大学物理实验教材课后思考题答案(2)

光探测器又叫光检测器，光接收机的主要部件是光检测器，也就是高灵敏度的光电二极管。与普通的半导体二极管一样，SPD也是一个PN结，但SPD的管壳上有一个能让光射入其光敏区的窗口。此外，与普通二极管不同，它经常工作在反向偏置电压状态或无偏压状态，因此，SPD的光电特性线性度好。常见的光电二极管有俩种：PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)

由于光信号在光纤中有损耗和失真所以对光检测器的性能要求很高。其中最重要的要求是在所用的光源的波长范围内有较高的灵敏度、较小的噪声，响应速度快以适应速率传输。 光检测器一般要满足以下要求：

（1）在系统工作要求的波长区域范围内，有高的量子效率； （2）响应速度快；

（3）具有好的线性输入-输出性质； （4）能在通常条件下可靠的工作。

电桥

R1R3,?R2R4

1、试证明单臂电桥平衡时，四个桥臂的阻值满足R1R3?R2R4.

答：当电桥平衡时，检流计中电流为零，即UB?UD,所以R1I1?R4I4,R2I1?R3I4,所以，即R1R3?R2R4。

2、若单臂电桥中有一个桥臂断开（或短路），电桥是否能调到平衡状态？若实验中出现该故障，则调节时会出现什么现象？

答：不能调到平衡，检流计的指针始终朝一个方向偏转。

3、在实际操作电桥测电阻时，总是要先预置仪器上的数值大致等于被测电阻的阻值，为什么要这样做？

答：这样使电阻箱的阻值与待测电阻的阻值较接近，B、D之间的压降不会太大，检流计的偏转不会过于剧烈，从而保护检流计；同时先预置阻值可以使调节过程更加方便快捷。

电位差计

1、 电位差计具有很高的准确度和灵敏度，与电路中的哪些元件关 系密切？

标准电池、检流计 11米电阻丝

2、 如果实验中发现检流计总往一边偏，无法调到平衡，试分析可能有哪些原因？ 电源电压过大或过小；补偿电路正负极接反；回路中发生断路现象；标准电池损坏；待测电池带电量过小

3、根据式（4.9.6），推导内阻测量不确定度的计算公式。

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密立根油滴

1 向油雾室喷油时为什么要使两极板短路？

答：由于两极板间有电容的存在,在通电之后电容充电,使两极板短路是为了电容放电,消除极板间的电场.若在向气室喷雾时,会由于电场的存在影响实验效果 2 实验时如何保证测量的时间是对应油滴做匀速运动的时间？

答：. 释放油滴后，让它自由下落通过分划板上两格的距离后，再启动计时按钮。

3 密立根油滴实验的设计思想，实验技巧对你的实验素质和能力的提高有何帮助？做完该试验后有何心得体会？

答：密立根油滴实验的巧妙之处在于通过测量实验中得到的宏观物理量，从而推算出难以直接测量的微观物理量。

示波器

1、当Y轴输入端有信号，但屏上只有一条垂直亮线是什么原因？如何调节才能使波形沿X轴展开？ 答案：运用示波器观波形时，常把被研究信号电压加到Y轴输入端。为了使波形展开，在X轴加上\扫描电压\。这样，荧光屏上的光点除了沿Y轴方向运动外，还沿X轴方向被扫描，电子束在X、Y轴电压的共同作用下偏转运行。调整扫描周期为信号周期的整数倍。则在显示屏上将看到一个周期的、稳定的信号图形。

2、用示波器观察周期为0.2ms的信号电压，若在屏上呈现5个周期的稳定波形，扫描电压的周期应等于多少？

答案：0.2ms*5=1ms

3、若示波器观察的波形不断的向右移动，说明扫描频率偏高还是偏低？ 答案：示波器上的图形不断的向右跑，此时扫描周期小于信号周期，说明扫描频率与被测信号频率相比偏高。要使波形稳定，需调节水平偏转因素，设置档位降低，增大水平扫描锯齿波周期，当水平扫描周期与信号周期相同时信号波形达到稳定状态。另外还可以调节触发电平消除由于环境等因素影响而使输入信号或扫描信号周期发生的微小变化。

4、在用李萨如图形测频率时，如果X与Y轴正弦信号频率相等，但荧光屏上的图形还在不停的转动，为什

么？

答案：李萨如图形不稳定的主要原因是信号源输出信号频率不稳定，进而使两个通道信号的相位差不断发生变化。

金属杨氏摸量

1． 加挂初始砝码的作用是使钢丝绳拉直，以减小误差。 2． 这与测量的物理量对测量结果的影响大小而定。

3． 标次尺经物镜所成的像没有落到叉丝所在平面上就会产生视差。调节目镜与物镜间距离可消除

导热系数

实验的主要误差来源： 1 样盘和铜盘的测量误差

2 传热筒、样品及铜盘三者不一定接触紧密而带来误差

3 测量时不是标准的稳态时，而是近似看作稳态，这样带来的误差

分光计习题答案

1. 望远镜：观测用。自准直望远镜，调节望远镜和分光计主轴平行，载物台平面和分光计主轴平行。

平行光管：产生平行光。 载物台：放置光学元件。 读数圆盘：测量角度。

2. 因为要调节载物台平面和分光计主轴垂直，望远镜轴线和分光计主轴垂直，同时满足。

3. 首先，检查光源望远镜中的自准直用十字是否明亮。其次，粗调是否正确。最后，眼睛直接通过平面镜将亮十字调节到

和望远镜平行。

4. 偏向角是单次测量用仪器误差。

折射率不确定度：