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关于弹性与非弹性碰撞的物理实验报告

关于弹性与非弹性碰撞的物理实验报告
关于弹性与非弹性碰撞的物理实验报告

一,实验原理

如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零,则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒,即

(1)

实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞(图4.1.2-1),若忽略气流阻力,根据动量守恒有

(2)

对于完全弹性碰撞,要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器,我们可用钢圈作完全弹性碰撞器;对于完全非弹性碰撞,碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰;一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等,无论哪种碰撞面,必须保证是对心碰撞。

当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时,忽略气流阻力,且不受他任何水平方向外力的影响,因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动,式(2)中矢量v可改成标量,的方向由正负号决定,若与所选取的坐标轴方向相同则取正号,反之,则取负号。

1.完全弹性碰撞

完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒,动能也守恒,即

(3)

(4)

由(3)、(4)两式可解得碰撞后的速度为

(5)

(6)

如果v20=0,则有

(7)

(8)

动量损失率为

(9)

能量损失率为

(10)

理论上,动量损失和能量损失都为零,但在实验中,由于空气阻力和气垫导轨本身的原因,不可能完全为零,但在一定误差范围内可认为是守恒的。

2.完全非弹性碰撞

碰撞后,二滑块粘在一起以10同一速度运动,即为完全非弹性碰撞。在完全非弹性碰撞中,系统动量守恒,动能不守恒。

(11)

在实验中,让v20=0,则有

(12)

(13)

动量损失率

(14)

动能损失率

(15)

3.一般非弹性碰撞

一般情况下,碰撞后,一部分机械能将转变为其他形式的能量,机械能守恒在此情

况已不适用。牛顿总结实验结果并提出碰撞定律:碰撞后两物体的分离速度与碰撞前两物体的接近速度成正比,比值称为恢复系数,即

(16)

恢复系数e由碰撞物体的质料决定。E值由实验测定,一般情况下0

4.验证机械能守恒定律

如果一个力学系统只有保守力做功,其他内力和一切外力都不作功,则系统机械能守恒。如图4.1.2-2所示,将气垫导轨一端加一垫块,使导轨与水平面成α角,把质量为m的砝码用细绳通过滑轮与质量m’的滑块相连,滑轮的等效质量为m e,根据机械能守恒定律,有

(17)

式中s为砝码m下落的距离,v1和v2分别为滑块通过s距离的始末速度。如果将导轨调成水平,则有

(18)

在无任何非保守力对系统作功时,系统机械能守恒。但在实验中存在耗散力,如空气阻力和滑轮的摩擦力等作功,使机械能有损失,但在一定误差范围内可认为机械能是守恒的。

二,实验器材

主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。运用本实验仪器可做多种实验,比如平均速度和瞬时速度、匀速直线运动的研究、牛顿第二定律的验证、完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞、重力势能与平动动能等。

三,实验内容

1.研究三种碰撞状态下的守恒定律

(1)取两滑块m1、m2,且m1>m2,用物理天平称m1、m2的质量(包括挡光片)。将两滑块分别装上弹簧钢圈,滑块m2置于两光电门之间(两光电门距离不可太远),使其静止,用m1碰m2,分别记下m1通过第一个光电门的时间Δt10和经过第二个光电门的时间Δt1,以及m2通过第二个光电门的时间Δt2,重复五次,记录所测数据,数据表格自

拟,计算、。

(2)分别在两滑块上换上尼龙搭扣,重复上述测量和计算。

(3)分别在两滑块上换上金属碰撞器,重复上述测量和计算。

2.验证机械能守恒定律

(1)a=0时,测量m、m’、m e、s、v1、v2,计算势能增量mgs和动能增量

,重复五次测量,数据表格自拟。

(2)时,(即将导轨一端垫起一固定高度h,),重复以上测量。

四,数据处理

完全弹性碰撞数据处理

一般非弹性碰撞数据处理

完全非弹性碰撞数据处理:

1.碰撞前后系统总动量不相等,试分析其原因。

答:滑块在碰撞过程中总会有能量的损失,碰撞时的发声,发热等都有能量的损失。所以,碰撞前后系统总动量不相等。

2.恢复系数e的大小取决于哪些因素?

答:物体本身属性,滑道是否光滑等

3.你还能想出验证机械能守恒的其他方法吗?

