大學物理實驗答案篇一：大學物理實驗報告答案大全
大學物理實驗報告答案大全（實驗數據及思考題答案全包括）
伏安法測電阻
實驗目的 (1) 利用伏安法測電阻。 (2) 驗證歐姆定律。
(3) 學會間接測量量不確定度的計算；進一步掌握有效數字的概念。
實驗方法原理
根據歐姆定律，
R ??，如測得 U 和 I 則可計算出 R。值得注意的是，本實驗待測電阻有兩隻，
一個阻值相對較大，一個較小，因此測量時必須採用安培表內接和外接兩個方式，以減小測量誤差。 實驗裝置 待測電阻兩隻，0～5mA 電流表 1 只，0－5V 電壓表 1 只，0～50mA 電流表 1 只，0～10V 電壓表一 只，滑線變阻器 1 只，DF1730SB3A 穩壓源 1 臺。(轉 載 於:ax?? 1.5%，得到???； U 1?? 0.15V ,???U 2?? 0.075V
(2) 由???I ? I max?? 1.5%，得到???I1?? 0.075mA,???I 2?? 0.75mA；
2 2
)?? ( ，求得 uR1 ? 9?? 101??, uR 2?? 1?；
(3) 再由 uR ?3V I
(4) 結果表示 R1 ? (2.92?? 0.09)??10 3??, R2?? (44?? 1)??
光柵衍射
實驗目的
(1) 瞭解分光計的原理和構造。 (2) 學會分光計的調節和使用方法。
(3) 觀測汞燈在可見光範圍內幾條光譜線的波長 實驗方法原理
若以單色平行光垂直照射在光柵面上，按照光柵衍射理論，衍射光譜中明條紋的位置由下式決定： =dsin ψk =±kλ
(a + b) sin ψk
如果人射光不是單色，則由上式可以看出，光的波長不同，其衍射角也各不相同，於是複色光將被分解，而在中央 k =0、 ψ =0 處，各色光仍重疊在一起，形成中央明條紋。在中央明條紋兩側對稱地分佈着 k=1，2，3，…級光譜，各級光譜 線都按波長大小的順序依次排列成一組彩色譜線，這樣就把複色光分解爲單色光。如果已知光柵常數，用分光計測出 k 級光譜中某一明條紋的衍射角ψ，即可算出該明條紋所對應的單色光的波長λ。 實驗步驟
(1) 調整分光計的工作狀態，使其滿足測量條件。
(2) 利用光柵衍射測量汞燈在可見光範圍內幾條譜線的波長。
①由於衍射光譜在中央明條紋兩側對稱地分佈，爲了提高測量的準確度，測量第k級光譜時，應測出+k級和-k 級光譜線的位置，兩位置的差值之半即爲實驗時k取1 。
②爲了減少分光計刻度盤的偏心誤差，測量每條光譜線時，刻度盤上的兩個遊標都要讀數，然後取其平均值(角 遊標的讀數方法與遊標卡尺的讀數方法基本一致)。
③爲了使十字絲對準光譜線，可以使用望遠鏡微調螺釘12來對準。
④測量時，可將望遠鏡置最右端，從-l 級到+1 級依次測量，以免漏測數據。
數據處理
(1) 與公認值比較
λ0爲公認值。
(2) 計算出紫色譜線波長的不確定度
差
? 0
其中
u(λ) =
(a?? b) | cos? | u(? ) 1 ? cos15.092???????
=0.467nm ; U =2×u(λ) =0.9 nm 600 60?? 180
1.
最後結果爲: λ=(433.9±0.9) nm
當用鈉光(波長λ=589.0nm)垂直入射到 1mm 內有 500 條刻痕的平面透射光柵上時，試問最多能看到第幾級光譜?並 請說明理由。 答：由(a+b)sinφ=kλ
∵φ最大爲 90o
2.
