.實驗一落球法測液體的粘滯係數 1
實驗二氣體相對壓力係數的測量 6
實驗三單縫衍射的光強分布 11
實驗四偏振光的觀測與研究 16
實驗五電位差計的原理及應用（測量微小電壓） 23
實驗六差熱分析實驗 26
實驗七四探針法測量電阻率 30
實驗八橢偏儀測量薄膜厚度和折射率 34
實驗一落球法測液體的粘滯係數
在穩定流動的流體中，各層流體的速度不同就會產生切向力，快的一層給慢的一層以拉力，慢的一層給快的一層以阻力，這一對力稱為流體的內摩擦力或粘滯力。液體都具有粘滯性，這種粘滯性可以用乙個物理量粘滯係數η定量描述。粘滯係數又稱動力粘滯係數或簡稱粘度。
液體的粘度是液體粘滯性的量度，是反映液體粘滯性運動效果的物理量。不同的液體具有不同的粘度，粘度只決定於液體本身的性質和溫度，且隨溫度的公升高而減小。
研究和測定液體的粘度，不僅在物理研究方面，而且在醫學、機械工程、水利工程、材料學及國防建設中都有很重要的意義。
一、實驗目的
1、 觀察液體中的摩擦現象。
2、 掌握用落球法測定液體的粘度的原理和方法。
3、 正確理解牛頓液體在恆溫條件下的動力粘度公式。
二、實驗儀器
圖2落球法液體粘滯係數測定儀結構圖
落球法粘滯係數測定儀、小鋼球、蓖麻油、公尺尺、千分尺、游標卡尺、液體密度計、雷射光電計時儀、溫度計等。
三、實驗原理
1、當金屬小球在粘性液體中下落時，它受到三個鉛直方向的力；小球的重力(m為小球質量)、液體作用小球的浮力(v是小球體積，ρ是液體密度)和粘滯阻力f(其方向與小球運動方向相反)。如果液體無限深廣，在小球下落速度較小情況下，有
1)上式稱為斯托克斯公式，其中r是小球的半徑；稱為液體的粘度，其單位是pa·s。
小球開始下落時，由於速度尚小，所以阻力也不大；但隨著下落速度的增大，阻力也隨之增大。最後，三個力達到平衡，即
於是，小球作勻速直線運動，由上式可得：
令小球的直徑為d，並用，，代入上式得：
2)其中為小球材料的密度，為小球勻速下落的距離，t為小球下落距離所用的時間
2、實驗時，待測液體必須盛於容器中(如圖所示)，故不能滿足無限深廣的條件，實驗證明，若小球沿筒的中心軸線下降，式(2)須作如下改動方能符合實際情況：
3)其中d為容器內徑，h為液柱高度。
四、實驗內容和步驟
1、調整粘滯係數測定儀及實驗準備
1)調整底盤水平，在儀器橫樑中間部位放重錘部件，調節底盤旋紐，使重錘對準底盤的中心圓點。
2)將實驗架上的上、下兩個雷射器接通電源，可看見其發出紅光。調節上、下兩個雷射器，使其紅色雷射束平行地對準錘線。
3)收回重錘部件，將盛有被測液體的量筒放置到實驗架底盤**，並在實驗中保持位置不變。
4)在實驗架上放上鋼球導管。小球用乙醚、酒精混合液清洗乾淨，並用濾紙吸乾殘液，備用。
5)將小球放入鋼球導管，看其是否能阻擋光線，若不能，則適當調整雷射器位置。
2、用溫度計測量油溫，在全部小球下落完後再測量一次油溫，取平均值作為實際油溫。
3、用電子分析天平測量10-20顆小鋼球的質量，用比重瓶法測其體積，計算小鋼球的密度。用液體密度計測量蓖麻油的密度。用游標卡尺測量筒的內徑d，用鋼尺測量油柱深度h。
4、用雷射光電計時儀測量下落小球的勻速運動速度。
1)測量上、下二個雷射束之間的距離。
2)用千分尺測量小球直徑，將小球放入導管，當小球落下，阻擋上面的紅色雷射束時，光線受阻，此時開始計時，到小球下落到阻擋下面的紅色雷射束時，計時停止，讀出下落時間，重複測量5次以上。最後計算蓖麻油的粘滯係數。
