高压铁电体电滞回线测量实验报告
引言:
铁电体是这样一类晶体：在一定温度范围内存在自发极化，自发极化具有两个或多个可能的取向，其取向可随电场而转向。铁电体并不含“铁”，只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里外斯（Curie-Weiss）定律。铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Ｔｃ。铁电体即使在没有外界电场的作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。
铁电体最显著的特点就是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度P和电场Ｅ之间形成电滞回线是铁电体的一个主要特性。
(一)实验目的
通过实验了解什么是铁电体，什么是电滞回线如何通过电滞回线的测量来表片铁电体的铁电性能，以及其测量原理和方法。
(二)实验原理
一、铁电体的特点
1.电滞回线
铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。在电场作用下新畴成核长大，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场（见图12.2-1），此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的增加比线性段快。当电场达到相应于Ｂ点值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。电场进一步增强时，由于感应极化的增加，总极化仍然有所增大（ＢＣ段）。如果趋于饱和后电场减小，极化将循ＣＢＤ段曲线减小，以致当电场达到零时，晶体仍保留在宏观极化状态，线段OD表示的极化称为剩余极化Ｐr。将线段ＣＢ外推到与极化轴相交于Ｅ，则线段OE为饱和自发极化Ｐs。如果电场反向，极化将随之降低并改变方向，直到电场等于某一值时，极化又将趋于饱和。这一过程如曲线ＤＦＧ所示，OF所代表的电场是使极化等于零的电场，称为矫顽场Ec。电场在正负饱和值之间循环一周时，极化与电场的关系如曲线CBDFGHB所示，此曲线称为电滞回线。
电滞回线可以用图12.2-2的装置显示出来（这是著名的Ｓａｙｅｒ-Ｔｏｙｅｒ电路），
以铁电晶体作介质的电容Ｃx 上的电压Ｖ是加在示波器的水平电极板上，与Ｃx 串联一个恒定电容Ｃy （即普通电容），Ｃy 上的电压Ｖy 加在示波器的垂直电极板上，很容易证明Ｖy 与铁电体的极化强度Ｐ成正比，因而示波器显示的图像，纵坐标反映Ｐ的变化，而横坐标Ｖx 与加在铁电体上外电场强成正比，因而就可直接观测到Ｐ Ｅ的电滞回线。 下面证明Ｖｙ和Ｐ的正比关系，因
（12.2-1）
式中ω为图12.2-2中电源Ｖ的角频率
ε0为真空的介电常数，Ｓ为平板电容Ｃx 的面积，ｄ为平行平板间距离，代入（12.2-1）式得：
（12.2-2）
根据电磁学
()E E E P χεεεεε0001=≈-= （12.2-3）
对于铁电体ε>>１，故有后一近似等式，代入（12.2-2）式，
（12.2-4）
因Ｓ与Ｃｙ都是常数，故Ｖｙ与Ｐ成正比。
(三)实验内容
本实验是通过高压铁电的电滞回线测量得到铁电体的剩余极化强度P r 、矫顽场Ec ，所用的仪器是南京大学应用物理中心生产的仪器，利用其预设的程序可很方便地测出铁电片的电滞回线，并得出其Pr 和 Ec 。
（四）实验过程
一，开启计算机，打开高压铁电测量系统。
二，将铁电样品去极化。设置电压为100V ，测量点数为1000，点击开始测量。观察电脑屏幕上的电滞回线图像。
此时屏幕上显示的图像为杂乱无章的图像，足见铁电内部是完全自发极化的。极化矢量没有固定的方向。
三，设置电压为700V ，重新测量，观察电脑屏幕上的电滞回线图像。此时开始出现电滞回线。
四，设置电压为750、800、850、900、950、1000V ，观察电滞回线。
五，从电滞回线图上读出剩余极化强度Pr ，矫顽场Ec 。并利用原始数据做拟合，得到比较准确的Pr 和Ec 的值。
（五）实验结果
（1）电压U=700V
电脑显示：Ec=476.257V
–Ec=-448.242V
Pr=52.992μc/cm2
–Pr=-54.421μc/cm2
从图一中可以看出，电滞回线的图像与我们预期的图像形状基本一致，由于测量过程的问题，在第三象限中缺失了部分点（在后面的图八中可以看到这部分对于每个电压值都是缺失的）。
图像呈中心对称，正向和负向的Pr和Ec值相差不多，总体来说正向略大一些。
显而易见，图像上的参数值与电脑显示的参数值是有很大差距的。Ec尤其明显。
从理论上来说,电滞回线的产生是由于畴壁在外场作用下翻转时存在极化弛豫，即滞后行为。对于顺电体而言，极化强度与电场呈线性关系，在电致应变曲线中表现为电致伸缩效应（线性）。因此都是没有极化损耗的，其表现就是P-E（或S-E）曲线面积为0，而铁电体由于畴壁的滞后会产生极化损耗，即该行为是不可逆的,会有能量损耗。就像是电工学中说的电压和电流存在相位角（滞后）时会产生无功功率一样。而能量损耗的量度由可由电滞回线包围的面积给出。
可以这样理解，对于P-E图，纵坐标单位是c/m2,横坐标单位是V/m,曲线包围的面积A=P*E，单位是J/m3,我们可以认为是单位体积内消耗的能量。
(2) 电压U=750V
电脑显示：Ec=480.469V –Ec=-480.469V Pr=53.771μc/cm2 –Pr=-55.135μc/cm2
（3）电压U=800V
电脑显示：Ec=479.736V –Ec=-447.754V Pr=54.875μc/cm2 –Pr=-55.460μc/cm2
（4）电压U=850V
c/cm2
电脑显示：Ec=441.956V –Ec=-441.956V Pr=57.473μc/cm2 –Pr=-54.226μ
（5）电压U=900V
电脑显示：Ec=468.140V –Ec=-468.140V Pr=57.863μc/cm2 –Pr=-54.811μc/cm2
（6）电压U=950V
电脑显示：Ec=494.324V –Ec=-456.299V Pr=59.097μc/cm2 –Pr=-54.226μc/cm2
（7）电压U=1000V
电脑显示：Ec=479.736V –Ec=-479.736V Pr=60.266μc/cm2 –Pr=-53.707μc/cm2
（8）不同电压下电滞回线图像的综合对比
结论：从图八中可以看出，随着外加电压的升高，电滞回线的图像越来越“瘦”，电滞回线所包围的面积越来越小。剩余极化强度Pr随电压升高而升高，而矫顽场Ec随电压的升高而
减小，并且在电压较小的时候变化比较快。曲线包围的面积随电压升高呈减少趋势，说明电压越高，损耗越少。 （六）实验数据处理
从以上的分析中我们知道，图像上给出的Pr 和Ec 与实际的数值有一定的差距，下面我们对数据重新做拟合，期待能够得出比较准确的数值。由于数据较多，仅以电压U=800V 为例细致分析，其他电压下的数据在后面给出相应的拟合结果，所采用的方法与800V 的方法完全相同。
（1）首先求解剩余极化强度Pr （正向），剩余极化强度是Vx=0时图像与纵坐标的交点值，为保证数据的准确性与合理性，取Vx=0两侧各10组数据，见下表 表 一