-6
得 k={(a+b)/λ}sinφ
所以 sinφ=1
又∵a+b=1/500mm=2*10m，
6 9
λ=589.0nm=589.0*10m
-9
∴k=2*10/589.0*10=3.4 最多隻能看到三級光譜。
當狹縫太寬、太窄時將會出現什麼現象?爲什麼? 答：狹縫太寬，則分辨本領將下降，如兩條黃色光譜線分不開。 狹縫太窄，透光太少，光線太弱，視場太暗不利於測量。
3. 爲什麼採用左右兩個遊標讀數?左右遊標在安裝位置上有何要求? 答：採用左右遊標讀數是爲了消除偏心差，安裝時左右應差 180o。
光電效應
實驗目的
(1) 觀察光電效現象,測定光電管的伏安特性曲線和光照度與光電流關係曲線;測定截止電壓,並通過現象瞭解其物 理意義。
(2) 練習電路的連接方法及儀器的使用; 學習用圖像總結物理律。 實驗方法原理
(1) 光子打到陰極上,若電子獲得的能量大於逸出功時則會逸出，在電場力的作用下向陽極運動而形成正向 電流。在沒達到飽和前，光電流與電壓成線性關係,接近飽和時呈非線性關係,飽和後電流不再增加。
2 2
(2)電光源發光後,其照度隨距光源的距離的平方成(r)反比即光電管得到的光子數與r成反比,因此打出的電子
22 -2
數也與r成反比,形成的飽和光電流也與r成反比,即I∝r。
(3) 若給光電管接反向電壓 u反，在 eU反< mvmax / 2=eUS時(vmax爲具有最大速度的電子的速度) 仍會有電子移動
到陽極而形成光電流，當繼續增大電壓 U反，由於電場力做負功使電子減速，當使其到達陽極前速度剛好爲零時 U反=US， 此時所觀察到的光電流爲零，由此可測得此光電管在當前光源下的截止電壓 US。 實驗步驟
(1) 按講義中的電路原理圖連接好實物電路圖； (2) 測光電管的伏安特性曲線：
①先使正向電壓加至30伏以上，同時使光電流達最大（不超量程）， ②將電壓從0開始按要求依次加大做好記錄； (3) 測照度與光電流的關係：
①先使光電管距光源20cm處，適當選擇光源亮度使光電流達最大(不超量程)； ②逐漸遠離光源按要求做好記錄； 實驗步驟
(4) 測光電管的截止電壓： ①將雙向開關換向；
②使光電管距光源20cm處，將電壓調至“0”，適當選擇光源亮度使光電流達最大（不超量程），記錄此時的光 電流I0，然後加反向電壓使光電流剛好爲“0”，記下電壓值US；
③使光電管遠離光源（光源亮度不變）重複上述步驟作好記錄。 數據處理 (1) 伏安特性曲線
照度與光電
伏安特性曲線
流曲線
(3) 零電壓下的光電流及截止電壓與照度的關係
1. 臨界截止電壓與照度有什麼關係?從實驗中所得的結論是否同理論一致?如何解釋光的波粒二象性?
電壓與照度無關，實驗結果與理論相符。
答：臨界截止
光具有干涉、衍射的特性，說明光具有撥動性。從光電效應現象上分析，光又具有粒子性，由愛因斯坦方程來描
述：hν=(1/2)mvmax+A。
2. 可否由 Us′ν曲線求出陰極材料的逸出功?答：可以。由愛因斯坦方程 hυ=e|us|+hυo可求出斜率Δus/Δυ=h/e 和普朗克常數，還可以求出截距（h/e）υo，再由截距求出光電管陰極材料的.紅限
υo，從而求出逸出功 A=hυo。
2
光的干涉—牛頓環
實驗目的
(1) 觀察等厚干涉現象及其特點。
(2) 學會用干涉法測量透鏡的曲率半徑與微小厚度。 實驗方法原理
利用透明薄膜(空氣層)上下表面對人射光的依次反射，人射光的振幅將分成振幅不同且有一定光程差的兩部分， 這是一種獲得相干光的重要途徑。由於兩束反射光在相遇時的光程差取決於產生反射光的薄膜厚度，同一條幹涉條紋所 對應的薄膜厚度相同，這就是等厚干涉。將一塊曲率半徑 R 較大的平凸透鏡的凸面置於光學平板玻璃上，在透鏡的凸 面和平板玻璃的上表面間就形成一層空氣薄膜，其厚度從中心接觸點到邊緣逐漸增加。當平行的單色光垂直入射時， 入射光將在此薄膜上下兩表面依次反射，產生具有一定光程差的兩束相干光。因此形成以接觸點爲中心的一系列明暗交 替的同心圓環——牛頓環。透鏡的曲率半徑爲：R?4(m??? n)實驗步驟
(1) 轉動讀數顯微鏡的測微鼓輪，熟悉其讀數方法；調整目鏡，使十字叉絲清晰，並使其水平線與主尺平行(判斷的 方法是：轉動讀數顯微鏡的測微鼓輪，觀察目鏡中的十字叉絲豎線與牛頓環相切的切點連線是否始終與移動方向平行)。
(2) 爲了避免測微鼓輪的網程(空轉)誤差，整個測量過程中，輪只能向一個方向旋轉。儘量使叉絲的豎線對準暗 在鼓應 干涉條紋中央時纔讀數。
(3) 應儘量使叉絲的豎線對準暗干涉條紋中央時纔讀數。 (4) 測量時，隔一個暗環記錄一次數據。
(5) 由於計算 R 時只需要知道環數差 m-n，因此以哪一個環作爲第一環可以任選，但對任一暗環其直徑必須是對 應的兩切點座標之差。 數據處理
4(m??? n)??
