物理实验研究性实验报告——钠黄光双线波长差的测量及其应用
研究型实验报告
院（系）名称机械工程及自动化学院专业名称机械工程及自动化
实验作者学生姓名学生学号第一作者王路明11071172 第二作者马天行11071160 第三作者吴宏宇11071167
钠黄光双线波长差的测量及其应用
王路明11071172
马天行11071160
吴宏宇11071167
摘要：迈克逊干涉仪是一种精密干涉仪，其测量结果可精确到与波长相比拟。本文从实验的原理和方法等方面对用此仪器精确测定钠黄双线差及钠的相干长度进行了讨论，
并用实验数据验证了理论值，达到了预期的效果。
关键词：迈克尔逊干涉仪，双线波长差，钠黄光，光程差，玻璃折射率，
一．实验基本要求
1．掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构，学会它的调整方法和技巧；
2．利用干涉条纹变化的特点测定光源波长；
3．了解光源的非单色性对干涉条纹的影响；
4．学会用迈克尔逊干涉仪测透明玻璃片折射率。
二．仪器简介
He 激光器、钠光灯、毛玻璃、扩束镜、千分尺、透明玻璃等迈克尔逊干涉仪、Ne
三．实验原理
迈克尔逊干涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。用它可以高度准确地测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等。后人利用该仪器的原理，研究出了多种专用干涉仪，这
些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用。
1.波长差的测量
钠黄光中包含波长为λ1=589.6nm 和λ2=589.0nm 的两条黄谱线，当用它做光源时，两条谱线形成各自的干涉条纹，在视场中的两套干涉条纹相互叠加。由于波长不同，同级条纹之间会产生错位，当变化两束光的光程差时，干涉条纹的清晰度发生周期性变化
()()
L k I L I ?+=?101cos 1()()
L k I L I ?+=?202cos 1
?
??
??
???? ???+???? ????+=L k k L k I I 2cos 2cos 1221021k k k -=?
衬比度：??
?
????=L k 2cos γ半周期：λ
λ?≈
?22
0L
L ?
γ
图1.钠黄光双线结构使干涉条纹的衬比度随ΔL 做周期性变化
在视场E 中心处λ 1 和λ2两种单色光干涉条纹相互叠加。若逐渐增大镜M1与M2的间距d ，当λ1得第k1级亮纹和的第k2级暗纹相重合时，叠加而成的干涉条纹清晰度最低，此时增大d ，条纹由逐渐清晰，直到光程差δ的改变达到
22112λ2
1
k λk 2d δ）（+=== （1） 时，叠加而成的干涉条纹再次变得模糊。可得
2112λ1m m λd d 2）（）（+==-（2）
则λ1和λ2的波长差为 Δd
2λλλ-λΔλ2
121=
= （3） Δd=d2-d1 ，当λ1和λ2的波长差相差很小时，λ2
λλλλ2
121=+= (λ=589.3nm )，
则可得 d
22
21?=-=?
λ
λλλ （4）
如果已知Δd和 即可计算出两种波长λ1和λ2的波长差Δλ。
四．实验内容及步骤
1.钠光波长测量
1调节迈克尔干涉仪，使屏幕上出现清晰地等倾干涉条纹
2连续同一方向转动微调手轮，仔细观察屏上的干涉条纹“涌出”或“陷入”现象，先练
习读毫米标尺、读数窗口和微调手轮上的读数。掌握干涉条纹“涌出”或“陷入个数、速度与调节微调手轮的关系.慢慢的转动微动首轮，直至视场中出现清晰的，对比
度较好的干涉圆环。
3经上述调节后，读出动镜M1所在的相对位置，此为“0”位置，然后沿同一方向转
动微调手轮，仔细观察屏上的干涉条纹“涌出”或“陷入”的个数。每隔100个条纹，
记录一次动镜M1的位置。共记500条条纹，读6个位置的读数，填入自拟的表格中。
2、测量钠光双线波长差
(1)调节迈克尔逊干涉仪，使屏上出现清晰地等倾干涉条纹。
(2)把圆形干涉条纹调好后，缓慢移动M1镜，使视场中心的可见度最小，记下镜M
1
的位置
d 1，再沿原来方向移动M
1
镜，直到可见度最小，记下M
1
镜的位置d
2
，即得到：
Δd=∣d2-d1∣。
(3)按上述步骤重复若干次，求得Δd，计算出纳光的双线波长差Δλ，取λ为589.。
五．实验数据处理及不确定度的计算
实验一测量钠光的波长
表格一测量钠光的波长
序号 1 2 3 4 5 X i(mm) 39.97542 39.94602 39.91755 39.88707 39.85746
序号 6 7 8 9 10 X i (mm) 39.82840
39.80123
39.77386
39.73460
39.70781
由上表可得
()
()
()()
()
()
()
()
()()m
10
1.09.5 m
10
145.1250
mm
10863.2
mm
10
89.23
0005
.03 mm 10848.24x
x -x -x
08.905250
0.14752λ
0.14752mm
5
x
x 250 7
-8
-250
3
-2
250b 2
250a 250
4
-250b 3
-25
i 2
5i i 250a 5
1
i 5
i i μ
?±=±?==
∴?=+=
∴
?==?
=?=+=
==
∴=-=∑
++=+∑
λλ
λλ
λ
λ
λλ
μλμ
μ
μ
μ
λμ
μ
nm
%183.0%100- =?=真
真
测相对误差λλλE
实验2.测量钠黄双线波长差
序号 1 2 3 4 5 di(mm) 64.46825
64.75960
65.05105
65.34250
65.63373 序号 6 7 8 9 10 di(mm)
65.92940
66.21640
66.50768
66.80022
67.09275
则Δd 的平均值为d ?=0.29165mm , 可求的值
综上所述
nm nm d 59536.029165
.02)103.589(22
6212
21=??=?=-=?-λλλλ
不确定度的计算:
mm
d di n a 45
1
2
1041.84
5)
55(-=?=??-?=
∑μ
不确定度B 类分量
m m 109.2m m 3
00005
.035-?==?=
仪b μ 则标准合成不确定度
mm
U
U
d B
A
4
22
10
41.8)5(-?=+=
?μ
mm d d 41068.15
)
5()(-?=?=
?μμ
由 d
?=
?22
λ
λ 及不确定度传递公式得合成不确定度是
nm
d d 4
22
2
10
4.3])()
([
2
)(-?=??=?μλμλ
%77.0%100E =???-?=
λ
λλ真
测相对误差
则钠黄光的双线波长差测量结果是 nm )0003.05954.0()(±=?±?λμλ
六 误差分析及实验讨论
1.误差分析
实验一： 1，测量钠光波长时，起始状态与末状态可能不是严格对应，即所转过的圈数不是 严格的等于100；
2，读数时对于最后一位的判断会带来误差；
3，调整M1，M2垂直时，M1，M2为严格的垂直，例如判断干涉中心没有吞吐存在
一定的误差 ；
实验二：1，判断没有干涉条纹时，存在较大的误差；
2，读取数据时存在一定的误差；
2.注意事项
（1）调节螺钉和转动手轮时，一定要轻慢，微调鼓轮转动时可以带动粗调手轮转动，但转动粗调手轮时不能带动微调鼓轮转动。因此，在测量前，应先进行零位调节。
（2）在测量过程中，微调鼓轮应沿同一方向转动，中途不可倒转，以便消除螺纹的间隙误差。
(3)由于试验中视见度最小的位置较难判断，可选取干涉环刚消失或刚出现的位置为参考
点，本实验选取干涉环刚消失时的值。
（4）要想看到同心圆环条纹必须是等倾干涉，那么就必须要把两个反射板调整完全平行。
