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北航实验研究报告

篇一:北航基础物理实验研究性报告
北航基础物理实验研究性报告
微波实验和布拉格衍射的改进
第一作者:XXX
第二作者:XXX
摘要
微波实验和布拉格衍射的实验,验证了布拉格公式,测定了晶格常数和微波波长。由于实验的误差比较大,所以对实验的仪器和条件进行了一系列的改进,对误差的来源进行了更细致的分析,可以得到更加准确的结果。一、实验背景
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波,是一种无线电波,即波长在1mm——1m的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波与普通的电磁波一样,也存在反射,折射,衍射和偏振等现象。因为微波的波长比普通的电磁波要短得多,又比X射线和光波长得多,所以可以用微波来仿真“晶格”衍射,“晶格”可以放大到宏观尺度,这样就方便了我们进行实验。本实验用一束波长3cm的微波代替X射线,观察微波照射到人工制作的晶体模型时的衍射现象,模拟发生在真实晶体上的布拉格衍射,验证布拉格公式。通过实验,人们对晶格衍射有直观的物理图像,了解三维衍射的特点和研究方法,学习有关微波器件和微波技术的知识,同时通过微波单缝衍射和迈克尔逊干涉实验,加深对场和波动概念的认识。但由于实验仪器的限制,实验有存在着较大的误差,所以,我们可以想些方法尽可能的减小实验的误差。
二、实验的改进
布拉格衍射实验
1、实验原理
晶体对电磁波的衍射是三维衍射,分为点间干涉和面间干涉。点间干涉:二维点阵衍射的主极大方向,应该符合沿此方向所有的衍射线间无程差。
面间干涉:相距为d的两晶面反射的波程差2dsinθ=2dcosβ,β为入射角,只有满足2dcosβ=kλ,k=1,2,3。才能形成干涉极大。因此 a=d +n32 2、实验改进
(1)微波分光仪机构改进
针对布拉格衍射的公式验证实验,在实验中,需要转动载物台和接收臂,使实验的效率较低,操作性差,需要两人协助完成(一个人转动载物台,另一个人转动接收臂,观察电表,进行读数)如图-1。.所以设想将微波分光仪装置进行改进,只转动接收臂,带动发射臂转动,接收臂转动多少度就带动发射臂转动多少度,使入射角和出射角始终保持相同,模型不动。为提高实验的效率以及精确度可对微波分光仪进行如下改进(如图-2):
接收臂
载物台
图-1改进前的微波分光仪装置简图
载物台
图-2 改进后的微波分光仪装置简图
通过一个附加的类似于雨伞结构的的装置,可以保证接收臂在转动的同时带动发射臂转动相同的角度,而无需转动载物台,从而达到入射角和出射角相同的目的。这样就可以一边转动发射臂,一边进行读数,找到使电流表读数最大的位置,提高了实验的效率和精确度。
接收臂
(2)微波分光仪读数装置的改进
由于分光仪指针读数时存在着比较大的误差,很难准确定位示数最大的点。所以,用电子读数系统代替指针读数,可以大大提高实验的准确性。
(3)在验证布拉格衍射公式的实验中用图-4的结构来代替图-3的晶体的晶格结构,
图-3
图-4
存在的问题:
1由于实体结构本身的精度限制,对实验的准确性会造成一定
○
能够的误差。每个“原子”位置并不是很精确,高低,左右都存在着
篇二:北航基础物理实验研究性报告——电位差计及其应用
研究性实验报告
电位差计及其应用
学号
学生姓名段毓
第二作者学号12151150
第二作者
2013年12月12
日
摘要
电位差计的测量准确度高,且避免了接入误差,但它操作比较复杂,也不容易实现测量的自动化。现今,电压测量已逐步被数字电压表所代替,其因为内阻高、自动化测量容易,得到广泛的应用。尽管如此,电位差计作为补偿法的典型应用,在电学实验中仍有重要的训练价值。此外,直流比较式电位差计仍是目前准确度较高的电压测量仪表,
在数字电压表及其他精密电压测量仪表的检定中,常作为标准仪器使用。
关键字:电位差计,补偿法
Abstract
Potentiometer is an instrument for measuring the potential (voltage) in a circuit. The accuracy of the potentiometer is high and it can avoid the errors made when wires of power meters are connected. But operating the potentiometer is plex. And it is not easy to achieve measuring