物理實驗報告合集15篇
物理實驗報告合集15篇
隨著個人的素質(zhì)不斷提高,我們使用報告的情況越來越多,我們在寫報告的時候要注意涵蓋報告的基本要素。那么,報告到底怎么寫才合適呢?以下是小編收集整理的物理實驗報告,希望能夠幫助到大家。
物理實驗報告1
一、 實驗?zāi)康?/strong>
內(nèi)容宋體小四號 行距:固定值20磅(下同)
二、 實驗原理
原理簡明扼要(必須的計算公式和原理圖不能少)
三、 實驗儀器、試劑
儀器:
試劑:
四、 實驗步驟
步驟簡明扼要(包括操作關(guān)鍵)
五、 實驗記錄與處理
實驗記錄盡可能用表格形式
六、 結(jié)果與討論
物理實驗報告2
探究課題:探究平面鏡成像的特點.
一、提出問題:
平面鏡成的是實像還是虛像?是放大的還是縮小的像?所成的像的位置是在什么地方?
二、猜想與假設(shè):
平面鏡成的是虛像.像的大小與物的大小相等.像與物分別是在平面鏡的兩側(cè).
三、制定計劃與設(shè)計方案:
實驗原理是光的反射規(guī)律.
所需器材:蠟燭(兩只),平面鏡(能透光的),刻度尺,白紙,火柴,
實驗步驟:
1.在桌面上平鋪一張16開的白紙,在白紙的中線上用鉛筆畫上一條直線,把平面鏡垂直立在這條直線上.
2.在平面鏡的一側(cè)點燃蠟燭,從這一側(cè)可以看到平面鏡中所成的點燃蠟燭的像,用不透光的紙遮擋平面鏡的背面,發(fā)現(xiàn)像仍然存在,說明光線并沒有透過平面鏡,因而證明平面鏡背后所成的像并不是實際光線的會聚,是虛像.
3.拿下遮光紙,在平面鏡的背后放上一只未點燃的蠟燭,當(dāng)所放蠟燭大小高度與點燃蠟燭的高度相等時,可以看到背后未點燃蠟燭也好像被點燃了.說明背后所成像的大小與物體的大小相等.
4.用鉛筆分別記下點燃蠟燭與未點燃蠟燭的位置,移開平面鏡和蠟燭,用刻度尺分別量出白紙上所作的記號,量出點燃蠟燭到平面鏡的距離和未點燃蠟燭(即像)到平面鏡的距離.比較兩個距離的大。l(fā)現(xiàn)是相等的.
四、自我評估:
該實驗過程是合理的,所得結(jié)論也是正確無誤.做該實驗時最好是在暗室進(jìn)行,現(xiàn)象更加明顯.誤差方面應(yīng)該是沒有什么誤差,關(guān)鍵在于實驗者要認(rèn)真仔細(xì)的操作,使用刻度尺時要認(rèn)真測量.
五、交流與應(yīng)用:
通過該實驗我們已經(jīng)得到的結(jié)論是,物體在平面鏡中所成的像是虛像,像的大小與物體的大小相等,像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等.像與物體的連線被平面鏡垂直且平分.例如,我們站在穿衣鏡前時,我們看穿衣鏡中自己的像是虛像,像到鏡面的距離與人到鏡面的距離是相等的,當(dāng)我們?nèi)讼蚱矫骁R走近時,會看到鏡中的像也在向我們走近.我們還可以解釋為什么看到水中的物像是倒影.平靜的水面其實也是平面鏡.等等.
物理實驗報告3
中學(xué)物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的觀察、實驗?zāi)芰,科學(xué)的思維、分析和解決問題能力的主要課程之一。正向李政道先生所說的那樣:“教物理重要的是讓學(xué)生懂道理……”根據(jù)中學(xué)物理教學(xué)的目的和教學(xué)大綱的基本要求,在中學(xué)物理實驗的教學(xué)過程中應(yīng)使學(xué)生在科學(xué)實驗的基本方法上有一個實在的感受,從而培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)造性,并受到科學(xué)方法的教育。
1.實驗設(shè)計
為使實驗達(dá)到預(yù)期的目的,必須明白為什么要做這個實驗,做這個實驗是要解決現(xiàn)實技術(shù)問題、知識問題,還是要探索一下教材中將要出現(xiàn)的物理現(xiàn)象等等。解決實際問題的是什么樣的,探索書中的知識問題時,應(yīng)當(dāng)明白是哪一個問題及什么現(xiàn)象。目的明確,是實驗成功的前題。
設(shè)計實驗的基本方法歸納為下面幾種:
(1)放大法。
利用迭加,反射等原理將微小量放大為可測量,例如游標(biāo)尺、螺旋測微器、庫侖扭秤、油膜法測分子直徑等。
(2)平衡法。
用于設(shè)計測量儀器。用已知量去檢驗測量另一些物理量。例如天平、彈簧秤、溫度計、比重計等。
(3)轉(zhuǎn)換法。
借助于力、熱、光、電現(xiàn)象的相互轉(zhuǎn)換實行間接測量,例如打點計時器的設(shè)計,電磁儀表、光電管的設(shè)計等。
2.探索性實驗的選題
學(xué)生探索性實驗,并不是去揭示尚未認(rèn)識的物理規(guī)律。而是在經(jīng)歷該實驗的全過程之后,對探索性實驗有一個實在的感受,掌握探索未知物理規(guī)律的基本方法。
探索性實驗的選題應(yīng)與學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)任務(wù)相適應(yīng)。在選題方面應(yīng)注意到以下幾點:
(1)根據(jù)中學(xué)生學(xué)到的數(shù)學(xué)知識和在實驗時間上的限制,實驗結(jié)果的經(jīng)驗公式以一次線性為宜。如:
、倬性關(guān)系:Y=a+bx
、诜幢汝P(guān)系:Y=a+b/x
、蹆珀P(guān)系:Y=axb
改直:logy=loga+blogx
、苤笖(shù)關(guān)系: Y=aexp(bx)
改直:Iny=Ina+bx
以上各式中x為自變量,y為應(yīng)變量,同時又是被測量,a、b為常數(shù)。
(2)兩個被測量之間的變化特征具有較強(qiáng)的可觀察性。
(3)經(jīng)驗公式的理論分析不宜過于復(fù)雜。
3.物理實驗的操作方法
操作能力,主要是指基本儀器的使用和數(shù)據(jù)的讀出,儀器、設(shè)備的組裝或連接,故障的排除等三個方面。
(1)基本儀器的作用。
中學(xué)物理實驗涉及的基本測量儀器有:米尺、卡尺、螺旋測微器、天平、停表、彈簧秤、溫度計、氣壓計、安培計、伏特計、變阻箱、萬用表、示波器。
使用基本測量儀器的規(guī)范要求是:
、倭私鉁y量儀器的使用方法,明確測量范圍允許極限和精密程度;
②對某些儀器如電表等,在使用前,必須調(diào)節(jié)零點,或記下零點誤差;
③牢記使用規(guī)則和操作程序;
④正確讀取數(shù)據(jù)。
例如,彈簧秤的正確使用要求是:明確彈簧秤的測量范圍;測量前,記下零點誤差;使用彈簧秤時,施力的方向應(yīng)與彈簧的軸線在同一直線上,不能使彈簧秤受力過久,以免引起彈性疲勞,損壞儀器;正確地觀察讀數(shù),記取數(shù)據(jù)時,不僅要記錄最小刻度能指示出來的數(shù),還應(yīng)讀出一位估計數(shù)字,數(shù)據(jù)后面要寫明單位。
又如,安培計的正確使用要求是:明確量程;使用前,調(diào)節(jié)零點;正確連接應(yīng)與待測電路串聯(lián),并注意正、負(fù)極性;正確讀取數(shù)據(jù),注明單位。
(2)儀器、設(shè)備的組裝或連接。
要進(jìn)行一個物理實驗,總是需要先把各個儀器、部件、設(shè)備組裝起來,并要求裝配和連接必須正確無誤。具體要求是:布局要合理,要便于觀察和操作;連接要正確,簡單;實驗前要檢查,必要時進(jìn)行預(yù)備性調(diào)節(jié)。
例如,電路實驗,操作要求是:
、侔凑諏嶒炘黼娐穲D,安排好儀器、元件的布局,要便于連接,便于檢查,便于操作,便于讀取數(shù)據(jù)。
、谡_地連接電路。
安培表、伏特表是否分別與待測電路串聯(lián)、并聯(lián),正、負(fù)極性是否正確;滑線變阻器的接線是否合理;連接線路是否符合先支路、再并列、后干路、最后接電源的程序;電鍵是否能控制電路;接線是否簡捷、牢固。
、蹖嶒炃皯(yīng)先檢查電路,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,并進(jìn)行預(yù)備性調(diào)節(jié)。
、車(yán)格按操作程序操作,例如,改變電阻器的阻值,是否由小到大,或由大到小,最后,正確讀取數(shù)據(jù)。
(3)故障的排除
實驗中的故障排除,不單是一種操作能力,它涉及對實驗原理的掌握程度、分析問題處理問題的方法、對各部件工作情況的了解等,是一種綜合運(yùn)用能力。
實驗發(fā)生故障時,應(yīng)根據(jù)各部件工作狀態(tài)及各部件聯(lián)結(jié)處的分析,可能產(chǎn)生故障的幾種因素,逐個檢查,以致最后排除故障。
總之,培養(yǎng)實驗操作能力,是學(xué)習(xí)物理的必要基礎(chǔ),它有利于對知識的理解,有利于自己創(chuàng)造條件探索問題,有利于學(xué)生智力的發(fā)展。
在物理學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)操作能力,應(yīng)有計劃地、分階段地進(jìn)行。
第一,操作的認(rèn)知階段
要求對操作技能有初步的認(rèn)識,在頭腦中形成操作的映象,要求按規(guī)定的程序,做一些目的單純的定向訓(xùn)練;
第二,操作的階調(diào)階段
要求反復(fù)練習(xí)操作,提高操作的準(zhǔn)確性、協(xié)調(diào)性。
4.物理實驗中的觀察內(nèi)容
