大学物理实验设计性实验方案
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大学物理实验设计方案引言:大学物理实验对于学生学习物理知识和培养实践能力具有至关重要的作用。
通过实验,学生可以深入理解物理概念、掌握实验操作技能以及培养科学探究的能力。
因此,本文将介绍一种针对大学物理实验课程设计的方案,旨在提供一个综合性、实用性强的实验项目,以满足学生的学习需求。
实验目标:本实验的目标是帮助学生通过实践操作和观察,掌握力学、光学、电磁学等物理学科的基本理论与实验方法。
同时,通过团队合作,培养学生的实验设计和数据分析能力,提高其科学研究思维和创新能力。
实验内容:本实验方案主要包括以下几个具体的实验项目:1. 弹簧的拉伸与弹性势能测量实验目的:探究弹簧的拉伸性质和弹性势能的关系实验步骤:使用一弹簧,通过测量受力和位移,计算弹簧的拉伸量以及弹性势能实验要求:精确测量实验数据,合理设计实验装置,注意安全操作2. 杆上的转子平衡实验实验目的:研究力矩平衡的条件与原理实验步骤:在一树脂杆上悬挂多个重力均匀分布的转子,通过调节位置使得杆保持平衡状态实验要求:精确测量实验数据,加深对力矩平衡的理解与应用3. 球体滚下斜面实验实验目的:通过测量球体在斜面上滚动的加速度,研究运动学与动力学关系实验步骤:在斜面上放置球体,测量球体加速度与斜面角度的关系实验要求:理论计算与实验测量相结合,提高数据处理和分析能力4. 光的折射实验实验目的:研究光在介质中的折射规律与折射率计算实验步骤:通过改变光线入射角度,测量光在不同介质中的折射角度,计算折射率实验要求:精确测量实验数据,加深对光的折射现象与光学定律的理解5. 电磁感应实验实验目的:研究磁场对导体的感应电动势产生的影响实验步骤:通过改变磁场强度和导体运动状态,测量感应电动势与磁场、导体相对运动速度的关系实验要求:精确测量实验数据,探索磁感应现象与电磁感应规律的关系实验设计与要求:1. 实验选材:根据学生的学习年级和知识储备,选择适合的实验项目,并确保实验器材的可获得性和安全性。
物理实验设计的实验设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解物理实验设计的基本原理,掌握实验方案制定、实验步骤设计及数据收集分析的方法。
2. 学生能运用所学的物理知识,针对具体问题设计可行的实验方案,并解释实验结果。
3. 学生了解实验误差的概念,掌握减小实验误差的方法。
技能目标:1. 学生具备独立设计物理实验的能力,能够合理选择实验器材,正确使用实验工具。
2. 学生能够通过团队合作,共同完成实验任务,提高实验操作的准确性和效率。
3. 学生能够运用信息技术,如电子表格、数据采集软件等,进行实验数据的收集、处理和分析。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对物理实验的兴趣,增强探索科学奥秘的积极性。
2. 学生在实验过程中,培养严谨、求实的科学态度,尊重实验事实,遵循实验规程。
3. 学生通过实验活动,提高合作意识,培养团队精神,学会互相尊重、互相帮助。
本课程针对初中年级学生,结合物理学科特点,注重培养学生的实验操作能力、科学思维和合作精神。
课程设计旨在让学生在实际操作中掌握物理知识,提高解决问题的能力,激发学生对科学的热爱。
通过明确具体的课程目标,教师可依据目标进行教学设计和评估,确保课程实施的有效性。
二、教学内容本章节教学内容以“物理实验设计的实验设计”为核心,依据课程目标,结合教材相关章节,组织以下内容:1. 实验设计原理:介绍实验设计的基本原理,包括实验目的、实验原理、实验方法、实验步骤等,对应教材第三章第三节。
2. 实验方案制定:学习如何根据实验目的和原理,制定合理的实验方案,包括实验变量的控制、实验组与对照组的设置等,对应教材第三章第四节。
3. 实验器材选择与使用:介绍实验器材的选择原则、使用方法和注意事项,使学生能够熟练操作实验器材,对应教材第三章第五节。
4. 数据收集与分析:学习如何收集实验数据,运用统计学方法进行数据分析,减小实验误差,对应教材第三章第六节。
5. 实验结果解释:分析实验现象,解释实验结果,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,对应教材第三章第七节。
大学生物理实验方案实验目标本实验旨在帮助大学生提高对物理实验的理解和应用能力,培养实验操作技巧,同时加深对物理原理的理解。
实验内容1. 实验一:测量重力加速度- 实验目的:通过测量自由落体物体的下落时间,计算出重力加速度。
- 实验步骤:在实验室内,利用计时器测量自由落体物体从起点到终点所用的时间,重复多次测量取平均值。
- 实验装置:自由落体装置、计时器、尺子。
2. 实验二:测量光的速度- 实验目的:通过测量光在空气和水中的传播速度,计算出光的速度。
- 实验步骤:在实验室内,利用透明介质和光源,测量光传播的时间和距离,计算出光速。
- 实验装置:光源、介质容器、计时器、尺子。
3. 实验三:测量弹簧的劲度系数- 实验目的:通过测量弹簧在不同受力情况下的伸长量,计算出弹簧的劲度系数。
- 实验步骤:在实验室内,利用不同的负载物挂在弹簧上,测量弹簧的伸长量,并记录下受力情况。
- 实验装置:弹簧、负载物、尺子、天平。
实验要求1. 学生需提前了解实验原理和操作步骤,准备好实验所需的材料和装置。
2. 在实验过程中,要注意安全操作,遵守实验室规定,保持实验环境的整洁。
3. 实验结束后,学生需整理实验数据,进行数据处理和分析,并撰写实验报告。