3)用不同直徑的小鋼球重複2)，計算蓖麻油的粘滯係數。
4)計算蓖麻油的平均粘滯係數。
五、資料**及資料處理
鋼球密度 = kg/m3 蓖麻油密度s= kg/m3 小鋼球下落距離l= cm 容器內半徑r= cm 重力加速度為測量過程前後的平均室溫
平均粘滯係數=
六、注意事項
1) 本實驗是設計性實驗，要讓學生明白設計性實驗的目的和要求。
2) 在測量當中不要移動容器和雷射發射、接收裝置的位置。
3) 測量中不能將落入蓖麻油中的小鋼球隨時取出，需等實驗完畢用磁鐵一次性取出，且過程中需將小鋼球表面清理乾淨再將其落入鋼球導管。
4) 游標卡尺和千分尺在使用時，應先讀出其零點修正值。
5) 釋放小球時要盡量接近油麵。
6) 小球盡量沿油柱的中軸線下落。
七、觀察與思考
（1）、如何判斷小球在作勻速運動?
（2）、在特定的液體中，當小球的半徑減小時，它的收尾速度如何變化？當小球的密度增大時，又將如何變化？選擇不同密度和不同半徑的小球做實驗時，對結果的影響如何？
（3）、造成誤差得主要因素是什麼，如何改進。
一、實驗目的
1.測定空氣的相對壓力係數。
2.了解差壓感測器的工作原理，並掌握其使用方法。
3.學習用逐差法處理資料。
二、實驗原理
將一定質量乾燥空氣，密封於一玻璃泡內，因玻璃隨溫度變化的(線)膨脹係數很小()所以可近似為零，即體積v不隨溫度變化。則泡內氣體的壓強隨溫度的變化遵守查理定律：
1）式中為該氣體在時的壓強值。顯然
故稱為氣體相對壓力係數。
為了簡化實驗條件，令其從任一點（）態開始，至（態結束。則有：
由上兩式可得：
2）空氣比較接近理想氣體，其值與理想的標準值差別不大。對於理想氣體，
三、實驗儀器
氣體相對壓力係數儀，差壓感測器裝置，數顯恆溫水浴鍋，真空幫浦。
1.差壓感測器裝置
半導體材料（如單晶矽）因受力而產生應變時，由於載流子的濃度和遷移率的變化而導致電阻率發生變化的現象稱為壓阻效應。壓阻式差壓感測器就是利用壓阻效應製成的。本實驗中所使用的差壓感測器的結構如圖1、2所示：
圖a為外形圖，圖b為剖面圖。1,3(+)為工作電壓線，2(+),4為輸出電壓線，5-矽膜片，6-固定片，7-參考壓力腔(接d口)，8-正壓力腔(接c口)，它的核心為矽膜片，這種膜片是利用製作積體電路的方法，在單晶基片上通過硼的擴散形成的如圖2所示的十字形四端應變片。將一恆定電壓e加在m和n兩端上，當膜片受到壓力時，從a和b兩端上輸出電壓,與壓差成線性關係：
3)式中，為壓差等於零的輸出電壓，係數為一常數。由(2)式可知，在測的實驗中，值終將被消去。
此感測器可用於非腐蝕氣體和液體的壓力或壓差的測量，測量範圍為0~ pa，綜合精度為0.3%。此種感測器具有體積小，靈敏度高，穩定性好等優點。
2.數顯恆溫水浴鍋
如圖3所示，被測介質是封裝在玻璃泡a內的空氣。a泡浸沒在恆溫水浴鍋內蒸餾水中，恆溫水浴鍋可自動控制水溫。差壓感測器的介面d通大氣(真空幫浦)，介面c經過玻璃細管和真空三通活塞與a泡相連。
將水浴鍋內注滿蒸餾水後，接通電源，數字表將顯示出蒸餾水底部的溫度值。可按動溫度調節數字旋鈕，設定溫度值，水浴鍋內加熱器自動通電(斷電)公升溫(降溫)，達到設定溫度後自動停止，保持恆溫。調節三通位置，可使c,b.
