了對(duì)光學(xué)現(xiàn)象及原理的認(rèn)識(shí),為今后光學(xué)的學(xué)習(xí)打下深厚的基礎(chǔ),此次演示實(shí)驗(yàn)把理論與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合,讓大家在現(xiàn)實(shí)生活中理解光波的`本質(zhì),這給我們每天的理論學(xué)習(xí)增添了一點(diǎn)趣味。
特別是輝光球和輝光盤(pán),在現(xiàn)實(shí)生活中根本看不到,這是我第一次看。一絲一絲的五光十色的光線通過(guò)輝光球迸射出來(lái)如同禮花綻放般浪漫,讓我想起了除夕夜的美妙絕倫的煙火。雖然說(shuō)演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是簡(jiǎn)單的,但它的意義絕非如此。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)重在應(yīng)用,對(duì)大學(xué)生來(lái)說(shuō),演示實(shí)驗(yàn)不僅開(kāi)動(dòng)了我們思考的馬達(dá),也讓我們更好地把物理知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)際現(xiàn)象的分析中去,使我們不但對(duì)大自然產(chǎn)生了以前沒(méi)有的敬畏和尊重,也有了對(duì)大自然探究的好奇心,我想這是一個(gè)人做學(xué)問(wèn)最最重要的一點(diǎn)。因此我想在我們平時(shí)的學(xué)習(xí)中,要帶著一種崇敬的心情和責(zé)任感,認(rèn)認(rèn)真真地學(xué)習(xí),踏踏實(shí)實(shí)地學(xué)習(xí),只有這樣,我們才能真正學(xué)會(huì)一門(mén)課,學(xué)好一門(mén)課。此外,我覺(jué)得我們不能將眼光僅僅定位在事物的表面,不能被眼鏡所欺騙,要認(rèn)真的分析,理解,找出事物背后的真理;不僅在物理,生活中更應(yīng)如此,只有這樣我們才能成為一個(gè)完美的人,我想這也是為什么大綱上要安排這樣一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的目的所在。我很慶幸能和老師一起參與本次試驗(yàn),老師的細(xì)致指導(dǎo)是我能夠順利完成、理解本次試驗(yàn)的前提。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 篇2
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
掌握單擺的基本原理和周期公式。
學(xué)習(xí)使用秒表、米尺等測(cè)量工具進(jìn)行精確測(cè)量的方法。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定重力加速度的值,并與公認(rèn)值進(jìn)行比較,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)處理能力和科學(xué)態(tài)度。
二、實(shí)驗(yàn)原理
單擺是一種理想化的物理模型,由一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線和懸掛在細(xì)線一端的質(zhì)點(diǎn)(稱(chēng)為擺球)組成。在擺角很。ㄍǔP∮5°)的情況下,單擺的振動(dòng)周期T與擺長(zhǎng)L的平方根成正比,與重力加速度g的平方根成反比,而與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)。其周期公式為:
T=2πg(shù)L
由此公式可以推導(dǎo)出重力加速度g的表達(dá)式:
g=T24π2L
實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)L和周期T,即可計(jì)算出重力加速度g的值。
三、實(shí)驗(yàn)器材
單擺裝置(包括細(xì)線、擺球)
米尺(或游標(biāo)卡尺)
秒表
支架
夾子(用于固定細(xì)線)
四、實(shí)驗(yàn)步驟
準(zhǔn)備階段:將單擺裝置安裝在支架上,用夾子固定細(xì)線的一端,確保細(xì)線豎直且不可伸長(zhǎng)。調(diào)整擺球位置,使其能在小角度內(nèi)自由擺動(dòng)。
測(cè)量擺長(zhǎng)L:使用米尺(或游標(biāo)卡尺)測(cè)量從懸點(diǎn)到擺球重心的距離,即擺長(zhǎng)L,記錄數(shù)據(jù)。
測(cè)量周期T:將擺球拉至一側(cè),使其偏離平衡位置一個(gè)小角度(約5°),然后釋放。使用秒表測(cè)量擺球完成n個(gè)全振動(dòng)所需的時(shí)間t,則周期T = t/n。為提高精度,可多次測(cè)量取平均值。
改變擺長(zhǎng)重復(fù)實(shí)驗(yàn):為了減小偶然誤差,可改變擺長(zhǎng)L,重復(fù)步驟2和3,得到多組數(shù)據(jù)。
五、數(shù)據(jù)處理
記錄數(shù)據(jù):將每次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的擺長(zhǎng)L和周期T(通過(guò)多次測(cè)量取平均值)記錄在表格中。