注：在取数据的时候我们没有取Vx=0 这一组数据，是为了用这一组数 据与拟合以后的结果做对比 电脑显示结果 Pr=54.875 用origin 软件对表一中的数据做四次多项式拟合，拟合结果如下
Vx/v μc/cm2 Vx/v μc/cm2
319.824 60.7851 -31.982 54.8754 287.841 60.0058 -63.964 53.5766 255.859 59.2265 -95.947 53.122 223.877 58.5771 -127.92 52.9921 191.894 57.7329 -159.91 52.8623 159.912 57.0835 -191.89 51.5634 127.929 56.5639 -223.87 49.875 95.9472 56.1093 -255.85 47.7968 63.9648 55.7846 -287.84 45.2641 31.9824 55.33 -319.82 42.082
(R-square 代表曲线对纵坐标的解释程度，R 越接近1说明拟合效果越好)
从上图中可以看出，在电压远离0的时候数据与曲线符合的非常好，而在0附近，尤其是在Vx<0的时候，数据点与图像符合的不是太好。
拟合的结果 Pr=54.823 而在电脑上显示的值是54.875，相对误差0.06% 下面用同样的方法来求剩余极化强度Pr （负值） 选取数据，见表二
粗略观察这组数据，发现在Vx=0两 侧y 值有比较大的变化，这可能会影响到拟合的效果。 电脑显示结果Pr=-55.460 Vx/v μc/cm2 Vx/v μc/cm2
-31.982 -57.667 31.9824 -55.589 -63.964 -57.927 63.9648 -55.395 -95.947 -58.122 95.9472 -55.265 -127.92 -58.447 127.929 -55.07 -159.91 -58.707 159.912 -54.745 -191.89 -58.901 191.894 -53.836 -223.87 -59.291 223.877 -52.732 -255.85 -59.616 255.859 -51.628 -287.84 -60.005 287.841 -50.069 -319.82 -60.395 319.824 -48.121
R 值不到99%，曲线对数据点的解释并不好，得到的拟合值与实验数据也有不小的差距。 尝试一下两侧分别拟合，再求平均值。 Vx>0 可得R-square=0.9981， Pr=-55.815 Vx<0 可得R- square=0.99806， Pr=-57.385
平均值 Pr=-56.597 这个值应该比-56.718更准确 相对误差为2.05%
（2） 求两侧的矫顽场Ec 的值 选取数据，见表三和表四 表三 表四
Vx/v
μ
c/cm2
Vx/v
Μc/cm2
-191.89 51.5634 -511.71 -12.598 -223.87 49.875 -543.7 -29.937 -255.85 47.7968 -575.68 -48.251 -287.84 45.2641 -607.66 -59.356 -319.82 42.082 -639.64 –61.82 -351.8 37.9257 -671.63 -62.733 -383.78 32.2109 -703.61 -63.512 -415.77 24.8725 -735.59 -64.097 -447.75 15.0014 -767.57 -64.681 -479.73 2.59765
-799.56
-65.201
Vx/v
μ
c/cm2
Vx/v
μ
c/cm2
223.877 -52.732 543.701 8.11767 255.859 -51.628 575.683 25.9116 287.841 -50.069 607.666 43.5107 319.824 -48.121 639.648 55.7846 351.806 -46.238 671.63 60.3955 383.789 -42.796 703.613 62.2788 415.771 -37.795 735.595 63.5776 447.753 -30.457 767.578 64.6816 479.736 -20.196 799.56 65.5908 511.718 -7.5332
767.578
65.9155
拟合结果如下面两图：
1，负值矫顽场Ec
Vx<0 value Standard-error
intercept 207.83305 42.84862
B1 1.90502 4.89E-01
B2 8.34E-03 1.99E-03
B3 1.55E-05 3.45E-06
B4 9.49E-09 2.15E-09
对于函数f（x）=intercept+B1*x+B2*x2+B3*x3+B4*x4, 可以很容易求得这个一元四次函数的零点，Ec=-481.66V,电脑显示值为-447.754V。相对误差为7.5%
2,正值矫顽场Ec
Vx>0 value Standard-error
intercept -402.6374 57.62188
B1 3.88322 5.80E-01
B2 -1.55E-02 2.09E-03
B3 2.61E-05 3.22E-06
B4 -1.51E-08 1.80E-09
同样的可以得到函数的零点为Ec=522.379V，电脑显示值为479.736V，相对误差为8.9%
从上面两个结果中可以看出，实验值与拟合值之间还是有不小的差距。从原始实验数据上来看，拟合得到的结果是可信的，而电脑显示的结果与拟合值有如此大的偏差，可能是因为软件在处理数据时所采用的方法有瑕疵。
用上面表格中的数据做图，观察实验值与拟合值的变化情况
从以上两图中可以看出，
○1正向Pr实验值与拟合值的差别非常小，几乎完美的重合在一起，说明在测量过程中正向Pr值是最准确的，而负向Pr的结果差的非常多，考虑到在电压变化300V的范围内pr 总共变化了不到8μc/cm2,拟合值与实验值之间将近2μc/cm2的误差实在是太大了一些。
○2从图中还可以看出，实验值与拟合值的变化趋势是一致的。
从以上两图中可以看出，
○1Ec的实验值与拟合值相差较大。
○2无论是正向还是负向，拟合的结果都比实验值要大，差距约在10%左右。
○3除了负向700V和1000V以外，其余数据点总体的变化趋势是一样的，说明在做拟合的时候并没有破坏不同组数据之间的联系，并且得到了更准确的结果。
问题：为什么正向的Pr值拟合值与实验值几乎一样，而其他3个参数却差别很大呢？
一个合理的猜测是实验进行过程中测得的数据与测量的时间和步骤有关系。查看原始数据可以发现，正向Pr值附近的点是在最前面的，或者可以说正向Pr值是第一个测出的参数，在前面的分析已知当外加电场改变方向时，样品的特性会有比较大的突变，而在测量正向Pr之前，电场的方向没有改变过，因此得到的结果最准确。
至此，该实验基本的内容已经全部完成了。通过本实验，我们系统的了解了铁电体电滞回线的性质以及出现电滞回线的原因。掌握了测量电滞回线的基本方法，并对Ec、Pr这两个重要的物理参量有了一个清晰的认识。
（七）参考文献
（1）黄润生、沙振舜、唐涛主编《近代物理实验》2010年第二版
（2）钟维烈《铁电物理学》科学出版社1996