a三者兩兩相連。
四、實驗步驟
一、準備工作
1.整個裝置各儀器之間已連線好。首先檢視水浴鍋中水位是否超過金屬孔板，否則必須往裡注水超過金屬孔板。
2. 檢視真空幫浦的油標窗中，油麵是否達到中心紅點，若低於紅點過多，請報告實驗指導教師,需往幫浦中注油。
二、差壓感測器的定標
準確測定差壓感測器的常數和( 並不求出)
1.開啟壓力係數儀電源開關。調節工作電壓至額定值e=3.00v
2.三通位置如下圖，c,b(大氣)相通，則c,d二室都與大氣相通， 壓力係數儀輸出顯示,記錄
3. 開動真空幫浦，幾秒鐘後，d腔內壓強可以認為是零。記錄
三.加熱
調節三通位置如下圖，使c，b(大氣),a（玻璃泡）相通，接通水浴鍋電源，調節溫度數字按鈕至設定最高溫度。
四.測量
1.當水浴鍋溫度達到設定溫度，再把水浴鍋溫度設定調至室溫以下。
2.緩慢轉動三通，使c與a相通，而和大氣隔絕。
3.水浴鍋溫度每公升高5度，記錄一次，共得n組資料。
五、資料處理
記錄**：e=3.00v; = mv; = mv
計算；；
其中，，
六、注意事項
1.差壓感測器和玻璃製品易損壞，操作一定要小心，防止割傷身體和操壞儀器。
2.轉動三通活塞時，要緩慢，另乙隻手一定要扶住活塞！
3.水浴鍋加熱前，必須水面超過金屬孔板，嚴禁乾燒！
4.用真空幫浦抽氣時，真空表所指示值為d腔的真空度值，只是表明d腔是否抽空。開動真空幫浦，幾秒鐘，真空表指示在-0.09以下即可讀取u值，馬上關掉真空幫浦電源。
光波的波振面受到阻礙時，光繞過障礙物偏離直線而進入幾何陰影區，並在螢幕上出現光強不均勻分布的現象，叫做光的衍射。研究光的衍射不僅有助於進一步加深對光的波動性的理解，同時還有助於進一步學習近代光學實驗技術，如光譜分析、晶體結構分析、全息照相、光資訊處理等。衍射使光強在空間重新分布，利用矽光電池等光電器件測量光強的相對分布是一種常用的光強分布測量方法。
一、實驗目的
1. 觀察單縫夫琅和費衍射現象。
2. 掌握單縫衍射相對光強的測量方法，並求出單縫寬度。
二、實驗原理
1. 夫琅和費衍射
衍射是光的重要特徵之一。衍射通常分為兩類：一類是滿足衍射屏離光源或接收屏的距離為有限遠的衍射，稱為菲涅耳衍射；另一類是滿足衍射屏與光源和接收屏的距離都是無限遠的衍射，也就是照射到衍射屏上的入射光和離開衍射屏的衍射光都是平行光的衍射，稱為夫琅和費衍射。
菲涅耳衍射解決具體問題時，計算較為複雜。而夫琅和費衍射的特點是，只用簡單的計算就可以得出準確的結果。在實驗中，夫琅和費衍射用兩個會聚透鏡就可以實現。
本實驗用雷射器作光源，由於雷射器發散角小，可以認為是近似平行光照射在單縫上；其次，單縫寬度為0.1mm，單縫距接收屏如果大於1公尺，縫寬相對於縫到接收屏的距離足夠小，大致滿足衍射光是平行光的要求，也基本滿足了夫琅和費衍射的條件。
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