觀察是對事物和現(xiàn)象的仔細(xì)察看、了解。它是思維的知覺,智力活動的門戶和源泉。中學(xué)物理實驗中的觀察是一種有目的、有計劃而且比較持久的思維知覺,一般需要重點地觀察實驗的基本儀器、實驗的設(shè)備和裝置,實驗中的各種物理現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、圖象、圖表,以及教師的規(guī)范化操作等等。
(1)觀察儀器的刻度。
儀器刻度的觀察,主要是弄清刻度值的單位及其最小分度值,由此可確定測量值應(yīng)估讀到哪一位。
(2)觀察儀器的構(gòu)造。
主要是通過觀察,了解儀器的結(jié)構(gòu)原理、每個部件的作用、測量范圍等等。
例如,液體溫度計是利用液體熱脹冷縮的原理制成的。它們的底部都有一個玻璃泡,上部是一根頂端封閉、內(nèi)徑細(xì)而均勻的玻璃管,在管和泡里有適量的某種液體,管上標(biāo)有刻度,在溫度改變時,液體熱脹冷縮,管內(nèi)液面位置就隨著改變,從液體達(dá)到的刻度就可讀出溫度值,溫度計由于用途不一,測量范圍也各不相同。例如,體溫計的測量范圍是35~42℃,一般實驗室的水銀溫度計其測量范圍是20~100℃。
(3)觀察儀器的銘牌。
通過對儀器銘牌的觀察可了解儀器的名稱、規(guī)格、使用方法和使用條件等等。
例如,有的變阻器的銘牌上標(biāo)有“滑動變阻器,1.5A50Ω的意思是滑動變阻器允許通入的最大電流是1.5A,最大阻值是50Ω。
(4)觀察圖像、圖表、示意圖、實物圖。
對圖像的觀察,主要是觀察它反映的是什么物理現(xiàn)象,物理量變化過程怎樣,物理量的變化遵循什么規(guī)律。
對圖表的觀察,主要通過觀察了解圖表的意義、用途、應(yīng)用條件以及所列物理量的單位。
例如,液體的沸點表反映了不同液體沸騰時的溫度,用它可以查找液體的沸點,單位是℃,因液體的沸點跟壓強(qiáng)等條件有關(guān)系,表中所列的通常是在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點值。
對示意圖、電路圖、實物圖等的觀察,主要觀察它們分別反映的是什么物理模型,有何用途,儀器和電路的結(jié)構(gòu)是怎樣布局的,各個部件(或元件)如何連接,各部分有什么關(guān)系等等。
(5)觀察實驗裝置的安裝。
通過對實驗裝置安裝的觀察,可了解該裝置的用途,使用了哪些儀器和元件以及儀器配置的順序和方法等等。
(6)觀察實驗的操作過程。
通過對實驗操作過程觀察,可了解操作前需做哪些準(zhǔn)備工作,操作實驗的順序和過程怎樣(例略)。
(7)觀察實驗的現(xiàn)象。
對實驗現(xiàn)象的觀察,主要是觀察現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和過程。
例如,兩根相距很近的平行導(dǎo)線,當(dāng)通入相同方向的電流時,兩者會相互吸引;當(dāng)通入相反方向電流時,兩者就互相排斥。
(8)觀察實驗的數(shù)據(jù)。
實驗數(shù)據(jù)的觀察,要求觀測的方法要正確,數(shù)字的讀數(shù)要根據(jù)儀器最小刻度達(dá)到一定的準(zhǔn)確度,記錄測量的結(jié)果時必須明確數(shù)據(jù)的單位。
例如,測物體長度,觀察刻度時要眼睛正視制度線,不能斜視,觀察裝在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到達(dá)的刻度時,視線要跟水面凹形的底部相平,觀察水銀溫度計時,視線要和水銀面最高處相平。
(9)觀察教師的示范演示。
對教師示范演示的觀察,要觀察教師規(guī)范化的安裝實驗裝置,合理地安排實驗程序和正確的操作過程以及演示物理現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的讀取和記錄,如何得到實驗結(jié)果等等(例略)。
5.物理實驗中的觀察方法
物理實驗觀察,通常采用的方法有:對比觀察法和歸納觀察法。
(1)對比觀察法。
人們認(rèn)識事物、現(xiàn)象,往往是通過對兩個事物、現(xiàn)象的對比,或把某一現(xiàn)象發(fā)生變化的前、后情況進(jìn)行比較來實現(xiàn)的。
例如,觀察物質(zhì)熔解或凝固時的體積變化,就可以把石蠟放在燒杯里,先用酒精燈徐徐加熱使其全部熔解。這時,觀察到石蠟液面是水平的,標(biāo)出液面與燒杯接觸的高度。撤去酒精燈,等石蠟冷卻全部凝固后,經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn):石蠟面與燒杯接觸的高度雖然沒有明顯的變化,但表面凹下去了。
又如,在學(xué)習(xí)沸騰現(xiàn)象時,可以觀察液體在沸騰前和沸騰時的情況,并進(jìn)行比較。這時,要求學(xué)生做到細(xì)致、敏捷、全面、準(zhǔn)確地觀察。結(jié)果會發(fā)現(xiàn):沸騰前,液體內(nèi)部形成氣泡,氣泡在上升過程中逐漸變大,達(dá)到液面后破裂。通過液體沸騰前、后的情況對比,可以得知:沸騰是液體內(nèi)部和表面都進(jìn)行劇烈地汽化的現(xiàn)象。
我們還可以人為地控制條件,使液體分別在常壓、加壓、減壓下沸騰,比較不同情況下的沸騰現(xiàn)象可知:同一種液體,沸點隨外界壓強(qiáng)變化而改變;如果研究對象為不同液體,使它們在相同外界壓強(qiáng)的條件下沸騰,通過對比實驗觀察可知,在相同的壓強(qiáng)下,不同液體的沸點是不同的。
從以上兩個例子可以看出:使用對比觀察法,有利于掌握現(xiàn)象的特征以及它與其它類似現(xiàn)象的區(qū)別。
(2)歸納觀察法。
總結(jié)一些現(xiàn)象的一般規(guī)律,反映現(xiàn)象的實質(zhì)時,或研究一些涉及變化因素較多的問題時,通常采用歸納觀察法。即通過對個別現(xiàn)象分別進(jìn)行觀察,得到一些個別的結(jié)論,再分析、歸納,從而得出一般的規(guī)律。
例如,為了便于研究質(zhì)點的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,就在先確定質(zhì)量這個因素是不變情況下,觀察加速度與力之間的關(guān)系;然后在確定另一個因素——力是不變的情況下,觀察加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系;最后,通過歸納得出牛頓第二運(yùn)動定律。
可見,使用歸納觀察法,有利于掌握現(xiàn)象的實質(zhì)以及研究比較復(fù)雜現(xiàn)象的一般規(guī)律。
總之,培養(yǎng)觀察能力,要明確觀察的目的、任務(wù),激發(fā)學(xué)生的觀察興趣,要使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、勤于思考的習(xí)慣,要教給學(xué)生觀察的方法,對學(xué)生進(jìn)行觀察訓(xùn)練,要求觀察得準(zhǔn)確、全面、細(xì)致、敏捷。
6.實驗結(jié)果的表示
實驗結(jié)果的表示,首先取決于實驗的物理模式,通過被測量之間的相互關(guān)系,考慮實驗結(jié)果的表示方法。常見的實驗結(jié)果的表示方法是有圖解法和方程表示法。在處理數(shù)據(jù)時可根據(jù)需要和方便選擇任何一種方法表示實驗的最后結(jié)果。
(1)實驗結(jié)果的圖形表示法。
把實驗結(jié)果用函數(shù)圖形表示出來,在實驗工作中也有普遍的實用價值。它有明顯的直觀性,能清楚的反映出實驗過程中變量之間的變化進(jìn)程和連續(xù)變化的趨勢。精確地描制圖線,在具體數(shù)學(xué)關(guān)系式為未知的情況下還可進(jìn)行圖解,并可借助圖形來選擇經(jīng)驗公式的數(shù)學(xué)模型。因此用圖形來表示實驗的結(jié)果是每個中學(xué)生必須掌握的。
圖解法主要問題是擬合面線,一般可分五步來進(jìn)行。
、僬頂(shù)據(jù)
即取合理的有效數(shù)字表示測得值,剔除可疑數(shù)據(jù),給出相應(yīng)的測量誤差。
、谶x擇坐標(biāo)紙
坐標(biāo)紙的選擇應(yīng)為便于作圖或更能方使地反映變量之間的相互關(guān)系為原則?筛鶕(jù)需要和方便選擇不同的坐標(biāo)紙,原來為曲線關(guān)系的兩個變量經(jīng)過坐標(biāo)變換利用對數(shù)坐標(biāo)就要能變成直線關(guān)系。常用的有直角坐標(biāo)紙、單對數(shù)坐標(biāo)紙和雙對數(shù)坐標(biāo)紙。
、圩鴺(biāo)分度
在坐標(biāo)紙選定以后,就要合理的確定圖紙上每一小格的距離所代表的數(shù)值,但起碼應(yīng)注意下面兩個原則:
a.格值的大小應(yīng)當(dāng)與測量得值所表達(dá)的精確度相適應(yīng)。
b.為便于制圖和利用圖形查找數(shù)據(jù)每個格值代表的有效數(shù)字盡量采用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等數(shù)字。
、茏魃Ⅻc圖
