大学物理实验杨燕第二版思考题答案

A. 大学物理实验的3道思考题。急！！！

用拉伸法测量杨氏弹性模量

任何物体在外力作用下都会发生形变，当形变不超过某一限度时，撤走外力之后，形变能随之消失，这种形变称为弹性形变。如果外力较大，当它的作用停止时，所引起的形变并不完全消失，而有剩余形变，称为塑性形变。发生弹性形变时，物体内部产生恢复原状的内应力。弹性模量是反映材料形变与内应力关系的物理量，是工程技术中常用的参数之一。

一. 实验目的

1. 学会用光杠杆放大法测量长度的微小变化量。

2. 学会测定金属丝杨氏弹性模量的一种方法。

3. 学习用逐差法处理数据。

二. 实验仪器

杨氏弹性模量测量仪支架、光杠杆、砝码、千分尺、钢卷尺、标尺、灯源等。

三. 实验原理

在形变中，最简单的形变是柱状物体受外力作用时的伸长或缩短形变。设柱状物体的长度为L，截面积为S，沿长度方向受外力F作用后伸长（或缩短）量为ΔL，单位横截面积上垂直作用力F／S称为正应力，物体的相对伸长ΔL／L称为线应变。实验结果证明，在弹性范围内，正应力与线应变成正比，即

（3-1-1）

这个规律称为虎克定律。式中比例系数Y称为杨氏弹性模量。在国际单位制中，它的单位为N／m2，在厘米克秒制中为达因/厘米2。它是表征材料抗应变能力的一个固定参量，完全由材料的性质决定，与材料的几何形状无关。

本实验是测钢丝的杨氏弹性模量，实验方法是将钢丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对钢丝施力F，测出钢丝相应的伸长量ΔL，即可求出Y。钢丝长度L用钢卷尺测量，钢丝的横截面积 ，直径 用千分尺测出，力F由砝码的质量求出。在实际测量中，由于钢丝伸长量ΔL的值很小，约 数量级。因此ΔL的测量采用光杠杆放大法进行测量。

（a） （b）

1—反射镜和透镜；2—活动托台；3—固定托台；4—标尺；5—光源

图3-1-1 光杠杆装置及测量原理图

光杠杆是根据几何光学原理，设计而成的一种灵敏度较高的，测量微小长度或角度变化的仪器。它的装置如图3-1-1（a）所示，是将一个可转动的平面镜M固定在一个⊥形架上构成的。

图3-1-1（b）是光杠杆放大原理图，假设开始时，镜面M的法线正好是水平的，则从光源发出的光线与镜面法线重合，并通过反射镜M反射到标尺n0处。当金属丝伸长ΔL，光杠杆镜架后夹脚随金属丝下落ΔL，带动M转一θ角，镜面至M′，法线也转过同一角度，根据光的反射定律，光线On0和光线On的夹角为2θ。

如果反射镜面到标尺的距离为D，后尖脚到前两脚间连线的距离为b，则有

；
由于θ很小，所以 ；
消去θ，得 （ ） （3-1-2）

由于伸长量ΔL是难测的微小长度，但当取D远大于b后，经光杠杆转换后的量 却是较大的量，2D/b决定了光杠杆的放大倍数。这就是光放大原理，它已被应用在很多精密测量仪器中。如：灵敏电流、冲击电流计、光谱仪、静电电压表等。

将（3-1-2）式代入（3-1-1）式得：

(3-1-3)

本实验使钢丝伸长的力F，是砝码作用在纲丝上的重力mg，因此杨氏弹性模量的测量公式为：

(3-1-4)

式中，Δn与m有对应关系，如果m是1个砝码的质量，Δn应是荷重增（或减）1个砝码所引起的光标偏移量；如果Δn是荷重增（或减）4个砝码所引起的光标偏移量，m就应是4个砝码的质量。

图3-1-2 测量装置图

四. 实验内容

1. 仪器调节

(1)按图3-1-2安装仪器，调节支架底座螺丝，使底座水平（观察底座上的水准仪）。

(2)调节反射镜，使其镜面与托台大致垂直，再调光源的高低，使它与反射镜面等高。

(3)调节标尺铅直，调节光源透镜及标尺到镜面间的距离D，使镜头刻线在标尺上的像清晰。再适当调节反射镜的方向、标尺的高低，使开始测量时光线基本水平，刻线成像大致在标尺中部。记下刻线像落在标尺上的读数为n。