此外，因为钠光灯毕竟不是单色光源，当光程差超过了波列长度后就不能看到条纹了，所以要注意控制光程差。
（5）若在实验过程中出现还未测完干涉条纹变得不明显，则说明在调节过程中，M1和（6） M2之间的距离处于临界状态，因此要重新寻找另外一个明显的干涉条纹进行测量。
3.关于玻璃折射率测量实验的讨论
对利用钠黄光波长差的测量及其应用中，经过分析后我们发现使用钠黄光双线波长差可以很好的测量玻璃折射率，因为实验器材的缘故，我们未能亲自验证这个实验，我们将实验原理及步骤陈述如下：
玻璃折射率的测量
图2.反射镜移动和玻片引起的光程差变化
由于钠光源中包含有波长相近的两种波长λ1 、λ2 ,当动镜M1缓慢移动时,观察屏中的条纹依次由清晰变模糊,再由模糊变清晰,条纹最模糊时,可见度最小,此时λ 1 光波生成亮环的地方,恰好是λ2光波生成暗环的地方,即:
2dcos ik = 2 d = k 11λ= ( k 2+ 1/ 2)2λ（1）
在M1臂中垂直插入一折射率为n 、厚度为L 的透明玻璃A ,取空气的折射率为1 ,M1臂中增加的光程差Δ为 Δ= 2L (n - 1) （2）
(1)式不再满足,条纹可见度最小的现象被破坏,继续沿原方向移动M1 动镜ΔS 距离,使再次出现可见度最小,则
2L (n - 1) = 2ΔS+K d ? （k 为正整数） (3)
测出ΔS ,知道L,就可计算出n ，对于波长分别为λ1 和λ 2 的两列光波,由于它们的波长不同,是互不干涉的,总的干涉场是λ 1 和λ 2 分别形成的干涉场的线性迭加. 随M1 动镜的移动,迭加形成拍。拍频γ为: 2
11
-
1
λλγ=
由于λ 1 ≠λ2 ,在干涉场中它们的同级条纹不出现在同一位置上. 随着光程差的增加,干涉条纹是从完全重合变到连成一片,又变到完全重合. 而两次重合所对应的空间距离,正是拍频的波长λ. 对钠光源,由(5) 式知:λ = 0.5788mm ,Δd =λ/ 2 = 0. 2894mm.
若玻璃的折射率为1. 47 , 则L < Δd / ( n - 1) = 0.616mm ,即用本方法测量其厚度, 其厚度不应超过0.616mm ,.测某一平面平行玻璃,其厚度不满足此条件,可先用游标卡尺粗测出其厚
度L ,再由L (n - 1) /Δd,知道应出现最小可见度的次数k ,kd
L S 21
1-n (-=?） 为动镜M 2移动
的距离。 所以122+?+?=
L
S
d k n
测定透明玻璃的折射率
1 当明显的干涉条纹出现视场中央时，以钠光代替单色光，继续按原方向缓慢地转动鼓轮，使2M 镜继续向前移动，直到干涉条纹变得模糊。
2将中央条纹移至视场中某一位置，记下此时2M 镜的位置S 1，将待测玻璃片放在分束镜A 与C 之间的光路中，使玻璃片与镜平行。
3向前移动2M 镜，到干涉条纹再次变得模糊，记下2M 镜的位置S 2，则2M 镜所移动的距
离即上式中的S ?。
5.钠光相干长度的测量的讨论
当我们用迈克尔逊干涉仪作干涉实验时,如果平面反射镜M1 和平面反射镜M2 在M1 附近形成一平行于M1 的虚像M12 之间的距离超过一定限度,就观察不到干涉条纹。这是因为光源实际发射的是一个个波列,每个波列有一定的长度。如果光源先后发出两个波列a 和b ,每个波列又都被分束板分成1、2 两波列,我们用a1 、a2 、
b1 、b2 表示。当两路光程差不太大时,由
同一波列分解出来的1、2两波列如a1 图6.光路图 和a2 、b1 和b2 等等可能重叠,这时能够产生干涉。但是,如果两光路的光程差太大,则由同一波列分解出来的1、2 两波列将不再重叠,而相互重叠的是由前后两波列a 、b 分解出来的波列(如a2 和b1 ) ,这时就不能发生干涉。两个分光束产生干涉效应的最大光程差δm ,即波列长度称为该光源所发射的该单色光波的相干长度,与相干长度这么长的一段光程所对应的时间Δt ,称为相干时间。显然 t c m
?=δ
当同一波列分解出来的1、2 两波列到达观察点的时间间隔小于t ?时,这两波列叠加后发生干涉现象,否则就不发生。如果光源所发射的单色光并不是严格单色的,确切地说,是围绕着这一中心频率有一个谱线宽度γ?利用傅里叶积分可以证明,谱线宽度Δγ和波列的持续时间
t ? 之间的关系是:
t ?=?/1γ
t ?相当于相干时间,则相干长度也可用谱线宽度Δγ来表示: γ
δ?=?=/c t c m
由λγ/c =微分,得
2/c λλγ?=?
所以相干长度也可用谱线波长λ及波长宽度Δλ来表示: λλδ?=/2m
故干涉的必要条件是两束光波在相遇点的光程差应小于波列的长度,
:
nm
3.5892
22
1122
12=+=?=?=λλλλ
λδ其中钠黄光：d
m
七 实验总结
1.总结迈克尔逊干涉仪的调整方法和技巧
（1）将仪器调整至水平，装配钠光灯。将钠光灯安装在分光板的前端，使出射的光斑纹 照射在分光板上，光轴与固定镜垂直。
（2）转动粗动手轮，将移动镜2M 的位置置于机体侧面标尺42mm 处，此位置为固定镜1M
和移动镜2M 相对于分光板的大约等光程位置。从投影屏处（此时不放投影屏），可看 到由2M 和1M 各自反射的十字架像，调整2M 和1M 后的三只调节螺钉，是两十字架严 格重合，这样2M 和1M 就基本垂直，即2M 和1M '
就互相平行了。
（3）用单色光调好等倾干涉圆形条纹后，稍稍旋转1M 镜台下的水平拉簧螺丝，使1M '
、
2M 成一很小的夹角，此时将看见弯曲的干涉条纹。向分束镜的方向移动2M 镜使条纹逐渐 变直，这表明中央条纹在向视场中央移动。
2.实验感想
在本次试验中，我们在测量钠光的波长试验中，意外的发现在移动M 2时候在某些区域我们无法观察到干涉条纹，从而引起了我们的思考，在进一步查阅资料以及分析后，我们
发现这是因为钠光存在两个波长，两个波长的光相互叠加造成了这个现象。所以说我们在实验中发现了一个我们一时无法解释的实验现象时，我们不应该简单的忽略它，或是作为一个错误来处理它，而是应当认真地思考，积极地去查询各种资料来分析造成这个现象的原因，运用各种合理的理论来解释这些现象，这也是一种我们应该具备的品质。
同时此次试验中，仪器较为精密，在进行实验时，我们曾多次因为不小心碰到仪器，造成实验现象的消失，从而使长时间的努力化为泡沫，这体现了我们对实验的不熟练以及在实验中的不谨慎，是值得我们以后改正的地方，同时也教导我们在实验中不能心浮气躁，做实验需要很大的耐心与毅力! 总之，只要掌握好实验基本原理和方法，以及在进行实验时认真仔细，就一定能完成实验，达到预期目的。这学期的大学物理实验课程即将就要结业了，怀着兴奋与激烈的心情回顾这一学期所做的各种大小实验，感觉总是非常充实，使自己增长了不少科学知识，养成了实事求是，严谨细心的工作作风。物理实验是一门重要的基础课程，也是素质教育的重要环节。实验需要理论指导，这就要求我们必须在实验前做好实验预习报告。在实验过程中，通过理论的运用与现象的规律、分析，理论与实验相互补充，以加深实验知识的理解。特别是对于我们这样一批理科的学生，仅有扎实的科学理论知识是远远不够的，科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，一个合格的大学生除了要具备较为深广的理论知识，更要具有较强的实践经验，大学物理实验为我们提供了这样的一个平台，为我们动手能力的培养奠定了坚实的基础。此外，通过对大学物理实验的学习，令我对求索精神，创新精神又进一步的认识；养成严格、细致、实事求是、一丝不苟的科学态度；提高了自主学习能力和独立思考能力。感谢大学物理实验，让我收获了许多。
参考文献：
[ 1 ] 邓小燕,乔蹻,潘永华,等. 迈克尔逊干涉仪中补偿板与干涉条纹[J ] . 物理与工程,2006 , [ 2 ] 粱绍荣,刘昌年,盛正华. 普通物理学(第一分册) [M] . 北京:高等教育出版社,2002.
