1、研究性学习课题研究报告题目：微小物理量的观测法研究者：李逸良王华溢张超程朝辉冯振付泽宇指导老师周志东华中师大一附中引言：物理是一门以实验为基础的自然科学。实验中最关键的步骤就是对物理量的测量。所以，对测量方法的学习显得尤为重要。在此，我们就几种在平常不易于测量的微小量进行了讨论。用光栅测量光的波长光在传播过程中的衍射、散射等物理现象以及光的反射和折射等都与角度有关，一些光学量如折射率、波长、衍射条纹的极大和极小位置等都可以通过测量有关的角度去确定。在光学技术中，精确测量光线偏折的角度具有十分重要的意义。 实验具体内容与要求 分光计的调节内容和过程大致如下：（1）目测粗调：将望远镜、载物台、平行
2、光管用目测粗调成水平，并与中心轴垂直。（2）用自准法调整望远镜聚焦于无穷远。调节目镜调焦手轮，直到能够清楚地看清分划板上的刻线为止。将小平面镜放到载物台上轻缓转动载物台，或轻调载物台和望远镜的水平，从望远镜中观察到反射回的绿色十字像（或模糊的像斑） 。调节望远镜目镜套筒的位置，使十字像清晰。注意消除视差。（3）调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。先粗调，也就是首先通过目视调节望远镜和载物台的水平调节螺钉，并轻缓转动载物台，从望远镜中能够观察到小平面镜两面反射回的十字像，然后细调望远镜及载物台的水平，使十字像与望远镜视场中上方刻线十字处重合。（4）调整平行光管。用已调好的望远镜调整平行光管。调节狭
3、缝装置的位置，使从望远镜里看到的狭缝的像最清晰，调节缝宽，使像的宽度大约 1mm。调节平行光管的光轴与分光计的中心轴垂直。2、衍射角的测量 （1）光栅的放置：将光栅放在载物台上，并通过调节使之与平行光管垂直，以满足平行光直入射的条件。（2）对准衍射条纹，利用两个角游标精确读数。3、光栅常数的测量 正确使用读数显微镜，并应用累积放大法，每次测量多倍光栅常数，以减小测量误差。4、计算钠黄光的波长，并与标准值比较，计算相对百分误差。 用补偿法改装电表测电阻基本原理：在一定温度下，直流电通过待测电阻 时，用电压表测出 两端的电压 U，xRxR用电流表测出通过 的电流 I，则电阻值可表示为： =U/Ix
4、R试验方法：连接如下电路图，调节 使检流计 G 无电流通过（指针指零） ，这时电压表指3示的电压值 等于 两端的电bdUx压 ，即 b,d 之间的电压补偿ac了 两端的电压。清除了电压xR内阻对电路的影响。试验方法与技术路线按上述电路图布置并接好导线；对试验室给定的待测电阻，按以下步骤选取电表量程将稳压电源的输出电压调到 3V 移动滑线变阻器 的滑动端，使 大于 /30R10R由大到小试探着先取电流表量程，直到电流示值大于量程的 1/3调节 ，使 达到补偿状态3RbdU粗调：确认 断开，断续接通检流计的“电计” （若指针超出量程就立即松开） ，并试探着2K调节 ，使检流计指针偏转逐渐减小，直至
5、接近零3细调：合上 ，以提高检测灵敏度；仔细调节 ，使检流计指针指零2 3R记录下此时电压表的示值 U，电流表的示值 I，填表重复测量：断开电计 。移动滑线变阻器 的滑动端，依次增加 中的电流 I，重复步2K0xR骤 34，再测量 4 组 U，I 的对应值.音叉的受迫振动实验目的1. 研究振动系统在周期外力作用下振幅与强迫圆频率之间的关系。2. 测绘振动系统的共振曲线。3. 应用李沙育图形测音叉振动频率。实验原理振动系统受 外力的持续作用所产生的振动，称为受迫振动。F 为强迫力，H 为强迫力的最大振幅，p 是强迫力的圆频率。振动系统的受迫振动，开始时有一个比较复杂的过程，但经过一段时间后即达到
6、稳定的振动状态，它的振动频率就是强迫力的频率，与系统的固有频率 无关。它的振幅不仅与强迫力的力幅有关，而且还与强迫力的圆频率 p、系统的固有频率 、阻尼系数 密切相关。由振动原理可知，稳定状态的受迫振动表达式为：（2-6-1）式中：A 是受迫振动的振幅。它和强迫力的圆频率 p、系统的固有频率 、阻尼系数 有如下关系：（2-6-2）式中： 。由（2-6-2）式可知，振幅 A 与强迫力的圆频率 p 有关。p 与 相比，当 p 值较大或较小时，A 值较小；当 时，A 有一极大值，即当强迫力圆频率 p 趋近于振动系统的固有圆频率 时，受迫振动的振幅急剧增大，并有一极大值，这种现象称为共振。共振时圆频率
7、为 ，当阻尼系数 极小时，可得 。由上述原理可知，在实验中每改变一次 值，给出一系列 p 值，都可测得一组相应的 A 值，从而根据 A、p 之值绘制出不同阻尼情况下的共振曲线。仪器用具电磁激振系统、示波器、低频信号发生器、毫伏表。实验内容1. 用导线将仪器连接好，并使仪器预热一定时间。2. 测量不同阻尼情况下的 A、p 之值，要求在共振频率两边各测 6 组 A、p 之值。3. 绘制出三种阻尼情况下的共振曲线。注意事项1. 实验中不要振动实验台和对着音叉说话。2. 测定共振频率 时，以李沙育图形为参考，以毫伏表上示数达到最大值为标准。在此，我们详细探讨了如上的实验。虽然实验的原理简单，但其中包含的思想与方法却值得我们深入地学习、钻研。参考文献大学物理实验普通物理实验高中物理竞赛实验教程致谢指导教师周志东、华中师大一附中实验室、武汉大学科学与技术学院对本次研究型学习给予了大力支持与帮助，在此一并致谢!