图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线 【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。 【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关 数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据 数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。 【实验目的】 1. 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典 型的铁磁物质的动态磁化特性。 2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参 数。 3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。 【实验仪器】 电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材 料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物 （铁氧体）均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B ＝H ＝O ，当磁场H 从零开始增加时，磁感应强度B 随之缓慢上升，如线段oa 所示，继之B 随H 迅速增长，如ab 所示，其后B 的增长又趋缓慢，并当H 增至H S 时，B 到达饱和值B S ，oabs 称为起始磁化曲线。图1表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点，而是沿另一条新的曲线SR 下降，比较线段OS 和SR 可知，H 减小B 相应也减小，但B 的变化滞后于H 的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H ＝O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。 当磁场反向从O 逐渐变至－H D 时，磁感应强度B 消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H D 称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明，当磁场按H S →O →H D →-H S →O →H D ′→H S 次序变化，相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S S RD 'S D R ''变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞吐吐 吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞吐吐吞吞11-21 2011
吐吐物 理研究 性实验 报告 研究性报告————扭摆法测转动惯量 第一作者：孟勤超10031123 第二作者：郭瑾10031126 第三作者：张金凯10031108
目录 摘要 (2) 一、实验目的 (2) 二、实验原理 (2) 1.基本原理 (2) 2.间接比较测量法，确定扭转常数K (2) 3.验证平行轴定理 (3) 4.光电转换测量周期 (3) 三、实验仪器 (3) 四、实验步骤 (3) 1.调整测量系统 (3) 2.测量数据 (4) 五、注意事项 (4) 六、数据记录与处理 (4) 1.原始数据记录 (4) 2.数据处理 (5) 七、讨论 (8) 1.误差分析 (8) 2.总结 (8)
实验名称：扭摆法测转动惯量 摘要 转动惯量是刚体转动惯性大小的量度，是表征刚体特性的一个物理量。转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定的形式运动。通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量之间的关系，进行转换测量。本实验使物体作扭转摆动，由摆动周期及其它参数的测定算出物体的转动惯量。 一、实验目的 1.熟悉扭摆的构造、使用方法和转动惯量测量仪的使用； 2.利用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量和扭摆弹簧的扭摆常数； 3.验证转动惯量的平行轴定理； 4.学会测量时间的累积放大法； 5.掌握不确定度的计算方法。 二、实验原理 1.基本原理 转动惯量的测量，基本实验方法是转换测量，使物体以一定的形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进行转换测量。实验中采用扭摆法测量不同形状物体的转动惯量，就是使物体摆动，测量摆动周期，通过物体摆动周期T与转动惯量I的关系 来测量转动惯量。 2.间接比较测量法，确定扭转常数K 已知标准物体的转动惯量I1，被测物体的转动惯量I0，被测物体的摆动周期T0，标准物体被测物体的摆动周期T1，通过间接比较法可测得：
测量小灯泡的电功率实验报告 学校姓名实验日期同组人 【实验目的】测量小灯泡的电功率。 【实验要求】分别测量小灯泡在实际电压等于额定电压、略大于额定电压、小于额定电压时的电功率。 【实验原理】根据公式，测出灯泡和，就可以计算出小灯泡的电功率。 【实验电路图】根据实验的目的和原理设计实验电路图，并按电路图连接实物。 【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 【实验步骤】 1．按电路图连接实物电路。 2．合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。 5.分析实验数据，论证交流得出实验结论。 6．评估交流，断开开关，整理实验器材，写实验报告单。 【注意事项】 1．按电路图连接实物电路时注意：
（1）连接过程中开关应始终处于断开状态。 （2）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。 （3）连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确。 2．合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。 3．调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。 4、电压表、电流表使用前要调零，读数时要认清仪表所选量程和对应的分度值，读数时视线要正对刻度盘指针所指位置。 ［实验结论］ 由公式P=IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出） 实验数据（记录）表格：小灯泡的额定电压是 ［结论］ （1）不同电压下，小灯泡的功率。实际电压越，小灯泡功率越。 （2）小灯泡的亮度由小灯泡的决定，越大，小灯泡越亮。
实验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线姓名学号班级 桌号教室基础教学楼1101 实验日期 2016年月日节 一、实验目的： 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.DH4516C型磁滞回线测量仪 评 分 此实验项目教材没有相应内容，请做实验前仔细阅读 本实验报告！并携带计算器，否则实验无法按时完成！
