近代物理实验报告预习

近代物理实验报告预习篇1

实验一霍尔效应及其应用

【预习思考题】

1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。

2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。

3．本实验为什么要用3个换向开关？

为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。

【分析讨论题】

1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？

若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。

2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？

误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。实验二声速的测量

【预习思考题】

1.如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？

答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。

2.压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？

答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交变电场，材料会发生机械形变，这被称为逆压电效应。声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应，空气的振动

使压电陶瓷环片发生机械形变，从而产生电场，把声信号转变成了电信号。

【分析讨论题】

1.为什么接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值？

答：两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。其驻波方程为

A（x）为合成后各点的振幅。当声波在媒质中传播时，媒质中的压强也随着时间和位置发生变化，所以也常用声压P描述驻波。声波为疏密波，有声波传播的媒质在压缩或膨胀时，来不及和外界交换热量，可近似看作是绝热过程。气体做绝热膨胀，则压强减小；做绝热压缩，则压强增大。媒质体元的位移最大处为波腹，此处可看作既未压缩也未膨胀，则声压为零，媒质体元位移为零处为波节，此处压缩形变最大，则声压最大。由此可知，声波在媒质中传播形成驻波时，声压和位移的相位差为。令P（x）为驻波的声压振幅，驻波的声压表达式为

波节处声压最大，转换成电信号电压最大。所以接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值。

2.用逐差法处理数据的优点是什么？

答：逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法，是对等间隔变化的被测物理量的数据，进行逐项或隔项相减，来获得实验结果的数据处理方法。逐差法进行数据处理有很多优点，可以验证函数的表达形式，也可以充分利用所测数据，具有对数据取平均的效果，起到减小随机误差的作用。本实验用隔项逐差法处理数据，减小了测量的随机误差。

实验三衍射光栅

【预习思考题】

1.如何调整分光计到待测状态?

答：（1）调节望远镜适合接收平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；

（2）平行光管能发出平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；

（3）载物台的台面垂直于仪器中心轴。

2.调节光栅平面与入射光垂直时，为什么只调节载物台调平螺钉b、c，而当各级谱线左右两侧不等高时，又只能调节载物台调平螺钉a？

答：调节光栅平面与入射光垂直时，光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上，望远镜和平行光管已调好，调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角，只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+”字像与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合，此时光栅平面与入射光垂直。

当各级谱线左右两侧不等高时，说明光栅刻线与载物台平面不垂直，调节b、c破坏入射光垂直光栅面，只调节a即可使各级谱线左右两侧等高。

【分析讨论题】

1.利用本实验的装置如何测定光栅常数？

答：与实验步骤一样，调出光谱线，已知绿光波长 m，测量一级（）绿光衍射角，根据光栅方程，可计算出光栅常数d。

2.三棱镜的分辨本领 ,b是三棱镜底边边长，一般三棱镜约为1000cm-1。问边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有相同的分辨率？

解：已知：实验测得 =27000，cm-1求b。

由得b=(cm)

答：略。

实验四多用电表的设计与制作

【分析讨论题】

1．校准电表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低，即总向一个方向偏，试问这是什么原因造成的？欲使有正有负（合理偏向）应采取什么措施？分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况，导致读数都偏高或偏低。欲使有正有负（合理偏向）应选择合适的分流电阻或分压电阻。

2．证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。

满偏时（因Rx=0）

半偏时

可得中值电阻综合内阻

实验五迈克耳孙干涉仪的调整与使用

【预习思考题】

1．迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的？

答：迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。

2．迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的？条纹形状如何？随M1、M2’的间距d如何变化？

答：（1）等倾干涉条纹的产生通常需要面光源，且M1、M2’应严格平行；等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行，而是有微小夹角，且二者之间所加的空气膜较薄。

（2）等倾干涉为圆条纹，等厚干涉为直条纹。

（3）d越大，条纹越细越密；d 越小，条纹就越粗越疏。

3．什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹？当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，M1、M2’两镜子的位置成什么关系？

答：白光由于是复色光，相干长度较小，所以只有M1、M2’距离非常接近时，才会有彩色的干涉条纹，且出现在两镜交线附近。

当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，说明M1、M2’已相交。

【分析讨论题】

1．用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同？

答：二者虽然都是圆条纹，但牛顿环属于等厚干涉的结果，并且等倾干涉条纹中心级次高，而牛顿环则是边缘的干涉级次高，所以当增大（或减小）空气层厚度时，等倾干涉条纹会向外涌出（或向中心缩进），而牛顿环则会向中心缩进（或向外涌出）。

2．想想如何在迈克尔孙干涉仪上利用白光的等厚干涉条纹测定透明物体的折射率？答：首先将仪器调整到M1、M2’相交，即视场中央能看到白光的零级干涉条纹，然后根据刚才镜子的移动方向选择将透明物体放在哪条光路中（主要是为了避免空程差），继续向原方向移动M1镜，直到再次看到白光的零级条纹出现在刚才所在的位置时，记下M1移动的距离所对应的圆环变化数N，根据，即可求出n。

实验六用牛顿环法测定透镜的曲率半径

【预习思考题】

1．白光是复色光，不同波长的光经牛顿环装置各自发生干涉时，同级次的干涉条纹的半径不同，在重叠区域某些波长的光干涉相消，某些波长的光干涉相长，所以牛顿环将变成彩色的。

2．说明平板玻璃或平凸透镜的表面在该处不均匀，使等厚干涉条纹发生了形变。

3．因显微镜筒固定在托架上可随托架一起移动，托架相对于工作台移动的距离也即显微镜移动的距离可以从螺旋测微计装置上读出。因此读数显微镜测得的距离是被测定物体的实际

长度。

4．（1）调节目镜观察到清晰的叉丝；（2）使用调焦手轮时，要使目镜从靠近被测物处自下向上移动，以免挤压被测物，损坏目镜。（3）为防止空程差，测量时应单方向旋转测微鼓轮。

5．因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响，使牛顿环的中心不易确定，测量其半径必然增大测量的误差。所以在实验中通常测量其直径以减小误差，提高精度。

6．有附加光程差d0,空气膜上下表面的光程差 =2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1)/2，k=0,1,2…,暗环半径rk= ；则Dm2=(m —d0)R，Dn2=(n —d0)R，R=。

【分析讨论题】

1．把待测表面放在水平放置的标准的平板玻璃上，用平行光垂直照射时，若产生牛顿环现象，则待测表面为球面；轻压待测表面时，环向中心移动，则为凸面；若环向中心外移动，则为凹面。

2．牛顿环法测透镜曲率半径的特点是：实验条件简单，操作简便，直观且精度高。

3．参考答案

若实验中第35个暗环的半径为a ,其对应的实际级数为k,a2=kRk=

=2d35+ +d0=(2k+1)(k=0,1,2…)