根據(jù)確定的坐標(biāo)分度值將數(shù)據(jù)作為點的坐標(biāo)在坐標(biāo)紙中標(biāo)出,考慮到數(shù)據(jù)的分類及測量的數(shù)據(jù)組先后順序等,應(yīng)采用不同符號標(biāo)出點的坐標(biāo)。常用的符號有:×○●△■等,規(guī)定標(biāo)記的中心為數(shù)據(jù)的坐標(biāo)。
⑤擬合曲線
擬合曲線是用圖形表示實驗結(jié)果的主要目的,也是培養(yǎng)學(xué)生作圖方法和技巧的關(guān)鍵一環(huán),擬合曲線時應(yīng)注意以下幾點:
a.轉(zhuǎn)折點盡量要少,更不能出現(xiàn)人為折曲。
b.曲線走向應(yīng)盡量靠近各坐標(biāo)點,而不是通過所有點。
c.除曲線通過的點以外,處于曲線兩側(cè)的點數(shù)應(yīng)當(dāng)相近。
、拮⒔庹f明
規(guī)范的作圖法表示實驗結(jié)果要對得到的圖形作必要的說明,其內(nèi)容包括圖形所代表的物理定義、查閱和使用圖形的方法,制圖時間、地點、條件,制圖數(shù)據(jù)的來源等。
(2)實驗結(jié)果的方程表示法。
方程式是中學(xué)生應(yīng)用較多的一種數(shù)學(xué)形式,利用方程式表示實驗結(jié)果。不僅在形式上緊湊,并且也便于作數(shù)學(xué)上的進(jìn)一步處理。實驗結(jié)果的方程表示法一般可分以下四步進(jìn)行。
①確立數(shù)學(xué)模型
對于只研究兩個變量相互關(guān)系的實驗,其數(shù)學(xué)模型可借助于圖解法來確定,首先根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系中作出相應(yīng)圖線,看其圖線是否是直線,反比關(guān)系曲線,冪函數(shù)曲線,指數(shù)曲線等,就可確定出經(jīng)驗方程的數(shù)學(xué)模型分別為:
Y=a+bx,Y=a+b/x,Y=a,Y=aexp(bx)
、诟闹
為方便的求出曲線關(guān)系方程的未定系數(shù),在精度要求不太高的情況下,在確定的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,通過對數(shù)學(xué)模型求對數(shù)方法,變換成為直線方程,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)用單對數(shù)(或雙對數(shù))坐標(biāo)系作出對應(yīng)的直線圖形。
③求出直線方程未定系數(shù)
根據(jù)改直后直線圖形,通過學(xué)生已經(jīng)掌握的解析幾何的原理,就可根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)的直線找出其斜率和截距,確定出直線方程的兩個未定系數(shù)。
、芮蟪鼋(jīng)驗方程
將確定的兩個未定系數(shù)代入數(shù)學(xué)模型,即得到中學(xué)生比較習(xí)慣的直角坐標(biāo)系的經(jīng)驗方程。
中學(xué)物理實驗有它一套實驗知識、方法、習(xí)慣和技能,要學(xué)好這套系統(tǒng)的實驗知識、方法、習(xí)慣和技能,需要教師在教學(xué)過程中作科學(xué)的安排,由淺入深,由簡到繁加以培養(yǎng)和鍛煉。逐步掌握探索未知物理規(guī)律的基本方法。
7.分組實驗問題
對學(xué)生分組實驗,目前存在的主要問題是:
、儆械膶W(xué)生不講求實驗?zāi)康氖欠襁_(dá)到,不按實驗規(guī)則和實驗步驟進(jìn)行實驗,只是在實驗室里把儀器當(dāng)作玩具胡亂地擺弄幾下就了事;
、谟械膶W(xué)生不遵守實驗室的紀(jì)律,在實驗室內(nèi)串來串去,大聲講話,干擾別人的實驗操作;
、墼诜纸M實驗中的操作往往由一人包辦到底,其余同學(xué)只是陪坐,不能參與實驗活動;
、苡械耐瑢W(xué)不重視實驗的科學(xué)性,不重視實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)的真實性,而是湊湊實驗數(shù)據(jù)了事,將實驗課變成了湊數(shù)據(jù)、拼結(jié)論的課。
針對上述情況,在組織分組實驗,特別是進(jìn)實驗室做第一個實驗時,實驗前的教育,從開始就著手培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣。如愛護(hù)儀器,遵守實驗室的各種紀(jì)律,實驗前弄清實驗?zāi)康模瑢嶒炘,實驗步驟,了解實驗時的注意事項以及實驗儀器的操作和放置。如實驗儀器的放置應(yīng)方便操作和易于觀察,需要觀察和讀數(shù)的儀器、儀表應(yīng)放在中間靠近操作者,需要調(diào)節(jié)的儀器、儀表應(yīng)放在面前稍偏右,其它器件以不影響操作,不防礙觀察做有序的放置。應(yīng)要求學(xué)生人人參加實驗活動,認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象和記錄真實的實驗數(shù)據(jù)。實驗結(jié)束后,將實驗儀器清理歸還原處。認(rèn)真處理實驗所測出的數(shù)據(jù),分析歸納實驗中觀察的現(xiàn)象,從而得出實驗結(jié)論,分析實驗誤差,并寫出簡單的實驗報告。
物理實驗報告4
預(yù)習(xí)報告:
1.試驗?zāi)康摹?這個大學(xué)物理試驗書上抄,哪個試驗就抄哪個)。
2.實驗儀器。照著書上抄。
3.重要物理量和公式:把書上的公式抄了:一般情況下是抄結(jié)論性的公式。再對這個公式上的物理量進(jìn)行分析,說明這些物理量都是什么東東。這是沒有充分預(yù)習(xí)的做法,如果你充分地看懂了要做的試驗,你就把整個試驗里涉及的物理量寫上,再分析。
4.試驗內(nèi)容和步驟。抄書上。差不多抄半面多就可以了。
5.試驗數(shù)據(jù)。做完試驗后的記錄。這些數(shù)據(jù)最好用三線圖畫。注意標(biāo)上表號和表名。EG:表1.紫銅環(huán)內(nèi)外徑和高的試驗數(shù)據(jù)。
6.試驗現(xiàn)象.隨便寫點。
試驗報告:
1.試驗?zāi)康摹7椒ㄍ稀?/p>
2.試驗原理。把書上的歸納一下,抄!差不多半面紙。在原理的后面把試驗儀器寫上。
3.試驗數(shù)據(jù)及其處理。書上有模板。照著做。一般情況是求平均值,標(biāo)準(zhǔn)偏差那些。書上有。注意:小數(shù)點的位數(shù)一定要正確。
4.試驗結(jié)果:把上面處理好的數(shù)據(jù)處理的結(jié)果寫出來。
5.討論。如果那個試驗的后面有思考題就把思考提回答了。如果沒有就自己想,寫點總結(jié)性的話。或者書上抄一兩句比較具有代表性的句子。
實驗報告大部分是抄的。建議你找你們學(xué)長學(xué)姐借他們當(dāng)年的實驗報告。還有,如果試驗數(shù)據(jù)不好,就自己捏造。尤其是看到壞值,什么都別想,直接當(dāng)沒有那個數(shù)據(jù)過,仿著其他的數(shù)據(jù)寫一個。
不知道。建議還是借學(xué)長學(xué)姐的比較好,網(wǎng)絡(luò)上的不一定可以得高分。每個老師對報告的要求不一樣,要照老師的習(xí)慣寫報告。我現(xiàn)在還記得我第一次做邁克爾遜干涉儀實驗時我雖然用心聽講,但是再我做時候卻極為不順利,因為我調(diào)節(jié)儀器時怎么也調(diào)不出干涉條紋,轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪也不怎么會用,最后調(diào)出干涉條紋了卻掌握不了干涉條紋“涌出”或“陷入個數(shù)、速度與調(diào)節(jié)微調(diào)手輪的關(guān)系。測量鈉光雙線波長差時也出現(xiàn)了類似的問題,實驗儀器用的非常不熟悉,這一切都給我做實驗帶來了極大的不方便,當(dāng)我回去做實驗報告的時候又發(fā)現(xiàn)實驗的誤差偏大,可慶幸的是計算還順利。總而言之,第一個實驗我做的是不成功,但是我從中總結(jié)了實驗的不足之處,吸取了很大的教訓(xùn)。因此我從做第二個實驗起,就在實驗前做了大量的實驗準(zhǔn)備,比如說,上網(wǎng)做提前預(yù)習(xí)、認(rèn)真寫好預(yù)習(xí)報告弄懂實驗原理等。因此我從做第二個實驗起就在各個方面有了很大的進(jìn)步,實驗儀器的使用也熟悉多了,實驗儀器的讀數(shù)也更加精確了,儀器的調(diào)節(jié)也更加的符合實驗的要求。就拿夫-赫實驗/雙光柵微振實驗來說,我能夠熟練調(diào)節(jié)ZKY-FH-2智能夫蘭克—赫茲實驗儀達(dá)到實驗的目的和測得所需的實驗數(shù)據(jù),并且在實驗后順利地處理了數(shù)據(jù)和精確地畫出了實驗所要求的實驗曲線。在實驗后也做了很好的總結(jié)和個人體會,與此同時我也學(xué)會了列表法、圖解法、函數(shù)表示法等實驗數(shù)據(jù)處理方法,大大提高了我的實驗?zāi)芰酮毩⒃O(shè)計實驗以及創(chuàng)造性地改進(jìn)實驗的能力等等。
下面我就談一下我在做實驗時的一些技巧與方法。
首先,做實驗要用科學(xué)認(rèn)真的態(tài)度去對待實驗,認(rèn)真提前預(yù)習(xí),做好實驗預(yù)習(xí)報告;