[ 3 ] 张宝颖,贺秀良,刘文辉,等. 改进型迈克耳孙干涉仪[J ] . 物理实验,2004 , (7)
[ 4 ] 钟锡华现代光学基础北京大学出版社光学-高等学校-教材2003.8
[ 5 ] 赵凯华新概念物理教程光学北京:高等教育出版社,物理学-高等学校-教材2004.11
γ射线的吸收 一、实验目的： 1. 了解γ射线在物质中的吸收规律。 2. 掌握测量γ吸收系数的基本方法。 二、实验原理： 1. 窄束 γ射线在物质中的吸收规律。 γ射线在穿过物质时，会与物质发生多种作用，主要有光电效应，康普顿效应和电子对效应，作用的结果使 γ射线的强度减弱。 准直成平行束的 γ射线称为窄束 γ射线，单能窄束 γ射线在穿过物质时，其强度的减弱服从指数衰减规律，即： x x e I I μ-=0 (1) 其中 0I 为入射 γ射线强度， x I 为透射 γ射线强度，x 为 γ射线穿透的样品厚度， μ为线性吸收系数。用实验的方法测得透射率 0/I I T x =与厚度 x 的关系曲线，便可根据（1）式 求得线性吸收系数 μ值。 为了减小测量误差，提高测量结果精度。实验上常先测得多组 x I 与 x 的值，再用曲线拟 合来求解。则： x I I x μ-=0ln ln （2） 由于 γ射线与物质主要发生三种相互作用，三种相互作用对线性吸收系数 μ都有贡献， 可得： p c ph μμμμ++= （3） 式中 ph μ为光电效应的贡献， c μ为康普顿效应的贡献， p μ为电子对效应的贡献。它们的值不但与 γ光子的能量E r 有关，而且还与材料的原子序数、原子密度或分子密度有关。对于能量相同的 γ射线不同的材料、 μ也有不同的值。医疗上正是根据这一原理，来实现对人体内部组织病变的诊断和治疗，如 x 光透视， x 光CT 技术，对肿瘤的放射性治疗等。图1表示 铅、锡、铜、铝材料对 γ射线的线性吸收系数μ随能量E γ变化关系。
图中横座标以 γ光子的能量 υh 与电子静止能量mc 2的比值为单位，由图可见，对于铅低能 γ射线只有光电效应和康普顿效应，对高能 γ射线，以电子对效应为主。 为了使用上的方便，定义μm =μ/ρ为质量吸收系数，ρ为材料的质量密度。则（1）式可改写成如下的形式： m m x x e I I μ-=0 （4） 式中x m =x·ρ，称为质量厚度，单位是g/cm 2。 半吸收厚度x 1/2： 物质对 γ射线的吸收能力也常用半吸收厚度来表示，其定义为使入射 γ射线强度减弱到一半所需要吸收物质的厚度。由（1）式可得： μ2 ln 2 1= x （5） 显然也与材料的性质和 γ射线的能量有关。图2表示铝、铅的半吸收厚度与E γ的关系。若用实验方法测得半吸收厚度，则可根据（4）求得材料的线性吸收系数μ值。 三、实验内容与要求 1．按图3检查测量装置，调整探测器位置，使放射源、准直孔、探测器具有同一条中心线。 2．打开微机多道系统的电源，使微机进入多道分析器工作状态（UMS ）。 3．选择合适的高压值及放大倍数，使在显示器上得到一个正确的60Co γ能谱。 4．测量不同吸收片厚度x 的60Co 的能谱，并从能谱上计算出所要的积分计数 x I 。 5．测量完毕，取出放射源，在相同条件下，测量本底计数 b I 。 6．把高压降至最低值，关断电源。 7．用最小二乘法求出 γ吸收系数μ及半吸收厚度d ?
大学物理仿真实验报告 实验名称 碰撞与动量守恒 班级： ： 学号： 日期：
碰撞和动量守恒 实验简介 动量守恒定律和能量守恒定律在物理学中占有非常重要的地位。力学中的运动定理和守恒定律最初是冲牛顿定律导出来的，在现代物理学所研究的领域中存在很多牛顿定律不适用的情况，例如高速运动物体或微观领域中粒子的运动规律和相互作用等，但是能量守恒定律仍然有效。因此，能量守恒定律成为了比牛顿定律更为普遍适用的定律。 本实验的目的是利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律。定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。同时通过实验还可提高误差分析的能力。 实验原理 如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒，即 （1） 实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，根据动量守恒有 （2） 对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。 当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动，
式（2）中矢量v可改成标量，的方向由正负号决定，若与所选取的坐标轴方向相同则取正号，反之，则取负号。 1．完全弹性碰撞 完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒，动能也守恒，即 （3） （4） 由（3）、（4）两式可解得碰撞后的速度为 （5） （6） 如果v20=0，则有 （7） （8） 动量损失率为 （9） 能量损失率为 （10） 理论上，动量损失和能量损失都为零，但在实验中，由于空气阻力和气垫导轨本身的原因，不可能完全为零，但在一定误差围可认为是守恒的。 2.完全非弹性碰撞 碰撞后，二滑块粘在一起以10同一速度运动，即为完全非弹性碰撞。在完全非弹性碰撞中，系统动量守恒，动能不守恒。 （11） 在实验中，让v20=0，则有 （12） （13） 动量损失率 （14） 动能损失率 （15） 3．一般非弹性碰撞
观察沸腾实验： 1．在“观察水的沸腾”实验中： （1）如图1所示，是小明同学用温度计测小烧杯中水的初温时的操作图。A是操作过程，B是读数过程，C是读取的温度。 ①A图中操作的错误是；②B图中读数的错误 是； 图A 图B 图C 图D 图 E 图F ③若操作正确无误，根据C图可知此时烧杯中水的实际温度 是℃。 （2）小明同学在利用图D所示的装置做实验时，实验过程中主要观察，发现从开始给水加热到水开始沸腾所用的时间过长，请你帮助他找出可能存在的原因。（写出两种即可） ①；②。 为了缩短把水加热到沸腾的时间，请你提出二条有效的操作建议：
探究串、并联电路规律 甲乙 1．在探究串、并联电路规律的实验里，王大海进行了如下操作： (1)①把两个标有“2．5V 0．3A”的小灯泡L 1和L 2 串联起来接到电源上，使 灯泡发光(如图甲所示)． ②分三次接入电压表，分别测量AB之间、BC之间、AC之间的电压并记入表一． (2)①把上述两个灯泡改接成并联后，接到另一电源上，使灯泡发光(如图乙所示)． ②分三次接入电流表，分别测量A、B、C三点的电流并记入表二． 请你评估： (1)表一的测量结果有一个是错误的，错误的是，判断的依据是 (2)表二的测量结果是否可能?谈谈你的观点： （3）请你分析说明小明同学这一实验方案中的不足：＿＿＿＿＿＿＿_ （4）实验的改进方法：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿2．下列是某实验中的三个电路图，请仔细观察后回答． (1)该实验探究的问题 是 _ (2)你的结论 是 ； (3)夏荷同学探究出的结论是：串联电路中的总电压大于任何一个用电器两端的 电压。秋宁同学的结论是：串联电路中的总电压等于各个用电器两端的电压之和。对他们的结论，你如何评估? A B C 3.探究并联电路中电流的关系
本科生实验报告实验题目氡测量得设计 学院名称核技术与自动化工程学院专业名称辐射防护与环境工程 学生姓名 学生学号 任课教师 设计(论文)成绩 教务处制 2016年1月3日
编写说明 1、专业名称填写为专业全称,有专业方向得用小括号标明; 2、格式要求:格式要求: ①用A4纸双面打印(封面双面打印)或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版:正文用宋体小四号,1、5倍行距,页边距采取默认形式(上下2、 54cm,左右2、54cm,页眉1、5cm,页脚1、75cm)。字符间距为默认值(缩 放100%,间距:标准);页码用小五号字底端居中。 ③具体要求: 题目(二号黑体居中); 摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中,隔行书写摘要得文字部分,小4号宋体); 关键词(隔行顶格书写“关键词”三字,提炼3-5个关键词,用分号隔开, 小4号黑体); 正文部分采用三级标题; 第1章××(小二号黑体居中,段前0、5行) 1、1 ×××××小三号黑体×××××(段前、段后0、5行) 1、1、1小四号黑体(段前、段后0、5行) 参考文献(黑体小二号居中,段前0、5行),参考文献用五号宋体,参照《参考文献著录规则(GB/T 7714－2005)》。
