大學物理實驗楊燕第二版思考題答案

A. 大學物理實驗的3道思考題。急！！！

用拉伸法測量楊氏彈性模量

任何物體在外力作用下都會發生形變，當形變不超過某一限度時，撤走外力之後，形變能隨之消失，這種形變稱為彈性形變。如果外力較大，當它的作用停止時，所引起的形變並不完全消失，而有剩餘形變，稱為塑性形變。發生彈性形變時，物體內部產生恢復原狀的內應力。彈性模量是反映材料形變與內應力關系的物理量，是工程技術中常用的參數之一。

一. 實驗目的

1. 學會用光杠桿放大法測量長度的微小變化量。

2. 學會測定金屬絲楊氏彈性模量的一種方法。

3. 學慣用逐差法處理數據。

二. 實驗儀器

楊氏彈性模量測量儀支架、光杠桿、砝碼、千分尺、鋼捲尺、標尺、燈源等。

三. 實驗原理

在形變中，最簡單的形變是柱狀物體受外力作用時的伸長或縮短形變。設柱狀物體的長度為L，截面積為S，沿長度方向受外力F作用後伸長（或縮短）量為ΔL，單位橫截面積上垂直作用力F／S稱為正應力，物體的相對伸長ΔL／L稱為線應變。實驗結果證明，在彈性范圍內，正應力與線應變成正比，即

（3-1-1）

這個規律稱為虎克定律。式中比例系數Y稱為楊氏彈性模量。在國際單位制中，它的單位為N／m2，在厘米克秒制中為達因/厘米2。它是表徵材料抗應變能力的一個固定參量，完全由材料的性質決定，與材料的幾何形狀無關。

本實驗是測鋼絲的楊氏彈性模量，實驗方法是將鋼絲懸掛於支架上，上端固定，下端加砝碼對鋼絲施力F，測出鋼絲相應的伸長量ΔL，即可求出Y。鋼絲長度L用鋼捲尺測量，鋼絲的橫截面積 ，直徑 用千分尺測出，力F由砝碼的質量求出。在實際測量中，由於鋼絲伸長量ΔL的值很小，約 數量級。因此ΔL的測量採用光杠桿放大法進行測量。

（a） （b）

1—反射鏡和透鏡；2—活動托台；3—固定托台；4—標尺；5—光源

圖3-1-1 光杠桿裝置及測量原理圖

光杠桿是根據幾何光學原理，設計而成的一種靈敏度較高的，測量微小長度或角度變化的儀器。它的裝置如圖3-1-1（a）所示，是將一個可轉動的平面鏡M固定在一個⊥形架上構成的。

圖3-1-1（b）是光杠桿放大原理圖，假設開始時，鏡面M的法線正好是水平的，則從光源發出的光線與鏡面法線重合，並通過反射鏡M反射到標尺n0處。當金屬絲伸長ΔL，光杠桿鏡架後夾腳隨金屬絲下落ΔL，帶動M轉一θ角，鏡面至M′，法線也轉過同一角度，根據光的反射定律，光線On0和光線On的夾角為2θ。

如果反射鏡面到標尺的距離為D，後尖腳到前兩腳間連線的距離為b，則有

；
由於θ很小，所以 ；
消去θ，得 （ ） （3-1-2）

由於伸長量ΔL是難測的微小長度，但當取D遠大於b後，經光杠桿轉換後的量 卻是較大的量，2D/b決定了光杠桿的放大倍數。這就是光放大原理，它已被應用在很多精密測量儀器中。如：靈敏電流、沖擊電流計、光譜儀、靜電電壓表等。

將（3-1-2）式代入（3-1-1）式得：

(3-1-3)

本實驗使鋼絲伸長的力F，是砝碼作用在綱絲上的重力mg，因此楊氏彈性模量的測量公式為：

(3-1-4)

式中，Δn與m有對應關系，如果m是1個砝碼的質量，Δn應是荷重增（或減）1個砝碼所引起的游標偏移量；如果Δn是荷重增（或減）4個砝碼所引起的游標偏移量，m就應是4個砝碼的質量。

圖3-1-2 測量裝置圖

四. 實驗內容

1. 儀器調節

(1)按圖3-1-2安裝儀器，調節支架底座螺絲，使底座水平（觀察底座上的水準儀）。

(2)調節反射鏡，使其鏡面與托台大致垂直，再調光源的高低，使它與反射鏡面等高。

(3)調節標尺鉛直，調節光源透鏡及標尺到鏡面間的距離D，使鏡頭刻線在標尺上的像清晰。再適當調節反射鏡的方向、標尺的高低，使開始測量時光線基本水平，刻線成像大致在標尺中部。記下刻線像落在標尺上的讀數為n。