第二,上課時認(rèn)真聽老師做預(yù)習(xí)指導(dǎo)和講解,把老師特別提醒會出錯的地方寫下來,做實驗時切勿出錯;
第三,做實驗時按步驟進(jìn)行,切不可一步到位,太心急。并且一些小節(jié)之處要特別小心,若不會,可以跟其他同學(xué)一起探討一下,把問題解決。第四,實驗后數(shù)據(jù)處理一定要獨立完成,莫抄其他同學(xué)的,否則,做實驗就沒有什么意義了,也就不會有什么收獲。
總而言之,大學(xué)物理實驗具有非常重要的意義。首先,物理概念的建立、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)依賴于物理實驗,是以實驗為基礎(chǔ)的,物理學(xué)作為一門科學(xué)的地位是由物理實驗予以確立的;其次,已有的物理定律、物理假說、物理理論必須接受實驗的檢驗,如果正確就予以確定,如果不正確就予以否定,如果不完全正確就予以修正。例如,愛因斯坦通過分析光電效應(yīng)現(xiàn)象提出了光量子;伽利略用新發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡觀察到木星有四個衛(wèi)星后,否定了地心說;楊氏雙縫干涉實驗證實了光的波動假說的正確性?梢哉f,物理學(xué)的每一次進(jìn)步都離不開實驗。這對我們大學(xué)生來說也是非常重要的,尤其是對將來所從事的實際工作所需要具備的獨立工作能力和創(chuàng)新能力等素質(zhì)來講,也是十分必要的,這是大學(xué)物理理論課不能做到,也不能取代的。
物理實驗報告5
一、演示目的
氣體放電存在多種形式,如電暈放電、電弧放電和火花放電等,通過此演示實驗觀察火花放電的發(fā)生過程及條件。
二、原理
首先讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電,而球型電極未放電。這是由于電荷在導(dǎo)體上的分布與導(dǎo)體的曲率半徑有關(guān)。導(dǎo)體上曲率半徑越小的地方電荷積聚越多(尖端電極處),兩極之間的電場越強(qiáng),空氣層被擊穿。反之越少(球型電極處),兩極之間的電場越弱,空氣層未被擊穿。當(dāng)尖端電極與平板電極之間的距離大于球型電極與平板電極之間的距離時,其間的電場較弱,不能擊穿空氣層。而此時球型電極與平板電極之間的距離最近,放電只能在此處發(fā)生。
三、裝置
一個尖端電極和一個球型電極及平板電極。
四、現(xiàn)象演示
讓尖端電極和球型電極與平板電極的距離相等。尖端電極放電,而球型電極未放電。接著讓尖端電極與平板電極之間的距離大于球型電極與平板電極之間的距離,放電在球型電極與平板電極之間發(fā)生
五、討論與思考
雷電暴風(fēng)雨時,最好不要在空曠平坦的田野上行走。為什么?
物理實驗報告6
探究課題;探究平面鏡成像的特點。
1、提出問題;平面鏡成的是實像還是虛像?是放大的還是縮小的像?所成的像的位置是在什么地方?
2、猜想與假設(shè);平面鏡成的是虛像,像的大小與物的大小相等,像與物分別是在平面鏡的兩側(cè)。
3、制定計劃與設(shè)計方案;實驗原理是光的反射規(guī)律。
所需器材;蠟燭(兩只),平面鏡(能透光的),刻度尺,白紙,火柴,
實驗步驟:
一、在桌面上平鋪一張16開的白紙,在白紙的中線上用鉛筆畫上一條直線,把平面鏡垂直立在這條直線上。
二、在平面鏡的一側(cè)點燃蠟燭,從這一側(cè)可以看到平面鏡中所成的點燃蠟燭的像,用不透光的紙遮擋平面鏡的背面,發(fā)現(xiàn)像仍然存在,說明光線并沒有透過平面鏡,因而證明平面鏡背后所成的像并不是實際光線的會聚,是虛像。
三、拿下遮光紙,在平面鏡的背后放上一只未點燃的蠟燭,當(dāng)所放蠟燭大小高度與點燃蠟燭的高度相等時,可以看到背后未點燃蠟燭也好像被點燃了,說明背后所成像的大小與物體的大小相等。
四、用鉛筆分別記下點燃蠟燭與未點燃蠟燭的位置,移開平面鏡和蠟燭,用刻度尺分別量出白紙上所作的記號,量出點燃蠟燭到平面鏡的距離和未點燃蠟燭(即像)到平面鏡的距離,比較兩個距離的大小,發(fā)現(xiàn)是相等的。
五、自我評估,該實驗過程是合理的,所得結(jié)論也是正確無誤,做該實驗時最好是在暗室進(jìn)行,現(xiàn)象更加明顯,誤差方面應(yīng)該是沒有什么誤差,關(guān)鍵在于實驗者要認(rèn)真仔細(xì)的操作,使用刻度尺時要認(rèn)真測量。
六、交流與應(yīng)用,通過該實驗我們已經(jīng)得到的結(jié)論是,物體在平面鏡中所成的像是虛像,像的大小與物體的大小相等,像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等,像與物體的連線被平面鏡垂直且平分。例如,我們站在穿衣鏡前時,我們看穿衣鏡中自己的像是虛像,像到鏡面的距離與人到鏡面的距離是相等的,當(dāng)我們?nèi)讼蚱矫骁R走近時,會看到鏡中的像也在向我們走近。我們還可以解釋為什么看到水中的物像是倒影。平靜的水面其實也是平面鏡,等等。
物理實驗報告7
一、實驗?zāi)康?/strong>
1、學(xué)會用BET法測定活性碳的比表面的方法。
2、了解BET多分子層吸附理論的基本假設(shè)和BET法測定固體比表面積的基本原理。
3、掌握BET法固體比表面的測定方法及掌握比表面測定儀的工作原理和相關(guān)測定軟件的操作。
二、實驗原理
氣相色譜法是建立在BET多分子層吸附理論基礎(chǔ)上的一種測定多孔物質(zhì)比表面的方式,常用BET公式為:)-1+P(C-1)/P0VmC上式表述恒溫條件下,吸附量與吸附質(zhì)相對壓力之間的關(guān)系.式中V是平衡壓力為P時的吸附量,P0為實驗溫度時的氣體飽和蒸汽壓,Vm是第一層蓋滿時的吸附量,C為常數(shù).因此式包含Vm和C兩個常數(shù),也稱BET二常數(shù)方程.它將欲求量Vm與可測量的參數(shù)C,P聯(lián)系起來.上式是一個一般的直線方程,如果服從這一方程,則以P/[V(P0-P)]對P/P0作圖應(yīng)得一條直線,而由直線得斜率(C-1)/VmC和直線在縱軸上得截?fù)?jù)1/VmC就可求得Vm.則待測樣品得比表面積為:S=VmNAσA/(22400m)其中NA為阿伏加德羅常數(shù)。m為樣品質(zhì)量(單位:g)。σm為每一個被吸附分子在吸附劑表面上所占有得面積,σm的值可以從在液態(tài)是的密堆積(每1分子有12個緊鄰分子)計算得到.計算時假定在表面上被吸附的分子以六方密堆積的方式排列,對整個吸附層空間來說,其重復(fù)單位為正六面體,據(jù)此計算出常用的吸附質(zhì)N2的σm=0.162nm2.現(xiàn)在在液氮溫度下測定氮氣的吸附量的方法是最普遍的方法,國際公認(rèn)的σm的值是0.162nm2.本實驗通過計算機(jī)控制色譜法測出待測樣品所具有的表面積。
三、實驗試劑和儀器
比表面測定儀,液氮,高純氮,氫氣.皂膜流量計,保溫杯。
四、實驗步驟
(一)準(zhǔn)備工作
1、按逆時針方向?qū)⒈缺砻鏈y定儀面板上氮氣穩(wěn)壓閥和氫氣穩(wěn)壓閥旋至放松位置(此時氣路處于關(guān)閉狀態(tài))。
2、將氮氣鋼瓶上的減壓閥按逆時針方向旋至放松位置(此時處于關(guān)閉狀態(tài)),打開鋼瓶主閥,然后按順時針方向緩慢打開減壓閥至減壓表壓力為0.2MPa,同法打開氫氣鋼瓶(注意鋼瓶表頭的正面不許站人,以免萬一表盤沖出傷人)。
3、按順時針方向緩慢打開比表面儀面板上氮氣穩(wěn)壓閥和氫氣穩(wěn)壓閥至氣體壓力為0.1MPa。
4、將皂膜流量計與儀器面板上放空1口連接,將氮氣阻力閥下方的1號拉桿拉出,測量氮氣的流速,用氮氣阻力閥調(diào)節(jié)氮氣的流速為9ml/min,然后將1號拉桿推入。
5、將皂膜流量計與儀器面板上放空2口連接,將氫氣阻力閥下方的2號拉桿拉出,測量氫氣的流速,用氫氣阻力閥調(diào)節(jié)氫氣的流速為36ml/min,然后將2號拉桿推入。
6、打開比表面測定儀主機(jī)面板上的電源開關(guān),調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)旋鈕至橋路電流為120mA,啟電腦,雙擊桌面上Pioneer圖標(biāo)啟動軟件.觀察基線。
(二)測量工作
1、將液氮從液氮鋼瓶中到入保溫杯中(液面距杯口約2cm,并嚴(yán)格注意安全),待樣品管冷卻后,用裝有液氮的保溫杯套上樣品管,并將保溫杯固定好.觀察基線走勢,當(dāng)出現(xiàn)吸附峰,然后記錄曲線返回基線后,擊調(diào)零按鈕和測量按鈕,然后將保溫杯從樣品管上取下,觀察脫附曲線.當(dāng)桌面彈出報告時,選擇與之比較的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),然后記錄(打印)結(jié)果(若不能自動彈出報告,則擊手切按鈕,在然后在譜圖上選取積分區(qū)間,得到報告結(jié)果).重復(fù)該步驟平行測量三次,取平均值為樣品的比表面積。
2、實驗完成后,按順序。
(1)關(guān)閉測量軟件。
(2)電腦。
(3)將比表面儀面板上電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)至電流為80mA后,關(guān)閉電源開關(guān)。
(4)關(guān)閉氫氣鋼瓶和氮氣鋼瓶上的主閥門(注意勿將各減壓閥和穩(wěn)壓閥關(guān)閉)。
(5)將插線板電源關(guān)閉.