三、实验原理 （一）铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几 个重要概念 1、饱和磁感应强度B S 、饱和磁场强度H S 和磁化曲线 铁磁材料未被磁化时，H 和B 均为零。这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场，则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大，其B-H 变化曲线如图1（OS ）曲线所示。到S 后，B 几乎不随H 的增大而增大，此时，介质的磁化达到饱和。与S 对应的H S 称饱和磁场强度，相应的B S 称饱和磁感应强度。我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。 图1 磁性材料的磁化曲线 图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H 逐步退到零，B 也逐渐减小，但B 的减小“跟不上”H 的减小（B 滞后于H ）。即：其轨迹并不沿原曲线SO ，而是沿另一曲线Sb 下降。当H 下降为零时，B 不为零，而是等于B r ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象，B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ，必须加反向磁场，当B =0时磁场的值 H c 为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线成为一闭合曲线，这个闭合曲线称为磁滞 B H B ～H H μ B ～H S f d e
日期2014 年4月2日；六周周三，下午；姓名学号2 成绩 实验三安全性实验及其教学研究 ——氢气的制取与性质实验 一、氢气的制取 1.相关知识：置换反应，氢气的物理性质与化学性质，气体的收集方法。 （1）置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，是化学中四大基本反应类型之一，包括金属与金属盐的反应，金属与酸的反应等。 （2）氢气的性质 物理性质：1.通常情况下，无色无味气体； 2. 密度比空气小； 3. 难溶于。 化学性质：1.可燃性 2H2+O2=2H2O 2.还原性 H2+CuO=Cu+H2O (3)气体的收集方法： 2.实验用品：（请画实验装置图，并标明各药品和仪器名称） 药品：锌粒、稀硫酸、硫酸铜溶液、氧化铜 仪器：导气管、试管，酒精灯，水槽，启普发生器
启普发生器由三部分组成。上面一部分是球形漏斗，下面一部分是玻璃球和玻璃半球所组成的容器，第三部分是带旋钮的导气管。它是固液不加热的反应装置，使用启普发生器制取氢气十分方便，可以及时控制反应的发生或停止。 锌粒由容器上的气体出口加入，稀硫酸从长颈漏斗口注入，固体的量不得超过球体容积的1/3。因此，锌粒是放在启普发生器的玻璃球中，而稀硫酸会在玻璃球和玻璃半球的容器中。 3.实验步骤（用简洁明了的方法比如流程图表示）： 稀释浓硫酸检查装置气密性装入锌粒和稀硫酸开启导气管活塞，收集H2 验纯 4.实验改进： ⑴在反应前加入少许硫酸铜的晶体或溶液可加快反应速率。请问为什么？ 答：锌跟稀硫酸反应的制取氢气，加入少量硫酸铜溶液后，金属锌可以置换金属铜Zn + CuSO4= ZnSO4+ Cu，形成铜锌原电池，原电池能加速负极金属和电极质的反应速率。 ⑵你还有其他的改进方法吗？ 答：还可以选用纯度不高、形状不规则、比较粗糙的锌粒。 5.实验安全提示： ⑴稀硫酸如何配制（包括用量、浓度、温度的控制）？ 答： （1）浓硫酸的稀释：将浓硫酸沿着容器内壁（或沿着玻璃棒）缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。 （2）稀硫酸的用量：加入稀硫酸可事先往启普发生器中加水至将金属锌全部淹没处，倒出水后量水的体积，即为稀硫酸的体积。 （3）稀硫酸的浓度：V浓H2SO4∶V H2O=1∶4或者1:5也可。 （4）稀释时温度的控制：在稀释浓硫酸时，为了迅速扩散热量，可以在装了水的水槽内稀释并不断地搅拌。
测量电功率的实验 测量电功率实验的目的和原理： 1. 实验目的： 1）测定小灯泡额定电压下的电功率； 2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率； 3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。 2. 实验原理：P=UI 应测量的物理量：小灯泡两端的电压U，和通过的电流I。 3. 实验方法：伏安法 伏安法测小灯泡的电功率：
伏安法测电阻与测功率的异同点： 补充： (1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率”这一栏。 (2)伏安法测定值电阻时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压，因电阻阻值不变，这是为了多测几组对应的电压、电流值，多测几次电阻值，用多次测量求平均值来减小误差。 (3)伏安法测小灯泡电阻时，由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下，
小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流，不是为了多次测量求平均值。 “伏安法测功率”中常见故障及排除: “伏安法测功率”是电学中的重要实验。同学们在实验过程中，容易出现一些实验故障，对出现的实验故障又束手无策，因此，能够找出实验故障是做好实验的“法宝”。下面就同学们在实验中易出现的故障从以下几方面进行分析。 1．器材选择不当导致故障 故障一：电流表、电压表指针偏转的角度小。 [分析原因]①电压表、电流表量程选择过大；②电源电压不高。 [排除方法]选择小量程，如果故障还存在，只有调高电源电压。实验中若电表指针偏转的角度太小，估读电流或电压时由于视觉造成的误差将增大。为了减小实验误差，选择量程时既不能使电表指针超过最大刻度，又要考虑到每次测量时应该使电表指针偏过刻度盘的中线。 2．器材连接过程中存在故障 故障二：电压表、电流表指针反向偏转。 [分析原因]两表的“+”“-”接线柱接反了，当电流从“一”接线柱流入时，指针反向偏转，甚至出现指针打弯、损坏电表的情况。 [排除方法]将两电表的“+”“-”接线柱对调。 故障三：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。 [分析原因]滑动变阻器连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，把滑动变阻
2016磁滞回线的测量(实验报告)(1)
石家 庄铁道大学物理实验中心 第2页 共24页 实验名称： 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓 名 学 号 班 级 桌 号 教 室 基础教学楼1101 实验日期 2016年 月 日 节 一、实验目的： 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。