注意：此時儀器已調好，在測量時不能再調了！

2. 測量

（1）逐次增加砝碼，每加一個砝碼記下相應的標尺讀數 ，共加8次，然後再將砝碼逐個取下，記錄相應的讀數 ′，直到測出 為止。

加減砝碼時，動作要輕，防止因增減砝碼時使平面反射鏡後尖腳處產生微小振動而造成讀數起伏較大。

（2）取同一負荷下標尺讀數的平均值 ，用逐差法求出鋼絲荷重增減4個砝碼時游標的平均偏移量Δn。

（3）用鋼捲尺測量上、下夾頭間的鋼絲長度L，及反射鏡到標尺的距離D。

（4）將光杠桿反射鏡架的三個足放在紙上，輕輕壓一下，便得出三點的准確位置，然後在紙上將前面兩足尖連起來，後足尖到這條連線的垂直距離便是b。

（5）用千分尺測量鋼絲直徑d，由於鋼絲直徑可能不均勻，按工程要求應在上、中、下各部進行測量。每位置在相互垂直的方向各測一次。

五. 數據處理

1.測量鋼絲的微小伸長量，記錄表如下

序號

i
砝碼質量

M（Kg）
游標示值ni(cm)
游標偏移量

δn=ni+4-ni(cm)
偏差

∣δ（δn）∣

增荷時
減荷時
平均值

0

1

2

3

4

5

6

7

鋼絲微小伸長量的放大量的測量結果為Δn=（ ± ）cm

2. 測量鋼絲直徑記錄表 d0= mm

測量部位
上 部
中 部
下 部
平均值

測量方向
縱 向
橫向
縱 向
橫 向
縱 向
橫 向

d(mm)

不確定度 mm

測量結果d=（ ± ）mm

3. 單次測L、D、b值：

L=( ± )m；

D=( ± )m；

b=( ± )m

4. 將所得各量帶入（3-1-4）式，計算出金屬絲的楊氏彈性模量，按傳遞公式計算出不確定度，並將測量結果表示成標準式 （ ± ）N／m2。

六.問題討論

1. 兩根材料相同，但粗細、長度不同的金屬絲，它們的楊氏彈性模量是否相同？

2. 光杠桿有什麼優點？怎樣提高光杠桿的靈敏度？

3. 在實驗中如果要求測量的相對不確定度不超過5%，試問，鋼絲的長度和直徑應如何選取？標尺應距光杠桿的反射鏡多遠？

4. 是否可以用作圖法求楊氏彈性模量？如果以所加砝碼的個數為橫軸，以相應變化量為縱軸，圖線應是什麼形狀？

附表：常用金屬與合金的楊氏彈性模量

物質名稱
楊氏彈性模量

(1011達因/厘米2)
物 質 名 稱
楊氏彈性模量

(1011達因/厘米2)

鋁
7.0
鑄銅（99.9%）
7.44

鑄鐵（99.99%）
13.8
精煉或韌煉銅(99.99%)
8.00

韌煉鐵（99.99%）
17.2
黃銅
11.0

鋼
17.2～22.6
磷青銅
12.0

鉑(韌煉 99.99%)
14.7
錳銅
10.3

鎢
34
康銅
15.2

鉛(模砂鑄造99.73%)
1.38
鎳鉻
21.0

B. 《大學物理實驗》用模擬法測繪靜電場思考題

模擬的是兩個帶等量異號電荷的場。導電紙上半部分的導線和下半部分的導線所帶電荷的產生的電場抵消了。只剩兩個等量異號電荷。

C. 大學物理實驗《分光調整和三棱鏡折射率的測量》思考題答案

2,分光計的調整與使用
2.1、分光計調整好的標准（P134(1)(2)(3)）
2.2、藉助平面鏡調節望遠鏡光軸與分光計主軸垂直,為什麼要使載物台旋轉1800反復調節.
2.3、當分光計狹縫過窄時,衍射條紋將 .
2.4、簡述自准法調節望遠鏡的方法.
2.5、光柵產生的衍射條紋關於 對稱.
3,全息照相思考題
3.1、全息照相與普通照相有何區別?
3.2、簡述全息照相技術的兩步成像方法,各利用了什麼原理實現?
3.3、繪出拍攝全息照片的基本光路,說明拍攝時的技術要求.
3.4、如果全息干板不小心打碎了,使用其中一小塊來再現,問對再現現象有什麼影響?試說明理由.
3.5、自行擬表記錄拍攝、顯影、定影的時間與溫度.
4,示波器原理和使用思考題
4.1,如果被觀測的圖形不穩定,出現向左移或向右移的原因是什麼?
該如何使之穩定?
4.2,在觀察李薩如圖形時,能否用示波器的「同步」將其穩定下來?如果不能,那是為什麼?
4.3,什麼是同步?實現同步有幾種調整方法?如何操作.
4.4,已知fch1=250 Hz,通過觀察李薩如圖形,當 nch1:nch2= 2 :3 時,求fch2；並畫出圖形.