操作注意事項
1、比表面測定儀主機(jī)板上的粗調(diào),細(xì)調(diào)和調(diào)池旋鈕已固定,不要再動。
2、打開鋼瓶時,表頭正面不要站人,以免氣體將表盤沖出傷人。
3、使用液氮時要十分小心,不可劇烈震蕩保溫杯,也不要將保溫杯蓋子蓋緊。
4、將保溫杯放入樣品管或者取下時動作要緩慢,以免溫度變化太快使樣品管炸裂。
5、關(guān)閉鋼瓶主閥時,不可將各減壓閥關(guān)閉。
五、數(shù)據(jù)記錄及處理
樣品序號重量(mg)
表面積(m2/g)
峰面積(m2/g)
標(biāo)準(zhǔn)樣品702001660630
樣品170199.2411626622
樣品270198.6461621763
樣品均值70198.9441624192.5
樣品表面積的平均值為(199.241+198.646)/2=198.944m2/g
相對誤差為:(198.944-200.00)/200.00=-0.0078)
六、誤差分析
1、調(diào)零時出現(xiàn)問題,出峰時,基線沒有從零開始,然后處理不當(dāng)。
2、取出裝有液氮的保溫杯時,基線還未開始掃描。
3、脫附時溫度較低,出現(xiàn)拖尾.通常認(rèn)為滯后現(xiàn)象是由多孔結(jié)構(gòu)造成,而且大多數(shù)情況下脫附的熱力學(xué)平衡更完全。
七、注意事項
1、打開鋼瓶時鋼瓶表頭的正面不許站人,以免表盤沖出傷人。
2、液氮時要十分小心,切不可劇烈震蕩保溫杯也不可將保溫杯蓋子蓋緊,注意開關(guān)閥門,旋紐的轉(zhuǎn)動方向。
3、鋼瓶主閥時,注意勿將各減壓閥和穩(wěn)壓閥關(guān)閉。
4、測量時注意計算機(jī)操作:在吸附時不點測量按紐,當(dāng)吸附完畢拿下液氮準(zhǔn)備脫附時再點調(diào)零,測量,進(jìn)入測量吸附量的階段。
5、嚴(yán)格按照順序關(guān)閉儀器。
6、ET公式只適用于比壓約在所不惜.0.05-0.35之間,這是因為在推導(dǎo)公式時,假定是多層的物理吸附,當(dāng)比壓小于0.05時,壓力太小,建立不起多層物理吸附,甚至連單分子層吸附也未形成,表面的不均勻性就顯得突出。在比壓大于0.35時,由于毛細(xì)凝聚變得顯著起來,因而破壞了多層物理吸附平衡。
物理實驗報告8
一、提出問題:平面鏡成的是實像還是虛像?是放大的還是縮小的像?所成的像的位置是在什么地方?
二、猜想與假設(shè):平面鏡成的是虛像。像的大小與物的大小相等。像與物分別是在平面鏡的兩側(cè)。
三、制定計劃與設(shè)計方案:實驗原理是光的反射規(guī)律。
所需器材:蠟燭(兩只),平面鏡(能透光的),刻度尺,白紙,火柴,
實驗步驟:
1.在桌面上平鋪一張16開的白紙,在白紙的中線上用鉛筆畫上一條直線,把平面鏡垂直立在這條直線上。
2.在平面鏡的一側(cè)點燃蠟燭,從這一側(cè)可以看到平面鏡中所成的點燃蠟燭的像,用不透光的紙遮擋平面鏡的背面,發(fā)現(xiàn)像仍然存在,說明光線并沒有透過平面鏡,因而證明平面鏡背后所成的像并不是實際光線的會聚,是虛像。
3.拿下遮光紙,在平面鏡的背后放上一只未點燃的蠟燭,當(dāng)所放蠟燭大小高度與點燃蠟燭的高度相等時,可以看到背后未點燃蠟燭也好像被點燃了。說明背后所成像的大小與物體的大小相等。
4.用鉛筆分別記下點燃蠟燭與未點燃蠟燭的位置,移開平面鏡和蠟燭,用刻度尺分別量出白紙上所作的記號,量出點燃蠟燭到平面鏡的距離和未點燃蠟燭(即像)到平面鏡的距離。比較兩個距離的大小。發(fā)現(xiàn)是相等的。
四、自我評估:該實驗過程是合理的,所得結(jié)論也是正確無誤。做該實驗時最好是在暗室進(jìn)行,現(xiàn)象更加明顯。誤差方面應(yīng)該是沒有什么誤差,關(guān)鍵在于實驗者要認(rèn)真仔細(xì)的操作,使用刻度尺時要認(rèn)真測量。
五、交流與應(yīng)用:通過該實驗我們已經(jīng)得到的結(jié)論是,物體在平面鏡中所成的像是虛像,像的大小與物體的大小相等,像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等。像與物體的連線被平面鏡垂直且平分。例如,我們站在穿衣鏡前時,我們看穿衣鏡中自己的像是虛像,像到鏡面的距離與人到鏡面的距離是相等的,當(dāng)我們?nèi)讼蚱矫骁R走近時,會看到鏡中的像也在向我們走近。我們還可以解釋為什么看到水中的物像是倒影。平靜的水面其實也是平面鏡,等等。
>初中物理實驗報告3
光學(xué)中研究光的本性以及光在媒質(zhì)中傳播時各種性質(zhì)的學(xué)科。物理光學(xué)過去也稱“波動光學(xué)”,從光是一種波動出發(fā),能說明光的干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象。而在赫茲用實驗證實了麥克斯韋關(guān)于光是電磁波的假說以后,物理光學(xué)也能在這個基礎(chǔ)上解釋光在傳播過程中與物質(zhì)發(fā)生相互作用時的部分現(xiàn)象,如吸收,散射和色散等,而且獲得一定成功。但光的電磁理論不能解釋光和物質(zhì)相互作用的另一些現(xiàn)象,如光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)及各種原子和分子發(fā)射的特征光譜的規(guī)律等;在這些現(xiàn)象中,光表現(xiàn)出它的粒子性。本世紀(jì)以來,這方面的研究形成了物理光學(xué)的另一部門“量子光學(xué)”。
楊格于1801年設(shè)法穩(wěn)定兩光源之相位差,首次做出可見光之干涉實驗,并由此求出可見光波之波長。其方法是,使太陽光通過一擋板上之小孔使成單一光源,再使此單一光源射到另一擋板上,此板上有兩相隔很近的小孔,且各與單光源等距離,則此兩同相位之兩光源在屏幕上形成干涉條紋。因為通過第二擋板上兩小孔之光因來自同一光源,故其波長相等,并且維持一定的相位關(guān)系(一般均維持同相),因而能在屏幕上形成固定不變的干涉條紋。若X為屏幕上某一明(或暗)條紋與中心點O的距離,D為雙孔所在面與屏幕之間的距離,2a為兩針孔S1,S2間之距離(通常小于1毫米),λ為S光源及副光源S1、S2所發(fā)出的光之波長。
兩光源發(fā)出的兩列光源必然在空間相迭加,在傳播中兩波各有各的波峰和波谷。當(dāng)兩列波的波峰和波峰或波谷和波谷相重疊之點必為亮點。這些亮點至S1與S2的光程差必為波長λ的整數(shù)倍。在兩列波的波峰與波谷相重疊之點必為暗點,這些暗點至S1與S2的光程差必為波長λ/2的整數(shù)倍。實驗結(jié)果的干涉條紋,它是以P0點為對稱點而明暗相間的條紋。P0點處的中央條紋是明條紋。當(dāng)用不同的單色光源作實驗時,各明暗條紋的間距并不相同。波長較短的單色光如紫光,條紋較密;波長較長的單色光如紅光,條紋較稀。另外,如果用白光作實驗,在屏幕上只有中央條紋是白色的。在中央白色條紋的兩側(cè),由于各單色光的明暗條紋的位置不同,形成由紫而紅的彩色條紋。
物理實驗報告9
一、 實驗?zāi)康模?/strong>
1、用熱分析法(步冷曲線法)測繪Zn-Sn二組分金屬相圖;
2、掌握熱電偶測量溫度的基本原理。
二、 實驗原理:概述、及關(guān)鍵點
1、簡單的二組分金屬相圖主要有幾種?