答:小球的平抛实验,

近 代 物 理 实 验 报 告 -高温超导

近代物理实验报告 实验题目:高温超导材料的特性与表征作者:李健 时间:2015-09-17

高温超导材料的特性与表征 【摘要】本实验主要通过对高温超导材料Y-Ba-Cu-O特性的测量,理解超导体的两个基本特性,即完全导电性和完全抗磁性,了解超导磁悬浮的原理。本实验利用液氮将高温超导材料Y-Ba-Cu-O降温,用铂电阻温度计测量温度,通过测量铂电阻的大小及查询铂电阻-温度对照表得出相应的温度,再电压表测得超导体电阻,即能得到超导体电阻温度曲线,测得该样品的超导转变温度约为93K;再通过超导磁悬浮实验验证了高温超导材料的磁特性,得到分别在零场冷却,有场冷却下的超导体的磁悬浮力与超导磁体间距的关系曲线。 【关键词】高温超导零电阻现象MEISSNER效应低温恒温器四引线法磁悬浮 【引言】 从1991年荷兰物理学家卡默林·翁纳斯(H.K.Onnes)发现低温超导体,超导科技发展大体经历了三个阶段:1911年到1957年BCS超导微观理论问世,是人类对超导电性的基本探索和认识阶段,核心是提出库珀电子对;第二阶段是从1958年到1985年是超导技术应用的准备阶段,成功研制强磁场超导材料,发现约瑟夫森效应;第三阶段是1986年发现高于30K的超导材料,进入超导技术开发时代。超导研究领域的系列最新进展,为超导技术在更方面的应用开辟了十分广阔的前景。 超导电性的应用十分广泛,例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机、超导微波器件等,超导电性还可以用于计量标准,在991年1月1日开始生效的伏特和欧姆的新实验基准中,电压基准就是以超导电性为基础。 本实验目的是通过对氧化物高温超导材料的测量与演示、加深理解超导体两个基本特性;了解超导磁悬浮原理;了解金属和半导体的电阻随温度变化以及温差电效应;掌握低温物理实验的基本方法:低温的获得、控制和测量。 【正文】 一、实验原理 1.超导现象、临界参数及实用超导体 (1)零电阻现象 将物体冷却到某一临界温度Tc以下时电阻突然降为零的现象,称为超导体的零电阻现象。不同的超导体的临界温度各不相同。如下图,用电阻法测量临界温度,把降温过程中电阻温度曲线开始从直线偏离处的温度称为起始转变温度Tc,onset,临界温度Tc定义为待测样品电阻从起始转变处下降到一半对应的温度,也称作超导转变的中点温度Tcm。电阻变化10%到90%所对应的温度间隔定义为转变宽度△Tc,电阻全降到零时的温度为零电阻温度Tc。通常说的超导转变温度Tc指Tcm。

建筑物理实验报告!!!!

建筑物理实验报告 姓名: 学号: 班级:

建筑热工部分 实验一室内外热环境参数的测定 一、实验目的与内容 通过实验,使学生了解室内外热环境参数测定的基本内容,初步掌握常用仪器仪表的性能和使用方法,明确各项测定应达到的目的。 室内外热环境参数的测定共有三个部分的内容:(一)温度的测定;(二)空气相对湿度的测定;(三)气流速度的测定。 二、测定的方法与步骤 (一)温度的测定 本试验与试验(二)空气相对湿度的测定共同完成,通风干湿球温度计中干球温度计的指示值即为室内的温度。记录在试验报告表1中。 (二)空气相对湿度的测定 1、仪器:通风干湿球温度计,2人一组。 2、将通风干湿球温度计挂于支架上,感温包部距地面高 1.5m,在每次测定前5分钟(夏季)至10分钟(冬季)用蒸馏水均匀浸润湿求感温包纱布。用钥匙上紧发条后,戴3~4分钟等温度计读值稳定后,即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读值时要先读小数,后读整数。记录在实验报告表2中,并查出相对湿度。 (三)气流速度的测定 1、设备:QDF热球式电风速仪,2人一组。 2、步骤:⑴使用前观察电表的指针是否指于零点,如有偏差可轻轻调整电表上的机械零螺丝,使指针指向零点。 ⑵“校正开关”置于“断”的位置,“电源选择”开关置于所选用电源处。用仪器内部电源,将四节一号电池装在仪器底部电池盒内,“电源选择”开关拨至“通”的位置。 ⑶将测杆插在插座上,测杆垂直向上放置,螺塞压紧,使探头密闭,“校正开关”置于“满度”的位置,慢慢调整“满度粗调”和“满度细调”两个旋钮,使电表在满刻度的位置。 ⑷“校正开关”置于“低速”的位置,慢慢调整“零位粗调”和“零位细调”两个旋钮,使电表指在零点的位置。 ⑸轻轻拉动螺塞,使测杆探头露出,即可进行0.05~5米/秒风速的测定,测量时探头上的红点面对风向,从电表上读出风速的大小,根据电表上的读数,查阅所供应的校正曲线,查出被测风速。 (6) 如果5~30米/秒的风速,在完成3、4 步骤后只要将“校正开关”置于“高速”位置,即可对风速进行测定,根据电表读数查阅所供应得高速校正曲线。 ⑺在测量若干分钟后(一般为10分钟)必须重复3、4步骤一次,以保证测量的准确性。

