2016大學物理實驗報告模板

發布時間:2017-09-26  編輯:沈舒文 手機版

  興趣是最好的老師。學生只有對學習產生了興趣,才能更好地投入到學習中,變被動學習為主動學習,真正成為學習的主人。下面是小編整理的,歡迎大家閱讀!

  【2016大學物理實驗報告模板1】

  實驗目的

  (1) 觀察光電效現象,測定光電管的伏安特性曲線和光照度與光電流關系曲線;測定截止電壓,并通過現象了解其物 理意義。

  (2) 練習電路的連接方法及儀器的使用 ; 學習用圖像總結物理律。 實驗方法原理

  (1) 光子打到陰極上 ,若電子獲得 的能量 大于 逸出 功時則會 逸出 ,在電場力的作用下向 陽極 運動而形成正向 電流 。在 沒達到飽和前 ,光電流與電壓成線性關系 ,接近飽和時呈非線性關系 ,飽和后電流不再增加 。

  (2) 電光源發光后 ,其照度隨距光源的距離的平方成 (r 2 )反比即光電管得到的光子數與 r2成反比,因此打出的電子數也與 r 2

  成反比,形成的飽和光電流 也與 r2成反比,即 I ∝r-2。

  (3) 若給 光電管接反向電壓 u 反,在 eU反 < mvmax/ 2=eUS時(vmax為具有最大速度的電子的速度 ) 仍會有電子移動到陽極而形成光電流 ,當繼續增大 電壓 U反,由于電場力做負功使 電子減速 ,當使其到達 陽極前速度剛好為零 時 U反=US, 此時所 觀察 到的 光電流為零 ,由此 可測 得此光電管在當前光源下的截止電壓 US。

  實驗步驟

  (1) 按講義中的電路原理圖連接好實物電路圖; (2) 測光電管的伏安特性曲線:

  ① 先使正向電壓加至30伏以上,同時使光電流達最大(不超量程), ② 將電壓從0開始按要求依次加大做好記錄; (3) 測照度與光電流的關系:

  ① 先使光電管距光源20cm處,適當選擇光源亮度使光電流達最大(不超量程); ② 逐漸遠離光源按要求做好記錄; 實驗步驟

  (4) 測光電管的截止電壓: ① 將雙向開關換向;

  ② 使光電管距光源20cm處,將電壓調至“0”, 適當選擇光源亮度使光電流達最大(不超量程),記錄此時的光 電流I0,然后加反向電壓使光電流剛好為“0”,記下電壓值US;

  ③ 使光電管遠離光源(光源亮度不變)重復上述步驟作好記錄。

  (3) 零電壓下的光電流及截止電壓與照度的關系

  1. 臨界截止電壓與照度有什么關系?從實驗中所得的結論是否同理論一致?如何解 釋光的波粒二象性? 答:臨界截止 電壓與照度無關,實驗結果與理論相符。 光具有干涉、衍射的特性,說明光具有撥動性。從光電效應現象上分析,光又具有粒子性,由愛因斯坦方程來描 述:hν=(1/2)mv2max+A。

  2. 可否由 Us′ ν曲線求出陰極材料的逸出功?答:可以。由愛因斯坦方程 hυ=e|us|+hυo可求出斜率Δus/Δυ=h/e 和普朗克常數,還可以求出截距(h/e)υo,再由截距求出光電管陰極材料的紅限 υo,從而求出逸出功 A=hυo。

  【2016大學物理實驗報告模板2】

  實驗題目:弗蘭克赫茲實驗

  實驗器材:F-H實驗管、恒溫加熱電爐、F-H實驗裝置、示波器。

  實驗內容:

  1.熟悉實驗裝置,掌握實驗條件。

  該實驗裝置由F-H管、恒溫加熱電爐及F-H實驗裝置構成,其裝置結構如下圖所示:

  C:Documents and SettingsAdministrator.EUPMS_1.000桌面3.jpg

  F-V管中有足夠的液態汞,保證在使用溫度范圍內管內汞蒸氣總處于飽和狀態。一般溫度在100 oC至250 oC。并且由于Hg對溫度的靈敏度高,所以溫度要調好,不能讓它變化太大。燈絲電壓控制著陰極K發射電子的密度和能量分布,其變化直接影響曲線的形狀和每個峰的位置,是一個關鍵的條件。

  2.測量Hg的第一激發電位。

  1)起動恒溫控制器,加熱地F-H管,使爐溫穩定在157 oC,并選擇合適的燈絲電壓,VG1K=2.5V,VG2p=1.5V,Vf=1.3V。

  2)改變VG2k的值,并記錄下對應的Ip值上(每隔0.2V記錄一個數據)。

  3)作數據處理,作出對應的Ip-VG2k圖,并求出Hg的第一激發電位(用逐差法)。

  3.測Ar原子的第一激發電位。

  1)調節好相關的數據:Vp=8.36V,VG1=1.62V,VG2k=0~100V,Vf=2.64V;