2、什么是熱分析法?步冷曲線的線、點、平臺各代表什么含義?
3、采用熱分析法繪制相圖的關(guān)鍵是什么?
4、熱電偶測量溫度的基本原理?
三、 實驗裝置圖(注明圖名和圖標(biāo))
四、 實驗關(guān)鍵步驟:
不用整段抄寫,列出關(guān)鍵操作要點,推薦用流程圖表示。
五、 實驗原始數(shù)據(jù)記錄表格(根據(jù)具體實驗內(nèi)容,合理設(shè)計)
組成為w(Zn)=0.7的樣品的溫度-時間記錄表
時間 τ/min 溫度 t/oC
開始測量 0 380
第一轉(zhuǎn)折點
第二平臺點
結(jié)束測量
六、 數(shù)據(jù)處理(要求寫出最少一組數(shù)據(jù)的詳細(xì)處理過程)
七、思考題
八、對本實驗的體會、意見或建議(若沒有,可以不寫) (完)
1.學(xué)生姓名、學(xué)號、實驗組號及組內(nèi)編號;
2.實驗題目:
3.目的要求:(一句話簡單概括)
4.儀器用具: 儀器名稱及主要規(guī)格(包括量程、分度值、精度等)、用具名稱。
5.實驗原理:簡單但要抓住要點,要寫出試驗原理所對應(yīng)的公式表達(dá)式、公式中各物理參量的名稱和物理意義、公式成立的條件等。畫出簡單原理圖等。
6.實驗內(nèi)容;
7.數(shù)據(jù)表格:畫出數(shù)據(jù)表格(寫明物理量和單位);
8.數(shù)據(jù)處理及結(jié)果(結(jié)論):按實驗要求處理數(shù)據(jù)。
9.作業(yè)題:認(rèn)真完成實驗教師要求的思考題。
10.討論:對實驗中存在的問題、數(shù)據(jù)結(jié)果、誤差分析等進(jìn)行總結(jié),對進(jìn)一步的想法和建議等進(jìn)行討論。
實驗報告要求
1.認(rèn)真完成實驗報告,報告要用中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)實驗報告紙,作圖要用坐標(biāo)紙。
2.報告中的線路圖、光路圖、表格必須用直尺畫。
物理實驗報告10
一、實驗原理
儀器下部是由半透明的材料制成的炭火造型,由于不同厚度的炭火造型各位置透光不同,在其下部的燈光照明下,較薄的地方顯得火紅,較厚的地方顯得暗淡。火苗的形成:為了使火苗從炭火堆中竄出,在炭火模型的后面放置一面反射鏡,上面刻有火苗狀的透光鏡,炭火模型與其鏡中的像形成對稱結(jié)構(gòu),中間形成一條透光縫,在縫的下部形成一根橫軸,軸的四周鑲滿不同反射方向的小反光片,光源的光照射到反光片上,光源的光照到反光片上,隨著軸的`轉(zhuǎn)動,光被隨機(jī)的反射出來,讓我們看到了火苗的存在。
二、演示方法
1、接通電源,觀察視窗內(nèi)似有熊熊烈火燃燒。
2、打開加熱開關(guān),還會有熱風(fēng)吹出,就像一座逼真的火爐。
物理實驗報告11
偏振光通過某種物質(zhì)之后,其振動面將以光的傳播方向為軸線轉(zhuǎn)過一定的角度,叫做旋光現(xiàn)象。很多物質(zhì)都可以產(chǎn)生旋光現(xiàn)象。
實驗表明:
。1)旋光度與偏振光通過的旋光物質(zhì)的厚度成正比。
。2)對溶液,旋光度不僅與光線在液體中通過的距離有關(guān),還與其濃度成正比.
。3)同一物質(zhì)對不同波長的光有不同的旋光率。在一定的溫度下,它的旋光率與入射光波長的平方成反比,這種現(xiàn)象就是旋光色散。
顯然,利用旋光的各種性質(zhì),可以應(yīng)用與不同的領(lǐng)域。
在演示實驗中,有葡萄糖溶液旋光色散的演示。根據(jù)這一原理,可以用于很多中溶液的濃度檢測。比如醫(yī)療中血糖的測量,尿糖的測量。(實際中并不用這種方法,因為血糖尿糖本身濃度很小而且顯然不是透明溶液,一般使用的方式是化學(xué)方法,通過氧化測定血糖的含量)還看到有的論文說可以用旋光法實現(xiàn)青、鏈霉素皮試液的質(zhì)量控制和穩(wěn)定性預(yù)測,F(xiàn)在旋光計廣泛應(yīng)用于藥物分析。旋光現(xiàn)象還可以用于光的波長的測量。(好像也是不被采用)。
物理實驗報告12
一,實驗?zāi)康?
1、學(xué)會用BET法測定活性碳的比表面的方法、
2、了解BET多分子層吸附理論的基本假設(shè)和BET法測定固體比表面積的基本原理
3、掌握BET法固體比表面的測定方法及掌握比表面測定儀的工作原理和相關(guān)測定軟件的操作、
二,實驗原理
氣相色譜法是建立在BET多分子層吸附理論基礎(chǔ)上的一種測定多孔物質(zhì)比表面的方式,常用BET公式為: )-1 + P (C-1)/ P0 VmC
上式表述恒溫條件下,吸附量與吸附質(zhì)相對壓力之間的關(guān)系、
式中V是平衡壓力為P時的吸附量,P0為實驗溫度時的氣體飽和蒸汽壓,Vm是第一層蓋滿時的吸附量,C為常數(shù)、因此式包含Vm和C兩個常數(shù),也稱BET二常數(shù)方程、它將欲求量Vm與可測量的參數(shù)C,P聯(lián)系起來、
上式是一個一般的直線方程,如果服從這一方程,
則以P/[V(P0-P)]對P/ P0作圖應(yīng)得一條直線,而由直線得斜率(C-1)/VmC和直線在縱軸上得截?fù)?jù)1/VmC就可求得Vm、
則待測樣品得比表面積為:
S= VmNAσA/ (22400m)
其中NA為阿伏加德羅常數(shù);m為樣品質(zhì)量(單位:g); σm為每一個被吸附分子在吸附劑表面上所占有得面積,σm的值可以從在液態(tài)是的密堆積(每1分子有12個緊鄰分子)計算得到、計算時假定在表面上被吸附的分子以六方密堆積的方式排列,對整個吸附層空間來說,其重復(fù)單位為正六面體,據(jù)此計算出常用的吸附質(zhì)N2的σm=0、162nm2、
現(xiàn)在在液氮溫度下測定氮氣的吸附量的方法是最普遍的方法,國際公認(rèn)的σm的值是0、162nm2、
本實驗通過計算機(jī)控制色譜法測出待測樣品所具有的表面積、
三,實驗試劑和儀器
比表面測定儀,液氮,高純氮,氫氣、皂膜流量計,保溫杯、
四:實驗步驟
(一)準(zhǔn)備工作
1,按逆時針方向?qū)⒈缺砻鏈y定儀面板上氮氣穩(wěn)壓閥和氫氣穩(wěn)壓閥旋至放松位置(此時氣路處于關(guān)閉狀態(tài))、
2,將氮氣鋼瓶上的減壓閥按逆時針方向旋至放松位置(此時處于關(guān)閉狀態(tài)),打開鋼瓶主閥,然后按順時針方向緩慢打開減壓閥至減壓表壓力為0、2MPa,同法打開氫氣鋼瓶(注意鋼瓶表頭的正面不許站人,以免萬一表盤沖出傷人)、
3,按順時針方向緩慢打開比表面儀面板上氮氣穩(wěn)壓閥和氫氣穩(wěn)壓閥至氣體壓力為0、1MPa、
4,將皂膜流量計與儀器面板上放空1口連接,將氮氣阻力閥下方的1號拉桿拉出,測量氮氣的流速,用氮氣阻力閥調(diào)節(jié)氮氣的流速為9ml/min,然后將1號拉桿推入、
5,將皂膜流量計與儀器面板上放空2口連接,將氫氣阻力閥下方的2號拉桿拉出,測量氫氣的流速,用氫氣阻力閥調(diào)節(jié)氫氣的流速為36ml/min,然后將2號拉桿推入、
6,打開比表面測定儀主機(jī)面板上的電源開關(guān),調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)旋鈕至橋路電流為120mA,啟電腦,雙擊桌面上Pioneer圖標(biāo)啟動軟件、觀察基線、
(二)測量工作
1,將液氮從液氮鋼瓶中到入保溫杯中(液面距杯口約2cm,并嚴(yán)格注意安全),待樣品管冷卻后,用裝有液氮的保溫杯套上樣品管,并將保溫杯固定好、觀察基線走勢,當(dāng)出現(xiàn)吸附峰,然后記錄曲線返回基線后,擊調(diào)零按鈕和測量按鈕,然后將保溫杯從樣品管上取下,觀察脫附曲線、當(dāng)桌面彈出報告時,選擇與之比較的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),然后記錄(打印)結(jié)果(若不能自動彈出報告,則擊手切按鈕,在然后在譜圖上選取積分區(qū)間,得到報告結(jié)果)、重復(fù)該步驟平行測量三次,取平均值為樣品的比表面積、
2、實驗完成后,按順序(1)關(guān)閉測量軟件,(2)電腦,(3)將比表面儀面板上電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)至電流為80mA后,關(guān)閉電源開關(guān),(4)關(guān)閉氫氣鋼瓶和氮氣鋼瓶上的主閥門(注意勿將各減壓閥和穩(wěn)壓閥關(guān)閉)、(5)將插線板電源關(guān)閉、
操作注意事項
1、比表面測定儀主機(jī)板上的粗調(diào),細(xì)調(diào)和調(diào)池旋鈕已固定,不要再動;