【实验报告】近代物理实验教程的实验报告

近代物理实验教程的实验报告 时间过得真快啊!我以为自己还有很多时间,只是当一个睁眼闭眼的瞬间,一个学期都快结束了,现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了,本学期从第二周开设了近代物理实验课程,在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程,回顾这一学期的学习,感觉十分的充实,通过亲自动手,使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法,为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验,以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶,激发了我的探索和创新精神。同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。 我们本来每个人要做共八个实验,后来由于时间关系做了七个实验,我做的七个实验分别是:光纤通讯,光学多道与氢氘,法拉第效应,液晶物性,非线性电路与混沌,高温超导,塞满效应,下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍: 一、光纤通讯:本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究(包括对光纤耦合效率的测量,光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算),了解光纤光学的基础知识。探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动情况,模拟语电话光通信, 了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。老师讲的也很清楚,本试验在操作上并不是很困难,很易于实现,易于成功。

二、光学多道与氢氘:本实验利用光学多道分析仪,从巴尔末公式出发研究氢氘光谱,了解其谱线特点,并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次实验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长,并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量,得到了氢氘光谱的各光谱项及巴耳末系跃迁能级图,计算得出了质子和电子的质量之比。个人觉得这个实验有点太智能化,建议锻炼操作的部分能有所加强。对于一些仪器的原理在实验中没有体现。如果有所体现会比较容易使学生深入理解。数据处理有些麻烦。不过这也正是好好提高自己的分析数据、处理数据能力的好时候、更是理论联系实际的桥梁。 三、法拉第效应:本实验中,我们首先对磁场进行了均匀性测定,进一步测量了磁场和励磁电流之间的关系,利用磁场和励磁电流之间的线性关系,用电流表征磁场的大小;再利用磁光调制器和示波器,采用倍频法找出ZF6、MR3-2样品在不同强度的旋光角θ和磁场强度B的关系,并计算费尔德常数;最后利用MR3样品和石英晶体区分自然旋光和磁致旋光,验证磁致旋光的非互易性。 四p液晶物性:本实验主要是通过对液晶盒的扭曲角,电光响应曲线和响应时间的测量,以及对液晶光栅的观察分析,了解液晶在外电场的作用下的变化,以及引起的液晶盒光学性质的变化,并掌握对液晶电光效应测量的方法。本实验中我们研究了液晶的基本物理性质 和电光效应等。发现液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响,在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值,得到液晶盒扭曲角的大小为125度;测量了液晶的响应时间。观察液晶光栅的衍射现象,在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的电光响应曲线,求得了阈值电压、饱

建筑物理光学实验报告

建筑物理实验报告 建筑光学实验: 1.采光系数测量 2.教室亮度测量 3.测定材料光反射系数 4.测定材料光透射系数 小组成员:王林 2011301569 范俊文 2011303156 肖求波 2011301549 沈杰 2011301544 指导教师:刘京华 西北工业大学力学与土木建筑学院 2013年11月3日

一 实验目的 室内光环境对于室内生产,生活,工作有着直接的影响。良好的光环境能够提高工作学习效率,保障人身安全和视力。天然采光效果的好坏及合理与否,可以通过天然采光实测作出评价。采光系数是评价室内自然光环境,室内开口合理与否的一个重要指标。通过实验了解室内自然光环境测量方法及数据的整理与分析,并对该实测房间的光环境作出评价。 二 实验原理及仪器 1.原理: 室内采光测量最主要的工作是同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度和室外水平面的照度值。室外照度是经常变化的,必然引起室内照度的相应变化,不会是固定值。因此对采光系数量的指标,采用相对值,这一相对值称为采光系数(C ),即室内某一点的天然光照度(E n ),和同一时间的室外全云天的天然光照度(E w )的比值。 w n E E C 2.仪器:照度计2台/组 卷尺 两台照度计为同型号,分别用于室内和室外的照度测量。 三 实验时间及,地点及天气状况