实验七传感器专题实验

电涡流传感器

【预习思考题】

1．电涡流传感器与其它传感器比较有什么优缺点？

这种传感器具有非接触测量的特点，而且还具有测量范围大、灵敏度高、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响、结构简单及安装方便等优点。缺点是电涡流位移传感器只能在一定范围内呈线性关系。

2．本试验采用的变换电路是什么电路。

本实验中电涡流传感器的测量电路采用定频调幅式测量电路。

【分析讨论题】

1．若此传感器仅用来测量振动频率，工作点问题是否仍十分重要？

我们所说的工作点是指在振幅测量时的最佳工作点，即传感器线性区域的中间位置。若测量振幅时工作点选择不当，会使波形失真而造成测量的误差或错误。但仅测量频率时波形失真不会改变其频率值。所以，仅测量频率时工作点问题不是十分重要。

2．如何能提高电涡流传感器的线性范围？

一般情况下，被测体导电率越高，灵敏度越高，在相同的量程下，其线性范围越宽线性范围还与传感器线圈的形状和尺寸有关。线圈外径大时，传感器敏感范围大，线性范围相应也增大，但灵敏度低；线圈外径小时，线性范围小，但灵敏度增大。可根据不同要求，选取不同的线圈内径、外径及厚度参数。

霍尔传感器

【预习思考题】

1．写出调整霍尔式传感器的简明步骤。

（1）按图6.2-6接线；

（2）差动放大器调零；

（3）接入霍尔式传感器，安装测微头使之与振动台吸合；

（4）上下移动测微头±4mm，每隔0.5mm读取相应的输出电压值。

2．结合梯度磁场分布，解释为什么霍尔片的初始位置应处于环形磁场的中间。

在环形磁场的中间位置磁感应强度B为零。由霍尔式传感器的工作原理可知，当霍尔元件通以稳定电流时，霍尔电压UH的值仅取决于霍尔元件在梯度磁场中的位移x，并在零点附近的一定范围内存在近似线性关系。

【分析讨论题】

1．测量振幅和称重时的作用有何不同？为什么？

测量振幅时，直接测量位移与电压的关系。要求先根据测量数据作出U~x关系曲线，标出线性区，求出线性度和灵敏度。称重时测量电压与位移的关系，再换算成电压与重量的关系。振动台作为称重平台，逐步放上砝码，依次记下表头读数，并做出U~W曲线。在平台上另放置一未知重量之物品，根据表头读数从U~W曲线中求得其重量。

2．描述并解释实验内容２的示波器上观察到的波形。

交流激励作用下其输出～输入特性与直流激励特性有较大的不同，灵敏度和线性区域都发生了变化。示波器上的波形在振幅不太大时为一正弦波。若振幅太大，超出了其线性范围，则波形会发生畸变。

试验八铁磁材料磁滞回线的测绘

【预习思考题】

1.测绘磁滞回线和磁化曲线前为何先要退磁？如何退磁？

答：由于铁磁材料磁化过程的不可逆性即具有剩磁的特点，在测定磁化曲线和磁滞回线时，首先必须对铁磁材料预先进行退磁，以保证外加磁场H=0时B=0。退磁的方法，从理论上分析，要消除剩余磁感应强度Br，只需要通以反向电流，使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽力即可，但实际上矫顽力的大小通常并不知道，则无法确定退磁电流的大小。常采用的退磁方法是首先给要退磁的材料加上一个大于（至少等于）原磁化场的交变磁场（本实验中顺时针方向转动“U选择”旋钮，令U从0依次增至3V），铁磁材料的磁化过程是一簇逐渐扩大的磁滞回线。然后逐渐减小外加磁场，（本实验中逆时针方向转动旋钮，将U从最大值依次降为0），则会出现一簇逐渐减小而最终趋向原点的磁滞回线。当外加磁场H减小到零时，铁磁材料的磁感应强度B亦同时降为零，即达到完全退磁。

2.如何判断铁磁材料属于软、硬磁性材料？

答：软磁材料的特点是：磁导率大，矫顽力小，磁滞损耗小，磁滞回线呈长条状；硬磁材料的特点是：剩磁大，矫顽力也大，磁滞特性显著，磁滞回线包围的面积肥大。

【分析讨论题】

1.本实验通过什么方法获得H和B两个磁学量？简述其基本原理。

答：本实验采用非电量电测技术的参量转换测量法，将不易测量的磁学量转换为易于测量的电学量进行测定。按测试仪上所给的电路图连接线路，将电压UH和UB分别加到示波器的“x输入”和“y输入”，便可观察到样品的磁滞回线，同时利用示波器测绘出基本磁化曲线和磁滞回线上某些点的UH和UB值。根据安培环路定律，样品的磁化场强为

(L为样品的平均磁路)

根据法拉弟电磁感应定律，样品的磁感应强度瞬时值

由以上两个公式可将测定的UH和UB值转换成H和B值，并作出H~B曲线。

【实验仪器】

2.铁磁材料的磁化过程是可逆过程还是不可逆过程？用磁滞回线来解释。

答：铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。铁磁材料在外加磁场中被磁化时，外加磁场强度H与铁磁材料的磁感应强度B的大小是非线性关系。当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之以曲线上升，当H增加到Hm时，B几乎不再增加，达到饱和值Bm，从O到达饱和状

态这段B-H曲线，称为起始磁化曲线。当外加磁场强度H从Hm减小时，铁磁材料的磁感应强度B也随之减小，但不沿原曲线返回，而是沿另一曲线下降。当H下降为零时，B不为零，仍保留一定的剩磁Br，使磁场反向增加到-Hc时，磁感应强度B下降为零。继续增加反向磁场到-Hm，后逐渐减小反向磁场直至为零，再加上正向磁场直至Hm，则得到一条闭合曲线，称为磁滞回线。从铁磁材料的起始磁化曲线和磁滞回线可以看到，外加磁场强度H从Hm减小到零时的退磁曲线与磁场H从零开始增加到Hm时的起始磁化曲线不重合，说明退磁过程不能重复起始磁化过程的每一状态，所以铁磁材料的磁化过程是不可逆过程。实验九用动态法测定金属棒的杨氏模量

【预习思考题】

1．试样固有频率和共振频率有何不同，有何关系?

固有频率只由系统本身的性质决定。和共振频率是两个不同的概念，它们之间的关系为：

式中Q为试样的机械品质因数。一般悬挂法测杨氏模量时，Q值的最小值约为50，所以共振频率和固有频率相比只偏低0.005%，故实验中都是用f共代替f固，2．如何尽快找到试样基频共振频率?

