目錄上課須知及實驗安排 (ⅰ)
1 實驗一固體密度測量 (1)
2 實驗二熱電偶溫度計定標 (4)
3 實驗三伏-安法測電阻 (7)
4 實驗四示波器的使用 (10)
5 實驗五薄透鏡焦距的測量 (16)
實驗一固體密度的測量
【實驗目的】
1．學習用阿基公尺德原理測定固體密度；
2．學習天平及各測量長度儀器的使用方法。
【實驗原理】
1．測量方法
物質在某一溫度下的密度ρ 定義為該物質在某一溫度下單位體積的質量
ρ = m / v
（1）其中，m 為該物的質量，v 為該物的體積。對於規則物體，我們很容易測量它的體積v 和重量w a ，利用（1）式，它的密度為
ρ = w a /（v · g2）
但是對於不規則物體其體積較難測得，一般常採用阿基公尺德原理法。 阿基公尺德原理指出：浸在液體中的物體受到一向上的浮力，其大小等於物體所排開液體的重量。
利用電子天平分別秤得固體在空氣中和在液體中的重量分別為w a 和w fl ，如果忽略空氣的浮力，已知液體的密度為ρ fl ，該固體的密度即為
fla fl a w w w =3）
（3）式是用阿基公尺德原理測量固體密度的基本公式。 2． 公式的修正
（1）溫度引起的修正
因為液體的密度與溫度有關，故需考慮溫度對實驗結果的影響。本實驗採用的液體是水，室溫下水的密度ρ fl 的可由附表1查得。溫度每變化一度，蒸餾水的密度將改變0.
02%。 （2）空氣浮力引起的修正
1 cm 3的空氣重量取決於當時的溫度、濕度和大氣壓，一般可近似認為等於1.
2 mg 。如一物體在空氣中被秤，則應考慮空氣的浮力，它會對測量結果的小數點後第三位有影響。考慮到空氣浮力，公式（3）將被修正為
()a fl
a a fl a w w w ρρρρ+×=
（4）式中ρa 是空氣的密度。溫度為20°c ，大氣壓為1.01325×105pa 時空氣的密度為ρa = 0.0012 g/cm 3。
（3）浸入深度引起的的修正
由於物體需浸入液體進行測量，這將導致液面有微弱的上公升，故樣品底盤的連線金屬絲將被液體浸沒得更深，從而產生額外的浮力。該浮力與燒杯的直徑和連線金屬絲的直徑有關，（4）式將被進一步修正為
a fl a a fl a d
dw w w
21()()
(22（5）
其中d 為連線金屬絲的直徑，d 為盛放液體的燒杯的直徑。 （4）連線固體的金屬絲和液體的粘著力當物體放入水中時，由於水和金屬之間有粘著力，所以水會沿著連線金屬絲上公升，這也導致了測量誤差。 （5）氣泡的影響當物體放入水中後，物體表面形成的氣泡同樣會產生測量誤差。
乙個直徑為0.5 mm 大小的氣泡會產生小於0.1 mg 的額外浮力；直徑為1 mm 大小的氣泡會產生約為0.
5 mg 的額外浮力；直徑為2 mm 大小的氣泡會產生近似4.2 mg 的額外浮力。大的氣泡在測量前必須除去。
小的氣泡可根據以上引數估算後扣除。
【實驗儀器】
電子天平（感量1 mg ，量程300 mg ）、密度計支架、容器、螺旋測微儀、游標卡尺、水銀溫度計和待測樣品若干。
【實驗內容】
1．利用阿基公尺德原理測量固體密度 （1）測量被測樣品在空氣中的重量w a
a. 將天平秤按清零鈕清零。
b. 將樣品放入上樣品托盤內，秤出該物體的重量w a 。 （2）測定被測樣品在水中的浮力g = w a －w fl
a. 將樣品放入天平上面的秤盤內，按清零鈕清零。
b. 將樣品用鑷子放入天平下面的網狀秤盤內，記錄下
天平讀數的絕對值，該值即為g 。 c. 利用公式（3）計算出該物體的密度。 測量資料及結果記錄在表1中。
2．利用密度的定義測量規則物體的密度
（1）利用游標卡尺和螺旋測微計測量出被測樣品的各尺
寸。（2）將天平秤按清零鈕清零。
（3）將被測樣品放入上樣品托盤內，秤出該物體的重量。
（4）計算出該物體體積並用（2）式計算該物體的密度，測量資料及結果記錄在表2中。
【進一步實驗內容】
1．如考慮空氣的浮力及考慮浸入深度的影響，可用螺旋測微計測量連線金屬絲的直徑 ，用
游標卡尺測量燒杯直徑，利用公式（5）修正實驗結果，將實驗結果記錄在表3中。
【附表】
水在一定溫度下（℃）的密度（g/cm3）
t0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 (℃)
10. 0.99973 0.
