大学物理实验

包含了声速的测量。示波器的使用、用四端法测量Fe-Cr-Al丝的电阻率、用电桥测电阻、基本电表的使用以及伏安特性的研究等等。

大学物理实验

• 测量误差与实验数据处理基础知识
  • 测量
    • 直接测量
    • 间接测量
  • 测量的误差
    • 约定真值
    • 系统误差
      • 对测量结果引入修正值
      • 使用适当的测量方法
        • 交换法
        • 补偿法
        • 替代法
        • 半周期偶数测量法
    • 随机误差
      • 多次测量取均值
      • 正态分布
      • t分布
    • 粗差
  • 直接测量结果的表示
  • 间接测量的结果表示和不确定度的合成
  • 有效位数
    • 概念
    • 确定规则
      • 原始数据有效位数的确定
        • 游标类量具、如游标卡尺、带游标的千分尺、分光仪角度游标度盘等，一般应读到游标分度值的整数倍
        • 数显仪表及有十进不进式标度盘的仪表，如电阻箱、电桥等，一般应直接读取仪表的示值
        • 指针式仪表一般应估读到最小分度值的1/4～1/10，或估读到基本误差限的1/3～1/5
      • 中间运算结果有效位数的确定
      • 测量估算不确定度时，测量结果表示中有效位数的确定
        • 实验结果不确定度的有效位数一般取一至两位有效位数，当不确定度首位数较小时一般取两位，不小于五时通常取一位
        • 表示测量误差值最后结果时，最佳估计值与不确定度的末位数字要对齐
        • 相对误差或相对不确定度的有效位数一般只取一至两位
    • 数据修约的进舍规则
  • 实验数据处理方法
    • 列表法
    • 作图法
      • 图表名称
      • 坐标轴名称及单位
      • 实验点
      • 对应公式
  • 实验数据的直线拟合
    • 最小二乘法
    • Excel
    • ORIGIN
• 物理实验的比较方法
  • 基本测量方法
    • 比较法
      • 直接比较法
      • 间接比较法
    • 放大法
      • 螺旋放大法
      • 累积放大法
      • 光学放大法
      • 电子学放大法
    • 转换法
      • 参量换测法
      • 能量换测法
        • 热电换测
        • 压电换测
        • 光电换测
        • 磁电换测
    • 补偿法
    • 模拟法
      • 物理模拟
      • 数学模拟
  • 基本调整与操作技术
    • 零位调整
    • 水平、铅直调整
    • 消除视差
    • 同轴等高的调整
    • 逐次逼近法
    • 先定性后定量原则
    • 消除空转误差
• 用静态拉伸法测材料的弹性模量
  • 仪器
    • 弹性模量仪
      • 实验架
      • 望远镜
      • 数字拉力计
    • 千分尺
      • 根据螺旋测微原理制成
    • 游标卡尺
      • 利用游标原理制成
    • 钢卷尺/米尺
  • 方法
    • 光杠杆法
    • 逐差法
  • 原理
    • 胡克定律
• 弹簧振子运动规律的实验研究
  • 仪器
    • 劲度系数不同的弹簧
    • 镜尺
    • 秒表、支架、砝码与钩码
  • 方法
    • 作图法
      • m为纵，x为横
    • 控制变量法
  • 原理
    • 胡克定律
• 用扭摆法测量物体对转动惯量
  • 仪器
    • 扭摆
    • 转动惯量周期测定仪
    • 游标卡尺、卷尺与天平
  • 方法
    • 扭摆法
  • 原理
    • 胡克定律
    • 弹簧扭转常数K的测定
    • 刚体转动惯量平行轴定理
    • 不同物体转动惯量
  • 数据处理
    • 百分差
• 空气比热容比的测定
  • 仪器
    • FD-NCD-Ⅱ型空气比热容比测定仪
    • 压力传感器
    • 温度传感器
    • 数字电压表
  • 方法
    • 绝热膨胀法
  • 原理
• 液体表面张力系数的测量
  • 仪器
    • FD-NST-I液体表面张力系数测定仪
    • 吊环
    • 砝码
    • 游标卡尺与样品
  • 方法
    • 拉脱法
    • 最小二乘法拟合B
  • 原理
    • 硅压阻力敏传感器灵敏度确定与液体表面张力系数的定义
  • 注意事项
    • 吊环水平的原因
    • 吊环处理干净的原因
    • 保持稳定的原因
    • 记录温度的原因
• 基本电表的使用以及伏安特性的研究
  • 仪器
    • 电源
    • 伏特计
    • 毫安计
    • 性能
      • 内阻
        • 仪表额定电压与额定电流
      • 量程
        • 合适量程：在满足测量条件前提下，使指针最大化偏转的量程
      • 仪表等级
        • 国标决定
      • 仪器误差与不确定度
        • 额定电压乘以f%
    • 滑线电阻
    • 待测金属膜电阻
    • 发光二极管
  • 方法
    • 伏安法
      • 电流表内接法
      • 电流表外接法
  • 原理
    • 分压电路
    • 限流电路
• 用电桥测电阻
  • 仪器
    • 电源
    • 电阻箱
    • 插板式电路板及配件
    • 电流计
    • 电桥箱
    • 待测金属膜电阻
  • 方法
    • 交换测量法：消除误差
  • 原理
    • 电桥
    • 电桥灵敏度
    • 箱式电桥
• 用四端法测量Fe-Cr-Al丝的电阻率
  • 仪器
    • 待测电阻丝
    • 标准电阻
    • 滑线电阻
    • 电源等
    • 半数字万用表
  • 方法
    • 四端法：用于低值电阻的测量
      • 两端（误差来源分析）
      • 四端
    • 比较法：用于低值电阻的测量
  • 原理
    • 误差等分配原则
      • 概念：各个直接测量量所对应的误差分量尽量相等，同时间接测量量对应的误差合成项又满足精度的要求
      • 用处：可根据不确定精度要求设计实验方案
• 示波器的使用
  • 仪器
    • TBS1102B-EDU型数字存储示波器、TFG6920A型函数/任意波形发生器
  • 原理（看书重中之重）
    • 工作原理
    • 测量
      • 刻度法
      • 光标法
      • 自动测量法
      • 李萨如图形法
• 声速的测量
  • 仪器
    • SW-1声速测量仪、TFG6920A型函数/任意波形发生器、TBS1102B-EDU数字存储示波器等
  • 方法
    • 驻波法
    • 行波法
  • 原理