在学期初，首先制定了本学期的实验教学工作计划，以实验计划指导本学期的物理教学工作并在教学过程中不断创新，圆满的完成了实验计划所布置的任务。
1、在教学过程中，我尽量把每一个演示实验演示，在演示材料不很完全的条件下，经常自制一些教具或取得另外相近或相似的教具来完成演示实验，让每个学生能够有观察的机会，从而，培养学生的观察能力，以达到认识理论的目的。
2、对于学生分组实验，学期初，我们物理教师首先对学生分成学习小组，有学习小组长，小组长在学习上和动手能力上都是比较强的学生，在小组中起到模范带头作用，对于学生实验，每个学生都能认真、规范、积极动手，认真观察思考，得出正确的结论，通过一学期的训练和操作，学生的观察能力和实验操作能力得到了大幅度的提高。
在学生分组实验，实验教师对学生认真辅导，还注意巡视学生进行实验的情况，发现操作不规范的不认真的，教师认真辅导指正，并且作其思想工作，对认真规范的同学，并提出表扬，增强学生的成功感。通过演示实验和分组实验的操作，激发了学生的学习的兴趣，培养了学生的观察和实验操作技能。从而使学生学会了许多科学研究的基本方法，激发了学生的探究精神。
3、课外的小实验。为了激发学生的兴趣，拓展学生的思维，开拓学生的视野，培养学生的探究精神，本学年我们还不断的提倡学生进行课外小实验小制作的活动。使学生的创新能力得到了发展。
实验者: 赖凯涛、张志诚 实验时间: 2000/4/3
气温: 21.6 ℃ 大气压: 101.2 kpa
实验一 恒温水浴的组装及其性能测试
目的要求 了解恒温水浴的构造及其构造原理，学会恒温水浴的装配技术； 测绘恒温水浴的灵敏度曲线； 掌握贝克曼温度计的调节技术和正确使用方法。 仪器与试剂 5升大烧杯 贝克曼温度计 精密温度计 加热器
水银接触温度计 继电器 搅拌器 调压变压器
实验步骤 3.1 实验器材，将水银开关、搅拌器等安装固定。按电路图接线并检查。
3.2 大烧杯中注入蒸馏水。调节水银开关至30℃左右，随即旋紧锁定螺丝。调调压变压器至220v，开动搅拌器（中速），接通继电器电源和加热电源，此时继电器白灯亮，说明烧杯中的水温尚未达到预设的30℃。一段时间后，白灯熄灭，说明水温已达30℃，继电器自动切断了加热电源。
调节贝克曼温度计，使其在30℃水浴中的读数约为2℃。安装好贝克曼温度计。关闭搅拌器。每1分钟记录一次贝克曼温度计的读数，一共记录12个。 开动搅拌器，稳定2分钟后再每1分钟记录一次贝克曼温度计的读数，一共记录12个。 将调压变压器调至150v（降低发热器的发热功率），稳定5分钟,后再每2分钟记录一次贝克曼温度计的读数，一共记录10个。 实验完毕，将贝克曼温度计放回保护盒中，调调压变压器至0v。关闭各仪器电源并拔去电源插头。拆除各接线。 4 实验数据及其处理
表1 不同状态下恒温水浴的温度变化，℃
220v,不搅拌
4.170
4.130
4.080
4.030
4.010
4.070
4.160
4.155
4.150
4.130
4.115
4.095
4.070
4.055
4.030
4.010
220v,搅拌
4.540
4.620
4.610
4.570
4.510
4.465
4.420
4.370
4.320
4.270
4.220
4.180
4.130
4.090
4.740
4.940
150v,搅拌
4.810
4.680
4.610
4.510
4.410
4.315
4.225
4.130
4.440
4.680
4.580
4.490
4.390
4.320
4.230
4.140
图1 不同状态下恒温水浴的灵敏度曲线
关键词： 大学物理； 自动批阅； 实验报告； B/S结构