2、打開鋼瓶時,表頭正面不要站人,以免氣體將表盤沖出傷人;
3、使用液氮時要十分小心,不可劇烈震蕩保溫杯,也不要將保溫杯蓋子蓋緊;
4、將保溫杯放入樣品管或者取下時動作要緩慢,以免溫度變化太快使樣品管炸裂;
5、關(guān)閉鋼瓶主閥時,不可將各減壓閥關(guān)閉;
五:數(shù)據(jù)記錄及處理:
樣品序號
重量(mg)
表面積(m2/g)
峰面積(m2/g)
標(biāo)準(zhǔn)樣品
70
200
1660630
樣品1
70
199、241
1626622
樣品2
70
198、646
1621763
樣品均值
70
198、944
1624192、5
樣品表面積的平均值為(199、241+198、646)/2= 198、944m2/g
相對誤差為: (198、944-200、00)/200、00=-0、0078)
六,誤差分析
(1)調(diào)零時出現(xiàn)問題,出峰時,基線沒有從零開始,然后處理不當(dāng);
(2)取出裝有液氮的保溫杯時,基線還未開始掃描、
(3)脫附時溫度較低,出現(xiàn)拖尾、通常認(rèn)為滯后現(xiàn)象是由多孔結(jié)構(gòu)造成,而且大多數(shù)情況下脫附的熱力學(xué)平衡更完全、
七,注意事項
1,打開鋼瓶時鋼瓶表頭的正面不許站人,以免表盤沖出傷人;
2,液氮時要十分小心,切不可劇烈震蕩保溫杯也不可將保溫杯蓋子蓋緊;
2,注意開關(guān)閥門,旋紐的轉(zhuǎn)動方向;
3,鋼瓶主閥時,注意勿將各減壓閥和穩(wěn)壓閥關(guān)閉;
4,測量時注意計算機(jī)操作:在吸附時不點測量按紐,當(dāng)吸附完畢拿下液氮準(zhǔn)備脫附時再點調(diào)零,測量,進(jìn)入測量吸附量的階段;
5,嚴(yán)格按照順序關(guān)閉儀器、
6,BET公式只適用于比壓約在所不惜、0、05-0、35之間,這是因為在推導(dǎo)公式時,假定是多層的物理吸附,當(dāng)比壓小于0、05時,壓力太小,建立不起多層物理吸附,甚至連單分子層吸附也未形成,表面的不均勻性就顯得突出;在比壓大于0、35時,由于毛細(xì)凝聚變得顯著起來,因而破壞了多層物理吸附平衡、
物理實驗報告13
自然界中,有一種很有趣的現(xiàn)象叫共振。俄羅斯橫跨伏爾加河伏爾加格勒市的大橋全長154米,20xx年5月22日,大橋路面突然開始蠕動,類似于波浪形,并發(fā)出震耳欲聾的聲音,正在大橋上行駛的車輛在滾動中跳動。這個有趣而又有點危險的現(xiàn)象就是由于共振引起的。
共振是指一個物理系統(tǒng)在特定頻率下,以最大振幅做振動的情形。共振在聲學(xué)中亦稱“共鳴”。
我們在實驗室中,可以通過“耦合擺球”的實驗來演示這個現(xiàn)象及研究影響它的因素。
操作步驟:選中右側(cè)第一個單擺,使其擺動起來,經(jīng)過幾個周期后,看到與其擺長相等的一單擺在它的影響下振幅達(dá)到最大,而其他單擺幾乎不擺動;讓擺動停止,在選中右側(cè)第二個單擺,使其擺動起來,經(jīng)過幾個周期后,也看到與其擺長相等的另一單擺在它的影響下振幅達(dá)到最大,而其它單擺幾乎不動。
這個結(jié)果表明:單擺的共振與其擺長有關(guān)。通過查詢資料得知,是否共振與單擺的頻率有關(guān),當(dāng)頻率相同時,會產(chǎn)生共振現(xiàn)象;因為其它條件一定時,單擺的頻率與其擺長有關(guān),所以擺長相同的單擺會產(chǎn)生共振。
在上述實驗過程中,還可觀察到當(dāng)產(chǎn)生共振時,剛開始振動的單擺振幅逐漸減小,共振的單擺振幅逐漸增大。這表明:在產(chǎn)生共振時,會有能量的吸收與轉(zhuǎn)移。
在人們的日常生活中,共振也充當(dāng)著重要的角色,如常用的微波爐。共振在醫(yī)學(xué)上也有應(yīng)用。任何事物都有兩面性,共振有時還會給人類造成巨大危害。這其中最為人們所知曉的便是橋梁垮塌。近幾十年來,美國及歐洲等國家和地區(qū)還發(fā)生了許多起高樓因大風(fēng)造成的共振而劇烈搖擺的事件。
在這次物理實驗中,我了解到了許多有趣的現(xiàn)象,也學(xué)到了許多知識,收獲很大。
物理實驗報告14
1.在易拉罐中分別裝入不同體積的水,依次用金屬棒敲擊聽聲,可用來研究音調(diào)的高低與空氣柱長短有沒有關(guān)系。
2.將兩個易拉罐用棉線相連做成一個“土電話”,用來說明固體可以傳聲。
3.將三個易拉罐裝入質(zhì)量不同的沙,用天平分別測出其質(zhì)量,用彈簧測力計測出罐和沙所受的重力,用來研究物體的質(zhì)量與所受重力的關(guān)系。
4.將易拉罐放在傾斜的木板表面,使其從同一位置由靜止分別滑下和滾下,觀察兩種情況下運(yùn)動的快慢。比較相同情況下滑動摩擦和滾動摩擦的大小。
5.用鐵釘在易拉罐不同的高度上扎眼,裝水后比較其噴射的距離。研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系。
6.將空易拉罐口向下在酒精燈火焰上方烤一烤,罐冷卻后能聽到聲音且看到罐變癟了。用來說明大氣壓強(qiáng)的存在。
7.將空易拉罐放在盛有水的盆中浮在水面,而將其卷成一團(tuán)下沉。說明將密度大于水的材料做成空心物體可以浮在水面上。
8.用白紙和黑紙包住兩個裝滿水的易拉罐,在太陽下曬相同時間,看誰的溫度升高得多。研究相同條件下的白色物體和黑色物體的吸熱能力是否相同。
9.用導(dǎo)線及導(dǎo)線夾將電源、開關(guān)、燈泡和易拉罐組成串聯(lián)電路,閉合開關(guān),看燈泡是否發(fā)光。研究易拉罐的材料是導(dǎo)體還是絕緣體。
氣球在物理演示實驗中的妙用
(1)聲音在液體中傳播
材料:手機(jī)、氣球、細(xì)線、水槽、水。
方法:先將手機(jī)裝入氣球內(nèi),用一根長線密封好。然后把它慢慢浸沒于水槽中,并讓手機(jī)的屏幕正對著學(xué)生。用另外一個手機(jī)對其進(jìn)行撥號,手機(jī)開始振鈴。這樣,學(xué)生既可以看到手機(jī)屏幕的亮光,又可以聽到從手機(jī)發(fā)出的聲音。如圖1所示。這就證明了聲音可以在液體中傳播。
(2)水凸透鏡
材料:氣球、細(xì)線、水。
方法:用一個透明的氣球,在里面充入一部分水,用細(xì)線扎緊,讓太陽光照射氣球,可以觀察到在氣球后面出現(xiàn)了一個很亮的光斑。如果在氣球后面較近的位置放一個物體,氣球就變成了一個放大鏡,通過氣球觀察,就可以看到物體正立、放大的虛像。
(3)氣體的性質(zhì)實驗
材料:氣球、廣口瓶、雙孔橡膠塞、兩根玻璃管(一彎管,一直管)、兩用氣筒。
①驗證玻意耳定律,證明大氣壓的存在。裝置如圖2所示,在直玻璃管的下端拴一個氣球,把氣球放入瓶中,并用塞子塞住廣口瓶口。先在氣球內(nèi)充入一定質(zhì)量的氣體,封閉直管,通過彎管向瓶外抽氣,發(fā)現(xiàn)氣球變大;向里打氣時,氣球又會變小。表明一定質(zhì)量的氣體在等溫過程中,體積增大,壓強(qiáng)減小,體積減小,壓強(qiáng)增大。即定性地驗證了玻意耳定律。
②驗證蓋·呂薩克定律,證明氣體的熱膨脹。
在氣球內(nèi)稍充氣,并把直管封閉,然后把廣口瓶放入熱水中,使瓶內(nèi)受熱,就會發(fā)現(xiàn)氣球變大,從熱水中取出后稍冷卻,就發(fā)現(xiàn)氣球又逐漸地變小。說明一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,溫度升高,體積增大,溫度降低,體積減小。
說明:玻璃管的封閉可外接一橡皮管,用止水夾封閉橡皮管就可以了。
(4)物體的沉浮條件
材料:薄氣球、水、酒精、鹽水。
方法:用一個薄氣球,裝入水,密封好,緩緩放入水中,就可以看到物體在水中的懸浮現(xiàn)象。然后在氣球中裝入酒精,則可以看到物體在水中的漂浮現(xiàn)象。最后在氣球中裝入鹽水,則會看到物體在水中的下沉現(xiàn)象。這有效證明了液體中物體的沉浮與密度的關(guān)系。
(5)動量定理
材料:大氣球、磚塊、錘子。
方法:將充好氣的氣球放置在水平桌面上,氣球上面放置一磚塊,這時用鐵錘迅速打擊磚塊,會發(fā)現(xiàn)磚塊被擊碎,而氣球完好無損。本實驗省去了海綿這一系統(tǒng),使學(xué)生能夠更加深刻理解動量定理,也減去不少因海綿引起的疑惑。
注意事項:氣球充氣要適量,要保持氣球具有一定的彈性,同時演示時要注意讓學(xué)生遠(yuǎn)離,防止碎磚塊擊傷學(xué)生。
(6)反沖現(xiàn)象
材料:氣球、吸管、氣筒、細(xì)線。
方法:如圖3,將吸管插入氣球口,用細(xì)線把其扎緊,用氣筒給氣球打足氣,用手堵住吸管,讓吸管口朝下,然后放手,會發(fā)現(xiàn)氣球沿直線豎直上升。實驗?zāi)軌蚝芎玫卣f明反沖運(yùn)動。在這里要注意選用吸管要稍長一些,有利于氣球沿直線上升。