計(jì)算重力加速度g:利用公式g=T24π2L計(jì)算每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的重力加速度g的值。
求平均值:將所有計(jì)算得到的g值取平均值,作為實(shí)驗(yàn)測(cè)定的重力加速度的'最終結(jié)果。
誤差分析:比較實(shí)驗(yàn)測(cè)定的g值與公認(rèn)值(如當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臉?biāo)準(zhǔn)值),分析誤差來(lái)源,如擺長(zhǎng)測(cè)量誤差、周期測(cè)量誤差、擺角過(guò)大引入的非線性誤差等。
六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)和周期,成功計(jì)算出了重力加速度的值,并與公認(rèn)值進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在誤差允許范圍內(nèi),實(shí)驗(yàn)測(cè)定的重力加速度值與公認(rèn)值相符,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)方法的可行性和準(zhǔn)確性。同時(shí),通過(guò)本次實(shí)驗(yàn),加深了對(duì)單擺原理及重力加速度概念的理解,提高了實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)處理能力。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 篇3
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
掌握利用光杠桿法測(cè)量金屬絲楊氏模量的基本原理和方法。
學(xué)習(xí)并熟練運(yùn)用游標(biāo)卡尺、光杠桿、螺旋測(cè)微器等精密測(cè)量工具。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,加深對(duì)彈性力學(xué)中楊氏模量概念的理解。
培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和科學(xué)分析能力。
二、實(shí)驗(yàn)原理
楊氏模量(Youngs Modulus)是描述固體材料在受力時(shí)抵抗彈性變形能力的物理量,用E表示。本實(shí)驗(yàn)采用光杠桿法,通過(guò)測(cè)量金屬絲在受到外力作用下的微小伸長(zhǎng)量ΔL和由此引起的光杠桿系統(tǒng)放大后的'位移變化ΔD,結(jié)合胡克定律(F=kΔL)和光杠桿原理,計(jì)算得到金屬絲的楊氏模量。
光杠桿原理簡(jiǎn)述:當(dāng)金屬絲受到拉伸時(shí),其微小伸長(zhǎng)量通過(guò)光杠桿系統(tǒng)被放大,放大倍數(shù)由光杠桿的幾何尺寸決定。通過(guò)測(cè)量放大后的位移變化ΔD和已知的光杠桿放大倍數(shù),可以間接求得金屬絲的伸長(zhǎng)量ΔL。
三、實(shí)驗(yàn)器材
光杠桿裝置
金屬絲(待測(cè)材料)
螺旋測(cè)微器
游標(biāo)卡尺
砝碼(用于施加外力)
支架、刻度尺等輔助工具
四、實(shí)驗(yàn)步驟
準(zhǔn)備階段:檢查實(shí)驗(yàn)器材是否完好,調(diào)整光杠桿系統(tǒng)至水平狀態(tài),確保測(cè)量精度。
測(cè)量金屬絲直徑:使用螺旋測(cè)微器多次測(cè)量金屬絲的直徑,取平均值作為d。
安裝金屬絲:將金屬絲水平固定在光杠桿裝置上,確保無(wú)松動(dòng)。
施加外力:逐步增加砝碼質(zhì)量,記錄每次增加后光杠桿系統(tǒng)上的刻度變化ΔD。
記錄數(shù)據(jù):記錄每次實(shí)驗(yàn)中的外力F、對(duì)應(yīng)的ΔD值以及金屬絲的長(zhǎng)度L(可通過(guò)游標(biāo)卡尺測(cè)量)。
重復(fù)實(shí)驗(yàn):為提高實(shí)驗(yàn)精度,可重復(fù)上述步驟多次,取平均值。
五、數(shù)據(jù)處理
計(jì)算光杠桿放大倍數(shù):根據(jù)光杠桿的幾何尺寸計(jì)算放大倍數(shù)M。
計(jì)算金屬絲伸長(zhǎng)量:ΔL = ΔD / M。
應(yīng)用胡克定律:F = kΔL,由于k為常數(shù)(與金屬絲性質(zhì)有關(guān)),在此實(shí)驗(yàn)中通過(guò)F和ΔL的線性關(guān)系驗(yàn)證,并間接求得楊氏模量E = FL / (AΔL),其中A為金屬絲橫截面積(A = πd/4)。
數(shù)據(jù)表格與圖表:整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制F-ΔL關(guān)系圖,驗(yàn)證線性關(guān)系,并計(jì)算E值。
六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:列出計(jì)算得到的楊氏模量E的具體數(shù)值,并與理論值或文獻(xiàn)值進(jìn)行比較。
誤差分析:分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能引入的誤差來(lái)源,如測(cè)量誤差、儀器精度、環(huán)境溫度變化等,并提出改進(jìn)措施。
