实验仪器
分光仪、偏振片、钠光灯与待测玻璃片，
设计提示
当振动面与入射面一致的平面偏振光入射到媒质表面时，入射角越接近起偏角?，反射光越弱；入射角等于?，则线偏振光全部进入媒质，不再有反射光。利用分光计可测定偏振光从空气射向玻璃的起偏角。
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26 《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》
实验提要
实验课题及任务
《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验课题任务是，用小型棱镜摄谱仪测量激光的波长。
实验提示
在实验室现有的条件下，用小型棱镜摄谱仪来测量激光光谱主谱线的波长，有两种方法。 ⑴ 读谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的读谱方法。 ⑵ 摄谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的摄谱方法。
学生根据自己所学知识，设计出《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；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。
设计要求与提示
⑴ 采用读谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的读谱法基本上是相同的，不同的是如何将已知光源和待测光源的光，同时照射到摄谱仪的狭缝上(这是该实验的关键)，再通过读谱仪进行测量，测量方法和《光谱的拍摄与测量》相同。
⑵ 采用摄谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的摄谱法基本相同，但问题的是如何将已知光谱和待测光谱的光强调配好，因为激光的光强比汞灯和钠灯都强得多，拍摄时
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的曝光时间要掌握准确，否则排出的底片洗出冲洗后效果不好，甚至失败。这样就需要设计好各次曝光时间、显影时间、定影时间，显影、定影药液的选择与配置，测量谱线距离时要用读数显微镜测量等。
⑶ 该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。 ⑷ 选择实验仪器，小型棱镜摄谱仪、光源(汞灯、钠灯、激光器)、读数显微镜、聚光镜、光谱干板及冲洗设备。
⑸ 设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
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。
实验所用公式及物理量符号提示
参阅《大学物理实验讲义》，实验MP-2《光谱的拍摄与测量》一文。
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
⑴ 如何使用哈特曼光阑？
⑵ 狭缝调节在什么范围内较合适？ ⑶ 装底片应该在什么条件下安装？ ⑷ 如何降低激光的光强？
⑸ 测量光谱底片时要注意什么？
实验27 《夫兰克-赫兹实验条件的研究》实验提要
实验课题及任务
《夫兰克-赫兹实验条件的研究》实验课题任务是：运用所学的原子理论的知识，结合仪器的结构特点，设计出实验方案，找出最佳实验条件，测量出实验结果。
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《夫兰克-赫兹实验研究》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 画出实验原理图，简要写出工作原理及原子的能级关系式； ⑵ 验证能级电流与灯丝电压的关系； ⑶ 验证能级电流与斥拒电压的关系；
⑷ 合理选择灯丝电压与斥拒电压，作一条IA?VGK曲线，要求：加速电压≤85V，出现6 个
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峰值，最大峰值≤5000?A，并计算出氩原子的第一激发电势 (五次为限) 。
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
电脑一台、智能夫兰克-赫兹实验仪一台(氩管)、打印机一台等有关仪器。
必答问题
⒈ 设激发能～5eV及入射电子的能量分别为4eV及6eV，试计算电子与汞原子碰撞时有多少能量转移给汞原子？若汞原子又产生辐射，辐射光的波长大约是多少？
⒉ 设电子与汞原子发生弹性碰撞，试计算电子碰撞后损失能量的大小？
⒊ 根据自己测的 IA?VGK曲线，计算出第一激发电势是多少？并利用第一激发电势的值和第二峰的电压位置来推出第一峰的电压位置，读出第一峰的位置的电压值，此电压值是否刚好为第一激发电势的值，试分析产生此现象的原因？
⒋ 若加速电压足够大，IA?VGK曲线最后部分可能是什么样？
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
《近代物理实验》
实验28《利用刚体转动惯量实验仪验证转动定律》
实验提要
实验课题及任务
物理实验室有多套刚体转动惯量实验仪，该实验设计有缺陷，实验误差较大，闲置多年不用。在大学物理实验里，没有关于刚体定轴转动定律方面的实验。为了使闲置仪器再次利用，同时填补刚体定轴转动定律方面的实验空白，要求学生设计一个“利用刚体转动惯量实验仪验证转动定律”的设计性实验。本实验要求学生了解“刚体转动惯量实验仪实验”[参考附录]，利用实验室现有的气垫导轨实验用的JSJ?3A型数字毫秒计及光电门，对刚体转动惯量实验仪进行改装，验证
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刚体定轴转动定律。[提示：计算出合外力矩M??mgr?M?与?，当合外力矩M??mgr?M?与?成正比时，刚体定轴转动定律M?I?成立。]
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《利用刚体转动惯量实验仪验证转动定律》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，按要求写出完整的实验报告。
设计要求
本实验要求学生自主完成四部分内容：一是完成刚体转动惯量实验仪的改装，二是自主设计实验原理及内容，三是估测阻力矩，四是验证刚体定轴转动定律。
实验仪器
刚体转动惯量实验仪，JSJ?3A型数字毫秒计，光电门
学时分配
实验验收，3学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告2学时。
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，要求手写设计方案，字迹清晰，作图准确。
思考题
如何才能提高实验的精确度？
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附录：
刚体转动实验仪介绍
刚体转动实验仪如图1所示。A是一个具有不同半径r的塔轮，其中心轴支承在支臂I和底座J之间，两根具有等分刻度的均匀细杆B和B′对称地装在塔轮的中心套两侧，圆柱形重物m0可沿B和B′移动，它们一起组成了一个可以绕定轴00′转动的刚体系。若在塔轮上绕一层细线，其另一端通过支承在实验台上的滑轮C与砝码M相连，当砝码下落时，细线对刚体系施加外力矩，使刚体转动，滑轮C的支架可通过滑轮台架E上的固定螺钉D而升降，以保证细线绕不同半径的塔轮时可保持与转轴垂直。H是滑轮台架固定板手，F是作为砝码下落是起始位置的标记。
图1 刚体转动实验仪
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