测试前根据试样的材质、尺寸、质量，通过（5.7-3）式估算出共振频率的数值，在上述频率附近寻找。

【分析讨论题】

1．测量时为何要将悬线吊扎在试样的节点附近？

理论推导时要求试样做自由振动，应把线吊扎在试样的节点上，但这样做就不能激发试样振动。因此，实际吊扎位置都要偏离节点。偏离节点越大，引入的误差就越大。故要将悬线吊扎在试样的节点附近。

2．如何判断铜棒发生了共振?

可根据以下几条进行判断：

（1）换能器或悬丝发生共振时可通过对上述部件施加负荷(例如用力夹紧)，可使此共振信号变小或消失。

（2）发生共振时，迅速切断信号源，观察示波器上李萨如图形变化情况，若波形由椭圆变成一条竖直亮线后逐渐衰减成为一个亮点，即为试样共振频率。

（3）试样发生共振需要一个孕育的过程，切断信号源后信号亦会逐渐衰减，它的共振峰宽度较窄，信号亦较强。试样共振时，可用尖嘴镊子纵向轻碰试样，这时会按图5.7-1的规律发现波腹、波节。

近代物理实验报告预习篇2

哈尔滨学院以往的近代物理实验存在诸多陈旧和不适应当前近代物理教学需求的问题, 须对实验教学体系进行改革, 减少验证性实验的比例, 增强综合设计性实验和探索研究性实验内容, 加开仿真实验。由于学院属于新建本科院校, 实验室建设基础比较薄弱。现有的实验室是在哈尔滨师范专科学校的近代物理实验室基础上, 在2000年合校后建立的。由于经费短缺, 大部分实验设备只订购了一两套, 许多仪器设备出现严重的损坏, 加之近代物理实验教学方法陈旧, 实验室设备严重滞后, 实验室建设远远落后于其他本科院校, 严重影响了近代物理实验教学效果和学生动手能力的培养和综合素质的提高。因此, 改革传统的近代物理实验教学体系势在必行。

一、构建科学的近代物理实验教学体系

1. 通过专业基础性实验培养学生良好的实验习惯

在实验时首先选择几个最常见的基本实验, 如光电效应与普朗克常量测定、夫兰克—赫兹实验、全息照相、密立根油滴实验等, 这些实验是近代物理实验的经典之作。要求学生在教师的指导下, 对一些基本的物理规律进行验证, 主要目的是让学生学习和掌握近代物理实验中的基本调整与操作技术, 计算机在近代物理实验中的应用及掌握数据处理的一般方法和对实验结果的评价等, 强调物理现象的观察和判断力的培养, 同时也可以培养学生良好的实验习惯和素质, 为后续的综合设计性实验、探索研究性实验打下良好的基础。

2. 通过综合设计性实验培养学生的创新精神

如微波段电子顺磁共振实验、核磁共振、微波的传输特性及基本参数测量等7个实验, 这些设计性实验在教师的指导下进行, 由教师给出题目, 推荐参考文献, 但并不具体讲解, 而是由学生先了解实验仪器、把握相关知识、设计实验方案、估算实验结果及不确定度, 确定使用的仪器、设备、工具、材料等, 然后完成实验。在实验的整个过程中, 无论从设备到材料, 从步骤到技巧, 可以说每一个环节都包含着创新意识, 这对学生智慧潜能的开发, 创新精神和创新能力的培养与提高大有裨益。综合设计性实验使学生的应用能力、综合运用各学科理论知识进行科学研究的能力得到训练和发展, 综合研究素质得到提高。

3. 通过探索研究性实验培养学生的科研能力

近代物理实验教学和科研相结合势在必行。及时转化科研成果和开展教学研究项目, 增加反映时代物理学和当代技术新成就的科研前沿、生产实际应用的研究创新性实验题目, 可以全面提高学生的科学素质、综合理论思维能力、动手能力及创新能力。

为积极推进研究性实验教学, 近几年, 学院加大实验教学经费的投入, 2012年投资数百万元购置光电子技术实验 (光电器件传感器综合测试系统、LD/LED光源测试仪、光电效应综合实验系统) 、光电信息实验系统、光纤传感实验系统等设备, 加强了实验教学的硬件建设, 逐步将科学研究理念渗入到近代物理实验教学中, 以科研促进教学, 大大地提高了实验教学质量。科技的日新月异要求学校为学生创造条件, 投入更多的经费购置新仪器, 增加实验配件和实验耗材, 鼓励学生发表论文, 制作用于实验教学的仪器, 逐步培养学生独立工作的能力和从事科研的能力, 为将来的工作打下坚实的基础。

4. 仿真实验应用到近代物理实验教学中

在近代物理实验教学过程中, 充分利用现代化教学手段, 采用计算机辅助教学开设仿真实验。利用计算机将实验设备、教学内容, 教师指导和学生的思考、操作有机地融合为一体, 弥补现有实验设备的不足和无实验设备带来的缺憾, 最大限度地满足学生的需求, 克服近代物理实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰, 可使实验教学在时间和空间上得到延伸, 使学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构和原理的理解达到实际难以实现的效果, 实现了培养动手能力、提高实验技能、深化物理知识的目的, 同时拓宽了学生的知识面, 激发了学生渴望获取科学知识和提高科研实践能力的热情, 充分体现了仿真实验的优点, 即直观性、可扩展性、可控性和可重复性, 极大地节省了实验设备的投资, 节省了学时。

二、改革近代物理实验的考试方法

对于学生实验成绩的考核与评价始终是实验教学的一个重要环节, 也是近代物理实验教学改革的难点之一, 为此, 我们注重把平时的实验考核与期末的实验考试结合起来, 平时的实验考核占总成绩的40%, 期末的实验考试占总成绩的60%。教师根据学生在平时的实验预习、实验操作以及实验报告情况给出每个实验的平时成绩, 然后综合每个实验的平时成绩作为平时总成绩。

期末闭卷笔试 (本项占总成绩的30%) , 试题均由实验教师准备, 内容包括实验基础理论 (含数据处理、计算实验结果、分析实验误差及其产生原因等) , 检查学生掌握实验的程度。

期末实验操作考试 (本项占总成绩的30%) , 学生抽签取得实验题目, 进行实际操作。最后, 教师根据学生实验操作情况以及学生的卷面回答情况进行评分。这种考试方法充分体现了实验考试注重实验操作与理论相结合的特点, 能培养学生的综合分析能力。