結(jié)論:總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,討論實(shí)驗(yàn)對(duì)楊氏模量概念的理解加深程度。
七、實(shí)驗(yàn)反思
本次實(shí)驗(yàn)加深了我對(duì)楊氏模量物理意義的理解,掌握了光杠桿法測(cè)量楊氏模量的實(shí)驗(yàn)技能。
實(shí)驗(yàn)中遇到的主要問(wèn)題是測(cè)量精度的控制,未來(lái)需更加注重測(cè)量工具的正確使用和讀數(shù)準(zhǔn)確性。
建議在實(shí)驗(yàn)中增加更多的數(shù)據(jù)點(diǎn),以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 篇4
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
通過(guò)觀察雙錐體沿斜面軌道上滾的現(xiàn)象,加深學(xué)生對(duì)重力場(chǎng)中物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。
使學(xué)生理解物體勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)換,以及能量最低原理在物理現(xiàn)象中的應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)儀器
錐體上滾演示儀
實(shí)驗(yàn)原理
能量最低原理指出,物體或系統(tǒng)的能量總是趨向于最低狀態(tài)。在本實(shí)驗(yàn)中,雙錐體在重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)了這一原理。由于導(dǎo)軌的設(shè)計(jì),在低端兩根導(dǎo)軌間距小,錐體停在此處時(shí)重心被抬高,系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài);而在高端,兩根導(dǎo)軌較為分開(kāi),錐體在此處下陷,重心實(shí)際上降低,系統(tǒng)趨向于穩(wěn)定狀態(tài)。因此,當(dāng)錐體置于導(dǎo)軌低端時(shí),會(huì)自發(fā)地向高端滾動(dòng),直至達(dá)到新的`穩(wěn)定狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)步驟
準(zhǔn)備階段:將雙錐體置于導(dǎo)軌的高端,觀察其是否自行下滾。通常情況下,錐體在高端不會(huì)自行下滾,因?yàn)槠渲匦奈恢幂^低,系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)觀察:將雙錐體置于導(dǎo)軌的低端,松手后觀察錐體的運(yùn)動(dòng)情況。錐體會(huì)沿著導(dǎo)軌向高端滾動(dòng),直至達(dá)到新的穩(wěn)定位置。
重復(fù)實(shí)驗(yàn):重復(fù)第2步操作,仔細(xì)觀察雙錐體上滾的情況,并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與解釋
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察到雙錐體在導(dǎo)軌低端松手后,會(huì)迅速向高端滾動(dòng),直至到達(dá)高端后停止。這一現(xiàn)象符合能量最低原理。在低端時(shí),錐體雖然位置較低,但由于導(dǎo)軌間距小,其重心被抬高,系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài);而在高端,雖然位置較高,但導(dǎo)軌間距大,錐體下陷,重心降低,系統(tǒng)達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。因此,錐體會(huì)自發(fā)地向高端滾動(dòng),實(shí)現(xiàn)勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)換。
結(jié)論:
通過(guò)本次實(shí)驗(yàn),我們深刻理解了能量最低原理在物理現(xiàn)象中的應(yīng)用。雙錐體在重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律體現(xiàn)了物體勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)換,以及系統(tǒng)趨向于最低能量狀態(tài)的特性。這一原理不僅解釋了實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象,也為我們理解自然界中其他復(fù)雜現(xiàn)象提供了重要的思路和方法。
實(shí)驗(yàn)反思
本次實(shí)驗(yàn)不僅加深了我對(duì)力學(xué)原理的理解,也讓我體會(huì)到了物理實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣和重要性。通過(guò)親手操作、觀察現(xiàn)象、分析原理,我更加直觀地理解了物理知識(shí)的內(nèi)涵和應(yīng)用。同時(shí),我也認(rèn)識(shí)到在實(shí)驗(yàn)中保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)的方法的重要性,這對(duì)于我們未來(lái)的學(xué)習(xí)和研究都具有重要意義。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 篇5