3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.DH4516C型磁滞回线测量仪 石家庄铁道大学物理实验中心第3页共24页
三、实验原理 （一）铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几个重 要概念 1、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S和磁 石家庄铁道大学物理实验中心第4页共24页
石家庄铁道大学物理实验中心 第5页 共24页 化曲线 铁磁材料未被磁化时，H 和B 均为零。这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场，则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大，其B-H 变化曲线如图1（OS ）曲线所示。到S 后，B 几乎不随H 的增大而增大，此时，介质的磁化达到饱和。与S 对应的H S 称饱和磁场强度，相应的B S 称饱和磁感应强度。我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。
石家庄铁 道 大 学 物 理 实 验 中 心 第6页 共24页 图 1 磁性材料的磁化曲线 图2 磁滞回线和磁化曲线 2、 磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H 逐步退到零，B 也逐渐减小，但B 的减小“跟不上”H 的减小（B 滞后于H ）。即：其轨迹并不沿原曲线SO ，而是沿另一曲线Sb 下降。当H 下降为零时，B 不为零，而是等于B r ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象，B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ，必须加反向磁场，当B =0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化
迈克尔逊干涉仪实验报告 摘要：迈克尔逊干涉仪是迈克尔逊根据光分振幅干涉原理制成的 1 / 13
精密测量仪器，迈克尔逊仪可以精密测量查长度及长度的微小变化，迈克尔逊和他的合作者利用这种干涉仪用它进行了许多著名实验，后人又根据这种干涉仪的基本原理研制出许多具有实用价值的干涉仪，迈克尔逊干涉仪在近代物理和近代计量技术发展中起着重要作用。 关键词：干涉仪分振幅精密测量
目录 1实验原理 (4) 1.1迈克尔逊干涉仪的光路 (4) 1.2单色电光源的非定域干涉条纹 (4) 1.3迈克尔逊干涉仪的机械结构 (6) 2实验仪器 (7) 3实验主要步骤 (7) 3.1迈克尔逊干涉仪的调整 (7) 3.2点光源非定域干涉条纹的观察和测量 (8) 4 实验数据处理 (8) 4.1实验数据记录 (8) 4.2用逐差法处理数据 (8) 4.3计算不确定度 (9) 5 误差分析 (10) 6 实验操作总结 (11) 6.1调整实验仪器 (11) 6.2判断及调整条纹 (11) 6.3计数及记录 (11) 7 实验改进建议 (11) 7.1对计数器的改进 (11) 7.2对实验仪器的改进 (12) 7.3对激光器的改进 (12) 8实验感想 (12) 图片 (12) 3 / 13
图 1 正文 1实验原理 1.1迈克尔逊干涉仪的光路 迈克尔逊干涉仪的光路如图1所示，从光源S 发出 的一束光射在分束板G1上，将光束分为两部分： 一部分从G1的半反射膜处反射，射向平面镜M2； 另一部分从G1透射，射向平面镜M1。因G1和全反 射平面镜M1、M2均成45°角，所以两束光均垂直 射到M1、M2上。从M2反射回来的光，透过半反 射膜；从M1反射回来的光，为半反射膜反射。二 者汇集成一束光，在E 处即可观察到干涉条纹。光 路中另一平行平板G2与G1平行，其材料及厚度与 G1完全相同，以补偿两束光的光程差，称为补偿 板。 反射镜M1是固定的，M2可以在精密导轨上前后移动，以改变两束光之间的光程差。M1，M2的背面各有3个螺钉用来调节平面镜的方位。M1的下方还附有2个方向相互垂直的拉簧，松紧它们，能使M1支架产生微小变形，以便精确地调节M1。 在图1所示的光路中，M1’是M1被G1半反射膜反射所形成的虚像。对观察者而言，两相 干光束等价于从M1’和M2反射而来，迈克尔逊干涉仪所产生的干涉花纹就如同M2与M1’之间的空气膜所产生的干涉花纹一样。若M1’与M2平行，则可视作折射率相同、厚度相同的薄膜（此时的为等厚干涉）；若M1’与M2相交，则可视作折射率相同、夹角恒定的楔形薄膜。 1.2单色电光源的非定域干涉条纹 如图2所示，M2平行M1’且相距为d 。点光源S 发出的一束光，对M2来说，正如S’处发出 的光一样，即SG=S’G ；而对于在E 处观察的观察者来说，由于M2的镜面反射，S’点光源如处于S2’处一样，即S’M2=M2S2’。又由于半反射膜G 的作用，M1的位置如处于M1’的位置一样。同样对E 处的观察者，点光源S 如处于S1’位置处。所以E 处的观察者多观察到的干涉条纹，犹如虚光源S1’、S2’发出的球面波，它们在空间处处相干，把观察屏放在E 空间不同位置处，都可以见到干涉花样，所以这一干涉是非定域干涉。 如果把观察屏放在垂直与S1’、S2’连线的位置上，则可以看到一组同心圆，而圆心就是S1’、S2’的连线与屏的交点E 。设在E 处（ES2’=L ）的观察屏上，离中心E 点远处有某一点P ，EP 的距离为R ，则两束光的光程差为
用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线-实验报告
2 B a B B s c a' b' H H m o B r H c 图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线 【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。 【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关 数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据 数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。 【实验目的】 1. 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典 型的铁磁物质的动态磁化特性。 2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参 数。 3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。 【实验仪器】 电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材 料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物 （铁氧体）均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B ＝H ＝O ，当磁场H 从零开始增加时，磁感应强度B 随之缓慢上升，如线段oa 所示，继之B 随H 迅速增长，如ab 所示，其后B 的增长又趋缓慢，并当H 增至H S 时，B 到达饱和值B S ，oabs 称为起始磁化曲线。