大物實驗思考題答案

1、實驗一霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用【預(yù)習思考題】1列出計算霍爾系數(shù)、載流子濃度n、電導率σ及遷移率μ的計算公式，并注明單位?；魻栂禂?shù)，載流子濃度，電導率，遷移率。2如已知霍爾樣品的工作電流及磁感應(yīng)強度B的方向，如何判斷樣品的導電類型？以根據(jù)右手螺旋定則，從工作電流旋到磁感應(yīng)強度B確定的方向為正向，若測得的霍爾電壓為正，則樣品為P型，反之則為N型。3本實驗為什么要用3個換向開關(guān)？為了在測量時消除一些霍爾效應(yīng)的副效應(yīng)的影響，需要在測量時改變工作電流及磁

2、感應(yīng)強度B的方向，因此就需要2個換向開關(guān)；除了測量霍爾電壓，還要測量A、C間的電位差，這是兩個不同的測量位置，又需要1個換向開關(guān)?？傊还残枰?個換向開關(guān)?！痉治鲇懻擃}】1若磁感應(yīng)強度B和霍爾器件平面不完全正交，按式（5.25）測出的霍爾系數(shù)比實際值大還是?。恳獪蚀_測定值應(yīng)怎樣進行？若磁感應(yīng)強度B和霍爾器件平面不完全正交，則測出的霍爾系數(shù)比實際值偏小。要想準確測定，就需要保證磁感應(yīng)強度B和霍爾器件平面完全正交，或者設(shè)法測量出磁感應(yīng)強度

3、B和霍爾器件平面的夾角。2若已知霍爾器件的性能參數(shù)，采用霍爾效應(yīng)法測量一個未知磁場時，測量誤差有哪些來源？誤差來源有：測量工作電流的電流表的測量誤差，測量霍爾器件厚度d的長度測量儀器的測量誤差，測量霍爾電壓的電壓表的測量誤差，磁場方向與霍爾器件平面的夾角影響等。實驗二聲速的測量【預(yù)習思考題】1.如何調(diào)節(jié)和判斷測量系統(tǒng)是否處于共振狀態(tài)？為什么要在系統(tǒng)處于共振的條件下進行聲速測定？答：緩慢調(diào)節(jié)聲速測試儀信號源面板上的“信號頻率”旋鈕，使交流

4、毫伏表指針指示達到最大（或晶體管電壓表的示值達到最大），此時系統(tǒng)處于共振狀態(tài)，顯示共振發(fā)生的信號指示燈亮，信號源面板上頻率顯示窗口顯示共振頻率。在進行聲速測定時需要測定駐波波節(jié)的位置，當發(fā)射換能器S1處于共振狀態(tài)時，發(fā)射的超聲波能量最大。若在這樣一個最佳狀態(tài)移動S1至每一個波節(jié)處，媒質(zhì)壓縮形變最大，則產(chǎn)生的聲壓最大，接收換能器S2接收到的聲壓為最大，轉(zhuǎn)變成電信號，晶體管電壓表會顯示出最大值。由數(shù)顯表頭讀出每一個電壓最大值時的位置，即對應(yīng)

5、的波節(jié)位置。因此在系統(tǒng)處于共振的條件下進行聲速測定，可以容易和準確地測定波節(jié)的位置，提高測量的準確度。2.壓電陶瓷超聲換能器是怎樣實現(xiàn)機械信號和電信號之間的相互轉(zhuǎn)換的？答：壓電陶瓷超聲換能器的重要組成部分是壓電陶瓷環(huán)。壓電陶瓷環(huán)由多晶結(jié)構(gòu)的壓電材料制成。這種材料在受到機械應(yīng)力，發(fā)生機械形變時，會發(fā)生極化，同時在極化方向產(chǎn)生電場，這種特性稱為壓電效應(yīng)。反之，如果在壓電材料上加交變電場，材料會發(fā)生機械形變，這被稱為逆壓電效應(yīng)。聲速測量儀中換

