2023年秋季《大學物理實驗b》複習思考題及參考提示
第一章誤差、不確定度和資料處理的基本知識
1、 誤差的概念，誤差的分類。（系統誤差、隨機誤差）（複習p9習題一）
2、 測量不確定度的概念是什麼？如何對測量不確定度進行評定？怎樣對測量結果進行報道？（p15習題二）
， （p=68.3%）
3、測量結果有效數字位數是如何確定的？（複習p17習題三）
（1）不確定度的位數一般只取一位（而且只入不捨），若首位是1時可取兩位。相對不確定度為百分之幾，一般也只取
一、兩位。
（2）不確定度決定了測量結果有效數字的位數，即測量結果的有效數字最後一位應與不確定度所在位對齊；若不確定度取兩位，則測量結果有效數字的末位和不確定度末位取齊。
（3）有效數字尾數捨入規則：
尾數「小於五則舍，大於五則入，等於五湊偶」，這種捨入法則使尾數舍與入的概率相同。
（4）同乙個測量值，其精度不應隨單位變換而改變。
4、作圖法是如何處理資料的？
（複習p18-20，實驗12霍爾效應、實驗17等厚干涉、太陽能電池特性的測量、大功率白光led特性測量的作圖法處理資料方法）
（1）作圖規則
①作圖一定要用座標紙；②確定座標紙大小和確定座標軸分度（整數）；③畫出座標軸；④資料點（用「×」、或「」、或「」符號中心對準座標資料描點，不能用「·」符號描點）； ⑤連線（若影象是線性關係，則用直尺畫出最好的擬合直線）； ⑥標註圖名.（在圖的上方或下方空白處標註）
（2）**法求直線的斜率和截距
求直線斜率和截距的具體做法是，在描出的直線兩端各取一座標點a（x1，y1）和b（x2，y2），則可從下面的式子求出直線的斜率a和截距b。
，a、b兩座標點相隔要遠一些，一般取在直線兩端附近（不要取原來的測量資料點），且自變數最好取為整數。
5、逐差法是如何處理資料的？ （複習p20-22，習題四，實驗8和實驗17的逐差法資料處理）
實驗2 示波器的原理與應用
1．從ch1通道輸入1v、1khz正弦波，如何操作顯示該訊號波形？
2．當波形水平游動時，如何調節使波形穩定？
提示：先按「source」（觸發源）鍵選vert（垂直）觸發方式，再調節「trig level」（觸發電平）旋紐，使波形穩定。
3．如何測量波形的幅度與週期？電壓峰峰幅度upp= y（cm）×偏轉因數k（v/cm）；週期t= x (cm)×掃瞄速度p（ms/cm）
4．調節什麼旋紐使李薩如圖穩定？提示：調節訊號發生器的頻率旋鈕使fx:fy的比值為整數比（如1:1,2:1,1:2,2:3等）。
5．當示波器出現下面不良波形時，請選擇合適的操作方法，使波形正常。（1）波形(豎直幅度)超出螢幕2）波形太小3）波形(水平方向)太密： ④ ；（4）亮點，不顯示波形：
⑤ 。
可選答案：①調大「偏轉因數（volts/div）」；②調小「偏轉因數」；③調大「掃瞄速率（time/div）」； ④調小「掃瞄速率」；⑤水平顯示置「a」（常規）方式； ⑥水平顯示置「x-y」方式。
6．觀察李薩如圖時，要改變圖形的垂直大小，應調節 ch2 通道的「偏轉因數（volts/div）」；要改變圖形的水平大小，應調節 ch1 通道的「偏轉因數（volts/div）」；要改變圖形的垂直位置，應調節 ch2 通道的「垂直位移（position）」。（可選答案：ch1，ch2）。
7．用示波器測得的ch1（x）訊號的波形如下面左圖所示，ch1（x）訊號與ch2（y）訊號合成的李莎茹圖如下面右圖所示，示波器螢幕上已顯示了必要的引數，圖中每1大格為1cm。請回答下列回題： （1）ch1（x）訊號的upp為 6.
00 cm×1v/cm=6.00 v；（2）ch1（x）訊號的週期為 5.00 cm×1 ms /cm=5.