图1表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点，而是沿另一条新的曲线SR 下降，比较线段OS 和SR 可知，H 减小B 相应也减小，但B 的变化滞后于H 的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H ＝O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。 当磁场反向从O 逐渐变至－H D 时，磁感应强度B 消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H D 称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明，当磁场按H S →O →H D →-H S →O →H D ′→H S 次序变化，相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S SRD 'S D R ''变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。
湖南XX学院 电路设计研究型报告 题目：电路综合实验 专业：测控技术与仪器 班级：测控xxxx班 学生组员：郭x(组长)、黄x、余x 指导老师：厉x 日期：2014年6月13日
电路课程研究性实验 实验报告 成员表现评估： 黄X：优秀 余X：优秀 郭X：优秀 （一）实验内容 一、R、L、C元件参数的测量 1.用电压、电流表判别黑匣子元件性质。 2. 用交流电压、电流表及功率表分别测量R、L、C元件交流参数，讨论实验误差引起的原因。 二、正弦电源下电路稳态特性的研究 1.用示波器分别观察R、L、C元件在正弦电源下响应的电压、电流波形。 2.用示波器分别观察R、L、C元件伏安关系曲线。 3. 用示波器分别观察RLC元件串联的在正弦电压情况下感性、容性和电阻性响应的电压、电流波形。 实验员：黄X 余X 郭X 报告及其记录：郭X
（二）．实验目的： 1学习用示波器观察和分析RC，RL，RLC的电路的响应 2 通过电路方波响应波形的观察，判别元件性质 3 学会用电压、电流表判别黑匣子元件性质。 4 学习用三表法测量交流电路的参数及其误差分析 5 了解RLC元件在正弦电压情况下的电压电流波形 6.学习正确选用交流仪器和设备 7.掌握功率表、调压器的使用 8 综合运用所学知识，自主完成实验，提高科学素养，增加实 验动手能力，提高积极思考问题解决问题的能力。 9.通过这次实验，增强了自信心，磨练战胜困难的毅力，提高 解决问题的能力，通过这次实验，增进了对集体的参与意识 与责任心，给今后的工作中带来大的帮助和借鉴。
（三）：实验原理 一、R、L、C元件参数的测量 1. 调压器提供实验电压，电压表监测元件电压，电流表监测元件电流，在被测元件两端并接一只适当容量的试验电容器，若电流表读数增大则被测元件为容性；反之为感性。 实验操作如【1——1】图接线 实验结果 据图将电压表和电流表的示数记录到表-1中 由表格数据可知电路并入一个电容器后电流表的示数变小，故被测元件为感性。
铁磁材料动态磁滞回线的观测和研究的实验报告 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线【实验目的】1认识铁磁物质的磁化规律比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。2测定样品的基本磁化曲线作H 曲线。3测定样品的Hc、Br、Bm和 Hm?6?1Bm等参数。4测绘样品的磁滞回线。【实验原理】1起始磁化曲线和磁滞回线铁磁物质是一种性能特异用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物铁氧体均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化故磁导率很高。另一特征是磁滞即磁化场作用停止后铁磁质仍保留磁化状态图2-1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。图2-1 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线图2-2 同一铁磁材料的一簇磁滞回线图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态即BH0当磁场H从零开始增加时磁感应强度B随之缓慢上升如线段Oa所示继之B随H迅速增长如ab所示其后B的增长又趋缓慢并当H增至Hm时B到达饱和值BmOabs称为起始磁化曲线。图2-1表明当磁场从Hm逐渐减小至零磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点而是沿另一条新的曲线SR下降比较线段OS和SR可知H减少B相应也减小但B 的变化滞后于H的变化这现象称为磁滞磁滞的明显特征是当H0时B 不为零而保留剩磁Br。当磁场反向从0逐渐变至Hc时磁感应强度B消失说明要消除剩磁必须施加反向磁场Hc称为矫顽力它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力线段RD称为退磁曲线。图2-1还表示当磁场按Hm→0→Hc→-Hm→0→Hc→Hm次序变化相应的磁感应强度B则沿闭合曲线SRDS’R’D’S变化这闭合曲线称为磁滞回线。
所以当铁磁材料处于交变磁场中时如变压器中的铁心将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量并以热的形式从铁磁材料中释放这种损耗称为磁滞损耗可以证明磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。2基本磁化曲线应该说明当初始态为HB0的铁磁材料在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线如图2-2所示这些磁滞回线顶点A1、A2、A3、…的连线为铁磁材料的基本磁化曲线由此可近似确定其磁导率因B与H非线性故铁磁材料的不是常数而是随H而变化如图2-3所示。铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万这一特点是它用途广泛的主要原因之一。图2-3 铁磁材料μ与H 关系曲线图2-4 不同铁磁材料的磁滞回线可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据图2-4为常见的两种典型的磁滞回线其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽矫顽力大剩磁强可用来制造永磁体。3利用示波器观测磁滞回线的原理图2-5 原理电路图利用示波器观测磁滞回线的原理电路如图2-5所示。待测样品为EI型矽钢片其上均匀地绕以磁化线圈N及副线圈n。交流电压u加在磁化线圈上线路中串联了一取样电阻R1。将R1两端的电压UH加到示波器的X输入端上对DC4322B 示波器为通道Ⅰ。副线圈n与电阻R2和电容C串联成一回路。电容C两端的电压UB加到示波器的Y输入端上对DC4322B示波器为通道Ⅱ。下面我们来说明为什么这样的电路能够显示和测量磁滞回线。