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）12?0058?03
0 引 言
近年来，随着Internet 的迅猛发展，结合在实际教学工作中的需要，利用信息技术手段辅助教师教学和管理已逐步得以广泛运用。由于大学物理实验需要测量的实验参数多、实验组数多、实验数据量大，且实验报告中经常需要将数据进行统计或绘制成各类图形，教师在批改实验报告时需要花费大量时间进行计算，以检查报告中的计算过程和结果，因此批改物理实验报告是一件十分繁琐的工作。在此情况下，“大学物理实验报告自动批阅系统”（以下简称“自动批阅系统”）应运而生了。自动批阅系统的研发旨在减轻实验教师的教学负担，改变传统实验报告的手工批阅方式，提高大学物理实验报告的批阅效率和准确性，同时，方便学生可以随时随地通过网络提交物理实验数据[1?2]。
1 自动批阅系统的设计
考虑到Microsoft Visual Studio具有丰富命令、函数，同时又可使用大批的外部函数，无论是对图形、图像、动画的处理，还是对音频、视频的处理能力都很强大，因此笔者选择了Microsoft Visual Studio 2005开发平台，并利用Microsoft SQL Server 2005数据库工具来开发本系统[3]。
1.1 系统开发环境
学生和教师模块采用和 Visual 2005语言开发，并融入了Microsoft Office，Flash和图片等相关素材，而后台数据的存储模块则应用SQL Server 2005数据库开发。
1.2 技术架构[4]
为更方便于管理员、学生和教师3种不同身份的用户对系统的使用，本项目采用了B/S结构进行开发。B/S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零安装、零维护，因此它具有更好的跨平台性，可扩展性，降低系统运行成本，更好的满足不同用户的需求。
由于整个系统开发性特点，系统采用三层B/S结构：用户界面层、应用服务层和数据访问层。用户界面层主要完成用户交互功能。客户端以Web网页方式访问，提供管理员、学生和教师3种不同角色登录，根据用户名、密码和选择的角色来判断用户的权限，登录不同的界面。应用服务层是系统的核心，主要包括：实验录入数据、查看实验分数、提出问题、自动批改与自动打分等弄能。数据访问层通过服务层中的数据访问组件与数据库交互。数据库是整个系统的基础，主要由用户信息库和数据信息库组成。
1.3 系统设计目标
通过系统设计实现，减轻授课教师的教学负担，改变传统实验报告的手工批阅方式，提高实验报告的批阅效率和准确性，同时，学生可以随时随地通过网络提交物理实验数据。
2 系统的功能模块设计
本项目是在Microsoft Visual Studio 2005和SQL Server 2005环境下、使用和Visual 语言开发基于网络的学生网上提交物理实验数据、教师后台处理和管理学生物理实验数据并对成绩进行自动存储、统计、查询等功能的网站[1]。该系统采用了三层B/S体系结构，使用和Visual 进行开发，并以SQL Server 2005作为后台数据库，通过技术来链接和访问数据库，以网站的形式。根据不同角色的功能可以把自动批阅系统分为学生、教师和后台管理3大模块。
2.1 学生模块
按实验进行的时序分为实验前、实验中和实验后3个部分。
（1）实验前：学生是通过浏览网页，了解实验目的、实验原理、实验要求和实验所需器材等。
（2）实验中：做好实验测量和数据采集工作，并把实验数据录入系统；也可向教师提出自己在试验中遇到的问题，寻求教师解答。