实验评价学生的实验评价将考虑以下因素:- 实验操作的准确性和规范性;- 实验数据的收集和处理是否合理;- 实验报告的撰写质量和逻辑性。
实验时间安排- 实验一:2小时- 实验二:2小时- 实验三:3小时实验指导教师实验指导教师将提供必要的实验指导和帮助,对学生在实验中的表现进行评价,并及时给予反馈和指导。
实验成果学生需根据实验结果和分析撰写实验报告,报告内容包括实验目的、原理、实验装置、实验步骤、数据处理和分析,以及结论和讨论等。
实验预期效果通过完成这些实验,学生将能够:- 掌握物理实验的基本原理和操作技巧;- 培养实验设计和数据处理的能力;- 提高对物理原理的理解和应用能力。
评分:大学物理实验设计性实验实验报告实验题目:弦线振动法测定液体密度班级:姓名:学号:指导教师:《弦线振动法测定液体密度实验》实验提要实验课题及任务《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是:研究弦线振动时波长λ的大小与弦线受到的张力T 有关,在其它条件不变的情况,改变弦线受到的张力即可改变波长λ,通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同,而产生不同的波长λ,进一步求出待测液体的密度。
学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案,内容包括:写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求⑴ 通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器,画出实验装置原理图,设计出实验方法和实验步骤,要具有可操作性。
⑶ 写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法;⑷ 用最小二乘法进行线性拟合,计算出待测液体的密度ρ。
⑸ 分析讨论实验结果。
实验仪器弦振动实验仪一套、电子天平等主要仪器实验提示物体浸没在液体中受到的浮力大小为:V f 液ρ=弦线在振动时频率ν、波长λ、张力T 及弦线的线密度μ有如下关系:μνλT1=当频率ν与线密度μ一定时,上式左右两边同时取对数,得到下式后还可以进一步简化。
νμλlog log 21log 21log --=T 评分参考 (10分)⑴ 正确的写出实验原理和计算公式,3分;⑵ 正确的选用仪器和测量方法,2分; ⑶ 写出实验内容及步骤,1分; ⑷ 电子天平的调零和使用,1分;⑸ 写出完整的实验报告,3分;(其中实验数据处理,2分、实验结果,0.5分,整体结构,0.5分)学时分配实验验收,4学时,在实验室内完成;教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。
课程设计实验报告10篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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普通物理实验设计性实验方案实验题目:简单显微镜的设计班级:物理学2011级(2)班学号:2011433175姓名:唐洁指导教师:陈广萍凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月简单显微镜的设计要求:1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理,以及视觉放大率等概念;2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法;3. 学会测量显微镜的视觉放大率;4. 简单显微镜的放大率为31.8;5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ,即光学间隔为16.6cm 。
序 言显微镜是最常用的助视光学仪器,且常被组合在其他光学仪器中。
因此,了解并 掌握它的构造原理和调整方法,了解并掌握其放大率的概念和测量方法,不仅有助于加 深理解透镜的成像规律,也有助于正确使用其他光学仪器。
一、实验原理(一)、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体,望远镜被用于观测远处的目标,它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角(视角)加以放大。
显然,同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下,正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05~0.07mm 的两点。
此时,这两点对人眼所张的视角约为/1,称为最小分辨角。
当微小物体(或远处物体)对人眼所张视角小于此最小分辨角时,人眼将无法分辨,因而 需借助光学仪器(如放大镜、显微镜、望远镜等)来增大物体对人眼所张的视角。
这是 助视光学仪器的基本工作原理,它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示,其定义为ww tan tan /=Γ (1)式中,w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角,/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。
