华中科技大学物理实验(二)思考题

一、稳态法测物体的导热系数 1.什么叫稳定导热状态?如何判断实验达到了稳定导热状态? 稳定导热状态:盘A与盘C温度不随时间变化,B盘的导热速率等于C盘的散热速率 判断实验达到稳定导热状态:一定时间内(如10min)盘C的温度变化不超过0.2℃. 2.待测样品盘是厚一点好还是薄一点好? 薄一点好,这样可以减少样品盘侧面的热量损失,可以近似认为该盘热量仅由接触面传递,减少误差 3.导热系数的测量公式成立的前提条件是什么? (1)盘B的厚度足够小,使得可以近似地认为盘B的侧面没有热量损失。 (2)加热盘,样品盘,散热盘均为理想的圆柱状/ (3)热电偶的插头与盘A盘B紧密接触,能正确显示其温度 (4)盘A与盘C都是热的良导体做的 (5)样品盘与散热盘和发热盘紧密接触,中间没有热量损失 (6)外界环境较稳定 二、偏振与双折射 1.自然光、线偏振光、椭圆偏振光的定义? 自然光——在垂直于光的振动方向上等概率的包含各个横向光振动,各光振动彼此独立,无固定相位联系。 线偏振光——光矢量方向不变,大小随相位变化,在垂直于光波传播方向的平面上光矢量端点的轨迹是一条直线。 椭圆偏振光——光矢量随时间做有规律的变化,光矢量的末端在垂直于传播的方向上的轨迹是椭圆 2.怎样用实验方法来区分自然光,线偏振光,椭圆偏振光? 用偏振片进行观察啊: ○若光强随偏振片的转动没有变化,这束光是自然光或者圆偏振光,这时,在偏振片之前放置1/4玻片,再转动偏振片。如果强度仍没变化则是自然光:如果出现两次消光,则是圆偏振光,因为1/4玻片可以把圆偏振光变为线偏振光 ○如果用偏振片观察时,光强随偏振片的转动但没有消失,则这束光是部分偏振光或椭圆偏振光。这时可以将偏振片停留在透射光强最大的位置,在偏振片前插入1/4玻片,使玻片的光轴与偏振片的投射方向平行,再次转动偏振片若出现两次消光,即为椭圆偏振光;若还是不出现消光,则为部分偏振光。 ○如果随偏振片的转动出现两次消光,则这束光是线偏振光 3.如何获得圆偏振光和椭圆偏振光 线偏振光经过1/4玻片时,当偏振光的电矢量振动方向和玻片的光轴呈45°角时,得到圆偏振光。线偏振光经过1/4玻片时,当偏振光的电矢量振动方向和玻片的光轴不呈45°,0°, 90°时,得到椭圆偏振光。 三、转动惯量的测定 1.什么是平行轴定理? 若质量为M的刚体对通过质心的转轴的转动惯量为I c,则刚体对平行于该轴并与之相距为d 的平行轴的转动惯量I d的平行轴的转动惯量为I d=I c+md2 2.验证平行轴定理时,为什么用两个相同的金属块对称放置而非只用一个? 如果只用一个,夹具会受到一个沿盘切向的力矩的作用,容易造成仪器损坏,可能使夹具变形而无法保持水平。 四、电路的暂态过程 1.时间常数τ的物理含义是什么? 是征暂态过程进行快慢的物理量 2.在测量RC串联电路的时间常数时,若充电时间不够或过快会怎么样? 会对电容器两端电压下降一半的状态判断产生影响,使半衰期的测量误差加大,测试间常数τ的误差增大 3再RLC串联暂态电路中,如何判定临界阻尼现象? 当调大电阻箱阻值时,振荡波形的波峰会降低,将调大电阻箱的阻值与放大衰减振荡波形交替操作,直至振荡波峰刚好消失,此时即为临界阻尼。 五、液体的表面张力 1.用拉脱法测液体的表面张力时,当吊环下沿部分浸入液体后,调节升降螺母。缓慢降低升降台的高度,这时数字电压表的示数如何变化?为什么会有这种变化? 先增大后减小。因为液膜有一定重量,在最大值时示数大小为表面张力和液膜重力之和,之后随拉伸液膜落下使得示数变小,液膜破裂时处于临界状态。 2.若吊环下沿所在平面与液面不平行,测得的表面张力是大了还是小了? 测得的表面张力偏小,因为吊环下沿不平行会导致吊环在向上拉起时液膜会一侧偏高,偏高一侧先达到张力极限,破裂时连带未达到极限的一侧跟着液体下落,力敏传感器测得的是液体未达到表面张力极限使得液体表面张力,该值较理论值小。 3.用拉脱法测表面张力时,应采取那些措施减小误差? a.降低平台应尽量平缓,(液面振荡会使液膜提前破裂) b.测量前将吊环擦干净 c.不要过于缓慢,放置液体蒸发 d.防止外界环境剧烈变化,如较大空气流动。 e.吊环要水平 六、音叉的受迫振动与共振实验 无 七、组合光学 1.牛顿环实验中为什么测牛顿环直径而不是半径? 因为牛顿环凸面和平面不可能为理想的点接触,接触压力会引起局部变形,使接触处成为一个圆面,干涉中心为一暗斑,而不是一暗点。或者牛顿环凸面与平面没接触,空气间隙层有了尘埃,附加了光程差,干涉中心为一亮斑,干涉环的几何中心不易确定。 八、光电效应与普朗克常量的测定 1.实测光电管的伏安特性曲线与理想曲线有何不同?截止电压对应实测伏安特性曲线上的哪一点? 由于漏电流和阳极反向电流的影响,实测的曲线在负电呀区域下沉,截止电压并不对应光电流为零,而对应反向电流开始趋于常量的点(拐点)。