（3）实验后：学生可以在系统中查看自己的实验分数和教师对于疑问的解答。
2.2 教师模块
（1）查阅学生提交的实验数据，并利用系统自动计算学生所提交的实验数据，再与精确值对比后，自动打分。
（2）回答学生在实验中所遇到的疑难问题，给出自己的解析。
（3）导出和打印实验分数，便于教师对实验情况做出评估。
2.3 后台管理模块
（1）后台管理员可以对访问系统的学生或者教师用户进行添加、删除、修改等操作。
（2）对每年的实验数据进行清理，减轻服务器压力。
3 系统的特点和创新之处
3.1 系统特点
“自动批阅系统”可以处理目前大学物理实验课程的基本实验数据，覆盖绝大多数物理实验项目。
（1）学生只需要访问实验网站，在网页上选择实验内容和实验题目，便可进入不同实验项目子窗口，并通过网络提交实验数据和实验中所遇到的问题；
（2）教师在登录实验网站后选择教师模块，即可进入物理实验数据处理系统主控窗口，在主控窗口实验内容菜单选择实验项目，进入不同实验项目子窗口，按不同的实验要求和题目对学生提交的实验数据进行自动处理并显示结果和自动评分，教师还可以给学生的实验报告进行点评和解答学生疑问。
3.2 系统创新之处
（1）“自动批阅系统”将高效的计算机与产生大量数据的大学物理实验教学相结合，开创了我校实验教学中实验报告的新模式。
（2）系统将学生的操作测量数据在线提交，教师通过后台管理程序对实验数据进行自动计算，这种实验报告批阅方式，提高了实验报告的批阅效率和准确性，推进了实验教学的信息化管理。
（3）系统使用数据库访问技术，使得自动批阅系统有较高的性能。
4 系统实现的关键技术
4.1 数据库访问[5]
本系统采用SQL Server 2005来存储数据，多数情况下数据访问都是采用直接在SQLConnection中写入调用ConnectionString的属性。但是在项目开发中以类的形式来组织，封装一些常用的方法和事件，不仅可以提高代码的重用率，也大大方便代码的管理。本系统中创建一个公共类EditData，主要用来访问SQL Server 2005数据库，数据库操作主要的功能是连接数据库。
4.2 角色权限管理
本系统共设学生、教师和管理员三个角色的单入口登录界面，在数据库的用户表中也给不同的角色设置了不同的权限，因此在登录界面中输入用户名、密码，和在角色下拉框中选择自己的角色后，在登录过程中，系统会自动对用户名、密码和角色进行判断是否正确，是则进入相应的页面和赋予相应的操作权限，否则给出相关提示。这样即可以限制不同用户对网站的访问权限，也保证了数据库中数据的安全性[4]。
5 结 语
大学物理实验报告自动批阅系统的运用，实现了高效的计算机和大学物理实验教学的结合，开创了大学物理实验教学中实验报告的新模式。利用不厌其烦的计算机来辅助物理实验教学，更好地减轻教师的负担，提高实验报告的批阅效率和准确性，同时也推进了物理实验教学的信息化管理。本系统使用方便，操作简单，使用性强，从运行情况看，系统反馈比较快，错误提示简洁明了，批改结果准确，现已在我校物理实验教学中使用，取得了良好的效果。同时为开发其他程序设计课程的自动批改系统提供了参考模型，具有一定的参考价值[1，6]。
参考文献
[1] 赵龙.大学物理实验报告自动批阅系统设计[J].船海工程，2009，38（2）：98?100.
[2] 夏强.Excel VBA应用开发与实例精讲[M].北京：科学出版社，2006.
[3] 赵龙.大学物理实验教学与考核系统的设计[J].教育论坛，2010（3）：17?19.
[4] 严良达，朱晓鸣，余凤钢环境下在线考试系统的设计与实现[J].办公自动化杂志，2011（7）：53?55.
