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1、第第2章章 物理实验基本仪器物理实验基本仪器 和常用技术和常用技术2.1 力热学实验常用仪器与技术力热学实验常用仪器与技术一、长度测量仪器一、长度测量仪器1、米尺:最小分度、米尺:最小分度1mm,例:例:23.56cm,估计读估计读数至数至0.1mm。2、游标卡尺:有主尺、副尺。例如:五十分游标:游标卡尺:有主尺、副尺。例如:五十分游标:最小最小0.02mm,读数为读数为8.36mm。3、螺旋测微计(千分尺):螺距为螺旋测微计(千分尺):螺距为0.5mm,活动活动套筒有套筒有50条刻度,例如:条刻度,例如:5.215mm、5.715mm。注意对零。注意对零。4、移测显微镜:水平刻度间距、移测显
2、微镜:水平刻度间距1mm,鼓轮有鼓轮有100个刻度,例如:个刻度,例如:21.352mm。防止回程误差。防止回程误差。5、激光测距仪。、激光测距仪。二、称衡仪器二、称衡仪器1、物理天平:最小读数至、物理天平:最小读数至0.050.02g。2、托盘天平:简单易用,感量托盘天平:简单易用,感量0.1g.3、分析天平:摆动式、空气阻尼式、光、分析天平:摆动式、空气阻尼式、光电式。电式。0.1mg0.2mg。(已基本淘汰)(已基本淘汰)4、电子天平。、电子天平。万分之一万分之一mg十万分之一十万分之一mg。三、时间测量仪器三、时间测量仪器1、机械秒表、数字式电子秒表:估计至、机械秒表、数字式电子秒表:
3、估计至0.01秒。秒。2、数字毫秒计:光电门、挡光片。、数字毫秒计:光电门、挡光片。3、打点计时器:、打点计时器:4、电火花计时器:、电火花计时器:四、温度测量仪器1、玻棒式液体温度计(水银、酒精)、玻棒式液体温度计(水银、酒精)2、铂电阻温度计、铂电阻温度计3、热电偶温度计、热电偶温度计4、温度传感器、温度传感器五、物理量测量技术1、速度、测量重力加速度(落球法、单摆);、速度、测量重力加速度(落球法、单摆);2、固体和液体的密度、吸热散热、热容、热传、固体和液体的密度、吸热散热、热容、热传递;递;3、牛顿运动定律(含动量守恒等)(气垫导轨、牛顿运动定律(含动量守恒等)(气垫导轨、光电门)。
4、光电门)。4、简谐振动(气垫导轨、光电门;音叉)、简谐振动(气垫导轨、光电门;音叉)5、各种力的大小(作用力、摩擦力、压力)、各种力的大小(作用力、摩擦力、压力)6、刚体转动惯量(扭摆、三线摆、复摆、转动、刚体转动惯量(扭摆、三线摆、复摆、转动惯量仪)。惯量仪)。7、杨氏模量(伸长法、光杠杆)。杨氏模量(伸长法、光杠杆)。2.2 电磁学实验常用仪器和技术一、常用仪器一、常用仪器1.电流表;电流表;2.电压表;电压表;3.电感箱;电感箱;4.电容箱;电容箱;5.电阻箱;滑线变阻器;电阻箱;滑线变阻器;6.多用表(交直流两用);多用表(交直流两用);7.示波器;示波器;8.直流稳压电源;直流稳压电
5、源;9.信号(函数)发生器;信号(函数)发生器;10.调压变压器;调压变压器;11.感应起电机;感应起电机;12.静电计(指针验电器)静电计(指针验电器)13.电度表电度表 14.磁铁(永久、电磁铁(永久、电)15.磁针磁针二、待测物理量和常用技术二、待测物理量和常用技术1、伏安法测量电阻、二极管的特性。、伏安法测量电阻、二极管的特性。2、电场和磁场的描绘。、电场和磁场的描绘。3、分压分流的原理,电功率消耗。、分压分流的原理,电功率消耗。4、电桥法测量电阻(热敏电阻)。(交流电桥)、电桥法测量电阻(热敏电阻)。(交流电桥)5、电子射线的聚焦和偏转,电子衍射。、电子射线的聚焦和偏转,电子衍射。6
6、、磁场的测量(指南针)、磁场的测量(指南针)7、伏安法或、伏安法或补偿法(电位差计)测量电池电动势补偿法(电位差计)测量电池电动势及内阻。及内阻。2.3 光学实验常用仪器和技术一、常用仪器一、常用仪器1.光具座;光具座;2.测微目镜;测微目镜;3.望远镜;望远镜;4.透镜、棱镜;透镜、棱镜;5.光阑;光阑;6.像屏;像屏;7.平行平行光管;光管;8.分光计;分光计;9.迈克尔逊干涉仪;迈克尔逊干涉仪;10.阿贝折射计;阿贝折射计;11.光栅;光栅;12.单色仪;单色仪;13.显微镜显微镜二、常用光源二、常用光源1、热辐射光源:白炽灯、卤钨灯。、热辐射光源:白炽灯、卤钨灯。2、气体放电光源:氢灯
7、、氖灯;低压、气体放电光源:氢灯、氖灯;低压汞灯、高压汞灯、日光灯、钠灯。汞灯、高压汞灯、日光灯、钠灯。3、激光光源。、激光光源。三、待测量与实验技术1、透镜焦距与基点。、透镜焦距与基点。2、液体与固体(玻璃)折射率的测定。、液体与固体(玻璃)折射率的测定。3、发光强度和光通量的测量。、发光强度和光通量的测量。4、干涉和衍射法测波长。、干涉和衍射法测波长。5、偏振光的观察和测量。、偏振光的观察和测量。6、光电效应及普朗克常数的测量。、光电效应及普朗克常数的测量。2.4 实验仪器设计的一般原则实验仪器设计的一般原则1.阿贝(阿贝(Abbe)原则原则 必须将仪器的读数刻度尺放在被测尺寸线必须将仪器
8、的读数刻度尺放在被测尺寸线 的延长线上。的延长线上。如:游标卡尺(不符合)、螺旋测微计(符合)如:游标卡尺(不符合)、螺旋测微计(符合)2.测量链最短原则测量链最短原则 仪器测量链环节的构建数目应最少,否则误差增多。仪器测量链环节的构建数目应最少,否则误差增多。3.变形最小原则变形最小原则 确保重力、热膨胀以及应力等所引起的变形最小。确保重力、热膨胀以及应力等所引起的变形最小。4.准确度匹配原则准确度匹配原则 测量仪器各部分、各环节提出不同的准确度要测量仪器各部分、各环节提出不同的准确度要求和恰当的准确度分配,做到恰到好处。求和恰当的准确度分配,做到恰到好处。5.基面统一原则基面统一原则使零件的设计基面、工艺基面和测量基面一致。使零件的设计基面、工艺基面和测量基面一致。6.经济原则经济原则 较好的工艺性、合理的选材、合理的准确度要较好的工艺性、合理的选材、合理的准确度要求、合理的调整环节、提高仪器的寿命。求、合理的调整环节、提高仪器的寿命。