三、实验教学改革的初步成效

近几年, 我们对近代物理实验教学体系进行了改革, 经过逐步的探索与实践, 已取得初步的成效。拓展了近代物理实验教学内容, 突出了前沿物理的新技术应用于实验教学中, 更加体现了近代物理实验教学的新技术特色。不仅使学生加深了对物理知识原理的理解, 更使其掌握了现代物理的实验知识和技能, 理论知识与实践技能相互补充, 充分调动了学生的学习热情和学习的主动性, 提高了学生的学习兴趣。新的实验方式逐渐改变了近代物理实验传统的教学方式, 学生逐渐从实验中找到乐趣, 培养了他们的创新思维能力和科研能力, 许多学生在本科生阶段就参与科研活动和撰写学术论文。学生积极参与实验教学改革、教学资源开发和科技项目的研究, 提高了教学质量。通过设计性、研究性和综合性实验, 鼓励学生积极参加实验技能竞赛等措施, 吸引学生主动参与到实验教学中。例如学生可以自制实验仪器、设计新的实验项目及参与申请专利等。学生自主性学习的积极性得到很大提高, 有力地促进了近代物理实验教学改革。

四、结束语

近代物理实验教学体系改革是一项长期而复杂的系统工程, 涉及到诸多方面, 包括学校的资金投入和一定的课时调节;实验教师和技术人员的通力合作;实验教师应具有较广的知识面、丰富的理论知识、实验实践经验和创新精神。只要我们团结协作, 不断努力, 近代物理实验教学水平必将会得到提高。

摘要：近代物理实验存在诸多陈旧和不适应教学需求的问题, 需对实验教学体系进行改革, 以培养学生良好的实验习惯、创新的精神和科研的能力。

关键词：近代物理实验,教学体系,教学改革

参考文献

[1]刘海霞, 苗洪利, 盖磊.近代物理实验教学改革的研究与实践[J].大学物理, 2010, 4:55-58.

[2]高正彦.近代物理实验[M].济南:山东大学出版社, 1994.

近代物理实验报告预习篇3

1激发初中学生的课前预习兴趣

初中物理教师要想利用课前预习来培养初中学生的自学能力，增强初中学生的物理实验探究意识，首先，应当从初中学生的课前预习兴趣入手.对于初中学生而言，兴趣爱好对其自身的自主学习意识和学习效率有着非常关键的影响，因为，初中学生的学习兴趣对初中学生的学习水平和能力有着很强的支配作用，因此，初中教师要想利用课前预习来提高初中物理探究性实验教学的质量，就必须采取有效的方法来吸引和激发初中学生的课前预习兴趣.初中物理教师可以从以下几个方面来激发初中学生的课前预习兴趣：第一，在初中学生的课前预习内容中融入生活元素.初中物理是学生接触物理知识和探究实验的初级阶段，尤其是对于初一年级的学生而言，由于之前从未接触过该类知识，因此课前预习起来容易盲目，无从下手.而对初中学生的课前预习加以生活化，在初中学生的课前预习内容中融入生活元素，便可有效地解决上述问题，生活化的课前预习能够拉近初中学生与物理实验知识之间的距离，吸引初中学生的物理预习兴趣，帮助初中学生在课前预习中慢慢理清思绪，从而取得高效的预习效果；第二，加强师生之间的课前互动交流.初中物理教师是初中学生学习初中物理知识，锻炼探究性物理实验操作能力的学习指导者，因此，初中物理教师对初中学生课前预习兴趣的引导作用是非常大的.因此，初中教师应当积极加强与初中学生之间的课前互动交流，多聆听初中学生的心声和意见，从而建立良好的师生关系，拉近与初中学生之间的距离，让初中学生的课前预习变得更加轻松、高效，从而有效地提高初中学生的课前预习兴趣.

2拓展初中学生的课前预习空间

初中物理知识来源于实际的生活，是从实际生活中发现、观察、研究、总结而得来的，而初中物理探究性实验教学正是这一点的重要体现，因此，初中教师要想利用初中学生的课前预习来培养初中学生的自主学习能力，提高探究性物理实验教学的质量，就应当积极拓展初中学生的课前预习空间，让初中学生不要仅仅局限于课本中的物理实验知识内容和知识点，还应当要多做一些课外物理探究实验，走出课本，从实际生活中学习更多的物理实验探究知识.初中物理教师拓展初中学生的课前预习空间主要有两个方面：一是知识空间范围；二是现实空间范围.拓展初中学生的知识空间预习范围，初中物理教师可以通过让初中学生课前多读课外物理探究实验书籍和讲解的视频等方法来实现.以苏教版初中二年级物理教科书中的《电磁铁的磁反应》这一物理探究实验教学为例，初中物理教师可以让学生在学习之前，让初中学生通过课前预习的方式，查阅相关的实验的背景资料，操作方法，以及操作示范视频等，让初中学生从更多的知识渠道中来预习该物理探究性实验的操作开展，从而更加有效地加强初中对于该物理实验探究的理解和操作，提高初中学生的自主学习能力；另一方面，对于初中学生的现实预习空间范围的拓展，初中物理教师可以通过将初中学生课内预习拓展到课外物理实验室的方法来实现.初中物理探究性实验的教学离不开实践的操作，因此，初中物理教师作为教学的主导，要想真正意义上利用课前预习来提高物理探究性实验教学的质量，就必须放开课内预习对初中学生的束缚，开放物理实验室，让初中学生在亲身操作中，高效地完成物理实验课前预习.

3丰富初中学生的课前预习方法

初中学生是初中物理探究性实验教学的主体，也是课前预习的主体，尤其是课前预习，完全是由初中学生自主进行的，因此，初中物理教师要想利用课前预习来培养初中学生的自主学习能力，提高初中物理探究性实验教学的质量，重点还需从初中学生自身入手，丰富初中学生的课前预习方法，让初中学生在高效的课前预习方法中更好地进行预习操作，从而实现课前预习效果的最大化.初中物理教师丰富初中学生的课前预习可以采取以下几种方法：第一，培养初中学生的自主开放式课前预习方法.自主开放式预习方法是指通过放开初中物理教师对初中学生的管理限制，让初中学生在完全无束缚条件下，进行自主的实验课前预习，初中学生可以采取任何方法进行，不用拘泥于所谓的条条框框.自主开放式预习方法最大的优点就在于，它能够充分地尊重和给予初中学生自主预习的主动权，解放了初中学生的思想禁锢，让初中学生能够发散思维，在开放的环境中，预习更多的初中物理实验探究知识.以苏教版初中一年级物理教科书中的《直流电与交流电的区分》这一物理探究实验教学为例，初中物理教师在让初中学生进行课前预习之前，放开对于初中学生预习的范围规定，不用局限于某一种电路而全部集中在一起，发挥探究性实验的作用，让初中学生自己自由预习，自主进行电路、电源等种类的选择，从而即贯彻了“以人为本”的科学的、人性化的教育理念，同时还给予了初中学生充分的自主学习权利；第二，引导式预习方法.初中学生在进行课前预习的过程中或多或少都会出现一些疑问、瓶颈或者走弯路等问题，而初中物理教师是初中学生学习物理实验知识，进行物理实验探究操作的重要引导者，因此，面对这一问题，初中教师一定要发挥自身的引导作用，给予初中学生正确的预习引导，从而有效地提高初中学生的预习效率和质量，促进初中物理探究性实验教学质量更好的提高.