室内氡得主要来源及其对人体健康得危害 人得一生中有70％～90％得时间就是在室内度过得,室内环境质量如何,直接关系到人体健康。室内氡就是影响室内环境得主要因素,人们应该对其有所了解,以便采取适当措施减少氡对自身健康得危害。 一、什么就是氡？ 氡普遍存在于我们得生活环境中。氡就是由镭、钍衰变产生得自然界唯一得天然放射性惰性气体,它没有颜色,也没有任何气味。氡在空气中得衰变产物被称为氡子体。常温下氡及其子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气,很容易被呼吸系统截留,并在局部区域不断累积。 二、氡对人体有多大危害？ 据美国国家安全委员会估计,美国每年因为氡而死亡得人数高达 30000 人。早在上个世纪80年代,美国卫生部就宣布,氡就是肺癌得第二大诱因。我国也存在着严重得氡污染问题。据部分调查结果显示,室内氡浓度远高于室外,为室外氡浓度得数倍,有得室内氡含量最高得达到国家标准得 6 倍！据不完全统计,我国每年因氡致肺癌为 50000 例以上。因此,氡已被国际癌症研究机构列入室内重要致癌物质,排在世界卫生组织所确认得三类人类致癌物中得第一类物质当中,必须引起我们得注意。中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所研究员王作元率领得研究小组在经过长达9年得调查研究之后,首次拿出了室内氡污染所造成得肺癌危险度指数:0、19。它意味着当室内空气中氡浓度每增加100贝克／立方米时,在这种环境里居住得人患肺癌得几率就会增加19％。 三、室内氡就是怎么来得？ 室内氡主要有以下几种来源: 1、从房基土壤中析出得氡。在地层深处含有铀、镭、钍得土壤、岩石中人们可以发现高浓度得氡。这些氡可以通过地层断裂带,进入土壤与大气层。建筑物建在上面,氡就会沿着地得裂缝扩散到室内。 2、从建筑材料中析出得氡。1982 年联合国原子辐射效应科学委员会得报告中指出,建筑材料就是室内氡得最主要来源。如花岗岩、砖沙、水泥及石膏之类,特别就是含有放射性元素得天然石材,易释放出氡。另外还有从户外空气中进入室内得
西安交通大学实验报告 课程：数据结构实验实验名称：利用单摆测量重力加速度 系别：实验日期： 专业班级：实验报告日期： 姓名：学号： 第 1页 / 共3页 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 单摆的结构参考图1单摆仪,一级近似的周期公式为 由此通过测量周期摆长求重力加速度。 三、实验内容 1、设计要求: (1) 根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2) 写出详细的推导过程,试验步骤. (3) 用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 2、可提供的器材及参数: 游标卡尺、米尺、千分尺、电子秒表、支架、细线(尼龙线)、钢球、摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制)、天平(公用).
假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈ 0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s. 3、对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否达到设计要求. 4、自拟实验步骤研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关系,试分析各项误差的大小. 5、自拟试验步骤用单摆实验验证机械能守恒定律. 四、实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺 五、实验操作 1. 用米尺测量摆线长度； 2. 用游标卡尺测量小球直径； 3. 把摆线偏移中心不超过5度，释放单摆，开始计时，单摆摆过50个周期后停止计时，记录所用时间； 六、实验结果
研究型实验报告 院（系）名称机械工程及自动化学院专业名称机械工程及自动化 实验作者学生姓名学生学号第一作者王路明11071172 第二作者马天行11071160 第三作者吴宏宇11071167
钠黄光双线波长差的测量及其应用 王路明11071172 马天行11071160 吴宏宇11071167 摘要：迈克逊干涉仪是一种精密干涉仪，其测量结果可精确到与波长相比拟。本文从实验的原理和方法等方面对用此仪器精确测定钠黄双线差及钠的相干长度进行了讨论， 并用实验数据验证了理论值，达到了预期的效果。 关键词：迈克尔逊干涉仪，双线波长差，钠黄光，光程差，玻璃折射率， 一．实验基本要求 1．掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构，学会它的调整方法和技巧； 2．利用干涉条纹变化的特点测定光源波长； 3．了解光源的非单色性对干涉条纹的影响； 4．学会用迈克尔逊干涉仪测透明玻璃片折射率。 二．仪器简介 He 激光器、钠光灯、毛玻璃、扩束镜、千分尺、透明玻璃等迈克尔逊干涉仪、Ne 三．实验原理 迈克尔逊干涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。用它可以高度准确地测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等。后人利用该仪器的原理，研究出了多种专用干涉仪，这
些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用。 1.波长差的测量 钠黄光中包含波长为λ1=589.6nm 和λ2=589.0nm 的两条黄谱线，当用它做光源时，两条谱线形成各自的干涉条纹，在视场中的两套干涉条纹相互叠加。由于波长不同，同级条纹之间会产生错位，当变化两束光的光程差时，干涉条纹的清晰度发生周期性变化 ()() L k I L I ?+=?101cos 1()() L k I L I ?+=?202cos 1 ? ?? ?? ???? ???+???? ????+=L k k L k I I 2cos 2cos 1221021k k k -=? 衬比度：?? ? ????=L k 2cos γ半周期：λ λ?≈ ?22 0L L ? γ 图1.钠黄光双线结构使干涉条纹的衬比度随ΔL 做周期性变化 在视场E 中心处λ 1 和λ2两种单色光干涉条纹相互叠加。若逐渐增大镜M1与M2的间距d ，当λ1得第k1级亮纹和的第k2级暗纹相重合时，叠加而成的干涉条纹清晰度最低，此时增大d ，条纹由逐渐清晰，直到光程差δ的改变达到 22112λ2 1 k λk 2d δ）（+=== （1） 时，叠加而成的干涉条纹再次变得模糊。可得 2112λ1m m λd d 2）（）（+==-（2） 则λ1和λ2的波长差为 Δd 2λλλ-λΔλ2 121= = （3） Δd=d2-d1 ，当λ1和λ2的波长差相差很小时，λ2 λλλλ2 121=+= (λ=589.3nm )， 则可得 d 22 21?=-=? λ λλλ （4）