c
c=5.25mm；U
uc ( R)?? R???= 2× uc ( R) = 11 mm
R R?? (?? U ) =(875±11)mm
1. 透射光牛頓環是如何形成的?如何觀察?畫出光路示意圖。答：光由牛頓環裝置下方射入，在 空氣層上下兩表面對入射光的依次反射，形成干涉條紋，由上向下觀察。
2. 在牛頓環實驗中，假如平玻璃板上有微小凸起，則凸起處空氣薄膜厚度減小，導致等厚干涉條紋 發生畸變。試問這時的牛頓環(暗)將局部內凹還是局部外凸?爲什麼? 答：將局部外凸，因爲同一條紋對應的薄膜厚度相同。
3. 用白光照射時能否看到牛頓環和劈尖干涉條紋?此時的條紋有何特徵?
答：用白光照射能看到干涉條紋，特徵是：彩色的條紋，但條紋數有限。
R
2
=?8.9?10??8=0.6％
?? 20.635????
雙棱鏡干涉
實驗目的
(1) 觀察雙棱鏡干涉現象,測量鈉光的波長。
(2) 學習和鞏固光路的同軸調整。 實驗方法原理
雙棱鏡干涉實驗與雙縫實驗、雙面鏡實驗等一樣，都爲光的波動學說的建立起過決定性作用，同時也是測量光波 波長的一種簡單的實驗方法。雙棱鏡干涉是光的分波陣面干涉現象，由 S 發出的單色光經雙棱鏡折射後分成兩列，相當 於從兩個虛光源 S1和 S2射出的兩束相干光。這兩束光在重疊區域內產生干涉，在該區域內放置的測微目鏡中可以觀察
d d
到干涉條紋。根據光的干涉理論能夠得出相鄰兩明（暗）條紋間的距離爲???x ?，即可有???????x其中 d 爲兩
D D
個虛光源的距離，用共軛法來測，即 d ?d 2 ；D 爲虛光源到接收屏之間的距離，在該實驗中我們測的是狹縫到測 微 目 鏡 的 距 離 ； ??x 很 小 ， 由 測 微 目 鏡 測 量 。
實驗步驟
(1) 儀器調節 ①粗調
將縫的位置放好，調至堅直，根據縫的位置來調節其他元件的左右和高低位置，使各元件中心大致等高。 ②細調
根據透鏡成像規律用共軛法進行調節。使得狹縫到測微目鏡的距離大於透鏡的四倍焦距，這樣通過移動透鏡能夠在 測微目鏡處找到兩次成像。首先將雙棱鏡拿掉，此時狹縫爲物，將放大像縮小像中心調至等高，然後使測微目鏡能夠接 收到兩次成像，最後放入雙棱鏡，調雙棱鏡的左右位置，使得兩虛光源成像亮度相同，則細調完成。各元件中心基本達 到同軸。
(2) 觀察調節干涉條紋
調出清晰的干涉條紋。視場不可太亮，縫不可太寬，同時雙棱鏡棱脊與狹縫應嚴格平行。取下透鏡，爲方便調節可 先將測微目鏡移至近處，待調出清晰的干涉條紋後再將測微目鏡移到滿足大於透鏡四倍焦距的位置。
(3) 隨着 D 的增加觀察干涉條紋的變化規律。 (4) 測量
①測量條紋間距???x
②用共軛法測量兩虛光源 S1和 S2的距離 d
大學物理實驗答案篇二：廈門大學大學物理實驗理論作業參考答案
參考答案
第二題：
<1>（2.9979246?0.0000010）?108 米/秒 或 （2.997925?0.000001）?108米/秒
<2>（4.183?0.004）?107爾格/卡
<3>（1.7?0.5）?10?3 卡/克度
<4>（9.88?0.02）?103
第三題：
<1>8.5?0.2
<2>(7.46?0.02)?102或746?2
<3>0.0027?0.0008
<4>6523.6?0.3
第五題：
<1>3.01
<2>0.35
<3>2?103
<4>80.7
<5>3.0
第六題：
分不確定度的算術合成和幾何合成兩種情況。
1） 不確定度的算術合成：
N?38.206?2?13.2487?161.25?5?1.3242
?38.206?26.4974?161.25?6.6210
?219.3324
?219.33(cm)
這裏因爲161.25的末尾數數量級最大，所以最終結果保留到百分位，後面小於五捨去。