磁滞回线的测量(实验报告记录)()
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实验名称：用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓名学号班级 桌号教室基础教学楼1101 实验日期2016年月日节 此实验项目教材没有相应内容，请做实验前仔细阅读本实验报告！并携带计算器，否则实验无法按时完成！ 一、实验目的： 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系；并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.DH4516C型磁滞回线测量仪 石家庄铁道大学物理实验中心第3页共15页
三、实验原理 （一）铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质除了具有高的磁导率外，另一重要的特点就是磁滞。以下是关于磁滞的几个重要概念 1、饱和磁感应强度B S、饱和磁场强度H S和磁化曲线 石家庄铁道大学物理实验中心第4页共15页
石家庄 铁道大学物理实验中心 第5页 共15页 铁磁材料未被磁化时，H 和B 均为零。这时若在铁磁材料上加一个由小到大的磁化场，则铁磁材料内部的磁场强度H 与磁感应强度B 也随之变大，其B-H 变化曲线如图1（OS ）曲线所示。到S 后，B 几乎不随H 的增大而增大，此时，介质的磁化达到饱和。与S 对应的H S 称饱和磁场强度，相应的B S 称饱和磁感应强度。我们称曲线OS 为磁性材料的磁化曲线。 图1 磁性材料的磁化曲线 图2 磁滞回线和磁化曲线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后，如果使H 逐步退到零，B 也逐渐减小，但B 的减小“跟不上”H 的减小（B 滞后于H ）。即：其轨迹并不沿原曲线SO ，而是沿另一曲线Sb 下降。当H 下降为零时，B 不为零，而是等于B r ，说明铁磁物质中，当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象，B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ，必须加反向磁场，当B =0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零，同样出现B H B ～H H μB ～H S f d e
研究型实验报告 院（系）名称机械工程及自动化学院专业名称机械工程及自动化 实验作者学生姓名学生学号第一作者王路明11071172 第二作者马天行11071160 第三作者吴宏宇11071167
钠黄光双线波长差的测量及其应用 王路明11071172 马天行11071160 吴宏宇11071167 摘要：迈克逊干涉仪是一种精密干涉仪，其测量结果可精确到与波长相比拟。本文从实验的原理和方法等方面对用此仪器精确测定钠黄双线差及钠的相干长度进行了讨论， 并用实验数据验证了理论值，达到了预期的效果。 关键词：迈克尔逊干涉仪，双线波长差，钠黄光，光程差，玻璃折射率， 一．实验基本要求 1．掌握迈克尔逊干涉仪的工作原理和结构，学会它的调整方法和技巧； 2．利用干涉条纹变化的特点测定光源波长； 3．了解光源的非单色性对干涉条纹的影响； 4．学会用迈克尔逊干涉仪测透明玻璃片折射率。 二．仪器简介 He 激光器、钠光灯、毛玻璃、扩束镜、千分尺、透明玻璃等迈克尔逊干涉仪、Ne 三．实验原理 迈克尔逊干涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。用它可以高度准确地测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等。后人利用该仪器的原理，研究出了多种专用干涉仪，这
些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用。 1.波长差的测量 钠黄光中包含波长为λ1=589.6nm 和λ2=589.0nm 的两条黄谱线，当用它做光源时，两条谱线形成各自的干涉条纹，在视场中的两套干涉条纹相互叠加。由于波长不同，同级条纹之间会产生错位，当变化两束光的光程差时，干涉条纹的清晰度发生周期性变化 ()() L k I L I ?+=?101cos 1()() L k I L I ?+=?202cos 1 ? ?? ?? ???? ???+???? ????+=L k k L k I I 2cos 2cos 1221021k k k -=? 衬比度：?? ? ????=L k 2cos γ半周期：λ λ?≈ ?22 0L L ? γ 图1.钠黄光双线结构使干涉条纹的衬比度随ΔL 做周期性变化 在视场E 中心处λ 1 和λ2两种单色光干涉条纹相互叠加。若逐渐增大镜M1与M2的间距d ，当λ1得第k1级亮纹和的第k2级暗纹相重合时，叠加而成的干涉条纹清晰度最低，此时增大d ，条纹由逐渐清晰，直到光程差δ的改变达到 22112λ2 1 k λk 2d δ）（+=== （1） 时，叠加而成的干涉条纹再次变得模糊。可得 2112λ1m m λd d 2）（）（+==-（2） 则λ1和λ2的波长差为 Δd 2λλλ-λΔλ2 121= = （3） Δd=d2-d1 ，当λ1和λ2的波长差相差很小时，λ2 λλλλ2 121=+= (λ=589.3nm )， 则可得 d 22 21?=-=? λ λλλ （4）
《测量电功率》观课报告 我选择以教师把控课堂，学生动手实验能力、合作学习、交流讨论得出结论为观察角度观察了李敏老师《测量电功率》一课。现将观课情况总结汇报如下： 李老师在本节课程的设置上旨在让学生知道了电功率的概念、单位以及电功率的计算公式P=I·U的基础上，实际测量小灯泡的电功率，让学生参与到科学探究中来，让学生充分讨论，制定探究的方案，自主完成探究实验活动，经历探究过程，使学生理解小灯泡在不同的电压下会有不同的电功率，只有在额定电压下的电功率为额定功率，小灯泡才正常发光。 通过实验，学生对所发生的现象有了更深刻的印象并很好地理解了灯的亮度可以用它的实际功率来表示。教师在授课过程中注意到了重点突出，本节教材的重点是使学生会用实验的方法来测量小灯泡的 电功率。 1、在让学生知道了电功率的概念、单位 以及电功率的计算公式P=I·U的基础上， 逐步让学生找到所需的仪器：电源、导线、 开关、滑动变阻器、电流表、电压表、小灯 泡（用电器）。 2、提示：让学生画出实验电路图 3、引导：（1）根据小灯泡的额定电压 选择几节干电池串联、电流表、电压表的量程等注意事项。（2）学