00 ms；（3）ch2（y）訊號的頻率為 100 hz。分析：左圖fx =1/tx =1/（5.
00×10-3 s）=200hz，右圖fx: fy= ny: nx =2:
1，fy=100hz
8．示波器如圖３中，改正垂直方向幅度太小、水平方向幅度太大的現象，應如何調節？
a. 調大「偏轉因數」、調大「掃瞄速率」
b. 調小「偏轉因數」、調小「掃瞄速率」
c. 調小「偏轉因數」、調大「掃瞄速率」
d. 調大「偏轉因數」、調小「掃瞄速率」
9. 一台好的示波器處於掃瞄狀態，但螢光屏上沒有掃瞄線，不必調節的旋鈕是（）。
a、亮度旋鈕 b、聚焦旋鈕 c、水平位移 d、上下位移
實驗12 霍爾效應
1．什麼是霍爾效應？ 提示：通有電流is（沿x軸）的半導體薄片置於垂直薄片的磁場b（沿z軸）之中，定向運動的載流子受到洛侖茲力的作用發生偏移，在半導體橫向（y軸方向）產生電位差uh的現象成為霍爾效應。
2．測量霍爾電壓時伴隨產生四種副效應，本實驗用什麼方法消除副效應的影響？用「b」「is」換向多次測量法。在（+b，+is）、（+b，-is）、（-b，-is）、（-b，+is）四種測量條件下，分別測出相應的霍爾電壓u1、u2、u3、u4，用uh＝│u1-u2+u3-u4│/4式子求出對應的霍爾電壓uh，以消減副效應帶來的測量誤差。
3．用霍爾效應如何測量磁場？用霍爾效應實驗裝置測量磁場應注意些什麼？已知kh，測出uh、is則
4．如圖４所示，霍爾元件通入工作電流is，磁場的方向垂直指出紙面， a、b兩邊累積正、負電荷，uab＞0，根據定向運動的載流子（或電荷） 受到洛倫茲力的作用，可判斷該霍爾元件是 n 型半導體。
5．如圖５所示，若霍爾片的多數載流子為空穴，它的工作電流is方向從左向右，霍爾電壓uab＞0，則磁場的方向為指入紙內 （選：指出紙面或指入紙內）。
6．試分析：為何不宜用金屬製作霍爾元件？
提示：因為，，霍爾靈敏kh與載流子濃度n成反比，金屬的載流子（自由電子）濃度大，其靈敏kh較小，霍爾效應不明顯，所以不宜用金屬製作霍爾元件。
7．若磁場的法線不是恰好與霍爾元件的法線一致，對測量結果會有何影響？如何判斷磁場的方向與霍爾片的法線方向一致？
提示：測量公式的條件是霍爾片法線要與磁場的方向一致。若磁場方向不是恰好與霍爾元件的法線一致，則測出的只是實際磁場在霍爾片法線方向的乙個分量，測出的霍爾電壓比磁場的方向恰好與霍爾元件的法線一致時產生的霍爾電壓要小，則測出的磁場偏小。
測量時轉動霍爾片，霍爾電壓顯示值最大時，表明霍爾片法線與磁場的方向一致。
8．圖６中霍爾元件的多種載流子是哪種？提示：空穴或正電荷。
實驗7 分光計的調整與使用
1．本實驗所用分光計測量角度的精度是多少？儀器為什麼設兩個游標？如何測量望遠鏡轉過的角度？
提示：①精度是1′；②（p72頁）設定兩個游標是為了消除刻度盤和游標盤不共軸所引起的偏心誤差；
③轉動望遠鏡，分別對準位置ⅰ、位置ⅱ反射線，讀取位置ⅰ、ⅱ角度讀數為（1左游標，1′右游標）、（2左游標，2′右游標），望遠鏡的轉角為。若望遠鏡轉動過程中越過零點刻度則按（）式計算望遠鏡的轉角。
注意：稜鏡頂角
2．假設平面鏡反射面已經和轉軸平行，而望遠鏡光軸和儀器轉軸成一定角度β，則反射的小十字像和平面鏡轉過1800後反射的小十字像的位置應是怎樣的？此時應如何調節？試畫出光路圖。
提示：載物台傾斜已調好，望遠鏡光軸沒調好，（連同載物台）旋轉游標盤，平面鏡轉過180o前後的反射小十字像的位置高度不變，應該調節望遠鏡仰角螺釘，使十字反射像落在上十字叉線的橫線上。