2008高考探究性实验题汇编 一．力学篇 1．（无锡市一调）学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探 究。下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。 Ⅰ．理论探究： 根据牛顿运动定律和有关运动学公式，推导在恒定合外力的作用下，功与物体动 能变化间的关系，请在答题纸上对应位置写出你的推导过程。 Ⅱ．实验探究： ①某同学的实验方案如图乙所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是： a ．______ _▲ ___； b ． _▲ ____； ②如图丙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A 、B 、C 、D 、E 、F 是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T 。距离如图。则打C 点时小车的速度为 ▲ ；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有 ▲ 。 W 合 ＝F 合x ，三式联立得W 合 ＝2 1222 2mv mv - Ⅱ①a.平衡摩擦力（1分） b.钩码的重力远小于小车的总重力（1分） ② T x x 23 2?+?（2分，其它正确也得分） 钩码的重力和小车的总质量 （2分） 2．（淮安一调9分）物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能．转动动能的大小与角速度 大小有关，为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系，某同学设计了下列一个实验，即研究砂轮的转动．先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于克服轮边缘的摩擦阻力做功，砂轮最后停下来，测出砂轮开始脱离动力到停止转动的圈数n ，实验中得到几组n 和ω的数值见下表：（砂轮直径d =10cm ， 转轴间摩擦力大小1 f =N ） 能，并填 定量关系 代入数据，得 E k = 分别填：、2、8、18、32（直接填数据，正确的不扣分） 丙
g射线能谱的测量 【摘要】某些物质的原子核能够发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，g 射线产生的原因正是由于原子核的能级跃迁。我们通过测量g射线的能量分布，可确定原子核激发态的能级，这对于放射性分析，同位素应用及鉴定核素等都有重要意义。因此本实验通过使用g闪烁谱仪测定不同的放射源的g射线能谱。同时学习和掌握g射线与物质相互作用的特性,并且测定窄束g射线在不同物质中的吸收系数m。 【关键词】g射线/能谱/g闪烁谱仪 【引言】从1896年的法国科学家贝可勒尔发现放射性现象开始，经过居里夫人等一系列科学家对一些新放射性元素的发现及其性质进行研究的杰出工作后，人类便进入了对原子核能研究、利用的时代。 而原子核衰变能放出α、β、γ三种射线，这些射线可以通过仪器精确测量。本次实验主要研究γ射线，通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。 因此本次实验研究了不同材料对于γ射线的吸收情况这是非常具有实际意义的，比如在居民区制造防空洞的时候可以使用一定厚度的抗辐射材料确保安全，而且在核电站、军事防护地以及放射源存放处等地方我们都有必要使用防辐射材料。 g射线与物质的相互作用主要是光电效应、康普顿散射和正、负电子对产生这三种过程，如下图所示。 本实验主要研究的是窄束γ射线在物质中的吸收规律。所谓窄束γ射线是指不包括散射成份的射线束，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。窄束γ射线再穿过物质时，由于上述三种效应，其强度就会减弱，这种现象称为γ射线的吸收。γ射线强度随物质厚度的衰减服从指数规律。 本次实验仪器如下：
初中物理实验课教学模式研究课题结题报告 我们课题组教师在教研组长王海军主任的领导下，在各级领导的关怀下，在理科组全体老师的努力下，本着自主合作的原则，以《初中物理实验课教学模式研究》为课题进行有效的探索。 一、课题提出的背景 我国多年来受应试教育的影响，使教师和学生在思想上、观念上存在着重理论、轻实验；重实验结论、轻实验过程的倾向。针对目前课堂教学中普遍存在的问题，如演示实验通常由教师独揽，学生没有动手操作机会；用“做实验题”代替“做实验”等现象。 初中物理新课程力求贴近学生生活，并将其应用于社会生活的实际，使学生体会科学技术与社会的关系；强调以物理知识和技能为载体，让学生亲历科学探究的过程，在此过程中学习科学探究的方法，培养学生科学探究精神、实践能力、创新意识。注意将科学技术的新成就引入物理课程。 我们为什么要提出这一课题呢？ 第一、科学探究是物理课程标准提出的新要求，是物理新课程的一大突出特征，而实验教学活动是物理课程中科学探究的重要组成部分。在课程标准中，科学探究是与科学内容并列并处于上位的内容，因而，科学探究贯穿于新课程始终。 科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。 基础课的实验课堂应当也必然是开展探究活动重要阵地。
在课堂教学中，学生需要实验过程的体验来激发兴趣、感受方法，学生也需要实验的结果来获得愉悦，满足成就感。物理课堂实验教学不是忽视物理知识的学习，而是注重了学生对物理知识的自主建构过程，实验教学与知识的建构是在同一过程中发生的。所以学生课堂上的实验活动是需要设计的，这种设计并不是将学生带入一个固有的套路中，而是教师要提供给学生适当的器材，对学生可能遇到的困难有所思考和估计，在活动中给予学生必要的指导和帮助。 第二、课程改革越来越注重学生学习积极性的调动，重视人的发展和培养，注重人文主义的教育。它的最大特点就是不是仅注重知识研究的结果，而是更重视研究知识的过程；不是仅注重知识的传授，而是更重视学生自主学习知识的能力；不是课堂上教师为中心，而是重视师生的互动性学习、探究性学习。与时俱进的形势要求我们冷静思考，如何进行这一课题的研究。 第三、科研应该为实践服务，我们的实践是实验教学，也就是说，要通过我们教师的实验教学，有效地提高学生的知识水平，能力水平，提升我们整体水平，能在新课程改革中取得实质性的好成绩，那就不会辜负父老乡亲对我们的厚望。从这一点上说，我们更应该实事求是，认真地去进行这一课题的研究。 二、课题研究的目的和意义 1．对初中物理实验教学进行重新定位和认识。本研究将使我校一线物理教师对于如何开展实验探究教学七大环节、如何备课评课、如何开展物理教学研究给予理论和实践的指导和定位。
物理仿真实验报告1
物理仿真实验报告 受迫振动 班级应物01 姓名赵锦文 学号10093020
一、实验简介 在本实验中，我们将研究弹簧重物振动系统的运动。在这里，振动中系统除受弹性力和阻尼力作用外，另外还受到一个作正弦变化的力的作用。这种运动是一类广泛的实际运动，即一个振动着的力学体系还受到一个作周期变化的力的作用时的运动的一种简化模型。如我们将会看到的，可以使这个体系按照与施加力相同的频率振动，共振幅既取决于力的大小也取决于力的频率。当力的频率接近体系的固有振动频率时，“受迫振动”的振幅可以变得非常大，这种现象称为共振。共振现象是重要的，它普遍地存在于自然界，工程技术和物理学各领域中．共振概念具有广泛的应用，根据具体问题中共振是“利”还是“害”，再相应地进行趋利避害的处理。 两个相互耦合的简谐振子称为耦合振子，耦合振子乃是晶体中原子在其平衡位置附近振动的理想模型。 本实验目的在于研究阻尼振动和受迫振动的特性,要求学生测量弹簧重物振动系统的阻尼常数，共振频率。 二、实验原理 1．受迫振动 砝码和挂钩 弹簧 弹簧 振荡器 图13.1 受迫振动 质量M 的重物按图1放置在两个弹簧中间。静止平衡时，重物收到的合外力为0。当重物被偏离平衡位置时，系统开始振动。由于阻尼衰减(例如摩擦力)，最终系统会停止振动。振动频率较低时，可以近似认为阻力与振动频率成线性关系。作用在重物上的合力： x M x Kx x x k x k F 21=--=---=ββ 其中k1, k2是弹簧的倔强系数。
K = k1+ k2是系统的等效倔强系数。 x 是重物偏离平衡位置的距离, β 是阻尼系数。 因此重物的运动方程可表示为： 22 0=++x x x ωγ 其中 γβ=M and ω02 =K M 。 在欠阻尼状态时(ωγ0>),方程解为： ) cos(22 0 φγωγ+-=-t Ae x t A, φ 由系统初始态决定。方程的解是一个幅度衰减的谐振动，如图2所示。 T 图13.2 衰减振动 振动频率是： f T = =-11202 2π ωγ (13.1) 如果重物下面的弹簧1k 由一个幅度为a 的振荡器驱动，那么这个弹簧作用于重物的力是) cos (1x t a k -ω。此时重物的运动方程为： M t a k x x x cos 212 0ωωγ= ++ . 方程的稳态解为： ) cos(4)(2 2 2 22 1θωω γωω-+-= t M a k x (13.2) 其中 )2(tan 2 201 ωωγω θ-=-。图13.3显示振动的幅度与频率的关系。