热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，具有许多独特的优点和用途，在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性，加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。
关键词：热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件，其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。因此，热敏电阻一般可以分为:
Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的，近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离，即载流子浓度基本上与温度无关，因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系，随着温度的升高，迁移率增加，电阻率下降。大多应用于测温控温技术，还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺，高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度，而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加，载流子数目越多，电阻率越小。应用广泛，除测温、控温，在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥，FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器)，连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论，一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为式中a与b对于同一种半导体材料为常量，其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为式中 为两电极间距离， 为热敏电阻的横截面。
对某一特定电阻而言， 与b均为常数，用实验方法可以测定。为了便于数据处理，将上式两边取对数，则有上式表明 与 呈线，在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值，以 为横坐标， 为纵坐标作图，则得到的图线应为直线，可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。热敏电阻的电阻温度系数 下式给出。
从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4)，就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻 在不同温度时的电阻值，可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示，B、D之间为一负载电阻 ，只要测出 ，就可以得到 值。
当负载电阻 ，即电桥输出处于开路状态时， =0，仅有电压输出，用 表示，当 时，电桥输出 =0，即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性，在测量之前，电桥必须预调平衡，这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若R1、R2、R3固定，R4为待测电阻，R4 = RX，则当R4R4+R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：(1—5)
在测量MF51型热敏电阻时，非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 ， 且 ，则(1—6)
式中R和 均为预调平衡后的电阻值，测得电压输出后，通过式(1—6)运算可得R，从而求的 =R4+R。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻~温度特性研究桥式电路，并设计各臂电阻R和 的值，以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0Ω， =4323.0Ω)。
根据桥式，预调平衡，将“功能转换”开关旋至“电压“位置，按下G、B开关，打开实验加热装置升温，每隔2℃测1个值，并将测量数据列表(表二)。
MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)之电阻～温度特性
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
电阻Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
非平衡电桥电压输出形式(立式)测量MF51型热敏电阻的数据
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
热力学T K 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.1 2692.9 2507.6 2345.1
根据表二所得的数据作出 ～ 图，如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ，即MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)的电阻～温度特性的数学表达式为 。