4加强初中学生的课前预习检查

利用初中学生的课前预习来辅助初中物理探究性实验教学，不仅能够有效地提高初中物理探究性实验教学的质量，还能够帮助初中学生锻炼自主学习能力，提高对于初中物理实验探究学习的兴趣.然而，由于初中学生还处于学习初中物理实验知识的基础阶段，对于很多初中物理实验知识不是非常的熟悉，实验操作能力也比较生疏，因此，在进行自主课前预习的过程中，很容易产生一些错误和问题而不容易被自身所察觉，再加上初中学生年龄尚小，性格较为活泼好动，虽然有着良好的学习热情和兴趣，但是在自我控制能力方面还有所欠缺，需加倍努力，因此，加强初中学生的课前预习效果检查还是非常有必要的.初中物理教师可以采取教师家长一体化的方式来有效地开展初中学生的课前预习效果检查.由于初中学生的课前预习采取的是自主学习形式，因此，这些课前预习很多时候都不是在学校中进行的，需要初中学生课下从日常生活中抽出时间来进行，因此，出于这一方面原因，初物理教师在课前预习方面的检查力度无法做到面面俱到.所以，为有效开展初中学生的课前预习效果检查，提升初中学生的课前预习效果，初中物理教师还应该加强与初中学生家长之间的联系，通过实现教师家长一体化的检查方法来有效地监督初中学生的课前预习效果检查，从而有效地强化初中学生的课前预习效果.

化学实验预习报告篇4

实验题目：三草酸合铁酸钾的制备

实验目的：

1、熟悉络合物的基本知识

2、掌握合成K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的基本原理和操作技术

实验原理：

实验以硫酸亚铁铵为原料,与草酸在酸性溶液中先制得草酸亚铁沉淀，然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的存在下，以过氧化氢为氧化剂，得到铁(Ⅲ)草酸配合物，主要反应为:(NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O

=FeC2O4·2H2O↓+(NH4)2SO4 + H2SO4

2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4

=2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O

实验仪器及试剂：电子天平，抽滤装置，烧杯，酒精灯，水浴装置，表面皿。(NH4)2Fe(SO4)26H2O，H2C2O42H2O，H2SO4（2 mol/L）,饱和K2C2O4溶液，乙醇（95%），H2O2（3%）

实验步骤：

1、草酸亚铁的制备

称取适量硫酸亚铁铵固体放在烧杯中，然后加适量蒸馏水和H2SO4，加热溶解后，再加入一定量草酸溶液，加热搅拌至沸，然后迅速搅拌片刻，防止飞溅。停止加热，静置。待黄色晶体FeC2O4·2H2O沉淀后倾析，弃去上层清液，加入适量蒸馏水洗涤晶体，搅拌并温热，静置，弃去上层清液，即得黄色晶体草酸亚铁。

2、三草酸合铁（III）酸钾的制备

往草酸亚铁沉淀中，加入饱和K2C2O4溶液，313K下水浴加热，恒温下慢慢滴加H2O2溶液，沉淀转为深棕色,加热溶液至沸以去除过量的H2O2,静置一会。

然后加入草酸溶液(沉淀溶解，溶液变为翠绿色)，溶液的pH值保持在4～5，加入95%的乙醇，混匀后冷却，可以看到烧杯底部有晶体析出（翠绿色）。晶体完全析出后，抽滤，用乙醇淋洒滤饼，抽干混合液。固体产品置于一表面皿上，置暗处晾干。称重，计算产率。

近代物理实验报告预习篇5

摘要：X射线在晶体中的衍射，实质上是大量原子散射波互相干涉的结果。每种晶体所产生的衍射花样都是其内部原子分布规律的反映。本实验利用自动化X射线衍射仪和专用的数据

分析软件，进行定量物相分析。

关键词：X射线衍射，特征谱，粉末法

一、引言

作为结构研究基础的X射线晶体学已趋成熟，相关繁重计算因计算机的使用而成为可行。它的应用日趋富有成效, 已成为必不可少的工具。材料科学的基础研究和应用基础研究中，功能意识的加强以及对结构与性能联系规律认识的不断提高，人们期望着实现以性能为导向寻找和设计最适宜结构的最佳化合物,并付诸实施。宏观表象转移至微观认识。结构参数信息带来新观念和生产工艺改进，为研制新材料、建立新理论提供依据有着重要的意义和不可限量的前景。多晶X射线衍射样品易得, 样品与实际体系相接近，作为研究物质结构,质量检查的X射线衍射分析技术应用极为广泛。

二、实验原理

三、实验仪器

德国布鲁克公司D8 X射线衍射仪： X射线光源: 3kW封闭靶（陶瓷X光管）；

测角仪: 扫描方式θ/θ联动测角仪，测角仪的样品台水平放置并保持不动，角度重现性达到 0.0001°；

驱动方式：步进马达驱动;最高定位速度：1500°/min狭缝系统：包括索勒狭缝、发散狭缝、防散射狭缝、接受狭缝等；

LynxEye探测器：（1）强度增益比常规的闪烁计数器高150倍，同时具有优秀的分辨率及信噪比；（2）超快的测量速度；（3）良好的低角度测量性能；（4）良好的分辨率；

循环水冷系统:要求连续工作;控温精度≤±2℃;供水流量,满足发生器要求, 进水度可调;过热保护。

四、实验步骤：

1.按照D8 X射线衍射仪操作规程开机。（1）开总电源。（2）开电脑。

（3）开循环水。

（4）开仪器电源（按绿色按钮，由4灯全亮变成ON和ALARM灯亮）。

（5）开X-ray高压（右侧扳手顺时针向上扳45度保持3~5秒，直到Ready灯亮）。（6）开BIAS（在前盖盘内）。（7）开软件XRD Commander。

2.测量。打开XRD Commander，先初始化（点击两个轴上面的选项Requested，选定两个轴，使Tube为20，Detector为20，点击菜单里的初始化图标进行初始化）。做物相分析在Scantype中选Locked Coupled，并且在Detail中将探测器改为1D。在XRD Commander中选择各参数（起始角、终止角、步长等）开始测量。即可获得一张衍射图谱，将其保存为*.raw文件。对于未知的样品：首先，扫描范围0.10~900，步长大些，快速扫描。然后，参照第前面的谱线，把扫描起始角放在第一个峰前一点，把终止角放在最后一个峰后一点。对于一般定性分析用连续扫描。对于定量分析（例如无标样定量相分析等）对强度要求高，就用步进扫描。3.按照D8 X射线衍射仪操作规程关机。4.数据处理。（1）打开Eva软件。