时间:2013年11月4日星期一 地点:教学东楼D座 四实验要求 1测量数据记录(不少于5个测点) 2.附加测量项目: (1).采光系数最低值C min 采光系数最低值取典型剖面和假定工作面交线上各测点中采光系数值中最低的一个,作为该房间的评价值。 (2). 采光系数平均值C av 采光系数平均值取典型剖面与假定工作面交线上各测点的采光系数算术平均值。 当室内有两条或以上典型剖面时,各条典型剖面上的采光系数应分别计算。取其中最低的一个平均值作为房间的采光系数平均值。(3).采光均匀度U c 采光系数最低值与平均值之比,即U c=C min/C av 国家规范规定,对于侧窗和顶部采光要求为I-IV级的房间,其工作面上的采光均匀度不应低于0.7。采光均匀度应按各个不同剖面计算,取其中均匀度最低的一个值作为该房间的评价值。 五实验方法 1.测点布置 室内采光测点的布置反映各工作面上照度值的变化和光的分布情况,因此采光实测时要在待测建筑物内选取若干个有代表性的能反映室内采光质量的典型剖面,然后在剖面与工作面交线布置一组测点。侧面采光的房间有两个代表性的横剖面,一个通过侧窗中心线,一个通过侧墙中心线;剖面图上布置测点的间距2m;测点距墙或柱的距离为0.5~1m,中间测点等距布置。 2.测量条件 我国采光设计标准采用国际照明委员会推荐的CIE标准天空,即全云天作为天空亮度分布规律的标准。因此采光系数测量的天空应该选取全云天(云量8~10级),天空中看不到太阳的位置。不应在晴天和多云天测量,也不宜在雨雪天测量。

专地的题目:弹性碰撞、非弹性碰撞动量守恒定律实验

专题:弹性碰撞、非弹性碰撞实验:探究动量守恒定律 学习目标: 1、了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。 2、会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。 3、了解探究动量守恒定律的三种方法。 学习过程: 系统不受外力,或者所受的外力为零,某些情况下系统受外力,但外力远小于内力时均可以认为系统的动量守恒,应用动量守恒定律时请大家注意速度的方向问题,最好能画出实际的情境图协助解题。请规范解下列问题。 一、弹性碰撞、非弹性碰撞: 实例分析1:在气垫导轨上,一个质量为2kg的滑块A以1m/s的速度与另一个质量为1kg、速度为4m/s并沿相反方向运动的滑块B迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起,求:(1)碰撞后两滑块的速度的大小和方向?系统的动能减少了多少?转化为什么能量? (2)若碰撞后系统的总动能没有变化,则碰撞后两滑块的速度的大小和方向? 问题一:什么叫做弹性碰撞?什么叫做非弹性碰撞?什么叫做完全非弹性碰撞?碰撞过程中会不会出现动能变多的情形?

实例分析2:如图,光滑的水平面上,两球质量均为m,甲球与一轻弹簧相连,静止不动,乙球以速度v撞击弹簧,经过一段时间和弹簧分开,弹簧恢复原长,求: (1)撞击后甲、乙两球相距最近时两球球的速度的大小和方向? (2)弹簧的弹性势能最大为多少? (3)乙球和弹簧分开后甲、乙两球的速度的大小和方向? 思考与讨论:假设物体m1以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,求碰撞后两物体的速度v3、v4,并讨论m1=m2;m1》m2;m1《m2时的实际情形。

二、探究动量守恒的实验: 问题二(P4参考案例一)如何探究系统动量是否守恒(弹性碰撞、分开模型、完全非弹性碰撞)? 问题三(P5参考案例二):某同学采用如图所示的装置进行实验.把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B 球静止,拉起A 球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起.实验过程中除了要测量A 球被拉起的角度1θ,及它们碰后摆起的最大角度2θ之外, 还需测量哪些物理量(写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的动量守 恒.用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式. 问题四(P5参考案例三):水平光滑桌面上有A 、B 两个小车,质量分别是0.6 kg 和0.2 kg.A 车的车尾拉着纸带,A 车以某一速度与静止的B 车碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动.碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示.根据这些数据,请通过计算猜想:对于两小车组成的系统,什么物理量在碰撞前后是相等的?

