大学物理实验预习及思考题答案 联系客服

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在绿光甚至全黑下进行?

答:因为全息干板涂有对红光敏感的感光材料,所以冲洗底片时必须在绿光甚至全黑下进行。

实验13光电效应

1. 临界截止电压与照度有什么关系?从实验中所得的结论是否同理论一致?如何解 释光的波粒二象性?

答:临界截止电压与照度无关,实验结果与理论相符。

光具有干涉、衍射的特性,说明光具有拨动性。从光电效应现象上分析,光又具有粒子性,由爱因斯坦方程来描述:hν=(1/2)mv2max+A 2. 可否由Us′ ν曲线求出阴极材料的逸出功? 答可以。由爱因斯坦方程

hυ=e|us|+hυo可求出斜率Δus/Δυ=h/e和普朗克常数,还可以求出截距(h/e)υo,再由截距求出光电管阴极材料的红限υo ,从而求出逸出功A=hυo。

实验14迈克尔逊干涉仪

1. 这里观察到的环形干涉条纹,从外观上看,与牛顿环有哪些相似之处?从产生的原因和由内向外级次的变化来看有何不同?

答:从外观上看都是同心园环,而牛顿环是等厚干涉,这里是等倾干涉,牛顿环是低级次的干涉条纹在中心,越外级次越高,而迈氏干涉正相反。

2. 在M1如图3-14-4所示的移动过程中,将看到条纹的疏密和运动情况有何变化?

答:从密到疏,从疏到密,从条纹向环心缩进到从环心向外涌出。

3. 白光照射下,M1在G1和M2′之间并逐渐向M2′移动过程中,能否观察到彩色干涉条纹?可否用这种做法来测量薄膜厚度?为什么?

答:能观察到,但是在实际测量中,一般不采用这种做法,原因是对初学者而言,由于实验经验等因素,非常容易产生回程误差,给实验结果带来影响。

实验15薄透镜焦距的测量

1. 你认为三种测量凸透镜焦距的方法,哪种最好?为什么?

答:共轭法最好,因为这个方法把焦距的测量归结为对可以精确测定的量L和e的测量,避免了在测量u和v时,由于估计透镜光心位置不准确所带来的误差。 2. 由推导出共轭法测f的标准相对合成不确定度传递公式。根据实际结果,试说明uB(L)、uB(e)、uA(e)哪个量对最后结果影响最大?为什么?由此你可否得到一些对实验具有指导性意义的结论?

答:uA(L)对最后结果影响最大,因为L为单次测量量。对O1、O2的测量时,要采用左右逼近法读数。

3. 测量凹透镜焦距f和实验室给出的f0,比较后计算出的E值(相对误差)一般比较大,试分析E大的原因?

答:E较大的原因可能是因为放入凹透镜后所成像的清晰度很难确定,即像的聚焦情况不好,从而导致很难测出清晰成像的位置。

4.在测量凸透镜的焦距时,可以利用测得的多组u、v值,然后以u+v作纵轴,以u?v作横轴,画出实验曲线。根据式(3-15-1)事先推断一下实验曲线将属于什么类型,怎样根据这条曲线求出透镜的焦距f?

答:曲线是直线,可根据直线的斜率求出f,f=1/k,因为1/f=1/u+1/v,即 ,故可有f=1/k。

5.测量凸透镜的焦距时,可以测得多组u、v值,以v/u(即像的放大率)作纵轴,以v作横轴,画出实验曲线。试问这条实验曲线具有什么形状?怎样由这条曲线求出透镜的焦距f?

答:曲线是直线,在横轴上的截距就是f。

实验16牛顿环实验

1. 透射光牛顿环是如何形成的?如何观察?画出光路示意图。

答:光由牛顿环装置下方射入,在空气层上下两表面对入射光的依次反射,形成干涉条纹,由上向下观察。

2. 在牛顿环实验中,假如平玻璃板上有微小凸起,则凸起处空气薄膜厚度减小,导致等厚干涉条纹发生畸变。试问这时的牛顿环(暗)将局部内凹还是局部外凸?为什么?

答:将局部外凸,因为同一条纹对应的薄膜厚度相同。

3. 用白光照射时能否看到牛顿环和劈 尖干涉条纹?此时的条纹有何特征?

答:用白光照射能看到干涉条纹,特征是:彩色的条纹,但条纹数有限。

实验17光栅衍射

1. 当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到1mm内有500条刻痕的平面透射光栅上时,试问最多能看到第几级光谱?并请说明理由。 答:由(a+b)sinφ=kλ得 k={(a+b)/λ}sinφ ∵φ最大为90?所以 sinφ=1

又∵a+b=1/500mm=2*10-6m,λ=589.0nm=589.0*10-9m ∴k=2*10-6/589.0*10-9=3.4 最多只能看到三级光谱。 2.当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?为什么?

答:狭缝太宽,则分辨本领将下降,如两条黄色光谱线分不开。 狭缝太窄,透光太少,光线太弱,视场太暗不利于测量。

3. 为什么采用左右两个游标读数?左右游标在安装位置上有何要求? 答:采用左右游标读数是为了消除偏心差,安装时左右应差180?。

实验18双棱镜干涉

1. 测量前仪器调节应达到什么要求?怎样才能调节出清晰的干涉条纹? 答:共轴,狭逢和棱背平行与测微目镜共轴,并适当调节狭逢的宽度。 2. 实验如何测得两虚光源的距离d?还有其他办法吗?

答:d=(d1*d2)1/2或利用波长λ已知的激光作光源,则 d=(D/Δx)λ。 3. 狭缝与测微目镜的距离及与双棱镜的距离改变时,条纹的间距和数量有何变化?

答:狭缝和测微目镜的距离越近,条纹的间距越窄,数量不变,狭缝和双棱镜的距离越近,条纹间距越宽,数量越小。