大学物理分光计的思考题

1.可以这样，将平面镜里面的像看作实物处理，即平面镜里有一个与镜子外面真实的物镜A一样的透镜A"（镜子里外各有一个物镜和叉丝），这样“十字孔经平面镜反射回望远镜后的像”其实就是镜子里的叉丝通过A"和A两个透镜成的像，然后你就可以用透镜成像公式来分析像的最终位置。特殊地，如果望远镜中十字孔在物镜焦点处，则叉丝通过A"后成像于无穷远处,即变为平行光,然后通过A又聚在焦面 上,于是这就是传说中的自准直法.

2.这样做是为了减少误差.当三棱镜顶角离准直管够远时,准直管对三棱镜的转动引起的平行光线的偏转会很敏感.如果离得太近,就不太准确了.这样说可能你更容易理解:你有一个手电筒,假设它能射出宽度一定的平行光(相当于经镜面反射后的光),如果墙上有一个小圆洞(相当于准直管),你转动手电让他的光正好过圆洞的中心,然后再轻轻转动手电,只要转的角度不是太大,小洞依然可以被照亮或局部保持亮(仍有部分光通过准直管,这会为测量者带来不便,因为他测出来的是一个角度范围,如果这个范围过大会使他难以判断哪个角度是最佳测量值从而导致误差变大,而如果距离足够远就可以将这个范围缩小,误差也就小了)

3.原理：三棱镜的平面有平面镜的效果,只有镜面跟望远镜的轴垂直或者说镜面的法线与望远镜轴平行时才能有自准直现像,这样通过两次产生自准直现象平台转动的角度可求出顶角，原理与反射法类似。

步骤：先用三棱镜的一个面与望远镜产生自准直,再固定望远镜转动平台从而使三棱镜转动直至三棱镜的另一个面再次与望远镜产生自准直,记下平台转过的角度,它的补角即是三棱镜顶角大小。

额。。。。你看我写这么多真的挺费劲的，能不能追加点分呢？呵呵，你说了算。。。。

顺便说句，终于找到 一个跟我一样经常用五笔打字的人了，现在爱用五笔的人不多了。你用的是五笔吧？要不怎么会把你第二问最后一句“面不能太靠近准直管呢。”中的“而”字打成“面”呢？呵呵，你少按了个J。

多普勒效应综合实验大学物理实验思考题

1.由于光的波动性，因此光不是绝对直线传播的，总有光会漏到牛顿环装置上的，所以能观察到牛顿环，并且玻璃片角度越偏向45度，牛顿环越明显（做实验调试装置时你就应该感觉到了）。牛顿环是等厚干涉，2nhcosα+λ/2=mλ。所以当α入射角是一定的时候，对于相同厚度h,干涉级是一样的，还是同心圆环。

2这个问题书上有公式（第273页21-4），你抄一下公式就可以了。

实验一 验证多普勒效应并由测量数据计算声速

让小车以不同速度通过光电门，仪器自动记录小车通过光电门时的平均运动速度及与之对应的平均接收频率。由仪器显示的f－V关系图可看出，若测量点成直线，符合（2）式描述的规律，即直观验证了多普勒效应。用作图法或线性回归法计算f－V直线的斜率k，由k计算声速u并与声速的理论值比较，计算其百分误差。

图2 多普勒效应验证实验及测量小车水平运动安装示意图

一．仪器安装

如图2所示。所有需固定的附件均安装在导轨上，并在两侧的安装槽上固定。调节水平超声传感发生器的高度，使其与超声接收器（已固定在小车上）在同一个平面上，再调整红外接收传感器高度和方向，使其与红外发射器（已固定在小车上）在同一轴线上。将组件电缆接入实验仪的对应接口上。安装完毕后，让电磁铁吸住小车，给小车上的传感器充电，第一次充电时间约6～8秒，充满后(仪器面板充电灯变绿色)可以持续使用4～5分钟。在充电时要注意，必须让小车上的充电板和电磁铁上的充电针接触良好。

注意事项

① 安装时要尽量保证红外接收器、小车上的红外发射器和超声接收器、超声发射器三者之间在同一轴线上，以保证信号传输良好；

② 安装时不可挤压连接电缆，以免导线折断；

③ 小车不使用时应立放，避免小车滚轮沾上污物，影响实验进行。

二．测量准备

1．实验仪开机后，首先要求输入室温。因为计算物体运动速度时要代入声速，而声速是温度的函数。利用 t u 将室温T值调到实际值，按“确认”。

2．第二个界面要求对超声发生器的驱动频率进行调谐。在超声应用中，需要将发生器与接收器的频率匹配，并将驱动频率调到谐振频率f0，这样接收器获得的信号幅度才最强，才能有效的发射与接收超声波。一般f0在40KHz左右。调谐好后，面板上的锁定灯将熄灭。

3．电流调至最大值后，按“确认”。本仪器所有操作，均要按“确认”键后，数据才被写入仪器。

注意事项

①调谐及实验进行时，须保证超声发生器和接收器之间无任何阻挡物；

②为保证使用安全，三芯电源线须可靠接地。

三．测量步骤

1．在液晶显示屏上，选中“多普勒效应验证实验”，并按“确认”；

2．利用 u 键修改测试总次数（选择范围5~10，一般选5次），按 ▼ ，选中“开始测试”；

3．准备好后，按“确认”，电磁铁释放，测试开始进行，仪器自动记录小车通过光电门时的平均运动速度及与之对应的平均接收频率；

改变小车的运动速度，可用以下两种方式：

a．砝码牵引：利用砝码的不同组合实现；

b．用手推动：沿水平方向对小车施以变力，使其通过光电门。

为便于操作，一般由小到大改变小车的运动速度。

4．每一次测试完成，都有“存入”或“重测”的提示，可根据实际情况选择，“确认”后回到测试状态，并显示测试总次数及已完成的测试次数；

5．改变砝码质量（砝码牵引方式），并退回小车让磁铁吸住，按“开始”，进行第二次测试；

6．完成设定的测量次数后，仪器自动存储数据，并显示f－V关系图及测量数据。

注意事项

小车速度不可太快，以防小车脱轨跌落损坏。

四．数据记录与处理

由f－V关系图可看出，若测量点成直线，符合（2）式描述的规律，即直观验证了多普勒效应。用 u 键选中“数据”，q 键翻阅数据并记入表1中，用作图法或线性回归法计算f－V关系直线的斜率k。公式（4）为线性回归法计算k值的公式，其中测量次数i＝5 ～ n，n≤10。

由k计算声速u = f0/k，并与声速的理论值比较，声速理论值由u0 = 331(1＋t/273)1/2 (米/秒)计算，t表示室温。测量数据的记录是仪器自动进行的。在测量完成后，只需在出现的显示界面上，用 u 键选中“数据”，q 键翻阅数据并记入表1中，然后按照上述公式计算出相关结果并填入表格。

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