竭诚为您提供优质文档/双击可除初中物理探究性实验问卷调查报告 篇一：大通县初中物理实验教学问卷调查及分析报告 学生问卷调查表(后期) 亲爱的同学： 你们好！物理是一门以实验为基础的自然学科，实验是物理学习的重要内容，为此，我 县初中物理学科组在部分学校开展了有关实验教学的研究，现在研究工作已接近尾声，借此，我们想了解全县实验教学的状况及实验学校的研究效果，以更好地开展今后的实验教学工作，希望能了解到你个人的一些理解和想法。本问卷采取不记名方式，请你认真逐条填写，并在你意见一致的“□”里打“√”，谢谢你的合作。 19、对于将要学习的探究实验，你希望老师先讲后让你们去做，还是希望先让你们尝试去探究？ 20、在科学探究的学习过程中，对你来说最难解决或最困难的环节是什么？请你简要回答。 21、在科学探究的学习过程中，你对老师有什么建议或
意见？请简要回答。 大通县初中物理科学探究教学问卷调查分析报告(后期)20XX年5月大通县初中物理学科组基于目前我县实验教学比较薄弱的现 实，申报了市级课题《基于课标的初中物理科学探究教学的研究与实践》，课题组经过两年的研究与实践，积累了一定的经验，也取得了一定的成绩，为了全面检验课题的研究成果，更好地开展今后的实验教学工作，我们在全县实验学校和非实验学校进行了大面积地问卷调查，现将调查情况汇总如下： 一、问卷调查对象：全县所有初中学校八、九年级学生中抽样调查。 二、问卷调查时间：20XX年12月20日——12月30日 三、问卷调查目的： 1、了解全县开展科学探究实验教学的状况。 2、通过对比非实验学校和实验学校的学生问卷，了解课题实施的效果。 3、根据学生的答卷，分析全县科学探究实验教学现状，为以后更好的开展 实验教学把握方向。 四、问卷调查方式： 由班主任简明向学生说明调查的目的和内容，后组织学
【中学物理探究性实验初探】物理研究方法 [摘要]：物理探究性实验教学的开设，激励了学生的个性和已有经验得到充分的发挥，改变了过去由教师包揽教学的局面，给了学生更多的思考、探索、实践的时间和空间。训练学生学会合作探究的能力，体现和提高学生的情感、态度、价值观，培养了学生严谨的科学思想和研究方法，提高了学生的建模能力，展示了学生的研究思路和才能，延伸了学生的学力。使学生的实践能力、创新精神和可持续发展的综合素质都有较大的提高。 [关键词]：质疑探究能力、合作交流、学会研究、可操作性 课题背景 物理学是一门以实验为基础的学科，对物理教学来说其重要方面之一是实验教学与理论教学相结合，因为通过实验可以更有效地让学生体验科学发展和知识形成的思想和方法。通过联系实际问题，培养学生的实践能力、创新精神、可持续发展和适应将来社会的生存能力。“二期课改”总体要求，就是要确立在学习中以“学生为主体”的地位，关注学生已有经验、兴趣爱好和个性特长。实现知识与技能、过程与方法、情感态度价值观为一体的教学目标。著名物理学家杨振宁说：“我在中国学的方法是演绎法，我发现这完全不是费米、泰勒等人的研究方法，他们是从实际实验的结果中归纳出原理，是归纳法。我很幸运这两种研究方法的好处都吸收了，这对我的研究工作有很大的影响。”这段话表明实验作为一种研究科学方法，对人的培养有着一种特别的作用。 探究性实验是努力改变学生“接受学习”的传统方式，建立一种让学生“主动参与、乐于探究、交流合作”的学习方式。配合“二期课改”中的拓展性课程和研究性课程，使之相辅相成。通过探究实验，有效地促使学生关注和联系实际问题，体验科学发展和知识形成的思想和方法，掌握知识的本意和正确的结论。使学生的意志、毅力、情感、价值观以及与他人的
本科生实验报告 实验题目氡测量的设计 学院名称核技术与自动化工程学院专业名称辐射防护与环境工程 学生姓名 学生学号 任课教师 设计（论文）成绩 教务处制 2016年1月3日
编写说明 1、专业名称填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 2、格式要求：格式要求： ①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下 2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩 放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。 ③具体要求： 题目（二号黑体居中）； 摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4 号宋体)； 关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题； 第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行） 参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
室内氡的主要来源及其对人体健康的危害 人的一生中有70％～90％的时间是在室内度过的，室内环境质量如何，直接关系到人体健康。室内氡是影响室内环境的主要因素，人们应该对其有所了解，以便采取适当措施减少氡对自身健康的危害。 一、什么是氡？ 氡普遍存在于我们的生活环境中。氡是由镭、钍衰变产生的自然界唯一的天然放射性惰性气体，它没有颜色，也没有任何气味。氡在空气中的衰变产物被称为氡子体。常温下氡及其子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气，很容易被呼吸系统截留，并在局部区域不断累积。 二、氡对人体有多大危害？ 据美国国家安全委员会估计，美国每年因为氡而死亡的人数高达30000 人。早在上个世纪80年代，美国卫生部就宣布，氡是肺癌的第二大诱因。我国也存在着严重的氡污染问题。据部分调查结果显示，室内氡浓度远高于室外，为室外氡浓度的数倍，有的室内氡含量最高的达到国家标准的 6 倍！据不完全统计，我国每年因氡致肺癌为50000 例以上。因此，氡已被国际癌症研究机构列入室内重要致癌物质，排在世界卫生组织所确认的三类人类致癌物中的第一类物质当中，必须引起我们的注意。中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所研究员王作元率领的研究小组在经过长达9年的调查研究之后，首次拿出了室内氡污染所造成的肺癌危险度指数：0.19。它意味着当室内空气中氡浓度每增加100贝克／立方米时，在这种环境里居住的人患肺癌的几率就会增加19％。 三、室内氡是怎么来的？ 室内氡主要有以下几种来源： 1.从房基土壤中析出的氡。在地层深处含有铀、镭、钍的土壤、岩石中人们可以发现高浓度的氡。这些氡可以通过地层断裂带，进入土壤和大气层。建筑物建在上面，氡就会沿着地的裂缝扩散到室内。2.从建筑材料中析出的氡。1982 年联合国原子辐射效应科学委员会的报告中指出，建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖沙、水泥及石膏之类，特别是含有放射性元素的天然石材，易释放出氡。另外还有从户外空气中进入室内的氡，以及从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡。
西安交通大学实验报告 第 1 页(共10 页）课程：_____大学物理实验____ 实验日期 : 2014 年 11月 30日 专业班号______组别__无___ 交报告日期： 2012 年 12 月 4 日 姓名___ 学号______ 报告退发：（订正、重做) 同组者____________________________ 教师审批签字： 实验名称：超声波测声速 一、实验目的: 1。了解超声波的产生、发射、和接收方法； 2.用驻波法、相位比较法测量声速。 二、实验仪器： SV—DH系列声速测试仪，示波器，声速测试仪信号源. 三、实验原理： 由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率 和波长就可以求出波速.本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的 输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比 较法）测量.下图是超声波测声速实验装置图.