（2）将待处理的数据文件导入。点击File/Import/Scan调入原始数据文件*.raw进行处理（或点击File/Open调入*.EVA文件进行处理）。3）在ToolBox框内进行数据处理。

i)扣背景：点击Backgnd/点击Default/点击Replace，显示扣背景处理后的数据（也可以点击Backgnd，把门槛threshold改为“0”，上下移动滑块，调整至合适背景，点击“Replace”，显示扣背景处理后的数据）。

ii)删除k：点击Strip k/点击Default/点击Replace，显示处理后的数据（也可以上下移动滑块调整至合适，单击Replace，显示处理后的数据）。

iii)平滑处理：单击Smooth/点击Default/点击Replace，显示处理后的数据（也可以设定需要平滑的参数，左右或上下移动滑块进行调整，合适后单击Replace，显示处理后的数据）。

iv)寻峰：点击Peak Search，设定寻峰参数（门槛threshold与峰宽Width标定，可以上下移动滑块进行调整）。点击“Append to list”标定全谱衍射d值（标定漏峰只需按左键将“↓”拖移至峰顶点击即可，删除峰可点击删除峰与“×”即可），此时数据在peak状态列于框内。（4）选定所有的峰，单击Made DIF生成DIF文件。

（5）物相的定性分析：点击Search/Match。在Search/Match框内选择前三个Quality Marks，选择可能的元素，并选择Pattern，点击Search进行检索/匹配。（先选Toggle All/点击左上角的元素“H”可以将所有的元素变为红色，即肯定没有。/选择肯定有的点成绿色。/选择可能有的点成灰

色。红色肯定没有。）。最后根据列表给出的可能物质通过比较卡片内的谱线和实际测量出谱线的吻合程度来确定组成成分，也就完成了X射线衍射的初步分析工作。

五、数据处理结果

计算机输出的衍射图谱分析结果如下图所示，可以看出该样品含有Mg、Si及O三种元素。

六、思考题

1.为什么衍射仪记录的始终是平行于试样表面的衍射？

答：晶面若不平行于试样表面，尽管也产生衍射，但衍射线进不了探测器，不能被接收。

2.平行表面的晶面有无衍射产生？答：有衍射产生。

3.用衍射仪如何区分单晶、多晶和非晶？

答：

1、单晶结构：结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序。2.多晶结构：多晶结构薄膜是由若干尺寸大小不等的晶粒所组成。

3、非晶结构（无定形结构或玻璃态结构）：它是一种近程有序结构。就是2～3个原子距离内原子排列是有序的，大于这个距离排列是杂乱无规则的。

因此单晶至多出现一组相关衍射峰，多晶则可能出现不相关的多组衍射峰，由于晶粒取向随机，因此各个峰的指数没什么规律可言。非晶的衍射图谱则是杂乱无章的，没有明显的衍射峰。

参考文献

物理创新实验报告篇6

创新物理实验指导老师：

姓名：班级：学号：日期：报告? ? 实验名称：led的参数测量及应用

实验目的：测量发光二极管的物理特性；以发光二极管为基本部件，搭建一小型应用装置。提升自己的知识和技能，通过有目的的学习，培养自学能力、应用知识的能力、动手能力。实验内容：

1.了解发光二极管的有关知识，发光二极管特性、结构、发光原理、参数等。2.测量发光二极管的伏安特性。

3.了解发光二极管的应用领域，从中选出一个应用主题。(我们组选定的是led点阵显示屏的制作与研究)4.描述设计原理，绘制原理图、仿真图。

5.焊接电路，编写所需程序，最后进行调试，运行。? ? 实验详细步骤：

1.关于发光二极管(led)①led是由gaas（砷化镓）、gap（磷化镓）、gaasp（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是pn结。

②其具有如下特性：正向导通、反向截止、击穿特性、发光特性。③结构：led的主要由环氧树脂、晶片、金线、银胶、支架组成。最主要部分是半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。④发光原理：半导体晶片由两部分组成，一部分是p型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是n型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“p-n结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向p区，在p区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量 ⑤光学参数：光通量（1.5~1.8lm）、发光强度、亮度。电学参数：正向工作电流if（一般在20ma左右）、正向工作电压vf（2v~3.6v）、最大反向电压vrm（不超过20v）、允许功耗pm（pm=if * vf）。2.发光二极管的伏安特性测量

2.1 实验仪器：直流稳压电源、滑线变阻器、电流表、电压表、开关、发光二极管。2.2 电路图：

2.3 测量数据： 2.31 蓝色发光二极管2.32 紫色发光二极管3.led应用领域 ①泛光灯②led路灯 ③景观灯 ④交通信号灯

⑤点阵屏4．点阵显示屏——硬件电路设计 4.1 led滚动汉字显示屏硬件电路设计框图 4.2 设计原理：

本设计的核心是利用单片机读取显示字型码，通过驱动电路对16×16 led点阵进行动态列扫描，以实现汉字的滚动显示。选用的单片机为at89c52，显示屏采用16×16 led点阵。通过阳极驱动电路向16×16点阵送字型码，本设计采用74hc164。通过阴极驱动电路对16×16点阵进行列扫描，本设计采用74hc595 4.3 电路原理图： 4.4 电路仿真图 4.5 编程代码： 4.5 调试运行最终结果： 5．产品评价及总结：

1.优点：点阵显示的信息高亮度低热量，并且可以通过软件随意更改。如果点阵坏了的话，方便拆除换上新的。还有就是可以测量实时的温度显示在液晶屏上，价格便宜。

2.不足：我们做的实验是小的示范，还不能适用于大型的信息传播。

3.总结：这个led点阵的实验，看起来简单，但是让我们刚刚上完大一的学生从什

么都不会做起，确实很难，遇到了许多困难。一个实验，它需要许多知识和技能的储备。完成它，我们从中获益了许多许多。比如说了解了led的性能，学习了用仿真软件绘制电路原理图，焊接板子，学习单片机，调试的时候更是磨练了我们的耐心啊。做完后，成品看起来不是很精美，因为包装还不够精致。但是总的来说，从中学习到了很多知识就已经知足了。篇二：物理创新实验报告

淮海工学院创新实验报告

实验名称：荧光灯原理与组装实验地点：综合实验楼北 n510 实验日期：2013年 5月27日系别班级：制药工程 122班姓名：沈梦瑶学号：2012121525 指导老师：康明1 3 4 5 篇三：物理创新设计实验报告_大学物理朱

航海

物理创新设计实验报告

实验名称：利用霍尔效应法测量空间的磁场分布指导教师

专业：轮机管理班级：（2）班实验者：黄玉麟学号： 631218050203 实验日期： 2013年10月14日

学院利用霍尔效应法测量空间的磁场分布

【摘要】通过霍尔效应法测量霍尔电流和励磁电流的方法，并使用“对称测量法”消除副效应的影响，最终通过多组数据的处理，得出空间磁场分布。【关键词】霍尔效应；霍尔电流；对称测量法；磁场分布