(二)、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中,物镜的焦距很短,目镜的焦距较 长。
它的光路如图所示,图中的o L 为物镜(焦点在o F 和/o F ),其焦距为o f ;e L 为目镜, 其焦距为e f 。
大学生物理实验方案
实验目的
1. 掌握基本的实验操作技能。
2. 加深对物理理论的理解。
3. 培养观察问题、分析问题和解决问题的能力。
实验原理
实验原理是在实验过程中指导我们进行实验的理论基础,需要通过查阅相关资料或教材来和理解。
实验器材
1. 需要明确实验所需的器材和材料,包括仪器设备、工具和消耗品等。
2. 熟悉并了解这些器材和材料的使用方法和注意事项。
实验步骤
1. 实验前的准备:包括实验场地的布置、实验器材的检查和准
备工作。
2. 实验操作:按照实验原理和步骤进行实验操作,注意观察实
验现象,并做好数据记录。
3. 实验数据的处理和分析:对实验数据进行处理和分析,得出
实验结果。
4. 实验报告的撰写:根据实验结果和分析,撰写实验报告。
实验数据记录和处理
1. 实验数据记录:在实验过程中,要详细记录实验数据,包括
实验条件、测量数据和观察结果等。
2. 实验数据处理:对实验数据进行处理,包括数据的整理、计
算和图表的绘制等。
实验安全
1. 实验安全是非常重要的,需要在实验前了解实验物品的性质,避免发生意外事故。
2. 遵守实验室的规章制度,佩戴好实验器材,确保实验安全。
实验报告
1. 实验报告应包括实验目的、原理、器材、步骤、数据和分析等内容。
2. 实验报告应简洁明了,条理清晰,数据准确,分析深入。
以上是大学生物理实验方案的基本内容,具体实验方案应根据实验的具体内容和要求进行制定。
评分:大学物理实验设计性实验实验报告实验题目:将微安表改装成多量程电流表并进行初校班级:姓名:学号:指导教师:茂名学院技术物理系大学物理实验室实验日期:2007 年11月29日实验11 《将微安表改装成多量程电流表并进行初校》实验提要实验课题及任务《将表头改装成多量程电流表》实验课题任务是:利用所给的仪器,结合所学的知识,把表头改装成mA 5、mA 10双量程电流表,完成电表改装电路所需仪器与校正电路。
学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《将表头改装成多量程电流表》的整体方案,内容包括:写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
实验仪器量程A μ500的微安表一块,电阻箱(0.1级)三个,惠斯登电桥、数字电压表[精度(0.08%U+0.1)mV ]、3V 直流稳压电源、开关各一个、滑线变阻器两个(高值、低值各一个)。
实验所用公式及物理量符号提示⑴ 测微安表内阻时,电桥用外接电源并须降压使用,以免测量时微安表过载。
⑵ 将标称量程为A μ500、级别为5.1级的微安表,改装成mA 5、mA 10双量程电流表。
参考电路如图11-1所示。
⑶ 先测量微安表的内阻i R 和满刻度的电流实际值M I 。
用实际测出的i R 和M I 算出1R 和2R 的数值。
实验中1R 、2R 用电阻箱。
课前推导出计算1R 、2R 的公式,画好测i R 、M I 的电路图。
⑷ 以数字万用表的电压档作为标准表,两个滑线变阻器串联起来接入电路中,自己拟定校表电路,初校改装好的电表。
对改装表的要求是:两个量程中各点的误码率均不超过%5.2(每个量程校10 个点)。
课前拟好数据表据。
评分参考 (10分)⑴ 正确的写出实验原理和内阻i R 测量方法,2分; ⑵ 正确的选用仪器和1R 、2R 的计算方法,2分; ⑶ 写出实验内容及步骤,2分;⑷ 计算出1R 、2R 的值,完成改装表任务,2分; ⑸ 电表的校准及等级的标定,2分。
物理实验设计一、实验目的通过设计一系列物理实验,旨在培养学生的实验操作能力和科学研究思维,提高他们的实验分析和问题解决的能力,同时加深对物理知识的理解。
二、实验材料和仪器1. 实验一:磁场测量材料:电磁铁、直流电源、电磁感应计、磁力计仪器:毫伏表、电流表、电压表2. 实验二:光的直线传播材料:平行光源、阴影筒、凸透镜、白纸、标尺仪器:光屏、刻度尺、光强计3. 实验三:牛顿环实验材料:单色光源、凸透镜、光屏、玻璃片仪器:刻度尺、显微镜4. 实验四:弹簧振子的周期测量材料:弹簧振子、质量块、定滑轮仪器:计时器、电子秤、刻度尺五、实验步骤和结果记录1. 实验一:磁场测量步骤:将电磁感应计放置在磁场中,通过改变电磁铁的电流,以及改变感应计的位置,测量不同位置和电流下的磁场强度。
结果记录:将电流值和感应计读数记录下来,绘制电流与磁场强度的图像。
2. 实验二:光的直线传播步骤:将光源放置在一定距离上方,通过阴影筒将光线投射到平面上,将凸透镜放在光线路径上,观察光线在平面上的传播情况。
结果记录:记录光线的入射角度、凸透镜与光屏的距离,并通过测量光屏上的光强分布,分析光线传播的规律。
3. 实验三:牛顿环实验步骤:将凸透镜放置在光源和光屏之间,通过透镜的光学效应,在光屏上观察到一系列暗纹和亮纹。
结果记录:记录不同波长的光线所对应的暗纹和亮纹的半径,通过计算得到波长与半径的关系,进而验证光的波动理论。
4. 实验四:弹簧振子的周期测量步骤:将质量块挂在弹簧上方,使其形成一个简谐振动。
通过计时器测量振子的周期,并改变质量块的质量或振幅,观察周期的变化情况。
结果记录:记录不同质量块和振幅下的周期,并绘制周期与质量或振幅的关系图像,分析影响振动周期的因素。