4、实验结果误差
通过实验所得的MF51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻～温度特性的测量值，与表一所给出的参考值有较好的一致性，如下表所示：
表三 实验结果比较
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
参考值RT Ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
测量值RT Ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
从上述结果来看，基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现，随着温度的升高，电阻值变小，但是相对误差却在变大，这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中，由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过，热敏电阻的电阻值大，体积小，热容量小，因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升，这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时，必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。
实验目的 探究凸透镜成放大和缩小实像的条件
实验器材标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔 实验原理
实验步骤
1．提出问题：
凸透镜成缩小实像需要什么条件？
2．猜想与假设：
（1）凸透镜成缩小实像时，物距u_______2f。（“大于”、“小于”或“等于”）
（2）凸透镜成放大实像时，物距u_______2f。（“大于”、“小于”或“等于”）
3．设计并进行实验：
（1）检查器材，了解凸透镜焦距，并记录。
（2）安装光具座，调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。
（3）找出2倍焦距点，移动物体到2倍焦距以外某处，再移动光屏直到屏幕上成倒立缩小的清晰实像的为止，记下此时对应的物距。
器材找一个底面很平的容器，让一个蜡烛头紧贴在容器底部，再往容器里倒水，蜡烛头并不会浮起来；轻轻地把蜡烛头拨倒，它立刻就会浮起来。可见，当物体与容器底部紧密接触时，两个接触面间就没有液体渗入，物体的下表面不再受液体对它向上的压强，液体对它就失去了向上托的力，浮力当然随之消失了。现在，你能提出为潜艇摆脱困境的措施了吗？“浮力是怎样产生的”，学生对“浮力就是液体对物体向上的压力和向下的压力之差”这一结论是可以理解的，但却难以相信，因此做好浮力消失的实验是攻克这一难点的关键，下面介绍两种简便方法。[方法1]器材：大小适当的玻璃漏斗(化学实验室有)一个、乒乓球一只、红水一杯。步骤：(1)将乒乓球有意揿入水中，松手后乒乓球很快浮起。(2)用手托住漏斗(喇叭口朝上，漏斗柄夹在中指和无名指之间)，将乒乓球放入其中，以大拇指按住乒乓球，将水倒入漏斗中，松开拇指，可见乒乓球不浮起，(这时漏斗柄下口有水向下流，这是因为乒乓球与漏斗间不太密合)。(3)用手指堵住出水口，可见漏斗柄中水面逐渐上升，当水面升至乒乓球时，乒乓球迅即上浮。(若漏斗柄下口出水过快，可在乒乓球与漏斗接触处垫一圈棉花，这样可以从容地观察水在漏斗柄中上升的情况。)[方法2]器材：透明平底塑料桶(深度10cm左右，口径宜大些，便于操作)一只、底面基本平整的木块(如象棋子、积木、保温瓶塞等)一个、筷子一根、水一杯。制作小孔桶：取一铁扦在酒精灯上烧红，在塑料桶底面中央穿一小孔、孔径1cm左右，用砂纸将孔边磨平即成一小孔桶。步骤：(1)将木块有意揿入水中，松手后木块很快浮起。(2)将木块平整的一面朝下放入小孔桶中并遮住小孔，用筷子按住木块，向桶中倒水。移去筷子，可见木块不浮起。(这时小孔处有水向下滴，这是因为木块与桶的接触面之间不很密合)。您正浏览的文章由第一＇整理，版权归原作者、原出处所有。(3)用手指堵住小孔，木块立即上浮。上述两例针对实际中物体的表面不可能绝对平滑这一事实，巧妙地利用“小孔渗漏”使水不在物体下面存留，从而使物体失去液体的向上的压力，也就失去了浮力，结果本应浮在水面上的乒乓球和木块却被牢牢地钉在了水底，不能不令学生叹服。接着步骤(3)又魔术般地使浮力再现，更令学生情绪高涨，跃跃欲试。
我们本来每个人要做共八个实验，后来由于时间关系做了七个实验，我做的七个实验分别是：光纤通讯，光学多道与氢氘，法拉第效应，液晶物性，非线性电路与混沌，高温超导，塞满效应，下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍：
一、光纤通讯：本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究（包括对光纤耦合效率的测量，光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算），了解光纤光学的基础知识。探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动情况，模拟语电话光通信，
了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。老师讲的也很清楚，本试验在操作上并不是很困难，很易于实现，易于成功。