6、能器S1作為聲波的發(fā)射器是利用了壓電材料的逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷環(huán)片在交變電壓作用下，發(fā)生縱向機械振動，在空氣中激發(fā)超聲波，把電信號轉(zhuǎn)變成了聲信號。換能器S2作為聲波的接收器是利用了壓電材料的壓電效應(yīng)，空氣的振動使壓電陶瓷環(huán)片發(fā)生機械形變，從而產(chǎn)生電場，把聲信號轉(zhuǎn)變成了電信號?！痉治鲇懻擃}】1.為什么接收器位于波節(jié)處，晶體管電壓表顯示的電壓值是最大值？1校準電表時，如果發(fā)現(xiàn)改裝表的讀數(shù)相對于標準表的讀數(shù)都偏高或偏低，即總向一個方向偏，試問

7、這是什么原因造成的？欲使有正有負（合理偏向）應(yīng)采取什么措施？分流電阻或分壓電阻的阻值不符合實際情況，導致讀數(shù)都偏高或偏低。欲使有正有負（合理偏向）應(yīng)選擇合適的分流電阻或分壓電阻。2證明歐姆表的中值電阻與歐姆表的內(nèi)阻相等。滿偏時（因Rx=0）半偏時可得中值電阻綜合內(nèi)阻實驗五邁克耳孫干涉儀的調(diào)整與使用【預(yù)習思考題】1邁克爾孫干涉儀是利用什么方法產(chǎn)生兩束相干光的？答：邁克爾孫干涉儀是利用分振幅法產(chǎn)生兩束相干光的。2邁克爾孫干涉儀的等傾和等厚干

8、涉分別在什么條件下產(chǎn)生的？條紋形狀如何？隨M1、M2’的間距d如何變化？答：（1）等傾干涉條紋的產(chǎn)生通常需要面光源，且M1、M2’應(yīng)嚴格平行；等厚干涉條紋的形成則需要M1、M2’不再平行，而是有微小夾角，且二者之間所加的空氣膜較薄。（2）等傾干涉為圓條紋，等厚干涉為直條紋。（3）d越大，條紋越細越密；d越小，條紋就越粗越疏。3什么樣條件下，白光也會產(chǎn)生等厚干涉條紋？當白光等厚干涉條紋的中心被調(diào)到視場中央時，M1、M2’兩鏡子的位置成什么

9、關(guān)系？答：白光由于是復(fù)色光，相干長度較小，所以只有M1、M2’距離非常接近時，才會有彩色的干涉條紋，且出現(xiàn)在兩鏡交線附近。當白光等厚干涉條紋的中心被調(diào)到視場中央時，說明M1、M2’已相交?！痉治鲇懻擃}】1用邁克爾孫干涉儀觀察到的等傾干涉條紋與牛頓環(huán)的干涉條紋有何不同？答：二者雖然都是圓條紋，但牛頓環(huán)屬于等厚干涉的結(jié)果，并且等傾干涉條紋中心級次高，而牛頓環(huán)則是邊緣的干涉級次高，所以當增大（或減?。┛諝鈱雍穸葧r，等傾干涉條紋會向外涌出（或向

10、中心縮進），而牛頓環(huán)則會向中心縮進（或向外涌出）。2想想如何在邁克爾孫干涉儀上利用白光的等厚干涉條紋測定透明物體的折射率？答：首先將儀器調(diào)整到M1、M2’相交，即視場中央能看到白光的零級干涉條紋，然后根據(jù)剛才鏡子的移動方向選擇將透明物體放在哪條光路中（主要是為了避免空程差），繼續(xù)向原方向移動M1鏡，直到再次看到白光的零級條紋出現(xiàn)在剛才所在的位置時，記下M1移動的距離所對應(yīng)的圓環(huán)變化數(shù)N，根據(jù)，即可求出n。實驗六用牛頓環(huán)法測定透鏡的曲率半

11、徑【預(yù)習思考題】1白光是復(fù)色光，不同波長的光經(jīng)牛頓環(huán)裝置各自發(fā)生干涉時，同級次的干涉條紋的半徑不同，在重疊區(qū)域某些波長的光干涉相消，某些波長的光干涉相長，所以牛頓環(huán)將變成彩色的。2說明平板玻璃或平凸透鏡的表面在該處不均勻，使等厚干涉條紋發(fā)生了形變。3因顯微鏡筒固定在托架上可隨托架一起移動，托架相對于工作臺移動的距離也即顯微鏡移動的距離可以從螺旋測微計裝置上讀出。因此讀數(shù)顯微鏡測得的距離是被測定物體的實際長度。4（1）調(diào)節(jié)目鏡觀察到清晰的