1。驻波法测波长 由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是： 叠加后合成波为: 振幅最大的各点称为波腹，其对应位置： 振幅最小的各点称为波节，其对应位置： 因此只要测得相邻两波腹（或波节)的位置Xn、Xn—1即可得波长. 2。相位比较法测波长
从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差:。因为x改变一个波长时，相位差就改变2π。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长. 四、实验内容 1．接线 2．调整仪器 （1）示波器的使用与调整 使用示波器时候，请先调整好示波器的聚焦.然后鼠标单击示波器的输入信号的接口,把信号输入示波器.接着调节通道1，2的幅度微调，扫描信号的时基微调。最后选择合适的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X—Y开关，在示波器上显示出需要观察的信号波形。输入信道的信号是由实验线路的连接决定的。 （2）信号发生器的调整 根据实验的要求调整信号发生器，产生频率大概在35KHz左右，幅度为5V 的一个正弦信号。由于本实验测声速的方法需要通过换能器（压电陶瓷）共振把电信号转为声信号,然后再转为电信号进行的,所以在开始测量前需要调节信号的频率为换能器的共振频率。在寻找共振频率时，通过调节信号发生器的微调旋钮,观察示波器上信号幅度是否为最大来逐步寻找的。 (3）超声速测定仪的使用 在超声速测定仪中，左边的换能器是固定的，右边的换能器是与游标卡尺的滑动部分连接在一起的。这样，左右换能器间的距离就可以通过游标卡尺来测量出来，在上图的下半部分是一个放大的游标卡尺的读数图. 3．实验内容 寻找到超声波的频率（就是换能器的共振频率)后,只要测量到信号的波长就可以求得声速.我们采用驻波法和相位比较法来测量信号波长： （1）驻波法 信号发生器产生的信号通过超声速测定仪后，会在两个换能器件之间产生驻波。改变换能器之间的距离（移动右边的换能器）时，在接收端(把声信号转为电信号的换能器）的信号振幅会相应改变。当换能器之间的距离为信号波长的一
北航物理研究性实验报告 专题：模拟示波器的使用及其应用 学号：10151192 班级：101517
姓名：王波 目录 目录 (2) 摘要 (3) 一．实验目的 (3) 二．实验原理 (3) 1.模拟示波器简介 (3) 2.示波器的应用 (6) 三．实验仪器 (6) 四．实验步骤 (7) 1.模拟示波器的使用 (7) 2.声速测量 (8) 五．数据记录与处理 (8) 六．讨论 (10)
摘要 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能直观、动态地显示电压信号随时间变化的波形，便于人们研究各种电现象的变化过程，并可直接测量信号的幅度、频率以及信号之间相位关系等各种参数。示波器是观察电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果的重要仪器，也是调试、检验、修理和制作各种电子仪表、设备时不可或缺的工具。 一．实验目的 1.了解示波器的主要结构和波形显示及参数测量的基本原理，掌握 示波器、信号发生器的使用方法； 2.学习用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率的方法； 3.学会用连续波方法测量空气速度，加深对共振、相位等概念的理 解； 4.用示波器研究电信号谐振频率、二极管的伏安特性曲线、同轴电 缆中电信号传播速度等测量方法。 二．实验原理
1.模拟示波器简介 模拟示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像并显示在荧光屏上以便测量和分析的电子仪器。它主要由阴极射线示波管，扫描、触发系统，放大系统，电源系统四部分组成。 示波管结构图 （1）工作原理 模拟示波器的基本工作原理是：被测信号经Y轴衰减后送至Y1放大器，经延迟级后到Y2放大器，信号放大后加到示波管的Y轴偏转板上。 若Y轴所加信号为图所示的正弦信号，X输入开关S切换到“外”输入，且X轴没有输入信号，则光点在荧光屏竖直方向上按正弦规律上下运动，随着Y轴方向信号的提高，由于视觉暂留，在荧光屏上显示一条竖直扫描线。同理，如在X轴所加信号为锯齿波信号，且Y轴没有输入信号，则光点在荧光屏上显示一条水平直线。
中学物理探究性实验初探 [摘要]： 物理探究性实验教学的开设，激励了学生的个性和已有经验得到充分的发挥，改变了过去由教师包揽教学的局面，给了学生更多的思考、探索、实践的时间和空间。训练学生学会合作探究的能力，体现和提高学生的情感、态度、价值观，培养了学生严谨的科学思想和研究方法，提高了学生的建模能力，展示了学生的研究思路和才能，延伸了学生的学力。使学生的实践能力、创新精神和可持续发展的综合素质都有较大的提高。 [关键词]： 质疑探究能力、合作交流、学会研究、可操作性 课题背景 物理学是一门以实验为基础的学科，对物理教学来说其重要方面之一是实验教学与理论教学相结合，因为通过实验可以更有效地让学生体验科学发展和知识形成的思想和方法。通过联系实际问题，培养学生的实践能力、创新精神、可持续发展和适应将来社会的生存能力。“二期课改”总体要求，就是要确立在学习中以“学生为主体”的地位，关注学生已有经验、兴趣爱好和个性特长。实现知识与技能、过程与方法、情感态度价值观为一体的教学目标。 著名物理学家杨振宁说：“我在中国学的方法是演绎法，我发现这完全不是费米、泰勒等人的研究方法，他们是从实际实验的结果中归纳出原理，是归纳法。我很幸运这两种研究方法的好处都吸收了，这对我的研究工作有很大的影响。”这段话表明实验作为一种研究科学方法，对人的培养有着一种特别的作用。 探究性实验是努力改变学生“接受学习”的传统方式，建立一种让学生“主动参与、乐于探究、交流合作”的学习方式。配合“二期课改”中的拓展性课程和研究性课程，使之相辅相成。通过探究实验，有效地促使学生关注和联系实际问题，体验科学发展和知识形成的思想和方法，掌握知识的本意和正确的结论。使学生的意志、毅力、情感、价值观以及与他人的合作交流精神有所提高。也促进了学生在理论学习方面的学习效果，提高了学生的总体学习能力和学习水平。 一、探究性实验在教学中的作用 普通实验是在已有的规范程式下由教师指导、帮助完成的，主要为解决学生的基本知识、基本方法、基本技巧，要求学生达到会做规定实验的基本目标，但缺少培养学生创新精神的功能。为促使学生在新材料、新情境、新问题面前勇敢地质疑，提出问题。改变学生传统的“接受学习”方式，建立一种让学生“主动参与、乐于研究、交流合作”的学习方式。探究性实验教学的开展，能在已有的基础上有效地激励学生的个性和已有经验得到充分的发挥，改变过去由教师包揽教学的局面，给学生以更多的思考、探索、实践的时间和空间，训练学生学会独立和合作探究的能力。不但要能做引入性实验、验证性实验，还要能做探索性实验，不但要能做实验、巧做实验，还要能根据学习和社会生活中的碰到的事例提出问题、选择课题、设计实验，探究事物的运动规律。通过探究性实验的学习和研究，可帮助学生摆脱传统
