中南大学大学物理实验预习答案(2)

面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。

（2）当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时，说明望远镜不水平，双面镜镜面法线已水平。应调节望远镜倾角螺钉，使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。

2. 如何用反射法（一束平行光由三棱镜的顶角入射，在两光学面上分成两束平行光）测三棱镜的顶角？

解：如图所示，由平行光管射出的平行光束照射在三棱镜顶角上，分别射向三棱镜的两个光学面AB和AC，并分别被反射。由反射 反射法光路图

定律和几何关系可证明反射光线1、2的夹角 与棱镜顶角 关系为

先使望远镜接收光线1，记下两个角游标的读数 和 ，然后，再转动望远镜使望远镜接收光线2，记下两个角标读数 和 ，两次读数相减即得

实验四 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=kR k=

=2d35+ +d0=(2k+1) (k=0,1,2…) d=

实验七 用惠斯通电桥测量电阻 【预习思考题】

1. 电桥的平衡与工作电流I的大小有关吗？为什么？ 答：电桥的平衡与工作电流I的大小无关。电桥接通后，一般在桥路上应有电流流过，检流计的指针会发生偏转。适当调节R1、R2、Rs的值，使检流计中的电流Ig等于零，指针应指在零位，这时电桥达到了平衡。电桥达到平衡后应满足：

I1=I2 Ix=Is UAB=UAD UBC=UDC 即 则 ——电桥的平衡条件

由电桥的平衡条件可知，电桥的平衡与工作电流I的大小无关。

2. 在调节比较臂电阻Rs使电桥平衡的过程中，若电流计相邻两次偏转方向相同或相反，各说明什么问题？下一步应该怎样调节Rs，才能尽快使电桥平衡？

答：电桥面板右上方为依次相差10倍的四个读数盘，联合使用，共同表示比较臂电阻Rs的值。在调节比较臂电阻Rs，使电桥平衡的过程中，若电流计相邻两次偏转方向相同，且指针的摆幅减小或摆速减慢，说明该读数盘调整的方向正确，下一步应继续沿这个方向调整该盘；若电流计相邻两次偏转方向相反，说明该读数盘数值调过了，需要倒回一挡，然后调整减小10倍的另一读数盘。这样依次调整，直至电桥达到平衡。 【分析讨论题】

1. 若电桥内所用干电池已使用很久，你认为会影响测量的准确度吗？为什么？

答：若电桥内所用干电池已使用很久，会影响测量的准确度。电桥的灵敏程度直接影响了测量结果的准确度。电桥的灵敏度愈高，测量误差愈小。提高电桥灵敏度是减小测量误差的一个重要方法。在电桥偏离平衡时，应用基尔霍夫定律，可以推导出电桥灵敏度为

其中ε为电源电动势。由上式可以看出电桥灵敏度和电源电动势的大小有关，干电池使用久了，电源电动势减小，会降低电桥的灵敏度，影响测量结果的准确度。

2. QJ23型电桥中按钮“B”和“G”的作用是什么？应按怎样的顺序操作？为什么？

答：QJ23型电桥面板的右下方处，B和G是两个按钮开关，分别控制电源回路和检流计回路。测量时B、G开关应采用点接法。接通电路时，应先按下B，再按G；断开时，先断G，再断B。按这样的顺序操作，是为了保护检流计，以免在电源接通和断开时产生较大的感应电流，而造成检流计的损坏。

实验九 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？

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