一、引言

空间磁场实际存在，但是人眼看不到，因此用直接的方法测量是行不通的。本实验正是考虑了这点，通过测量霍尔电流和励磁电流的方式，通过霍尔电流、励磁电流和磁场强度的关系，间接的测出磁场强度。并结合多组数据的处理，最大程度减小误差，使实验更加科学、严谨，从而使得实验方法具有可实施性和借鉴性。

二、设计原理 2．1简介

置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这一现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。2.2霍尔效应

霍尔效应是磁电效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这个电势差就被叫做霍尔电势差。

导体中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。

因此，对于一个已知霍尔系数的导体，通过一个已知方向、大小的电流，同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小，就可以得出该导体所处磁场的方向和大小。2.3实验原理

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场eh。如图2-1所示的半导体式样，若在x方向通以电流ih，在z方向加磁场b，则在y方向即试样2-4电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图2-1所示的n型试样，霍尔电场为?y方向。显然，霍尔电场eh是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力eeh与洛伦兹力相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故：（2.3.1）eeh? 其中eh为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度。图2-1 霍尔片示意图

霍尔效应是运动的载流子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转而产生的，利用霍尔效应原理。作出来的电子元件统称为霍尔元件，本实验所用的的霍尔元件是一个长方形的均匀半导体薄片，称为霍尔片。

如图所示，其宽为b，厚度为d。如果把元件置于垂直于元件平面的磁场b 中，当通入电流i（与b 方向垂直）时，载流子（n 型半导体为带负电荷的电子，p 型半导体为 ?带正电荷的空穴）在磁场中受洛伦兹力fm的作用而偏转，从而在侧面形成电势差ub（霍尔电压）。设载流子平均速率为vd每个载流子的电荷量为e，当载流子所受洛伦兹力与霍尔元件表面电荷产生的电场力相等时。则vh达到稳定： vh(2.3.2)?evdbb 若自由电子的浓度为n，则霍尔片的工作电流i 可表示为 dqi??envds?envdbd(2.3.3)dt e 所以： vh?ehb? 即：

b?ihbib?shh(2.3.4)neddvhdd?k（2.3.5）ihshsh 其中vh为霍尔电压，b为外磁场，d为霍尔片厚度；sh?1为霍尔系数；只要证明ne 霍尔电压与磁场强度成正比，便可以通过测得电压的分布来分析磁场分布。设定电流ih和磁场b的正方向，分别测量由ih和b组成的四个不同方向的组合（即“+ih，+b”、“+ih，-b”、“-ih，+b”、“-ih，-b”），为了提高实验精度，实验时应注意副效应的影响，根据副效应的特点作电流和电压的换向处理，并对测得的四组数据（“+b-i”）（“-b-i”）v1、（“+b+i”）v3、（“-b+i”）v4的作代数平均值，可得： v2、vh?ve?v1?v2?v3?v4（2.3.6）4 由于ve符号与ih、b两者方向关系和vh是相同的，故无法消除，但是电流ih和电场b较小时，vh?ve，因此ve可略去不计，所以霍尔电压为： vh? 2.4实验仪器

kl—10霍尔效应实验组合仪测试仪包括两路直流稳定电源。±1000 ma 供给电磁铁的励磁电流和±10.0ma 供给霍尔元件的工作电流。全套hl—10 型霍尔效应实验组合仪由：实验装置部分和测试部分组成。v1?v2?v3?v4（2.3.7）4 图2-2 霍尔效应实验组合仪1 图2-3 霍尔效应实验组合仪

2三、方案设计

1、将霍尔效应组合实验仪上的励磁电流调节螺钮和工作电流调节螺钮旋到底。

3、将k3置于空挡，合上k1、k2，将工作电流调至10ma，测定vh的值，（若为vh负值，改变k3使vh为正值），此时的霍尔电压为剩磁所对应的霍尔电压vh。

4、开机前，测试仪电源的“ih电流调节”和“im电流调节”旋钮均置零位（即逆时针旋到底）。

5、按图13-6连接测试仪与实验仪之间的各组导线，将三个换向开关掷向任一侧（例如都掷向上方），并把这一方向定为ih、vh和im的正向。注意：

1）样品各电极引线与对应的双刀开关之间的连线已由厂家连接好，请勿再动！2）严禁将测电仪电源的“im励磁电流”输出误接到实验仪的“霍尔电流”输入或“霍尔电压”输出处，否则，一旦通电，霍尔样品即遭损坏!3）霍尔片性脆易碎，电极审细易断，严防撞击或用手去摸，否则即遭损坏!4）霍尔片放置在电磁铁空隙中间，在需要调节霍尔片位置时，必须谨慎，切勿随意改变y轴方向的高度，以免霍尔片与磁极面摩擦而受损！

6、接通电源，预热数分钟。置“测量选择”于ih档（放键），电流表所示的值即随“ih电流调节”旋钮顺时针转动而增大，其变化范围为0～10ma。此时电压表所示读数为“不等势”电压vo值，它随ih增大而增大，ih换向，vo极性改号，说明ih输出和输入工作正常。

7、置“测量电流选择”于im档（按键），电流表所示的值即随“im电流调节”旋钮顺时针转动而增大，其变化范围为0～1a。此时电压表随im增大而增大，im换向，vh极性改号，说明im输出和输入工作正常。

8、最后将试验仪的各换向开关恢复到原来一侧；测定仪电源的“ih电流调节”和“im电流调节”旋钮均恢复到零位。

9、测单边x方向磁场分布

近代物理实验报告预习篇7

一、实验成绩量化评分体系的完善与实践

以往近代物理实验教学的方法是:教师先讲解实验,学生再做实验。教师将实验原理、实验内容以及实验步骤讲得清清楚楚后,学生再开始实验,加之学生一般被分成2~3人一组,助长了厌学或懒惰学生的依赖性。表现在预习时马虎了事,实验操作时跟跟帮,实验后的报告处理抄袭同组同学。教学质量大打折扣。以往的实验成绩考核模式(预习15%、操作45%、报告40%)中,60分万岁的学生只要写了预习报告、来做了实验并交了稍作处理的实验报告,60分一般没问题。这显然达不到近代物理实验的教学目的,“授人以鱼”都难以保证,更别谈“授人以渔”了。

为改变实验教学现状,提高教学质量,我在“预习15%、操作45%、报告40%”这种粗泛量化的基础上建立了深层次的量化评分体系,具体如下:

1. 实验预习(15分)

有些近代物理实验是物理发展史中起过重要作用的著名实验,或是近代物理发展各重要领域中有代表性的基本实验和方法。知识面广,有很强的综合性与技术性,难度也较普通物理大得多。学生很感兴趣,但不少学生一看原理较难便产生退缩心理。因此抓好预习是关键,我们主要从三方面给预习评分:

(1)实验原理的预习(10分)

以往,学生预习基本围绕学校发的教材,将教材的内容摘抄到实验报告纸上即认为完成预习,教师也是根据实验报告纸上的内容来评分。学生是否真正理解了实验原理并未考核,导致有些学生实验做完了还不知到底做了什么。为此,我将其它教材上有互补性的实验内容扫描,用相机将真实实验仪器拍摄,对每个实验的预习内容、关键点、准备提问的问题、各部分的得分值等制定标准并放在公共邮箱供学生学习。同时,我大力提倡学生上网搜索与实验有关的资料进行学习,拓展学生知识面。

(2)仪器操作预习(3分)

因近代物理实验仪器较昂贵,且有些仪器处于高电压、高气压、高真空、大电流及水冷却等状态,操作不慎容易损坏仪器,也易对学生造成损伤,可见仪器正确操作非常重要。为此将之纳入预习评分标准。我将厂家说明书扫描后(或电子版)置于公共邮箱给学生学习,配合实物图片,可起到较好效果。对于以前报废而存放于仓库的仪器,将它们拆开展示于实验室,让学生对仪器的内部结构等有更深刻的感性认识(邮箱里也有图片)。

(3)字迹、绘图等板书设计(2分)

预习报告的字迹是否清晰,绘图是否认真反映出学生预习的态度问题,是学习过程之一,纳入评分能促使学生端正态度,培养学生良好的学习习惯。

要达到预习效果,关键是严格按得分点来打分,并将成绩对学生公开。它能大大激发学生的竞争意识,起到导向的作用。另外,有几个实验学院有仿真软件,我们安装在实验室电脑上供学生仿真练习,实行量化评分后明显提高了仿真软件的利用率。

2. 实验操作(45分)

实验操作是预习工作的延续,也是关键一步。能否了解仪器工作原理并正确使用仪器,用仪器设计实验过程、测量相关数据、对测得数据进行初步判断及创新性设计实验过程很重要。为提高教学质量,将实验操作评分分成3部分。

(1)正确操作仪器(10分)

进入实验室,学生仍需认真学习实验室提供的资料。仪器通电前,教师需检查学生是否掌握了仪器的正确操作规程,未掌握的需继续学习资料,直至能正确操作为止。有些仪器如操作不善,容易损坏仪器,如塞曼效应实验中,必须将磁铁励磁电源的电流大小调节旋钮调至零时才能打开或关闭,否则电磁铁会产生较大的自感电动势损坏励磁电源。又如γ能谱的测量中,负高压过大容易损坏倍增管,道宽电压调节错误导致不计数或计数不科学。在整个计数测量过程中,负高压和道宽电压需保持不变等。

(2)数据记录与实验态度(0~20分)

近代物理实验相对普通物理实验有一定难度,有些弄虚作假的学生会抄袭同学的数据,数据的科学性与真实性应计入评分标准。在各级各类高校中,因近代物理实验设备数量有限,一般均是两三个学生1组,这使得同组成员之间相互依赖,有些学生简直成了旁观者,实验快结束时复制同组同学数据交给老师签字就算完成实验。将实验态度、协作精神及主观能动性纳入评分体系,明显提高了实验效果。

(3)回答问题(0~10分)

测完数据学生交来签字时,每位学生需回答若干问题,以考察学生对实验原理的掌握程度,对操作中需注意问题的思考,对实验有什么新创意或发现等。若未认真学习,此10分较难得到。

(4)机动分(-5~5分)

能针对实验原理、实验仪器的开发应用和实验方法等提出较好建议的同学予以奖励,能针对实验提出各种问题的同学予以奖励。在实验时说闲话、打闹等不认真做的酌情扣分,做完实验不关电源,不盖好遮尘布的酌情扣分。

3. 报告处理(40分)

报告处理体现学生计算数据、分析误差、作图、分析图像、完成思考题及总结实验等综合能力。

(1)数据的处理与分析误差(20分)

近代物理实验一般需测量数据,对测得数据要依据原理认真进行计算,写出计算过程。计算完成后,还需对数据认真进行误差分析。

(2)作图与图像分析(10分)

近代物理实验还需通过作图进行直观分析,如激光拉曼、γ能谱的测量、夫兰克-赫兹实验等。仅仅作图,不对图像进行分析,显然处理不够完美。对图像的分析角度越广越好,得出的结论越多越好,这有利于学生更好地理解实验。

(3)完成思考题与总结(10分)

思考题和总结的完成也是报告处理中很重要的一部分。不少学生做了几年的实验,竟从未做过思考题,从未写过实验总结,这显然不利于学生对实验的深入思考,也体现不出学生是否真正掌握了实验的全过程。作为实验教学,应要求学生实验后认真总结实验,鼓励学生对实验仪器与实验设计提出有创新性的观点和建议。有条件的学校,还应给学生提供平台让学生设计实验及改进仪器,配备相关的指导教师等。

按上述评分体系实施1年后,感觉“预习15%、操作45%、报告40%”中预习的分值比例过低,改成“预习25%、操作40%、报告35%”,将实验前对学生进行的理论、操作知识提问计入了预习评分,这样更利于促进学生认真预习。

二、实验成绩量化评分体系实施后的效果分析

1. 对实验教师的影响

量化评分体系实施后,实验教师对评分细则中的问题、仪器的各项功能及实验原理有了更深刻的理解。为解决学生提出的问题,促使教师通过网络或去图书馆查阅更多的资料,从而丰富了教师的知识,提高了教师的操作水平,对实验设计,评分尺度等有了更深层次的认识。

2. 对学生的影响

(1)端正了学生的实验态度。制定成绩量化评价体系,学生的学习有了针对性,有了目标,显然能激发学生的学习热情,从而端正学习态度。

(2)提高了学生的实验预习水平。将实验中关键内容纳入量化评价体系,学生有了重点和针对性,从而学习中对症下药,主次分明。

(3)提高了学生实践操作能力。将动手操作纳入评分体系,特别对于2人或3人1组的实验,效果更明显。因为在该体系的作用下,不动手的学生将没有操作成绩。

(4)提高了学生实验报告的处理水平。以往,实验完成后,不少学生不重视实验数据的处理,马虎了事,不对实验讲义后的思考题进行分析解答,也不对实验进行总结。为得到更高的分,成绩量化系统显然起着很好的促进作用。

(5)培养了学生的非智力因素。在成绩量化系统作用下,学生的独立能力、毅力、人际关系、协作能力、交往能力及严谨的学习作风等非智力因素得到一定的培养。

三、结束语

量化评分标准对教师评分有了客观依据,对学生预习、操作及完成实验报告等有了指引。如将评分成绩公示于学生,更能很好地激发学生竞争意识,营造良好的学习氛围。