D. 一個大學物理實驗的課後思考題。是分光計的。大家幫幫忙啊

（360+α2大刻度）-α1小刻度

經0°轉到α2＝30°15′，就相當於轉到了 360°+30°15′ = 390°15′ ，所以望遠鏡實際所轉過的角度是：360°+30°15′ - 330°00′ = 60°15′。

此時太陽直射南半球的南回歸線，若a角逐漸減小為0，則說明太陽直射點在逐漸移向赤道(由南向北移)，應是由冬至日到春分日階段。地球公轉速度會先加快後減慢；北印度洋上吹東北風．洋流逆時針方向運動；尼羅河此時為枯水期；而南極地區的極晝范圍會逐漸減小。

(4)大學物理實驗楊燕第二版思考題答案擴展閱讀：

角度制中，1°=60′，1′=60″，1′=(1/60)°，1″=(1/60)′。

角度制就是運用60進制的例子。

1rad=57°18`

兩個角相加時，°與°相加，′與′相加，″與″相加，其中如果滿60則進1。

兩個角相減時，°與°相減，′與′相減，″與″相減，其中如果不夠則從上一個單位退1當作60。

E. 大學物理實驗：通用示波器的使用課後思考題答案

單蹤示波器肯定是模擬示波器，有兩個接入Q9，你一個是X,另一個是Y，你選擇Y輸入（input）,掃描放置在1mS-5mS檔位都可以看到！幅度根據自己的需要選擇，AUTO別忘了按下，接地按鍵一定要彈出！

F. 大學物理實驗思考題

1.

游標尺的
20
格對應分度值為
1mm
的主尺
19
格，此游標尺的分度值是
________50um_______
。

2.

檢查千分尺零點時，發現微分套筒上第
49
根刻線與主尺上的讀數標志線重合，此時零點誤差
值是
_____20um__________
。

3.

測長度約為
2cm
物體。用分度值為
0.02mm
的卡尺測有效數字有
____3______
位，用千分尺測有
效數字有
___4_______
位，用米尺測有效數字有
____2______
位。

4.

螺旋測微計螺距
0.5mm
，微分筒上刻有
100
個分格，它的分度值是
_______1um________
。

5.

用主尺分度值為
1mm
，游標尺分度值為
0.02mm
的游標卡尺測得物體的長度為
23.10mm
，這時
候游標尺上的第
____5______
條刻度線（零刻線作為第
0
條）與主尺上的
____28______mm
刻度線
對齊。

6.

測量一款手機的長度時，記錄為
110.1
，如讀數正確則記錄中漏記了
____單位______
，應記錄為
____110.1mm______
，其中准確值
____110mm______
，估計值
____0.1mm______
，有效位數為
____4______
位，所用刻
度尺的最小刻度值是
_____1mm_____
。

G. 大學物理實驗思考題《弦線振動的研究》答案啊。。。。跪求高手。。。急啊

1、支撐處是波節，因為支撐處振幅為0
2、波長變化。改變弦線長時，頻率、波長變化。改變砝碼質量，頻率、波速變化
3、增加砝碼，增加弦長。

H. 大學物理思考題答案

1、絕對誤差是一定的，N越大，相對誤差越少，測得越准 。2、當M2與M1嚴格垂直，即M2ˊ與M1嚴格平行時，所回得干涉為等傾干涉。干涉條紋為位於無限遠或透鏡焦平面上明暗的同心圓環。干涉圓環的特徵是：內疏外密。由等傾干涉理論可知：當M1、M2′之間的距離d減小時，任一指定的K級條紋將縮小其半徑，並逐漸收縮而至中心處消失，即條紋「陷入」；當d增大，即條紋「外冒」，而且M1與M2′的厚度越大，則相鄰的亮（或暗）條紋之間距離越小，即條紋越密，越答不易辨認。每「陷入」或「冒出」一個圓環，d就相應增加或減少λ/2的距離。如果「陷入」或「冒出」的環數為N，d的改變數為Δd，則：Δd=N*λ/2

則：λ＝2Δd／N

若已知Δd和N，就可計算出λ。3、由等傾干涉理論可知：當M1、M2′之間的距離d減小時，任一指定的K級條紋將縮小其半徑，並逐漸收縮而至中心處消失，即條紋「陷入」（就是你說的「灰湮滅」吧？）；當d增大，即條紋「外冒」。將M2由左到右移動時，會產生「空回誤差」。所以在調到一定位置住手後，由於「空回誤差」條紋有可能會冒出，也有可能灰湮滅。

I. 《大學物理實驗》里的電位差計的原理及其應用，後面的思考題2，3誰會答案

第二題兩種情況，電路接通和不接通。一可能是選擇的倍率不對，損壞了電位差計，二，可能是電位差計右盤選擇的量程不對，沒有和被校正表兩邊的電壓相符，三電路未接通或正負極接反了，穩壓電源沒有打開

J. 大學物理實驗思考題:藉助於平面鏡調節望遠鏡和分光計主軸垂直時,為什麼要使載物台旋轉180度急,

使載物台旋轉180度,目的是檢驗雙平面鏡是否和儀器的主軸平行.
如果平行了,從望遠鏡里看到的兩個十字叉絲像重合,如果不重合,就是沒平行.如果重合的兩個叉絲不與上十字刻線重合,說明望遠鏡沒調整好,這是需調解望遠鏡目鏡底下的螺絲,是之重合,調節完成.
簡而言之就是檢查用.