Afosef大学物理实验II指导书

秋风清，秋月明,落叶聚还散,寒鸦栖复惊。

《大学物理实验II实验指导书》

目 录

实验1、空气比热容比的测定 .......................................................................................1 实验2、导热体热导率的测定 .......................................................................................3 实验3、示波器测超声波声速 .......................................................................................5 实验4、光速测量实验..................................................................................................6 实验5、光电效应法测普朗克常量 ................................................................................8 实验6、夫兰克—赫兹实验......................................................................................... 10 实验7、电子束聚焦和偏转研究.................................................................................. 12 实验8、霍尔元件基本参量及磁场的测量.................................................................... 14 实验9、迈克尔逊干涉仪的调整与使用 ....................................................................... 15 实验10、棱镜摄谱实验 .............................................................................................. 16 实验11、光栅测量 ..................................................................................................... 17 实验12、硅光电池特性研究实验 ................................................................................ 18 实验13、磁场的测量实验 .......................................................................................... 19

实验1、空气比热容比的测定

【实验仪器】 直流电源（6V）、空气比热容比测定仪、空气比热容比实验仪、电阻箱（5 k?）和三根导线

【实验内容】测定空气的比热容比值。

【注意事项】

1.实验过程中若要移动实验装置，请小心移动，不要拉扯接线；

2.本实验电路已经接好，请不要改动线路；实验完成后请不要拆线；电阻箱的阻值固定为5 k?，请同学们自行检查此值是否正确，在以后实验过程中不要改动；

3.温度传感器AD590的正负极不要接错；

【实验步骤】

1.理解实验原理，观察实验仪器和控制仪，了解仪器各部件名称、作用方式和功能，以及测定仪面板上各按键的功能；

2.开启空气比热容比测定仪的电源开关，在测压强窗口，用调零电位器调节零点；开启直流电源开关，电压设置为6V，并检查电阻箱阻值（5 k?），此时，温度窗口显示值约在1400 ～ 1700之间；打开放气阀C2，使瓶内气体与外界气体充分流通，时间约为几分钟；

3.关闭放气阀C2，打开充气阀C1；用打气球把空气稳定地打进储气瓶内，充气时仪器压强显示值为150左右即可；关闭充气阀C1；等待到达稳定状态（第I状态（P1，V1，T0））后，记录瓶内压强均匀时的压强P1和温度T0值（P0、T0值用电压mV表示）；

4.迅速打开放气阀C2，放出气体；当储气瓶内的空气压强低到环境大气压时（放气声消失），及时关闭放气阀C2（动作要快，不能超过1 s的时间）。这两步一定要做好，否则测量结果误差较大，此时为第II状态（P0，V2，T1）；

5.当储气瓶内空气温度上升至室温T0，气压稳定，即第III状态（P2，V2，T0）时，记下储气瓶内气体的压强P2；

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6.记录完毕后，打开放气阀C2放气，当压强显示为“0”时，关闭放气阀C2； 7.重复步骤2 ~ 6，反复测量6次；

8.用表格形式（自行设计）列出所有原始数据，注意：物理量、有效数字和单位；

9.测试以上显示的压强值P′与实际的压强值P的关系为P = P0 + P′× 105/2000，其中P0为大气压，由实验室给出；

10. 测试仪上显示的温度值并不是实际温度值，但由于数据处理公式中没

有涉及到温度，因此，不需要进行转换，就将其显示值作为实际温度值，表格中用T′表示；由于仪器间的差别，每台仪器显示出的室温并不完全相同，因此每组间不要相互比较，将各自的显示值作为室温； 11. 实验完毕后，将仪器、桌面收拾整理干净，关闭电源，然后进行数据

处理。若发现仪器缺失或损坏，要追究学生责任。

【实验报告要求】

1.将测量数据整理后依次列表于实验报告中数据处理处，常温下大气压强P0 = 0.9570×105 Pa，注意：单位、物理量和有效数字的位数；

2.将空气比热容比γ计算出并求出其不确定度，注意：单位、有效数字和列出所用公式；

3.分析可能的误差及其来源。

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实验2、导热体热导率的测定

【实验仪器】

导热系数实验仪（含散热盘）、XD-TC导热系数测定仪、待测样品、测温仪、热电偶及其连线、水准仪（从老师处取）和游标卡尺（从老师处取）

【实验内容】

本实验要求测量一个不良导热体的热导率，此不良导热体为黄色圆柱形橡胶材料制成的样品。实验时，此物作为被测试件放置在加热盘和散热盘之间。

【注意事项】

1. 散热盘的背面有一个较浅的圆槽，安放时，三个螺丝尖部应置于槽内； 2. 取、放散热盘时应注意轻拿轻放，避免将散热盘掉在地上摔坏； 3. 加热盘在实验过程中温度较高，移动、触摸时应注意安全；

4. 在移动加热盘时，应先切断加热电压后再移动加热盘（”加热电压”按钮为红色，灯灭表示停止加热，加热盘断电）；

5. 安插热电偶时，应将热电偶插入到底，切勿弯折导线；

6. 若散热盘已经被加热但实验失败，需要重做时，须将取下，放在仪器底板上（不是放在桌子上），几分钟后，散热盘的热量被底板吸收后方可重做试验。

【实验步骤】

1. 理解实验原理，观察实验仪器和控制仪，了解仪器各部件名称、作用方式和功能，以及测定仪控制面板上各按键的功能；

2. 先用水准仪（可向老师借取）通过三个调平螺丝调整底板和散热盘的水平（水泡居中）；调平螺丝上设有锁紧螺母，调平后应锁紧定位；

3. 将被测试件放置在散热盘的上面，将加热盘自由落放在被测试件上，保证被测试件与散热盘和加热盘的良好接触；

4. 调节控制仪器面板上“电压”设置加热电压值为交流80伏，按下红色按键“电压输出”，红灯亮，此时电压输出为80伏；

5. “稳恒态”的确认：加热约5分钟后，开始测试并记录被测试件上、下表

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面的温度（通过控制面板上“选择”按键进行上、下表面温度测量的切换；测温仪使用摄氏温度，精度为0.10C），填入相应表中，并计算出上、下表面的温差?T，随后，每隔2分钟测试记录一次，加热时间超过一小时后，若连续三次测量的温差?T值保持不变，则认为被测试件处于稳恒态； 6. “散热速率”的测量：在测量完被测试件的上、下表面温差?T后，切断加热电压，停止加热，升起加热盘，取下被测试件，将加热盘下降至散热盘上，对散热盘进行加热，等待散热盘温度上升3～50C；移开加热盘，每隔10秒钟记录一次散热盘的温度，直到散热盘温度低于平衡点（稳恒态中的任一温度）温度2～30C时测量结束，将记录值填入表中。取平衡点前、后各10组数据计算散热速率，注意单位。

7. 实验完毕后，将仪器、桌面收拾整理干净，电源关掉，然后进行数据处理，若发现仪器缺失，要追究学生责任。

【实验报告要求】

1. 将测量数据整理后列表于实验报告中数据处理处（共2个表格），注意：单位、物理量和待测样品质量m = 250.0g；

2. 将稳恒态温度、散热速率?T/?t和热导率λ计算出，列出所用公式，注意：单位、有效数字。

加热电压 指示电表 时 时 分 分 秒 秒 时钟设置 清零 电压输出指示灯 测温 电压 切换 测温度 上温度 下温度 电源开关 - 4 -

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