生在连接实际电路的过程中的注意事项：教师巡视提醒（如开关处于什么状态、滑动变阻器的接法、闭合开关前滑动片的位置等等）。 4、管理好学生，使学生自己操作又不损坏器材，是上课教师的成功典范，是值得学习的地方。因为多年以来在做这个实验时，很多学生总是把小灯泡烧坏。以上几点反应了教师把控课堂的能力超群。 本节教材的难点有两个，其一是为什么要进行多次测量，其二是为什么说“平均功率”是没有意义的。本次探究实验，要求学生独立设计实验方案，讨论实验方案，交流分析数据，在操作中去发现问题并通过交流来解决问题，独立完成实验报告，新课标所倡导的自主学习、合作学习的精神，在本节教材中得到了充分的体现。以学生为主体，是新课标的基本理念之一。让学生自主设计实验方案，甄选方案，锻炼学生设计实验的能力。学生把在操作过程遇到的困难和发现的问题能及时记录下来，培养学生实事求是的科学态度，使他们养好严谨治学的习惯。体现在： 1、学生分工明确、积极配合、人人有事做、气氛热烈，充分体现了合作学习。 2、放手让学生去做，学生不但学到了实际操作的经验，具体观察到实际电压U实与U额的关系联系到灯泡的亮度。
磁滞回线研究 班级 姓名 学号 一、 实验目的：a. 研究磁性材料的动态磁滞回线； a) b.了解采用示波器测动态磁滞回线的原理； b) c. 利用作图法测定磁性材料的饱和磁感应强度B,磁场强度H 二、 实验仪器：普通型磁滞回线实验仪DH 4516。 实验原理：当材料磁化时，磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关，而且决定于磁化的历史情况，如图2.3.2-1所示。曲线OA 表示铁磁材料从没有磁性开始磁化，磁感应强度B 随H 的增加而增加，称为磁化曲线。当H 增加到某一值H S 时，B 几乎不再增加，说明磁化已达到饱和。材料磁化后，如使H 减小，B 将不沿原路返回，而是沿另一条曲线ACA 下降。当H 从-H S 增加时，B 将沿A ’C ’A 曲线到达A ，形成一闭合曲线称为磁滞回线，其中H=0时，r B B ，B r 称为剩余磁感应强度。要使磁感应强度B 为零，就必须加一反向磁场-H c , H c 称为矫顽力。为了使样品的磁特性能重复出现，也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态（H=0,B=0）开始，在测量前必须进行退磁，以消除样品中的剩余磁性。 1 .示波器测量磁滞回线的原理 图2.3.2-2所示为示波器测动态磁滞回线的原理电路。将样品制 成闭合的环形，然后均匀地绕以磁化线圈N 1及副线圈N 2，即所
谓的罗兰环。交流电压u 加在磁化线圈上，R 1为取样电阻，其两端的电压u 1加到示波器的x 轴输入端上。副线圈N 2与电阻R 2和电容串联成一回路。电容C 两端的电压u 加到示波器的y 输入端上。 （1）u x (x 轴输入)与磁场强度H 成正比，若样品的品均周长为l ， 磁化线圈的匝数为N 1，磁化电流为i 1（瞬时值），根据安培环路定理，有H l =N 1 i 1,而11i R u =，所以 H N l R u 111= （1） 由于式中R 1、l 和N 1皆为常数，因此，该式清楚地表明示波器荧光屏上电子束水平偏转的大小（u 1）与样品中的磁场强度（H ）成正比。 （2）u C （y 轴输入）在一定条件下与磁感应强度B 成正比 设样品的截面积为S ，根据电磁感应定律，在匝数为N 2的副线圈中，感应电动势应为 dt dB S N E 22-= （2） 此外，在副线圈回路中的电流为i 2且电容C 上的电量为q 时，又有 C q i R E +=222 （3） 考虑到副线圈匝数N 2较小，因而自感电动势未加以考虑，同时，R 2与C 都做成足够大，使电容C 上的电压降（u c =q/C ）比起电阻上的电压降R 2i 2小到可以忽略不计。于是式（3）可
研究性学习实验报告 课题名称：有关全息投影的研究 班级：1403班 小组组长：郭嘉昕 小组成员：郭京伟段泽华王捷聪孙泽錡 日期：2015年3月
有关全息投影的实验报告
第一部分 有关实验选材的研究 一、实验设计思想 （1）实验目的 通过对比，研究不同材料对于光线的折射和漫反射的效果，并且在其中寻找效果最佳、性价比高的材料，进行下一步实验。 （2）实验原理 当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射线虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，造成反射光线向不同的方向无规则地反射，这种反射称之为“漫反射”。 （3）实验方法 从成本方面考虑，先将不同材料做成面积的板状模型和立方体状模型，再将我们的光源设备调节到最高亮度，以最佳效果的角度将画面投射到不同的材料上。在同样暗度的房间里，用高度、距离固定的摄影机进行拍摄，再将不同材料的照片转入Photoshop,通过其内置的亮度数值初步判断不同材料的反射效果。将亮度（p）、材料制作的难易程度(q)以及其它视觉效果(w)三项各10分的标准分数按一定比例绘制出总分数，来选取实验材料。
实验测量表格如下： （4）实验仪器：各种实验材料*1、投影光源（4.7英寸）*1、摄像机*1、Windows电脑（Photoshop软件）*1 二、实验过程记录 （1）实验分工 （2）实验步骤
第一步—确定材料。因为我们是初次进行研究，对于具体的实验材料并不能确定，所以我们进行了解后，一共选取了4种材料： 第二步--选取材料。因为我们进行的实验成本非常有限所以我们必须先走向市场，来查看和询问有些材料是否可以被加工和购买到（具体材料价格请见附录）。将他们的难易程度（q）进行量化，10分为很容易得到，1分为基本不可能得到，以此绘制表格： 第三步—对比亮度。在了解了我们选取的材料的基础上，以节约环保为本，我们购买或借到了这四种材料。并选择在2015年3月8日的晚上，在教室里进行亮度测试。我们先将光源设备调节到最大亮度，拍摄的得到了一张照片，再不断尝试不同的角度，以求能用最好的效果反射光源并拍摄下来。我们将五张照片导入电脑，用Photoshop软件分别查看他们的RGM指数（具体RGM指数请见附录），来进行评分，但因为镜子的超好反射效果，我们改进了我们算法，以分段函数的方式来进行得分评判（p）。 评分结果如下
九年级物理实验报告 班级 ：九年（ ）班 姓名: ________ 日期：____年____月___日 实验名称：《测量小灯泡的电功率》 一、实验目的：用_______测量小灯泡的电功率 二、实验器材: 电源、开关、导线(若干条)、小灯泡、_________、 ________、 ____________。 三、实验原理：_______ 四、 实验电路图：画在右边的方框内 五、实验步骤： （1）按电路图连接电路。注意连接过程中， 开关应该是__________的，滑动变阻器的滑片应该移至阻值_________处。 （2）检查电路无误后，闭合开关S ，移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡的两端的电压等于额定电压,读出电流表的示数，观察小灯泡的发光情况，并填入对应的表格中。 （3）继续移动滑片，使小灯泡的两端的电压高于额定电压,读出电流表的示数，观察小灯泡的发光情况，并填入对应的表格中。 （4）继续移动滑片，使小灯泡的两端的电压低于额定电压,读出电流表的示数，观察小灯泡的发光情况，并填入对应的表格中。 （ 5）断开开关，整理器材。 六、实验数据记录表格： （U 额=2.5v ） 七、分析与论证（结论） 当U 实=U 额 时, P 实 P 额 ，正常发光 当U 实>U 额时, P 实 P 额 ，比正常发光更亮
当U 实
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