UN?0.?2?0.?0.?5?0.?0.001?0.0002?0.01?0.0005
?0.0117
?0.02(cm)
這裏因爲0.01的末尾數數量級最大，所以最終結果保留到百分位，對不確定度項只進不捨。
?N?UN?291.33?0.02(cm)
2） 不確定度的幾何合成：
UN?(UA)2?(2?UB)2?(UC)2?(5?UD)2
?(0.001)2?(2?0.0001)2?(0.01)2?(5?0.0001)2
??10?6?4?10?8?1?10?4?25?10?8
?.0129?10?4
?0.02(cm)
?N?UN?291.33?0.02(cm)
第七題：
R?2.14?0.02cm
S??R/42
=3.142*2.14*2.14/4=3.60 cm2
Us??SUR?(?R/2)*UR?0.07cm2 ?R
(?比R多取一位有效數字，結果保留一位有效數字)
S?Us?3.60?0.07cm2
第八題：
令A?10.20?0.04cm，B?3.01?0.03cm，
當兩式相加時，令N?A?B，則
N=10.20+3.01=13.21 (cm)
算術合成法：?UN?0.04?0.03?0.07(cm)?N?UN?13.21?0.07(cm) 幾何合成法：
?UN?(0.04)2?(0.03)2?0.0016?0.0009?0.0025?0.05(cm) ?N?UN?13.21?0.05(cm)
當兩式相乘時，令N?A?B，則
N?10.20?3.01?30.7(cm2) 算術合成法：?UN?BUA?AUB?0.1204?0.306?0.5(cm2) ?N?UN?30.7?0.5(cm2) 幾何合成法：
?UNUU0.0420.032?(A)2?(B)2?()?()?0.00012?0.011 NAB10.203.01
?UN?30.70?0.011?0.4cm2
?N?UN?30.7?0.4cm2
第十題：
<1>算術合成：UN?
幾何合成:
UN?(?f?f?f22?Ux)2?(?Uy)2?(?Uz)2?x?Uy?(2Uz)2
?x?y?z?f?f?f?Ux??Uy??Uz?x?y?2Uz ?x?y?z
<2>算術合成：
k[2AUA?2BUB]?f?fUQ??UA??UB??k[AUA?BUB]； ?A?B2
幾何合成：令P?A2,E?B2, 則
kkkk2222UQ?[UP]?[UE]?P?UE?2AUA]2?[2BUB]2
2222
?kAUA]2?[BUB]2
?f?L?fA2?L2
??<3>, 2?L2A?A4A
算術合成：
(A2?L2)?UA?2ALUL?f?f ?Uf??UA??UL? 2?A?L4A
幾何合成：
?f?f(A2?L2)?UA22ALUL2(UAA2?UAL2)2?4(ALUL)2
22Uf?(?UA)?(?UL)?()?()?22?A?L4A4A4A2
33???V0aVt?VtV0t??(1?at)2,??(1?at)2,<4>?t2?a2
算術合成：
UV0??f?f?Ua??Ut?a?t
33??aVttV?|?(1?at)2Ua|?|?t(1?at)2Ut| 22
3?Vt?|?(1?at)2[|aUa|?|tUt|]|2
幾何合成：
UV0?(?f?f?Ua)2?(?Ut)2
?a?t
33??aVttV?[?(1?at)2Ua]2?[?t(1?at)2Ut]2 22
Vt?|(1?at)?3|(aUa)2?(tUt)2
2
第十一題： 110解：平均值：d??di?3.34 10i?1(mm) 平均值標準誤差：???(di?110i?3.34)2?0.009 10?9(mm)
因爲測量次數爲10次，在置信概率爲68.3%時,t因子t0.68?1.06，則A類不確定度值爲：UA?t0.68??0.01 (mm) 遊標卡尺的誤差爲均勻分佈，
則B類不確定度值爲：UB?