若望遠鏡向上仰，其光路圖如下圖所示。請分析望遠鏡向下傾的情況。
3．假設望遠鏡光軸已垂直於儀器轉軸，而平面鏡反射面和儀器轉軸成一角度β，則反射的小十字像和平面鏡轉過1800後反射的小十字像的位置應是怎樣的？此時應如何調節？試畫出光路圖。
提示：望遠鏡已調好，載物台（傾斜）沒調好，使得小鏡鏡面與儀器轉軸不平行成一角度β，若a面反射的小十字像在上叉絲水平線的上方，則平面鏡轉過180o後，b面反射的小十字像在上叉絲水平線的對稱下方位置，此時應該調節載物台的螺釘，使十字反射像落在上十字叉線的橫線上。光路圖如下圖。
4．對分光計的調節要求是什麼？如何判斷調節達到要求？怎樣才能調節好？（原理的四個標誌圖示、調節方法見實驗內容）
提示：對分光計調整的要求：①望遠鏡、平行光管的光軸均垂直於儀器中心轉軸；②望遠鏡對平行光聚焦（即望遠調焦於無窮遠）；③平行光管出射平行光；
分光計調節好的四個判斷標誌：①望遠鏡對平行光聚焦的判定標誌——從望遠鏡中同時看到分劃板上的黑十字準線和綠色反射十字像最清晰且無視差。（調節方法：
用自準直光路，調節望遠鏡的目鏡和物鏡聚焦）。②望遠鏡光軸與分光計中心轉軸垂直的判定標誌——放在載物台上的雙面反射鏡轉180°前後，兩反射綠色十字像均與分劃板上方黑十字線重合，（圖2-7-2）。（調節方法：
用自準直光路和用各半調節法調整望遠鏡的仰角螺釘和載物台下b或c螺釘）。③平行光管出射平行光的判定標誌——在望遠鏡調節好基礎上，調節平行光管聚焦，使從調好的望遠鏡看到狹縫亮線像最清晰且與分劃板上的黑十字線之間無視差，（圖2-7-3）。（調節方法：
把調節好的望遠鏡對準平行光管，調節平行光管物鏡聚焦）。④平行光管光軸與望遠鏡光軸共線並與分光計中心軸垂直的判定標誌——使夾縫亮線像水平和豎直時能分別與望遠鏡分劃板上的中心水平黑十字線和豎直黑十字線重合。（調節方法：
望遠鏡對準平行光管，夾縫轉90°，調節平行光管的仰角螺釘，水平亮線與望遠鏡分劃板上的中心水平黑十字線重合，（圖2-7-4））
（圖2-7-2圖2-7-4）
5．是否對有任意頂角a的稜鏡都可以用最小偏向角測量的方法來測量它的材料的折射率？為什麼？
提示：不是。（從三稜鏡第二折射面不發生全反射條件，即對第二折射面入射的入射角要小於全反射臨界角要求來討論）
要求滿足 ，必須，即才會出現最小偏向角。
備註：測出三稜鏡的頂角a和綠光最小偏向角δmin ，三稜鏡對綠光的折射率。
6．在測角時某個游標讀數第一次為34356'，第二次為3328'，游標經過圓盤零點和不經過圓盤零點時所轉過的角度分別是多少？ 提示：360-(34356'-3328')=4932' ；34356'-3328'=31028'
大學物理實驗複習整理
1 改變樣品形狀，採取一些措施，能否利用本實驗裝置測量良導體的導熱係數？為什麼？2 測a,b的厚度使用游標卡尺，只有三位有效數字，為何不用千分尺？3 試根據計算式中各實驗測得值的有效數字的位數，指出產生誤差的主要因素是什麼？4 室溫不同測得的值相同嗎？為什麼？哪個大?5 在測量不良導體的導熱係數時，...
大學物理複習
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大學物理實驗總結
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