六、实验分析和讨论根据实验结果,对实验现象进行分析和讨论,比如磁场的分布规律、光线的传播特性、牛顿环的形成机制以及弹簧振子的受力情况等。
可以结合相关理论,解释实验现象的原因,并探讨实验中的误差来源和减小误差的方法。
物理实验设计计划【物理实验设计计划】尊敬的实验室主任:我校物理实验室一直以来致力于提高学生的实验技能和科学素养。
为了进一步拓宽学生的物理实践经验,培养实验设计和解决问题的能力,我们计划开展以下实验项目,并请您审批并提供支持。
一、实验目的本次实验旨在通过设计和进行一系列与力学、热学、光学、电磁学等相关的实验,培养学生的观察能力、实验设计能力和数据处理能力,提高学生对物理实验的兴趣和了解。
二、实验项目1. 弹力系数测量实验通过测量不同材料弹簧的伸长量和施加的力的关系,获得不同弹簧的弹性系数,进而探究弹性力与伸长量之间的关系。
2. 热传导实验通过测量不同导热材料的热传导速率,深入了解材料的导热特性,以及温度、材料厚度和传热面积对热传导的影响。
3. 平面镜成像实验通过观察物体在平面镜前后的图像特点,掌握平面镜成像规律,并通过实验数据和计算验证成像公式。
4. 电磁感应实验利用一个线圈和一个永磁体,观察线圈在磁场中的变化,探索电磁感应现象,并学习使用法拉第电磁感应定律进行实验计算。
三、实验步骤及注意事项1. 实验步骤(以弹力系数测量实验为例)a) 准备不同材料的弹簧样品,并标定质量和长度。
b) 将弹簧固定在支架上,逐步加入不同质量的挂物,测量其伸长量,并记录施加的力。
c) 绘制力与伸长量的图像,根据斜率计算弹性系数。
d) 分析实验数据,总结实验结果。
2. 注意事项(以热传导实验为例)a) 实验过程中要注意安全,避免火源和易燃物。
b) 各组使用相同温差、相同厚度和相同面积的材料进行比较实验。
c) 测量时要控制好温度差,并保证测量接触面完全平贴。
四、实验器材和预算1. 实验器材a) 弹簧样品、挂物、支架、杆状物等(弹力系数测量实验)b) 不同导热材料样品、热电偶、温度计(热传导实验)c) 平面镜、白纸、光源等(平面镜成像实验)d) 线圈、永磁体、电流源、电流表等(电磁感应实验)2. 预算经初步估算,所需实验器材和耗材预计约为XXX元。
普通物理实验设计性实验方案实验题目:用双缝干涉测玻璃片的折射率班级:物理学2011级(1)班学号:2011433161姓名:XXXXXXXX指导教师:XXXXXXXX凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月用双缝干涉测玻璃片的折射率序言1801年,杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法来研究光的干涉现象。
杨氏用叠加原理解释了干涉现象,在历史上第一次测定了光的波长,为光的波动学说的确立奠定了基础。
在双缝实验中,入射光的波长为λ,用一厚h的透明薄片盖着S1缝,中央明纹位置从O点向上移到O1点,其它条纹随之平动,但条纹宽度不变。
不加透明薄片时,0出现第K 级明纹,加了透明薄片后有如下关系:一、实验要求1.实验方法的论证。
2.实验仪器的论证。
3.要求。
二、实验目的1.了解双缝干涉的原理及干涉图样。
2. 用双缝干涉测玻璃片的折射率。
三、实验原理1.双缝干涉在垂直于纸平面的方向置一小孔S,由一定距离处的单色光源(通常采用钠光灯)照明通过针孔S后的光再通过两针孔S1和S2。
S1和S2平行于S,也垂直于纸平面。
S1和S2距离约半毫米,并且他们到S的距离相等。
由S1和S2辐射的波将在像屏上出现干涉图样。
图1由图中可以看出,该装置的光程差∆r= r 2- r 1,可得∆r=dy r 当∆r=02k dy 2=r 2k+12λ⎧±⎪⎪⎨λ⎪±⎪⎩ 干涉加强() 干涉削弱(k=0,1,2……) (1)由(1)式我们可以求得:00r k d y=r 2k+12d ⎧±λ⎪⎪⎨λ⎪±⎪⎩明纹中心() 暗纹中心(k=0,1,2……) (2)由(2)式可以求得相邻明(暗)条纹间距为0r y=dλ∆。
2.测玻璃片的折射率用透明薄片盖着S 1缝,中央明纹位置从P (图2)。
点向上移到P 点,其它条纹随之平动,但条纹宽度不变图2加透明薄片后,光路的光程为P 点是中央明纹,两光路的光程差应等于0h n r ne h r )1(11-+=+-不加透明薄片时,出现第K 级明纹的条件是:由上面两式可得:(3)(4)因为K 的值不一定刚好是整数,所有不能准确的得到K ,当我们设两个亮条纹之间的距离为L ,K=1时,则条纹移动的距离: d=KL 所有得:(5)四、实验方法的论证方法一;用迈克尔孙干涉仪测量玻璃片的折射 等厚干涉图样当反射镜1M '、2M 不完全垂直,致使1M '、2M 成一小的交角时(图3),这时将产生等厚干涉条纹。
大学物理实验设计计划引言大学物理实验是培养学生动手能力和科学精神的重要环节。
实验设计计划是指导实验教学的重要参考,它包括教学主题、活动安排和教材使用等方面的详细论述。
本文将从这些方面展开,探讨如何设计一份高质量的大学物理实验设计计划。
一、教学主题1. 针对教学目标,制定明确的教学主题。
例如,通过实验探究物理现象,培养学生科学思维和实验探究能力。
2. 确定教学主题后,选择适当的实验内容。
要求实验内容与教学主题相关,并具有一定的挑战性和趣味性,能激发学生的学习兴趣。
3. 设计不同级别的实验,以满足不同学生的需求。
分为基础实验和拓展实验,以提供不同难度和深度的实验内容。
二、活动安排1. 将实验设计纳入课程时间表,确保有足够的时间开展实验教学。