因此合成不確定度爲：U?儀?0.023?0.012 (mm) 22?A?UB?0.02 (mm) 結果不確定度表示：d?d?U?3.34?0.02 (mm) 相對不確定度爲：E?
68.3% U0.02?100%??100%?0.6%，其置信概率爲3.34d
大學物理實驗答案篇三：大學物理實驗數據處理作業答案
五、用分度值爲0.01ｍｍ的一級千分尺測得鋼球的直徑爲15.561ｍｍ、15.562ｍｍ、15.560ｍｍ、15.563ｍｍ、15.564mm、15.560mm，千分尺的零點讀數爲0.011mm，試求鋼球體積的測量結果。 解：數據列表
1 2 3 4 5 6 平均值 標準差 d'(mm) 15.561 15.562 15.560 15.563 15.564 15.560 15.562 0.00163 d(mm) 15.550 15.551 15.549 15.552 15.553 15.549 15.551 0.00163
肖維涅係數C6＝1.73，C6?Sd?1.73?0.00163?0.0028
d’數據有效範圍：下限：15.562?0.0028?15.559
上限：15.562?0.0028?15.565數據全部有效
?15.551mmua(d)?Sd/6?0.0007mm
ub(d)?0.004/=0.0023u(d)?最終結果
0.00072?0.00232=0.0024mm
1
??d3?1969.0mm3
6?V1
u(V)?u(d)??d2u(d)?0.9mm3
?d2
V??u(V)??1969.0?0.9?mm3u(V)
E(V)??100%?0.046%
(P?0.683)
4?2L
六、利用單擺測重力加速度ｇ，當擺角很小時有g? ，式中L爲擺長，T爲週期，它們的測量
T2
結果用不確定度分別表示爲：L＝（97.69±0.02）cm（P=0.683）；T＝（1.9842±0.0002）s（Ｐ＝0.683）試求重力加速度g的測量結果。 解：
g?4?2
L
＝979.58m/s2 2T
lng?ln(4?2)?lnL?2lnT,
dgdLdT??2 gLT
E(g)=
0.0220.00022U(g)u(L)2u(T)2
=0.02873% ]?4[]?0.0002873?[]?4[]=[
97.691.9842gLT
U(g)?0.28m/s2
最終結果：
g??979.6?0.3?m/s
2
(P?0.683)
二、用單擺測重力加速度實驗中，改變擺長L，分別測量擺動50個週期的時間tn，實驗數據如下表。試用圖解法求重力加速度g。
解：(1) 作圖
由理論公式：T?2?
L
g，T和L之間不存在簡單的線形關係，採用曲線改直方案，
g4?
2T。 2
對上式兩邊平方，並作整理得：L?
在直角座標紙上建立座標，橫軸代表T2，縱軸代表長度L，作T2－L曲線。
(2) 圖解法求重力加速度
在直線的兩端（測量點內側）任取兩點A（52.0,2.12）、B（99.0,4.00），用符號“ｏ”標出。 斜率:
g4?2
?
L2?L199.0?52.0
??25（cm/s2） 22
T2?T14.00?2.12
所求的重力加速度：g=987cm/s2
三、水的表面張力在不同溫度時的數值如下表所示。設F=aT-b，其中T爲熱力學溫度，試用最小二乘法求常數a和b及相關係數γ。
解：令x＝T，y＝F，則y＝－b＋ax 由公式：a?
?xy2?x2
?
?TF2?T2
?
313?69.459?21675.05
??0.164(N/m.K) 2
313?98369
(N/m) b?a??a???0.16371?313?69.459?-120.701
??
xy?[x2?2][y2?2]
?
TF?[T2?2][F2?2]
?-0.9996(或-1.000)