  2)將相關檔位調到自由檔位,在示波器上觀看得到的Ip-VG2k圖,是否符合實驗要求(有六個以上的波峰)。再將相關檔位調到手動檔位。

  3)手動改變VG2k的值,并記錄下對應的Ip值上(每隔0.05V記錄一個數據)。

  4)作數據處理,作出對應的Ip-VG2k圖,并求出Hg的第一激發電位(用逐差法)。

  4.得出結論。

  原始數據:

  1. Vf=1.3V VG1K=2.5V VG2p=1.5V T=157oC

  求汞原子的第一激發電位的數據表

  大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  2. Vp=8.36V VG1=1.62V VG2k=0~100V Vf=2.64V

  求Ar原子的第一激發電位的數據表

  大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  數據處理:

  1. 求Hg原子的第一激發電位。

  將在實驗中記錄下的數據,以點的形式描在x-y坐標上,并用平滑曲線連接后得到的圖形為:大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  得到的七個峰值(Ip),對應的UG2K依次為:U1=7.0V , U2=11.6V , U3=16.0V , U4=21.0V , U5=25.8 V, U6=30.6V , U7=35.6V .

  設Ux為Hg的第一激發電位,則有下列式子(逐差法):

  4*Ux1=U5-U1=25.8V-7.0V=18.8V, Ux1=4.7V;

  4*Ux2=U6-U2=30.6V-11.6V=19.0V, Ux2=4.8V;

  4*Ux3=U7-U3=35.6V-16.0V=19.6V, Ux3=4.9V

  則大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客=4.8V.

  不確定度分析:

  uA=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  u0.68=1.32*uA=1.32*0.06V=0.08V.

  則Ux=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客u0.68=4.8大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客0.08V.

  2. 求Ar原子的第一激發電位。

  將在實驗中記錄下的數據,以點的形式描在x-y坐標上,并用平滑曲線連接后得到的圖形為:大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  得到的六個峰值(Ip),對應的UG2K依次為:U1=3.00V , U2=4.15V , U3=5.35V , U4=6.60V , U5=7.90V, U6=9.20V .

  設Ux為Hg的第一激發電位,則有下列式子(逐差法):

  3*Ux1=U4-U1=6.60V-3.00V=3.60V, Ux1=1.20V;

  3*Ux2=U5-U2=7.90V-4.15V=3.75V, Ux2=1.25V;

  3*Ux3=U6-U3=9.20V-5.35V=3.85V, Ux3=1.28V

  則

  大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客=1.24V.

  不確定度分析:

  uA=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  u0.68=1.32*uA=1.32*0.023V=0.030V.

  則Ux=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客u0.68=1.24大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客0.030V.

  結論:由此可得,Hg的第一激發電位UxHg=4.8大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客0.08V,而Ar原子的第一激發電位為UxAr=1.24大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客0.030V。

  思考題:

  說明溫度對充汞F-H管Ip-VG2k曲線影響的物理機制。

  答:,在一定溫度下(一般在發100 oC至250 oC),才可得到合適壓強的汞蒸氣,這時汞原子的密度也是合適的。汞蒸氣對溫度非常敏感,如果溫度不在合適范圍之內,會影響到汞原子在F-H管內的密度。如果溫度較低,會導致F-H管中汞原子的密度較小,就進一步為汞原子專門提供與電子碰撞,這就使得電子的平均自由程變大,電子有機會使積蓄的能量超過4.9V,從而使高激發態的激發概率迅速增加,會Ip有了對應的峰,并在Ip-VG2kr 曲線上有對應的峰,出現高激發態時的電位,這就會影響到實驗的結果。如果溫度較高,汞管內的密度較大,使電子每次能量到達4.9eV時,有足夠大的概率與汞原子發生能量交換,使得電子的速度重新回到零,并需要重新加速,直到再次到達4.9eV,又與汞原子發生能量交換…….始終都在在基態和第一激發態之間,并且在Ip-VG2K曲線中會表現出有多個峰值,并且都是處在第一激發態上。則會使所以說,在實驗中對汞的溫度也有一定的講究:過高時,則在Ip-VG2k曲線上會出現多個峰;過低則會使得出現高激發態上的峰值,在圖中表現為,兩個峰值的距離會加大。

  實驗心得:

  1. 實驗過程中,開始時使用的儀器,在調好了相關數據后,進行讀數時,發現數據變化很小、,這就增大了讀取數據的誤差。后來換了一臺儀器,讀取時,電流隨電壓的改變而改變的幅度變大,這就大大減小了讀取數據的誤差,也使得實驗中測量Hg的第一激發電位較為準確。所以我覺得在實驗開始時調整好實驗儀器,也是一件非常重要的事。

  2. 在實驗過程中,一定要定下心來。實驗中讀取數據有的時候是一件很枯燥單調的事,當需要讀取的數據很多時,容易變得浮躁,使得會出現讀取錯誤的情況。這就需要我們能夠冷靜自我,一心一意地去做自己要做的事,把需要實驗的步驟做好。這很重要。


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