符合法测量放射源活度实验报告 班级： 姓名： 学号： 一. 实验目的 1、 学习符合测量的基本方法。 2、 学习用符合方法测定60Co 放射源的活度。 二. 实验内容 1、调整符合系统的参量，选定工作条件，观察各级输出信号波形及其时间关系。 2、测量符合装置的分辨时间。 3、用γβ-符合方法测量60Co 级联衰变的放射性活度。 三. 实验原理 符合技术是利用电子学方法在不同探测器的输出脉冲中把有时间关联的事件选择出来。选择同一时刻脉冲的符合称为瞬时符合。选择不同时的，但有一定时间联系的脉冲符合称为延迟符合。相反，排斥同一时刻或有时间关联脉冲的技术就是反符合或延迟反符合。符合法是研究相关事件的一种方法，在核物理与核技术应用的各领域中获得了广泛应用，如测量放射源的活度、研究核反应产物的角分布、激发态的寿命及角关联的测量、测量飞行粒子的能谱，研究宇宙射线和实现多参数测量等。γβ-符合实验装置图如图2－1。 图2-1 γβ-实验装置 脉冲线性定时延迟线性定时延迟符合光电光电塑料跟随器 跟随器 高压电源 发生器高压电源 放大器单道成形 定标器 放大器单道成形 定标器 定标器 电路 示波器 NIM 机箱低压电源 γ 探头 倍增管倍增管 β 探头 闪烁体 NaI 晶体
1、 符合分辨时间τ 探测器的输出脉冲总有一定的宽度，在选择同时事件的脉冲符合时，当从两个探测器输出的脉冲起始时间差别很小，以至于符合装置不能区分它们的时间差别时，就会被当作同时事件而记录下来，即符合装置有一定的时间分辨能力，符合装置所能够区分的最小时间间隔称为符合分辨时间，它的大小与输入脉冲的形状、持续时间、符合电路的性能都有关系。 分辨时间是符合装置的基本参量，它决定了符合装置研究不同事件间的时间关系时所能达到的精确度，对于大量的在时间上互不相关的独立事件来说，只要两个探测器的输出信号偶然地同时发生在τ时间间隔内，这时符合电路也将把它们作为同时事件而输出符合脉冲，但这个事件不是真符合事件，这种不具有相关性的事件之间的符合称为偶然符合。例如某个核在某时刻发生衰变，其β粒子被β探测器记录，但级联的γ没有被γ探测器记录到，然而此时恰好γ探测器记录了另外一个衰变核的γ射线，那么这两个来自于不同原子核衰变的β和γ射线在符合电路中产生的符合就是无时间关联事件的符合，即属于偶然符合。 假定不具有时间关联的两道脉冲均为理想的矩形脉冲，其宽度为τ，偶然符合的计数率和两个输入道的计数率分别为n rc 、n 1和n 2 ，则有 212n n n rc ??=τ 2 12n n n rc = τ （2-1） 显然，减少τ，能够减少偶然符合几率，但由于辐射进入探测器的时间与输出脉冲之间存在统计性的时间离散，当τ太小时，使得某些同时事件的脉冲因前沿离散而时距大于符合电路分辨时间的可能性增加，从而使得真符合丢失的几率增大。 2、 测量符合分辨时间的方法 1) 偶然符合方法测量分辨时间 通过测定偶然符合计数率rc n 和两道各自的计数率1n 和2n ，根据（2-1）式就可以得到符合分辨时间τ。其中两道的计数率应是时间上无关联的粒子在两个探测器中分别引起的计数率；符合道计数率rc n 应纯粹是偶然符合。但实际测量到的符合计数率中还包含有本底符合计数率 b n 。本底符合计数率是由宇宙射线和周围物体中天然放射性核素的级联衰变，以及散射等产生的符合计数所构成。所以实际测量到的符合计数率rc n '为：
学院数统学院专业信计21 姓名倪皓洋学号 2120602015 实验名称：刚体的转动惯量 一实验简介： 在研究摆的中心升降问题时，惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量。转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量，它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。 二实验目的： 1.用实验方法验证转动惯量，并求转动惯量。 2.观察转动惯量与质量的分布关系。 3.学习作图的曲线改直法，并由作图法处理实验数据。 三实验原理： 1. 刚体的转动定律 具有确定转轴的刚体，在外力矩作用下，将获得较加速度β，其值与外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比即有刚体的转动定律： M=Iβ 利用转动定律，通过实验的方法，可求得难以用计算方法得到的转动惯量。 2.应用转动定律求转动惯量 如图所示，待测刚体由塔轮，伸杆及杆上的配重物组成。刚体将在砝码的拖动下绕竖直轴转动 设细线不可伸长，砝码受到重力和细线的张力作用，从静止开始以加速度a下落，其运动方程为mg-t=ma,在t时间内下落的高度为h=at2/2。刚体收到张力的力矩为T r和轴摩擦力力矩M f。由转动定律可得到刚体的转动运动方程：T r--M f=I β。绳与塔轮间无相对滑动时有a =rβ，上述四个方程得到： m(g - a)r - Mf = 2hI/rt2 (2） M f与张力矩相比可以忽略，砝码质量m比刚体的质量小的多时有a< 的方法求得转动惯量I。 3．验证转动定律，求转动惯量 从（3）出发，考虑用以下两种方法： A．作m – 1/t2图法：伸杆上配重物位置不变，即选定一个刚体，取固定力臂r 和砝码下落高度h，（3）式变为： M = K1/ t2 (4) 式中K1 =2hI/ gr2为常量。上式表明：所用砝码的质量与下落时间t的平方成反比。实验中选用一系列的砝码质量，可测得一组m与1/t2的数据，将其在直角坐标系上作图，应是直线。即若所作的图是直线，便验证了转动定律。 从m – 1/t2图中测得斜率K1，并用已知的h、r、g值，由K1 =2hI/gr2求得刚体的I。 B．作r – 1/t图法：配重物的位置不变，即选定一个刚体，取砝码m和下落高度h为固定值。将式（3）写为： r = K2/ t （5） 式中K2 = (2hI/ mg)1/2是常量。上式表明r与1/t成正比关系。实验中换用不同的塔轮半径r，测得同一质量的砝码下落时间t，用所得一组数据作r－1/t图，应是直线。即若所作图是直线，便验证了转动定律。 从r－1/t图上测得斜率，并用已知的m、h、g值，由K2 = (2hI/ mg)1/2求出刚体的I。 四实验仪器： 刚体转动仪，滑轮，秒表，砝码 其中刚体转动仪包括： A.、塔轮，由五个不同半径的圆盘组成。上面绕有挂小砝码的细线，由它对刚体施加外力矩。 B、对称形的细长伸杆，上有圆柱形配重物，调节其在杆上位置即可改变转动惯量。与A和配重物构成一个刚体。 C.、底座调节螺钉，用于调节底座水平，使转动轴垂直于水平面。 此外还有转向定滑轮，起始点标志，滑轮高度调节螺钉等部分 。 双击刚体转动仪底座下方的旋钮，会弹出底座放大窗口和底座调节窗口，在底座调节窗口的旋钮上点击鼠标左、右键，可以调整底座水平。在底座放大窗口上单击右键可以转换视角。（如下图）