注意：此时仪器已调好，在测量时不能再调了！

2. 测量

（1）逐次增加砝码，每加一个砝码记下相应的标尺读数 ，共加8次，然后再将砝码逐个取下，记录相应的读数 ′，直到测出 为止。

加减砝码时，动作要轻，防止因增减砝码时使平面反射镜后尖脚处产生微小振动而造成读数起伏较大。

（2）取同一负荷下标尺读数的平均值 ，用逐差法求出钢丝荷重增减4个砝码时光标的平均偏移量Δn。

（3）用钢卷尺测量上、下夹头间的钢丝长度L，及反射镜到标尺的距离D。

（4）将光杠杆反射镜架的三个足放在纸上，轻轻压一下，便得出三点的准确位置，然后在纸上将前面两足尖连起来，后足尖到这条连线的垂直距离便是b。

（5）用千分尺测量钢丝直径d，由于钢丝直径可能不均匀，按工程要求应在上、中、下各部进行测量。每位置在相互垂直的方向各测一次。

五. 数据处理

1.测量钢丝的微小伸长量，记录表如下

序号

i
砝码质量

M（Kg）
光标示值ni(cm)
光标偏移量

δn=ni+4-ni(cm)
偏差

∣δ（δn）∣

增荷时
减荷时
平均值

0

1

2

3

4

5

6

7

钢丝微小伸长量的放大量的测量结果为Δn=（ ± ）cm

2. 测量钢丝直径记录表 d0= mm

测量部位
上 部
中 部
下 部
平均值

测量方向
纵 向
横向
纵 向
横 向
纵 向
横 向

d(mm)

不确定度 mm

测量结果d=（ ± ）mm

3. 单次测L、D、b值：

L=( ± )m；

D=( ± )m；

b=( ± )m

4. 将所得各量带入（3-1-4）式，计算出金属丝的杨氏弹性模量，按传递公式计算出不确定度，并将测量结果表示成标准式 （ ± ）N／m2。

六.问题讨论

1. 两根材料相同，但粗细、长度不同的金属丝，它们的杨氏弹性模量是否相同？

2. 光杠杆有什么优点？怎样提高光杠杆的灵敏度？

3. 在实验中如果要求测量的相对不确定度不超过5%，试问，钢丝的长度和直径应如何选取？标尺应距光杠杆的反射镜多远？

4. 是否可以用作图法求杨氏弹性模量？如果以所加砝码的个数为横轴，以相应变化量为纵轴，图线应是什么形状？

附表：常用金属与合金的杨氏弹性模量

物质名称
杨氏弹性模量

(1011达因/厘米2)
物 质 名 称
杨氏弹性模量

(1011达因/厘米2)

铝
7.0
铸铜（99.9%）
7.44

铸铁（99.99%）
13.8
精炼或韧炼铜(99.99%)
8.00

韧炼铁（99.99%）
17.2
黄铜
11.0

钢
17.2～22.6
磷青铜
12.0

铂(韧炼 99.99%)
14.7
锰铜
10.3

钨
34
康铜
15.2

铅(模砂铸造99.73%)
1.38
镍铬
21.0

B. 《大学物理实验》用模拟法测绘静电场思考题

模拟的是两个带等量异号电荷的场。导电纸上半部分的导线和下半部分的导线所带电荷的产生的电场抵消了。只剩两个等量异号电荷。

C. 大学物理实验《分光调整和三棱镜折射率的测量》思考题答案

2,分光计的调整与使用
2.1、分光计调整好的标准（P134(1)(2)(3)）
2.2、借助平面镜调节望远镜光轴与分光计主轴垂直,为什么要使载物台旋转1800反复调节.
2.3、当分光计狭缝过窄时,衍射条纹将 .
2.4、简述自准法调节望远镜的方法.
2.5、光栅产生的衍射条纹关于 对称.
3,全息照相思考题
3.1、全息照相与普通照相有何区别?
3.2、简述全息照相技术的两步成像方法,各利用了什么原理实现?
3.3、绘出拍摄全息照片的基本光路,说明拍摄时的技术要求.
3.4、如果全息干板不小心打碎了,使用其中一小块来再现,问对再现现象有什么影响?试说明理由.
3.5、自行拟表记录拍摄、显影、定影的时间与温度.
4,示波器原理和使用思考题
4.1,如果被观测的图形不稳定,出现向左移或向右移的原因是什么?
该如何使之稳定?
4.2,在观察李萨如图形时,能否用示波器的“同步”将其稳定下来?如果不能,那是为什么?
4.3,什么是同步?实现同步有几种调整方法?如何操作.
4.4,已知fch1=250 Hz,通过观察李萨如图形,当 nch1:nch2= 2 :3 时,求fch2；并画出图形.

