实验20 《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》
实验提要
实验课题及任务
《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》实验课题任务是：利用迈克尔逊干涉仪能精密测量微小变量的特点，测量出钢丝在拉力作用下的微小伸长量，用特制的测力计测量拉力大小。设计实验方案，测定钢丝的杨氏模量。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测量金属丝的杨氏模量》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 根据实验用的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 用最小二乘法求出杨氏模量。
⑷ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器
迈克尔逊干涉仪、测力计、激光器。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
参考文献
⑴ 金正宇 一个经典力学实验测量方法的改进——霍尔传感器测杨氏模量 [J] 实验室研究与探索,2000 ⑵ 张 帮 利用迈克耳孙干涉原理测杨氏模量 [J] 大学物理实验 2007
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实验21 《用迈克尔逊干涉仪测光波波长和波长差》
实验提要
实验课题及任务
《用迈克尔逊干涉仪测光波波长和波长差》实验课题任务是：给定的仪器是迈克尔逊干涉仪、钠光钉，运用所学的光的干涉理论，结合所给的仪器，设计出实验方案，测量出钠黄光的波长差??。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测光波波长和波长差》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出波长及波长差的计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
⑷ 要求在测量波长时测量次数为10次，（d1~d10，初始位置d0 也要测量），测量波长差时测量次数为6-10次（初始位置l0 也要测量），用逐差法处理数据。
⑸ 分别计算波长及波长差的百分差。
实验仪器
迈克尔逊干涉仪、钠灯。
问题提示
钠光灯发出的光，其中两条主谱线的波长和强度都很接近，在迈克尔逊干涉仪中将独立地发生干涉条纹，两组条纹叠加的结果使干涉条纹的视见度的发生周期性变化，实验时只要测出邻两个视见度最差(也可以是间隔n个视见度最差)的鼓轮读数?d，利用迈克尔逊干涉实验得到的计算公式找出它们的内在联系，导出波长差的计算公式????22?d，即可求出波长差。
钠黄光较强的两条主谱线的波长分别为?1?589.0nm，?2?589.6nm，平均值为
??589.3nm。
必答问题
⑴ 定域干涉与非定域干涉的区别？ ⑵ 提出减少误差的方法。
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提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
参考书籍
《大学物理实验》陆廷济 胡德敬 陈铭南 主编 《光学教程》姚启钧原著
实验22 《利用牛顿环干涉测量液体折射率》
实验提要
实验课题任务
《利用牛顿环干涉测量液体折射率》实验课题任务是：根据光的相干原理，利用牛顿环的实验装置，观察空气膜和液体膜条纹宽度的变化，分别测出在空气膜和液体膜干涉条纹的直径，即可求出液体的折射率。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《利用牛顿环干涉测量液体折射率》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 选择在水或乙醇中进行测量。 ⑷ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑸ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器
牛顿环、读数显微镜、纳灯
实验所用公式及物理量符号提示
折射率的计算公式：
D2m?D2nn?2
D?m?D?2n28
?,Dn?分别是平凸透镜与平玻璃板之间为空气膜和液体膜时，第m环和第n环式中：Dm,Dn和Dm的暗环直径，n为液体折射率。
实验提示
⑴ 测出牛顿环空气膜形成的10组牛顿环直径。
⑵ 液体的选择：选择的液体折射率应介于空气和玻璃之间。 ⑶ 测出牛顿环液体膜形成的10组牛顿环直径。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供
教师修改。
实验24 《光的色散研究》实验提要
实验课题及任务
《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同。对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。折射率n随波长?又而变的现象称为色散。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。 ⑷ 用分光计观察谱线，并测定玻璃材料的色散曲线n~?； ⑸ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器
给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯，
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实验提示
最小偏向角?min。与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。折射率n与波长?之间的关系曲线称为色散曲线。本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。用汞灯的光谱谱线的波长作为已知数据，测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角，算出与?min对应的n值，在直角坐标系中做出三棱镜的n~?色散曲线。用同一个三棱镜测出钠光谱谱线的最小偏向角，计算相对应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
思考题
证明i1?i4（i1为入射角，i4为折射角）时的偏向角为最小偏向角。
实验25 《分光计测反射光的偏振特性》实验提要
实验课题及任务
《分光计测反射光的偏振特性》实验课题任务是：光的偏振现象揭示了光波是横波的性质它使人们对光的传播(反射、折射、吸收和散射)的规律有了新的认识，并在光学计量、晶体性质和应力分析研究等方面有着广泛的应用。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《分光计测反射光的偏振特性》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 在分光计上观察反射光的偏振现象，测定起偏角。 ⑷ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑸ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
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