二、光学多道与氢氘：本实验利用光学多道分析仪，从巴尔末公式出发研究氢氘光谱，了解其谱线特点， 并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次实验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长，并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量，得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图，计算得出了质子和电子的质量之比。个人觉得这个实验有点太智能化，建议锻炼操作的部分能有所加强。对于一些仪器的原理在实验中没有体现。如果有所体现会比较容易使学生深入理解。数据处理有些麻烦。不过这也正是好好提高自己的分析数据、处理数据能力的好时候、更是理论联系实际的桥梁。
三、法拉第效应：本实验中，我们首先对磁场进行了均匀性测定，进一步测量了磁场和励磁电流之间的关系，利用磁场和励磁电流之间的线性关系，用电流表征磁场的大小；再利用磁光调制器和示波器，采用倍频法找出ZF6、MR3－2样品在不同强度的旋光角θ和磁场强度B的关系，并计算费尔德常数；最后利用MR3样品和石英晶体区分自然旋光和磁致旋光，验证磁致旋光的非互易性。
四﹑液晶物性：本实验主要是通过对液晶盒的扭曲角，电光响应曲线和响应时间的测量，以及对液晶光栅的观察分析，了解液晶在外电场的作用下的变化，以及引起的液晶盒光学性质的变化，并掌握对液晶电光效应测量的方法。本实验中我们研究了液晶的基本物理性质
和电光效应等。发现液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响，在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值，得到液晶盒扭曲角的大小为125度；测量了液晶的响应时间。观察液晶光栅的衍射现象，在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的电光响应曲线，求得了阈值电压、饱和电压和阈值锐度。并且比较了升压降压过程中阈值锐度的差别。我们一开始做的很慢，不过老师讲得很清楚，后来我们很快就做出来了，
五、非线性电路与混沌：本实验通过测量非线性电阻的I-U特性曲线，了解非线性电阻特性，，从而搭建出典型的非线性电路—蔡氏振荡电路，通过改变其状态参数，观察到混沌的产生，周期运动，倍周期与分岔，点吸引子，双吸引子，环吸引子，周期窗口的物理图像，并研究其费根鲍姆常数。最后，实验将两个蔡氏电路通过一个单相耦合系统连接并最终研究其混东同步现象。实验过程还可以，数据处理有点难，后来慢慢思考，最终还是处理好了，
六、高温超导：本实验利用液氮创造低温环境，测量了高温超导材料样品的超导转变临界温度为90.。88K，并在实验同时对温差电偶温度计以及硅半导体温度计进行了温度定标，测得在实验的温度范围内，在磁悬浮实验上，我们分别测量了无磁场条件下相变（零场冷）的高温超导体样品的以及有磁场条件下相变（场冷）的高温超导体样品的磁悬浮力与距离的关系，认为此超导体在强磁场下进入了混合态，而在场冷条件下的实验证实了我们的假设。这次实验我们所作实验中最早结束的一个实验，不过在示波器中调波形时花了点时间，最终还是很快就做完了。
七、塞满效应：这个实验是我最后一次做的实验，也是最晚结束的一个实验，因为我们去做实验的时候实验室没电了，于是我们等
把电路修好后开始做实验了，于是做到晚上11点才结束了，本实验运用光栅摄谱仪和阿贝比长仪，采用摄谱法观测Hg谱线的分裂情况，并以此对外加磁感应强度进行估测。本次实验运用光栅摄谱法观察到了在外磁场下Hg谱线的分裂情况，直接验证了塞曼效应；还以Fe谱线作为标准谱，用内插法测得了各谱线的波长，并以此故测了外加磁感应强度B，基本实现了定量验证和分析，本实验数据处理比较容易，老师讲得也很清楚。
利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率；
【实验仪器】
分光计，玻璃三棱镜，钠光灯。
【实验原理】
最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一，如图10所示，三角形ABC表示玻璃三棱镜的横截面，AB和 AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角a称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。假设某一波长的光线LD入射到棱镜的AB面上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射线LD与出射线ER的夹角 称为偏向角。
图10 三棱镜的折射
由图10中的几何关系，可得偏向角
(3)
因为顶角a满足 ，则
(4)
对于给定的三棱镜来说，角a是固定的， 随 和 而变化。其中 与 、 、 依次相关，因此 实际上是 的函数，偏向角 也就仅随 而变化。在实验中可观察到，当 变化时，偏向角 有一极小值，称为最小偏向角。理论上可以证明，当 时， 具有最小值。显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的，如图11所示。
图11 最小偏向角
若用 表示最小偏向角，将 代入(4)式 得
（5）
或
（6）
因为 ，所以 ，又因为 ，则
（7）
根据折射定律 得，
（8）
将式（6）、（7）代入式（8）得：
（9）
由式（9）可知，只要测出入射光线的最小偏向角 及三棱镜的顶角 ，即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n .