2. 制定实验活动安排,包括实验前的准备和实验后的总结。
准备工作包括实验器材的准备、实验流程的制定以及实验讲解的准备工作。
总结工作包括实验结果的分析、实验报告的撰写以及实验中学生的自我评价。
3. 确保实验室安全,制定实验室安全操作规范。
在实验前向学生详细介绍实验室安全知识,并进行必要的演示。
三、教材使用1. 选择适合实验教学的教材,确保教材内容与实验主题相符。
教材应具有较为全面的实验原理、实验方法和实验结果等内容,以提供学生全面的知识支持。
2. 教材的使用方式要趋于多样化,既可以作为教师的参考书,也可以作为学生的自学教材。
教师可以结合实验内容,提前预习,为实验讲解提供理论基础。
3. 引用最新研究成果,鼓励学生参与实验设计并进行独立思考。
教师可以引导学生阅读相关文献,了解最新的研究进展,培养学生探究精神和创新能力。
结论设计一份高质量的大学物理实验设计计划需要考虑教学主题、活动安排和教材使用等方面。
只有在教学主题明确、活动安排合理、教材使用充分的情况下,才能有效促进学生的实验探究能力和科学精神的培养。
因此,教师在设计实验教学时应注重细节,并与教学实践相结合,不断改进和完善实验设计计划。
大学物理实验活动方案一、活动目的本实验活动旨在帮助学生巩固和应用物理学理论知识,培养实验操作能力,加深对物理学基本概念的理解,提高学生的实践能力和科学素养。
二、活动内容1. 实验1:测量物体的重力加速度- 目的:确定一个简单物体的重力加速度,并探究其与物体的质量和自由落体距离之间的关系。
- 实验步骤:通过测量物体自由落体的时间和距离,计算出物体的重力加速度。
- 实验要求:使用恒量物体,并进行多次测量以提高准确度。
2. 实验2:测量弹簧振子的周期- 目的:测量和分析弹簧振子的周期,研究与振幅、质量和弹簧劲度系数之间的关系。
- 实验步骤:通过测量弹簧振子的周期和操纵其中的变量,研究其对振子周期的影响。
- 实验要求:采用重复测量的方法,确保数据的准确性。
3. 实验3:分析光的折射规律- 目的:通过实验测量和分析光在不同介质中的折射现象,研究光的折射规律。
- 实验步骤:通过改变入射角和介质折射率,测量光线的折射角,并计算折射率。
- 实验要求:使用直尺、光源、半圆筒等实验器材进行实验。
三、活动安排- 活动时间:本次实验活动将持续2周,每周进行一次实验。
- 活动地点:物理实验室(具体实验室地点另行通知)。
- 活动方式:小组实验,每组由3-4名学生组成,每组成员需轮流担任实验记录员、实验操作员和数据分析员等角色。
四、实验评估- 实验报告:每组学生需撰写一份实验报告,报告应包含实验目的、步骤、数据记录和分析、实验结论等内容。
- 评分标准:实验报告将综合考虑实验数据的准确性、数据处理的合理性、实验结论的合理性以及报告的逻辑性和语言表达能力。
以上是本次大学物理实验活动的简要方案,希望通过这些实验能够提高学生对物理学知识的理解和实践能力。
如有问题,请随时向指导教师咨询。
祝实验成功!。
- -电阻率是表征导体材料性质的一个重要物理量。
测量导体的电阻率一般为间接测量,即通过测量一段导体的电阻,长度及其横截面积,在进行计算。
而电阻的测量方法很多,电桥是其常用方法之一。
双臂电桥简称双电桥,又名开尔文电桥,它是惠斯登电桥的改进和发展,它可以消除(或减小)附加电阻对测量的影响,因此是测量1Ω以下低电阻的主要仪器。
常用来测量金属材料的电阻率、电机、变电器绕组的电阻、低阻值线圈电阻、电缆电阻、开关接触电阻以及直流分流器电阻等。
【实验目的】1.学习用双臂电桥测低值电阻的原理和方法。
2.掌握用双臂电桥测量几种金属棒的电阻,并计算其电阻率。
【实验原理】测量电阻常用多用电表,但其测量误差较大。
如果要对电阻进行精密测量,可用各种电桥。
通常单臂惠斯登电桥的测量准确度可达0.5%(电阻值测量范围为10~106Ω)。
但在测螺丝,B 和C 接点间用较粗的U 形铜棒连接。
P 和Q 是两个弹簧片,起固定R x 的作用。
标尺用螺丝固定在铜棒的前面,这样可在尺上直接读出MN 的长度。
铜棒AB 镀了防腐蚀材料。
M 是一用胶木和接触弹簧片组成的滑块,且固定在粗的金属棒上。
除BC 间的接线在板的上面,其他连接均在板下,均用粗铜线。
电阻间的接线柱有板上部分和板下部分,板上是旋钮接线柱,板下是由螺丝固定的垫圈和焊片。
左边电阻配法是按顺时针方向依次为100Ω、450Ω、450Ω、100Ω;右边相同。
配阻计算如下:由于电阻对称的分布,可只设左边阻值依次为*1、*2、*3、*4按设计要求,列方程 用矩阵解线性方程组的方法解出通解,得到*1:*2:*3:*4=2:9:9:2于是考虑现有电阻和对实验准确度的影响,精挑细选100Ω、20Ω和430Ω三种规格的电阻。
二.双臂电桥的工作原理双电桥的原理电路图如图2所示。
它有两大特点:(1)待测电阻R x 和比较臂电阻R 0路。
分别为r 1、r 2、r 3包括导线电阻、C 1和C 处的接触电阻、以及之间电阻的总和。
普通物理实验设计性实验方案实验题目: 简单显微镜的设计 班 级: 物理学 2011级(2)班 学 号: 2011433175 姓 名: 唐 洁 指导教师: 陈 广 萍凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月简单显微镜的设计要求:1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理,以及视觉放大率等概念;2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法;3. 学会测量显微镜的视觉放大率;4. 简单显微镜的放大率为31.8;5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ,即光学间隔为16.6cm 。