D. 一个大学物理实验的课后思考题。是分光计的。大家帮帮忙啊

（360+α2大刻度）-α1小刻度

经0°转到α2＝30°15′，就相当于转到了 360°+30°15′ = 390°15′ ，所以望远镜实际所转过的角度是：360°+30°15′ - 330°00′ = 60°15′。

此时太阳直射南半球的南回归线，若a角逐渐减小为0，则说明太阳直射点在逐渐移向赤道(由南向北移)，应是由冬至日到春分日阶段。地球公转速度会先加快后减慢；北印度洋上吹东北风．洋流逆时针方向运动；尼罗河此时为枯水期；而南极地区的极昼范围会逐渐减小。

(4)大学物理实验杨燕第二版思考题答案扩展阅读：

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

角度制就是运用60进制的例子。

1rad=57°18`

两个角相加时，°与°相加，′与′相加，″与″相加，其中如果满60则进1。

两个角相减时，°与°相减，′与′相减，″与″相减，其中如果不够则从上一个单位退1当作60。

E. 大学物理实验：通用示波器的使用课后思考题答案

单踪示波器肯定是模拟示波器，有两个接入Q9，你一个是X,另一个是Y，你选择Y输入（input）,扫描放置在1mS-5mS档位都可以看到！幅度根据自己的需要选择，AUTO别忘了按下，接地按键一定要弹出！

F. 大学物理实验思考题

1.

游标尺的
20
格对应分度值为
1mm
的主尺
19
格，此游标尺的分度值是
________50um_______
。

2.

检查千分尺零点时，发现微分套筒上第
49
根刻线与主尺上的读数标志线重合，此时零点误差
值是
_____20um__________
。

3.

测长度约为
2cm
物体。用分度值为
0.02mm
的卡尺测有效数字有
____3______
位，用千分尺测有
效数字有
___4_______
位，用米尺测有效数字有
____2______
位。

4.

螺旋测微计螺距
0.5mm
，微分筒上刻有
100
个分格，它的分度值是
_______1um________
。

5.

用主尺分度值为
1mm
，游标尺分度值为
0.02mm
的游标卡尺测得物体的长度为
23.10mm
，这时
候游标尺上的第
____5______
条刻度线（零刻线作为第
0
条）与主尺上的
____28______mm
刻度线
对齐。

6.

测量一款手机的长度时，记录为
110.1
，如读数正确则记录中漏记了
____单位______
，应记录为
____110.1mm______
，其中准确值
____110mm______
，估计值
____0.1mm______
，有效位数为
____4______
位，所用刻
度尺的最小刻度值是
_____1mm_____
。

G. 大学物理实验思考题《弦线振动的研究》答案啊。。。。跪求高手。。。急啊

1、支撑处是波节，因为支撑处振幅为0
2、波长变化。改变弦线长时，频率、波长变化。改变砝码质量，频率、波速变化
3、增加砝码，增加弦长。

H. 大学物理思考题答案

1、绝对误差是一定的，N越大，相对误差越少，测得越准 。2、当M2与M1严格垂直，即M2ˊ与M1严格平行时，所回得干涉为等倾干涉。干涉条纹为位于无限远或透镜焦平面上明暗的同心圆环。干涉圆环的特征是：内疏外密。由等倾干涉理论可知：当M1、M2′之间的距离d减小时，任一指定的K级条纹将缩小其半径，并逐渐收缩而至中心处消失，即条纹“陷入”；当d增大，即条纹“外冒”，而且M1与M2′的厚度越大，则相邻的亮（或暗）条纹之间距离越小，即条纹越密，越答不易辨认。每“陷入”或“冒出”一个圆环，d就相应增加或减少λ/2的距离。如果“陷入”或“冒出”的环数为N，d的改变量为Δd，则：Δd=N*λ/2

则：λ＝2Δd／N

若已知Δd和N，就可计算出λ。3、由等倾干涉理论可知：当M1、M2′之间的距离d减小时，任一指定的K级条纹将缩小其半径，并逐渐收缩而至中心处消失，即条纹“陷入”（就是你说的“灰湮灭”吧？）；当d增大，即条纹“外冒”。将M2由左到右移动时，会产生“空回误差”。所以在调到一定位置住手后，由于“空回误差”条纹有可能会冒出，也有可能灰湮灭。

I. 《大学物理实验》里的电位差计的原理及其应用，后面的思考题2，3谁会答案

第二题两种情况，电路接通和不接通。一可能是选择的倍率不对，损坏了电位差计，二，可能是电位差计右盘选择的量程不对，没有和被校正表两边的电压相符，三电路未接通或正负极接反了，稳压电源没有打开

J. 大学物理实验思考题:借助于平面镜调节望远镜和分光计主轴垂直时,为什么要使载物台旋转180度急,

使载物台旋转180度,目的是检验双平面镜是否和仪器的主轴平行.
如果平行了,从望远镜里看到的两个十字叉丝像重合,如果不重合,就是没平行.如果重合的两个叉丝不与上十字刻线重合,说明望远镜没调整好,这是需调解望远镜目镜底下的螺丝,是之重合,调节完成.
简而言之就是检查用.