999720.99971 0.999700.
999690.999680.999670.
99966 0.99965 0.99964
11. 0.99963 0.
999620.99961 0.999600.
999590.999580.999570.
99956 0.99955 0.99954
12. 0.99953 0.
999510.99950 0.999490.
999480.999470.999460.
99944 0.99943 0.99942
13. 0.99941 0.
999390.99938 0.999370.
999350.999340.999330.
99931 0.99930 0.99929
14. 0.99927 0.
999260.99924 0.999230.
999220.999200.999190.
99917 0.99916 0.99914
15. 0.99913 0.
99911 0.99910 0.999080.
999070.999050.999040.
99902 0.99900 0.99899
16. 0.99897 0.
998960.99894 0.998920.
998910.998890.998870.
99885 0.99884 0.99882
17. 0.99880 0.
998790.99877 0.998750.
998730.998710.998700.
99868 0.99866 0.99864
18. 0.99862 0.
998600.99859 0.998570.
998550.998530.998510.
99849 0.99847 0.99845
19 0.99843 0.998410.
99839 0.998370.998350.
998330.998310.99829 0.
99827 0.99825
20. 0.99823 0.
998210.99819 0.998170.
998150.998130.998110.
99808 0.99806 0.99804
21. 0.99802 0.
998000.99798 0.997950.
997930.997910.997890.
99786 0.99784 0.99782
22. 0.99780 0.
997770.99775 0.997730.
997710.997680.997660.
99764 0.99761 0.99759
23. 0.99756 0.
997540.99752 0.997490.
997470.997440.997420.
99740 0.99737 0.99735
24. 0.99732 0.
997300.99727 0.997250.
997220.997200.997170.
99715 0.99712 0.99710
25. 0.99707 0.
997040.99702 0.996990.
996970.996940.996910.
99689 0.99686 0.99684
26. 0.99681 0.
996780.99676 0.996730.
996700.996680.996650.
99662 0.99659 0.99657
27. 0.99654 0.
996510.99648 0.996460.
996430.996400.996370.
99634 0.99632 0.99629
28. 0.99626 0.
996230.99620 0.996170.
996140.996120.996090.
99606 0.99603 0.99600
29. 0.99597 0.
995940.99591 0.995880.
995850.995820.995790.
99576 0.99573 0.99570
30. 0.99567 0.
995640.99561 0.995580.
995550.995520.995490.
99546 0.99543 0.99540
資料記錄表
實驗一固體密度的測量
實驗課時間姓名學號成績
附表1 利用靜力稱衡法測量固體密度
tfl （g/cm 3樣品1
樣品2樣品3
1 2 3 平均 1 2 3 平均
1 2 3 平均
w a /g （gw fl /g （g ）
ρ （g/cm 3）
附表2 測量規則物體的密度
螺旋測微儀初讀數d 0mm ）
，游標卡尺k 0mm ） 一般測量儀器
數顯測量儀器測量次數 1 2 3 平均 1 2 3 平均
（mm ）
（mm樣品1 （mmmmmm樣品2 （mmmmmm樣品3 （mm ）
樣品1樣品2 樣品3 體積（mm 3）
ρ （g/cm 3）
附表3 實驗結果修正
ρ a （g/cm 3）=
1 2 3 平均 d i （mm ） d （mm ）
樣品1 樣品2 樣品3
ρ 修（g/cm 3）
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