序 言显微镜是最常用的助视光学仪器,且常被组合在其他光学仪器中。
因此,了解并 掌握它的构造原理和调整方法,了解并掌握其放大率的概念和测量方法,不仅有助于加 深理解透镜的成像规律,也有助于正确使用其他光学仪器。
一、实验原理(一)、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体,望远镜被用于观测远处的目标,它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角(视角)加以放大。
显然,同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下,正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05~0.07mm 的两点。
此时,这两点对人眼所张的视角约为/1,称为最小分辨角。
当微小物体(或远处物体)对人眼所张视角小于此最小分辨角时,人眼将无法分辨,因而 需借助光学仪器(如放大镜、显微镜、望远镜等)来增大物体对人眼所张的视角。
这是 助视光学仪器的基本工作原理,它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示,其定义为ww tan tan /=Γ (1)式中,w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角,/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。
(二)、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中,物镜的焦距很短,目镜的焦距较 长。
它的光路如图所示,图中的o L 为物镜(焦点在o F 和/o F ),其焦距为o f ;e L 为目镜, 其焦距为e f 。
电学设计实验万用表的设计实验目的:熟悉电表的工作原理及常用基本电学仪器的功能和使用;掌握如何设计简单的电路图来实现解决问题的方法;学会如何确定电表的准确度等级。
设计要求:要求设计合理,原理正确,仪器选择合适,电路设计正确,布局合理。
实验设计内容:1、选用两种以上方法测量100μA的微安表内阻Rg。
(课前查找相关资料,第一次电学设计课请同学到黑板上讲解自己选择的测量方法)。
2、将一个100μA的表头扩程,改装成5mA的毫安表及1V的电压表。
画出设计电路图,设计数据表格,画出校准曲线,确定改装表等级。
(第二次电学设计课请同学到黑板上讲解自己选择的方法)。
=100Ω,画出设计电路图,画出欧姆表表头刻度。
3、将一个100μA的电流表改装成欧姆表,R中要求E在1.35-1.6V范围内使用能调零,并用改装后的欧姆表测出一未知电阻的阻值。
(第三次电学设计课请同学到黑板上讲解自己选择的测量方法)。
实验仪器:YJ-DZT-II电磁学综合实验平台,指针式多量程电压表,指针式多量程电流表,9孔插件方板,微安表表头,10Ω、100Ω、200Ω、1kΩ、2kΩ、10kΩ的电阻,连接导线。
9孔插件方板中“田”字形中的9个孔是导通的,与其它“田”字形中的孔是断开的。
设计性实验一、 基本实验方法(一) 比较法⎩⎨⎧间接比较法直接比较法 (二) 放大法⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧光学放大法电学放大法机械放大法累计放大法(三) 平衡法(稳态法)(四) 补偿法(五) 模拟法(六) 示踪法(七) 转换测量(八) 干涉法、衍射法(九) 近代物理的其它方法:核磁共振技术与方法;低温与真空技术;扫描隧道显微技术与方法;薄膜制备技术与物性研究等。
二、 设计性实验的基本思路拟定实验方案(书面形式,操作前老师检查):1、 物理模型的建立和各种方案的比较分析,实验仪器的选择、实验参数的确定,画出实验装置图或电路图、光路图,注明图中各元器件的名称、型号、数量,从总体上对实验有个安排。
评分:大学物理实验设计性实验实验报告实验题目:用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量班级:姓名:学号:指导教师:实验提要实验课题及任务《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验课题任务是:利用迈克尔逊干涉仪能精密测量微小变量的特点,测量出钢丝在拉力作用下的微小伸长量,用特制的测力计测量拉力大小。
设计实验方案,测定钢丝的杨氏模量。
学生根据自己所学的知识,并在图书馆或互联网上查找资料,设计出《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》的整体方案,内容包括:写出实验原理和理论计算公式,研究测量方法,写出实验内容和步骤,然后根据自己设计的方案,进行实验操作,记录数据,做好数据处理,得出实验结果,写出完整的实验报告,也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求⑴通过查找资料,并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书,了解仪器的使用方法,找出所要测量的物理量,并推导出计算公式,在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵根据实验用的测量仪器,设计出实验方法和实验步骤,要具有可操作性。