【实验内容与步骤】
1．调节分光计
按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。
2．调整平行光管
(1)去掉双面反射镜，打开钠光灯光源。
(2)打开狭缝，松开狭缝锁紧螺丝3。从望远镜中观察，同时前后移动狭缝装置2，直至狭缝成像清晰为止。然后调整狭缝宽度为1毫米左右（用狭缝宽度调节手轮1调节）。
(3)调节平行光管的倾斜度。将狭缝转至水平，调节平行光管光轴仰角调节螺丝29，使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。然后将狭缝转至竖直方向，使之与分划板十字刻度线的竖线重合，并无视差。最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3。此时平行光管出射平行光，并且平行光管光轴与望远镜光轴重合。至此分光计调整完毕。
3．测三棱镜的折射率
(1)将三棱镜置于载物台上，并使玻璃三棱镜折射面的法线与平行光管轴线夹角约为60度。
(2)观察偏向角的变化。用光源照亮狭缝，根据折射定律判断折射光的出射方向。先用眼睛（不在望远镜内）在此方向观察，可看到几条平行的彩色谱线，然后慢慢转动载物台，同时注意谱线的移动情况，观察偏向角的变化。顺着偏向角减小的方向，缓慢转动载物台，使偏向角继续减小，直至看到谱线移至某一位置后将反向移动。这说明偏向角存在一个最小值（逆转点）。谱线移动方向发生逆转时的偏向角就是最小偏向角。
1 用望远镜观察谱线。在细心转动载物台时，使望远镜一直跟踪谱线，并注意观察某一波长谱线的移动情况（各波长谱线的逆转点不同）。在该谱线逆转移动时，拧紧游标盘制动螺丝27，调节游标盘微调螺丝26，准确找到最小偏向角的位置。
2 测量最小偏向角位置。转动望远镜支架15，使谱线位于分划板的中央，旋紧望远镜支架制动螺丝21，调节望远镜微调螺丝18，使望远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对准该谱线中央，从游标1和游标2读出该谱线折射光线的角度 和 。
3 测定入射光方向。移去三棱镜，松开望远镜制动螺丝21，移动望远镜支架15，将望远镜对准平行光管，微调望远镜，将狭缝像准确地位于分划板的中央竖直刻度线上，从两游标分别读出入射光线的角度 和 。
4 按 计算最小偏向角 （取绝对值）。
5 重复步骤1~6，可分别测出汞灯光谱中各谱线的最小偏向角 。
6 按式（9）计算出三棱镜对各波长谱线的折射率。计算折射率n的数据表格3。
【数据记录及处理】
表3 测量最小偏向角
精确测定银川地区的重力加速度
二、实验要求
测量结果的相对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案：
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面
重力加速度的计算公式推导如下：
取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
两式相比得tgα=ω2x/g，又 tgα=dy/dx，dy=ω2xdx/g，
y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.
方法四、光电控制计时法
调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圆锥摆测量
所用仪器为：米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时，摆动周期为：
则
通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
摘要：
重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长l，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。
实验器材：
单摆装置(自由落体测定仪)，钢卷尺，游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线
实验原理：
单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆锥质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离，摆角小于5°)，然后释放，摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。
f =p sinθ
t=p cosθ
p = mg
l
图2-1 单摆原理图
摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力，f指向平衡位置。当摆角很小时(θ<5°)，圆弧可近似地看成直线，f也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为l，小球位移为x，质量为m，则
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma，可知a=- x
式中负号表示f与位移x方向相反。
单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a= =-ω2x
可得ω=
于是得单摆运动周期为：
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或 g=4π2 (2-4)
利用单摆实验测重力加速度时，一般采用某一个固定摆长l，在多次精密地测量出单摆的周期t后，代入(2-4)式，即可求得当地的重力加速度g。
由式(2-3)可知，t2和l之间具有线性关系， 为其斜率，如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期，则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。
试验条件及误差分析：
上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的，否则将使测量产生如下系统误差:
1. 单摆的摆动周期与摆角的关系，可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ1、θ2的周期值进行比较。在本实验的测量精度范围内，验证出单摆的t与θ无关。
实际上，单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论，周期不仅与摆长l有关，而且与摆动的角振幅有关，其公式为：
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0为θ接近于0o时的周期，即t0=2π
2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m，摆锥的半径r应远小于摆长l，实际上任何一个单摆都不是理想的，由理论可以证明，此时考虑上述因素的影响，其摆动周期为：
3.如果考虑空气的浮力，则周期应为：
式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期，ρ空气是空气的密度，ρ摆锥 是摆锥的密度，由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关，当摆锥密度很小时影响较大。
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