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伏安法测电阻
实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。
(2) 验证欧姆定律。
(3) 学会间接测量量不确定度的计算;进一步掌握有效数字的概念。
实验方法原理
根据欧姆定律, R
?
U
I
,如测得 U 和 I 则可计算出 R。值得注意的是,本实验待测电阻有两只,
一个阻值相对较大,一个较小,因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式,以减小测量误差。
实验装置
待测电阻两只,0~5mA 电流表 1 只,0-5V 电压表 1 只,0~50mA 电流表 1 只,0~10V 电压表一
只,滑线变阻器 1 只,DF1730SB3A 稳压源 1 台。
实验步骤 本实验为简单设计性实验,实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时,可提示学
生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的,并作具体提示。
(1) 根据相应的电路图对电阻进行测量,记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。
(2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大,可取其平均值作为测量结果。
(3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大,应分析原因并重新测量。
数据处理
(1) 由??U
? U max?? 1.5% ,得到??U 1?? 0.15V ,??U 2?? 0.075V
;
(2) 由??I
? I max?? 1.5% ,得到??I1?? 0.075mA,??I 2?? 0.75mA ;
(3) 再由 uR
? R (
3V
)?? (
3I
)
,求得 uR1
? 9?? 101??, uR 2?? 1? ;
(4) 结果表示 R1
? (2.92?? 0.09)??10 3??, R2?? (44?? 1)?
光栅衍射
实验目的
(1) 了解分光计的原理和构造。
(2) 学会分光计的调节和使用方法。
(3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长
实验方法原理测量次数 123U /V I /mA 2.002.603.20R
测量次数 1
2
3
U /V 5.4
6.9
8.5
I /mA 2.00
2.60
3.20
R /?? 2700
2654
2656
测量次数 1
2
3
U /V 2.08
2.22
2.50
I /mA 38.0
42.0
47.0
R /?? 54.7
52.9
53.2
?U
?U2
?I2
若以单色平行光垂直照射在光栅面上,按照光栅衍射理论,衍射光谱中明条纹的位置由下式决定:
(a + b) sin ψ
=dsin ψ =±kλ
如果人射光不是单色,则由上式可以看出,光的波长不同,其衍射角也各不相同,于是复色光将被分解,而在中央 k =0、
ψ =0 处,各色光仍重叠在一起,形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着 k=1,2,3,…级光谱,各级光谱
线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线,这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数,用分光计测出 k
级光谱中某一明条纹的衍射角ψ,即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。
实验步骤
(1) 调整分光计的工作状态,使其满足测量条件。
(2) 利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。
① 由于衍射光谱在中央明条纹两侧对称地分布,为了提高测量的准确度,测量第k级光谱时,应测出+k级和-k
级光谱线的位置,两位置的差值之半即为实验时k取1 。
② 为了减少分光计刻度盘的偏心误差,测量每条光谱线时,刻度盘上的两个游标都要读数,然后取其平均值(角
游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致)。
③ 为了使十字丝对准光谱线,可以使用望远镜微调螺钉12来对准。
④ 测量时,可将望远镜置最右端,从-l 级到+1 级依次测量,以免漏测数据。
数据处理
(1) 与 公 认 值 比 较
计算出各条谱线的相对误
λ 为公认值。
(2) 计算出紫色谱线波长的不确定度
差
????? x
? 0
其中
u(λ) =
????(a?? b) sin????
?
?
2
?
u(? )??? (a?? b) | cos? | u(? )
?
=
1
600
? cos15.092???
?
60?? 180
=0.467nm ; U =2×u(λ) =0.9
nm
最后结果为:
λ=(433.9±0.9) nm
1.
当用钠光(波长λ