⑶用最小二乘法求出杨氏模量。
⑷实验结果用标准形式表达,即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器迈克尔逊干涉仪、测力计、激光器。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时;实验验收,在4学时内完成实验;提交整体设计方案时间学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。
提交整体设计方案,要求用纸质版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。
参考文献⑴ 金正宇 一个经典力学实验测量方法的改进——霍尔传感器测杨氏模量 [J] 实验室研究与探索,2000⑵ 张 帮 利用迈克耳孙干涉原理测杨氏模量 [J] 大学物理实验 2007原始数据记录: 实验日期:金属丝长度:(=L 25.20 cm )01.0± 波长:=λ632.8nm(=d 0.627±0.004mm )表M -2 记录条纹数k 及作用力F指导教师:用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量杨氏弹性模量是材料弹性性质的一个主要特征量,是设计各种工程结构时选用材料的主要依据之一。
大学物理实验设计教案一、实验名称:测量重力加速度二、实验目的:1. 了解重力加速度的概念和作用;2. 掌握测量重力加速度的方法;3. 熟悉实验操作和数据处理。
三、实验原理:物体在地球表面受到的重力可以用以下公式表示:F = mg其中,F为物体所受的重力,m为物体的质量,g为重力加速度。
由于重力加速度g是一个恒定值,因此可以通过测量物体所受重力和质量来确定其数值。
四、实验器材:1. 重力测量仪;2. 物体样品;3. 动量称;4. 计算机。
五、实验步骤:1. 在实验室桌面上放置一个重力测量仪。
2. 将物体样品放在重力测量仪的平台上。
3. 使用动量称测量物体的质量,并记录下来。
4. 启动计算机上的数据处理软件,并通过串口连接重力测量仪。
5. 通过数据处理软件读取重力测量仪所测得的重力数值,并记录下来。
6. 重复步骤2-5,以获取不同质量物体所受重力的数据。
7. 将所得数据整理成表格或图表,并分析得到的重力加速度数值。
六、实验注意事项:1. 操作时要注意安全,避免物体掉落或造成意外伤害。
2. 保持实验环境稳定,避免外界因素对实验结果的干扰。
3. 确保仪器的准确性和精密度,在每一次实验前都要进行校准。
4. 测量过程中要保持仪器和物体的稳定,避免产生额外的误差。
七、实验结果分析:1. 根据实验数据计算得到不同质量物体所受重力。
2. 统计所有数据并绘制质量与重力之间的关系图。
3. 利用统计方法计算得到重力加速度的平均值和标准差,评估实验结果的可靠性。
4. 将实验结果与理论值进行比较,并分析差异的原因。
八、实验拓展:1. 探究重力加速度对物体质量的影响;2. 探究重力加速度与地理位置的关系;3. 探究重力加速度与海拔高度的关系;4. 探究重力加速度与地球自转速度的关系。
九、实验总结:通过本次实验,我们深入了解了重力加速度的概念和测量方法。
实践中,我们熟悉了实验器材的使用和数据处理的步骤,并从中获取了关于重力加速度的实验数据。
普通物理实验设计性实验方案
实验题目:简单显微镜的设计
班级:物理学2011级(2)班
学号:2011433175
姓名:唐洁
指导教师:陈广萍
凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月
简单显微镜的设计
要求:
1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理,以及视觉放大率等概念;
2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法;
3. 学会测量显微镜的视觉放大率;
4. 简单显微镜的放大率为31.8;
5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ,即光学间隔为1
6.6cm 。
序 言
显微镜是最常用的助视光学仪器,且常被组合在其他光学仪器中。
因此,了解并 掌握它的构造原理和调整方法,了解并掌握其放大率的概念和测量方法,不仅有助于加 深理解透镜的成像规律,也有助于正确使用其他光学仪器。
一、实验原理
(一)、光学仪器的视觉放大率
显微镜被用于观测微小的物体,望远镜被用于观测远处的目标,它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角(视角)加以放大。
显然,同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。
在一般照明条件下,正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05~0.07mm 的两点。
此时,这两点对人眼所张的视角约为/1,称为最小分辨角。
当
微小物体(或远处物体)对人眼所张视角小于此最小分辨角时,人眼将无法分辨,因而 需借助光学仪器(如放大镜、显微镜、望远镜等)来增大物体对人眼所张的视角。