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
掌握拉伸法測(cè)量楊氏彈性模量的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。
了解光杠桿法測(cè)量微小長(zhǎng)度變化量的技術(shù)。
學(xué)會(huì)使用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
二、實(shí)驗(yàn)原理
楊氏模量是描述固體材料在彈性限度內(nèi)抵抗拉伸或壓縮變形能力的物理量。其計(jì)算公式為:
E=ΔL/LF/S=SΔLFL
其中,E是楊氏模量,F(xiàn)是施加在材料上的力,S是材料的橫截面積,L是材料的`原始長(zhǎng)度,ΔL是材料在力作用下產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量。
本實(shí)驗(yàn)采用光杠桿法測(cè)量微小伸長(zhǎng)量ΔL。光杠桿是一個(gè)帶有可旋轉(zhuǎn)平面鏡的支架,當(dāng)杠桿支腳隨被測(cè)物(鋼絲)上升或下降微小距離時(shí),鏡面法線轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度φ,反射光線轉(zhuǎn)過(guò)2φ角。根據(jù)幾何關(guān)系,可以推導(dǎo)出微小伸長(zhǎng)量的計(jì)算公式:
ΔL=2DKl
其中,K是光杠桿的臂長(zhǎng),l是從望遠(yuǎn)鏡中觀察到的標(biāo)尺移動(dòng)的距離,D是鏡面到標(biāo)尺的距離。
三、實(shí)驗(yàn)器材
楊氏模量測(cè)定儀
光杠桿
望遠(yuǎn)鏡尺組
米尺
千分尺
待測(cè)鋼絲
四、實(shí)驗(yàn)步驟
調(diào)整楊氏模量?jī)x:確保儀器水平穩(wěn)定,安裝好鋼絲并調(diào)整至初始狀態(tài)。
光杠桿及望遠(yuǎn)鏡尺組的調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)光杠桿,使其鏡面與標(biāo)尺垂直,并調(diào)整望遠(yuǎn)鏡,消除十字叉絲像和標(biāo)尺像的視差。
加載與測(cè)量:逐步增加對(duì)鋼絲的拉力,并記錄每次加載后標(biāo)尺上的讀數(shù)變化l。同時(shí),使用千分尺測(cè)量鋼絲的直徑,以計(jì)算橫截面積S。
數(shù)據(jù)處理:根據(jù)公式計(jì)算每次加載下的伸長(zhǎng)量ΔL,并利用逐差法處理數(shù)據(jù),以求得楊氏模量的平均值。
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理
加載力(N) 標(biāo)尺讀數(shù)變化(mm) 伸長(zhǎng)量(mm) 鋼絲直徑(mm) 橫截面積(mm) 楊氏模量(GPa)
10 l1 Δ d1 S1 E1
20 l2 Δ d2 S2 E2
(注:此處為示例數(shù)據(jù),實(shí)際報(bào)告中應(yīng)填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄的具體數(shù)值)
使用逐差法處理數(shù)據(jù),得到楊氏模量的平均值為:
Eavg=n11i=1∑n1ΔLi+1ΔLiFi+1FiSiL
六、結(jié)論
通過(guò)本次實(shí)驗(yàn),我們成功測(cè)量了鋼絲的楊氏模量,并掌握了拉伸法測(cè)量楊氏模量的基本原理和光杠桿法測(cè)量微小長(zhǎng)度變化量的技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,鋼絲的楊氏模量在預(yù)期范圍內(nèi),且通過(guò)逐差法處理數(shù)據(jù)有效減小了誤差。
七、心得體會(huì)
本次實(shí)驗(yàn)讓我深刻理解了楊氏模量的物理意義及其測(cè)量方法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我學(xué)會(huì)了如何調(diào)整儀器、記錄數(shù)據(jù)以及使用逐差法處理數(shù)據(jù)。同時(shí),我也意識(shí)到實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)致性和準(zhǔn)確性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要性。此外,團(tuán)隊(duì)合作和溝通交流在實(shí)驗(yàn)中也起到了關(guān)鍵作用。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn),我不僅鞏固了理論知識(shí),還提高了實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)。
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