(7)電荷的相互作用
材料:鐵架臺、絲線、氣球。
方法:如圖4所示,氣球充好氣后,用干燥的絲線將氣球懸掛起來。用干燥的手擦氣球的表面,使球帶電(手最好先在火上烘干)。用摩擦過氣球的手去靠近氣球,手會吸引氣球,讓用手摩擦過的另一個氣球靠近它,兩球會相互推斥。這個實驗說明了電荷的相互作用。
其實對于氣球的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些,比如在瓶吞雞蛋這個證明大氣壓的實驗中,如果把雞蛋換成氣球,將既經(jīng)濟(jì),又可以循環(huán)使用,學(xué)生也能夠親身實踐,增加學(xué)習(xí)的興趣。所以我們說只有不斷地去思考,去摸索,才能挖掘出更好的實驗,提高物理實驗課堂的效率。
物理實驗報告15
重力加速度的測定
一、實驗任務(wù)
精確測定銀川地區(qū)的重力加速度
二、實驗要求
測量結(jié)果的相對不確定度不超過5%
三、物理模型的建立及比較
初步確定有以下六種模型方案:
方法一、用打點計時器測量
所用儀器為:打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架臺、紙帶、夾子、重物、學(xué)生電源等.
利用自由落體原理使重物做自由落體運(yùn)動.選擇理想紙帶,找出起始點0,數(shù)出時間為t的p點,用米尺測出op的距離為h,其中t=0.02秒×兩點間隔數(shù).由公式h=gt2/2得g=2h/t2,將所測代入即可求得g.
方法二、用滴水法測重力加速度
調(diào)節(jié)水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半徑為r的玻璃杯,內(nèi)裝適當(dāng)?shù)囊后w,固定在旋轉(zhuǎn)臺上.旋轉(zhuǎn)臺繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),這時液體相對于玻璃杯的形狀為旋轉(zhuǎn)拋物面
重力加速度的計算公式推導(dǎo)如下:
取液面上任一液元a,它距轉(zhuǎn)軸為x,質(zhì)量為m,受重力mg、彈力n.由動力學(xué)知:
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
兩式相比得tgα=ω2x/g,又 tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,
∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y.
.將某點對于對稱軸和垂直于對稱軸最低點的直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)x、y測出,將轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速ω代入即可求得g.
方法四、光電控制計時法
調(diào)節(jié)水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圓錐擺測量
所用儀器為:米尺、秒表、單擺.
使單擺的擺錘在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動,用直尺測量出h(見圖1),用秒表測出擺錐n轉(zhuǎn)所用的時間t,則擺錐角速度ω=2πn/t
擺錐作勻速圓周運(yùn)動的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得:
g=4π2n2h/t2.
將所測的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、單擺法測量重力加速度
在擺角很小時,擺動周期為:
則
通過對以上六種方法的比較,本想嘗試?yán)霉怆娍刂朴嫊r法來測量,但因為實驗室器材不全,故該方法無法進(jìn)行;對其他幾種方法反復(fù)比較,用單擺法測量重力加速度原理、方法都比較簡單且最熟悉,儀器在實驗室也很齊全,故利用該方法來測最為順利,從而可以得到更為精確的值。
四、采用模型六利用單擺法測量重力加速度
摘要:
重力加速度是物理學(xué)中一個重要參量。地球上各個地區(qū)重力加速度的數(shù)值,隨該地區(qū)的地理緯度和相對海平面的高度而稍有差異。一般說,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北兩極,重力加速度的值越大,最大值與最小值之差約為1/300。研究重力加速度的分布情況,在地球物理學(xué)中具有重要意義。利用專門儀器,仔細(xì)測繪各地區(qū)重力加速度的分布情況,還可以對地下資源進(jìn)行探測。
伽利略在比薩大教堂內(nèi)觀察一個圣燈的緩慢擺動,用他的脈搏跳動作為計時器計算圣燈擺動的時間,他發(fā)現(xiàn)連續(xù)擺動的圣燈,其每次擺動的時間間隔是相等的,與圣燈擺動的幅度無關(guān),并進(jìn)一步用實驗證實了觀察的結(jié)果,為單擺作為計時裝置奠定了基礎(chǔ)。這就是單擺的等時性原理。
應(yīng)用單擺來測量重力加速度簡單方便,因為單擺的振動周期是決定于振動系統(tǒng)本身的性質(zhì),即決定于重力加速度g和擺長l,只需要量出擺長,并測定擺動的周期,就可以算出g值。
實驗器材:
單擺裝置(自由落體測定儀),鋼卷尺,游標(biāo)卡尺、電腦通用計數(shù)器、光電門、單擺線
實驗原理:
單擺是由一根不能伸長的輕質(zhì)細(xì)線和懸在此線下端體積很小的重球所構(gòu)成。在擺長遠(yuǎn)大于球的直徑,擺錐質(zhì)量遠(yuǎn)大于線的質(zhì)量的條件下,將懸掛的小球自平衡位置拉至一邊(很小距離,擺角小于5°),然后釋放,擺錐即在平衡位置左右作周期性的往返擺動,如圖2-1所示。
f =p sinθ
f
θ
t=p cosθ
p = mg
l
圖2-1 單擺原理圖
擺錐所受的力f是重力和繩子張力的合力,f指向平衡位置。當(dāng)擺角很小時(θ<5°),圓弧可近似地看成直線,f也可近似地看作沿著這一直線。設(shè)擺長為l,小球位移為x,質(zhì)量為m,則
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma,可知a=- x
式中負(fù)號表示f與位移x方向相反。
單擺在擺角很小時的運(yùn)動,可近似為簡諧振動,比較諧振動公式:a= =-ω2x
可得ω=
于是得單擺運(yùn)動周期為:
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或 g=4π2 (2-4)
利用單擺實驗測重力加速度時,一般采用某一個固定擺長l,在多次精密地測量出單擺的周期t后,代入(2-4)式,即可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。
由式(2-3)可知,t2和l之間具有線性關(guān)系, 為其斜率,如對于各種不同的擺長測出各自對應(yīng)的周期,則可利用t2—l圖線的斜率求出重力加速度g。
試驗條件及誤差分析:
上述單擺測量g的方法依據(jù)的公式是(2-2)式,這個公式的成立是有條件的,否則將使測量產(chǎn)生如下系統(tǒng)誤差:
1. 單擺的擺動周期與擺角的關(guān)系,可通過測量θ<5°時兩次不同擺角θ1、θ2的周期值進(jìn)行比較。在本實驗的測量精度范圍內(nèi),驗證出單擺的t與θ無關(guān)。
實際上,單擺的周期t隨擺角θ增加而增加。根據(jù)振動理論,周期不僅與擺長l有關(guān),而且與擺動的角振幅有關(guān),其公式為:
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0為θ接近于0o時的周期,即t0=2π
2.懸線質(zhì)量m0應(yīng)遠(yuǎn)小于擺錐的質(zhì)量m,擺錐的半徑r應(yīng)遠(yuǎn)小于擺長l,實際上任何一個單擺都不是理想的,由理論可以證明,此時考慮上述因素的影響,其擺動周期為:
3.如果考慮空氣的浮力,則周期應(yīng)為:
式中t0是同一單擺在真空中的擺動周期,ρ空氣是空氣的密度,ρ擺錐 是擺錐的密度,由上式可知單擺周期并非與擺錐材料無關(guān),當(dāng)擺錐密度很小時影響較大。
4.忽略了空氣的粘滯阻力及其他因素引起的摩擦力。實際上單擺擺動時,由于存在這些摩擦阻力,使單擺不是作簡諧振動而是作阻尼振動,使周期增大。
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