这是 助视光学仪器的基本工作原理,它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示,其定义为
w
w tan tan /
=Γ (1)
式中,w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角,/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。
(二)、显微镜及其视觉放大率
最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。
其中,物镜的焦距很短,目镜的焦距较 长。
它的光路如图所示,图中的o L 为物镜(焦点在o F 和/o F ),其焦距为o f ;e L 为目镜, 其焦距为e f 。
将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处,物体通过 物镜成一放大的倒立实像//B A (其长度为2y )。
此实像在目镜的焦点以内,经过目镜放
图1
大,结果在明视镜D 上得到一个放大的虚像////B A (其长度为3y )。
虚像////B A 对于被观测物AB 来说是倒立的。
显微镜物镜焦点/F 到目镜焦点e F 之间的距离δ称为物镜和目镜的光学间隔。
当显微镜中能看到物体清晰图像时,物镜前端面到被测物的距离叫做显微镜的工作距离。
为获得清晰的图像而调节显微镜与被观测物的距离称之为调焦。
由图可见,显微镜的视觉放大率为
1
2
2313///tan tan y y y y D y D y w w ∙
===Γ (2) 式中,
e e
f D u D y y Γ=≈=223,为目镜的视觉放大率;01112βδ
=≈=o
f u v y y (因1v 比o f 大得多),为物镜的线放大率。
因而式(2)可改写成
e o
e f f D Γ∙=∙=
Γ0βδ (3) 由式(3)可见,显微镜的放大率等于物镜放大率和目镜视觉放大率的乘积。
在o
f e f 、δ和D 已知的情形下,可利用式(3)算出显微镜的视觉放大率。
D
显微镜通常配有一套不同放大率的物镜和目镜,可供选用。
例如,使用20 ×物镜和5×目镜的显微镜,它的视觉放大率100520=⨯=Γ。
一般显微镜的放大率为几十倍到几百倍。
根据式(3)可知,显微镜的镜筒越长,物镜和目镜的焦距越短,放大率就越大。
同时受光学底座尺寸的限制,故实验中所选的物镜焦距为45mm ,目镜焦距为29mm 。
简单显微镜设计光路的装置图和简图分别如图所示。
图2
1-小照明光源S ,2-干版架,3-微尺M 1
(1/10 mm ),4-二维架或透镜架,5-物镜Lo (0'f =45 mm ),6-二维架,7-三维调节架,8-目镜Le (e 'f =29 mm ),9
-45°玻璃架,10-升降调节座,11-双棱镜架,12-毫米尺M 2(l =30 mm ),13-三维平移底座,14-三维平移底座,15-升降调节座,16-通用底座,17-白光源(图中未画)
图3
二、实验仪器
IIB GSZ -型光学平台,小照明光源S ,微尺,45mm 物镜,29mm 目镜,玻璃架,毫米尺,白光源,白屏,若干光学支架和底座。
三、实验内容与步骤
本实验的主要内容就是自组搭建简单显微镜光路,测量简单显微镜的放大率。
(一)光路的调整
1、将各光学元件沿着光学平台上的标尺固定在相应的支架上,夹好、靠拢,调同轴等高 注意:各光学元件的高度通过目测调节好后,在固定前同时应确保各光学元件与相应光学底座的某一边保持平行,便于调节光路。
2、测物镜、目镜的焦距
方法:物距像距法,如图所示。
调节白屏在光轴上的位置,直至白屏上有物S 的等大实像,则焦距为物与白屏之间距离L 的4
1。
多次测量求平均值。
)(2为焦距f f v u == (4)
3'S
2y
图4
3、按装置图装配显微镜
根据要求将物镜o L 与目镜e L 的距离定为24cm ;在e L 之后放置一与光轴成45°角的平玻璃板,距此玻璃板25cm 处放置一白光源(图中未画出)照明的毫米尺2M 。
4、微调微尺1M 的位置
调整微尺1M 离物镜o L 的距离,使它经显微镜系统成的像3y 与毫米尺2M 经45°玻璃板反射的像'S 重合。
要求反复调整,直到微尺1M 的放大像3y 与毫米尺
2M 反射像'S 之间没有视差为止。
(二)测量显微镜的放大率 1、观察
仔细观察微尺1M 的放大像和毫米尺2M 的反射像,同时微调毫米尺2M 的高度,让其反射像中的某一格对准被测物放大像的某一格,便于读数。
2、测量
读出微尺1M 放大像3y 的格数b 所对应的毫米尺2M 反射像的格数a ,需反复测量,求平均视觉放大率。
3、数据处理
根据公式a
b 10
⨯=Γ计算出简单显微镜的视觉放大率。
将cm D 25=和光学间隔
o e f f L --=δ(L 、e f 和o f 前面已经测出)代入公式e o
D f f δ
Γ=
∙计算出简单显微镜的测量视觉放大率,并将计算结果与观测值作一比较,计算百分误差比。
四、测量条件
1. 微尺、物镜、毫米尺、目镜必须严格的同轴、等高;
2. 物镜与目镜之间的距离为24cm ;
3. 毫米尺不能离物镜太远,只能是比物镜的焦距大一点点即可;
4. 白光源要放到离45°玻璃架25cm 处。
五、实验数据记录与数据处理 1.数据记录表格 2、数据处理
(1)简单显微镜视觉放大率Γ的理论值 (2)简单显微镜视觉放大率Γ的测量值 (3)物镜o L 与目镜e L 之间的距离L : (4)光学间隔δ为: (5)根据公式e o
D f f δ
Γ=
∙有: (6)简单显微镜视觉放大率Γ的测量相对偏差。