弹性碰撞和完全非弹性碰撞专题训练

弹性碰撞和完全非弹性碰撞专题训练 1.在宇宙间某一个惯性参考系中,有两个可视为质点的天体A B 、,质量分别为m 和M ,开始时两者相距为0l ,A 静止,B 具有沿AB 连线延伸方向的初速度0v ,为保持B 能继续保持匀速直线运动,对B 施加一个沿0v 方向的变力F .试求: (1)A B 、间距离最大时F 是多少应满足什么条件 (2)从开始运动至A B 、相距最远时力F 所做的功. 2.如图3-4-14所示,有n 个相同的货箱停放在倾角为θ的斜面上,每个货箱长皆为L ,质量为m 相邻两货箱间距离也为L ,最下端的货箱到斜面底端的距离也为L ,已知货箱与斜面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,现给第一个货箱一初速度0v ,使之沿斜面下滑,在每次发生碰撞的货箱都粘在一起运动,当动摩擦因数为μ时,最后第n 个货箱恰好停在斜面 底端,求整个过程中由于碰撞损失的机械能为多少 3.如图3-4-15所示,质量0.5m kg =的金属盒AB ,放在光滑的水平桌面上,它与桌面间的动摩擦因数0.125μ=,在盒内右端B 放置质量也为0.5m kg =的 长方体物块,物块与盒左侧内壁距离为0.5L m =,物块与盒之间无摩擦.若在A 端给盒以水平向右的冲量1.5N s ?,设盒在运动过程中与物块碰撞时间极短,碰撞时没有机械能损失.(210/g m s =)求: (1)盒第一次与物块碰撞后各自的速度; (2)物块与盒的左端内壁碰撞的次数; (3)盒运动的时间; 4.宇宙飞船以4010/v m s =的速度进入均匀的宇宙微粒尘区,飞船每前进310s m =,要与410n =个微粒相撞,假如每个微粒的质量为7210m kg -=?,与飞船相撞后吸附在飞船上,为使飞船的速率保持不变,飞船的输出功率应为多大 5.光滑水平面上放着质量1A m kg =的物块A 与质量2B m kg =的物块B ,A 与B 均可视为质点,A 靠在竖直墙壁上,A B 、间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A 、B 均不拴接),用手挡住B 不动,此时弹簧弹性势能49p E J =,在A 、B 间系一轻 质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图3-4-16所示。放手后B 向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B 冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径0.5R m =,B 恰能到达最高点C 。取210/g m s =,求: (1)绳拉断后瞬间B 的速度B v 的大小; (2)绳拉断过程绳对B 的冲量I 的大小; (3)绳拉断过程绳对A 所做的功W ; 6.如图3-4-17所示,一倾角为0 45θ=的斜面固定于地面,斜面顶端离地面的高度01h m =,斜面底端有一 垂直于斜而的固定挡板。在斜面顶端自由释放一质量0.09m kg =的小物块(视为质点)。小物块与斜面之间的动摩擦因数0.2μ=,当小物块与挡板碰撞后,将以原速返回。重力加 速度2 10/g m s =。在小物块与挡 板的前4次碰撞过程中,挡板给予小物块的总冲量是多少 7.如图3-4-18所示中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k 的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m 的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER 流体,它对滑块的阻力可调.起初,滑块静止,ER 流体对其阻力为0,弹簧的长度为L ,现有一质量也为m 的物体从距地面2L 处自由落下,与滑块碰 撞后粘在一起向下运动.为保证滑块 做匀减速运动,且下移距离为2mg k 时速度减为0,ER 流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求(忽略空气阻力): (1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能; (2)滑块向下运动过程中加速度的大小; (3)滑块下移距离d 时ER 流体对滑块阻力的大小. 8.某同学利用如图3-4-19所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A 、B 两摆球均很小,质量之比为1:2。当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触。向右上方拉动B 球使其摆线伸直并与竖直方向成045角,然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成030,若本实验允许的最大误差为4%±,此实验是否成功地验证了动量守恒定律 9.如图3-4-20(a )所示,在光滑绝缘水平面的AB 区域内存在水平向右的电场,电场强度E 随时间的变化如图3-4-20(b )所示.不带电的绝缘小球2P 静止在O 点.0t =时,带正电的小球1P 以速度0t 从 A 点进入A B 区域,随后与2P 发生正碰后反弹,反弹速度大小是碰前的2 3 倍,1P 的质量为1m ,带电量为q ,2P 的 质量215m m =,A 、O 间距为0L ,O 、B 间距043 L L =. 已知 2 000100 2,3qE v L T m L t ==. 图 图 3-4-16 图 3-4-18 图 3-4-17 图 3-4-15 图 3-4-14

建筑物理实验报告

建筑物理实验报告 班级:建筑112 姓名:刘伟 学号: 01111218 指导教师:周洪涛 建筑物理实验室 2014年10月15日 小组成员:张思俣;郭祉良;李照南;刘伟;王可为;

第三篇建筑热工实验 一、实验一建筑热工参数测定实验 二、实验目的 1、了解热工参数测试仪器的工作原理; 2、掌握温度、湿度、风速的测试方法,达到独立操作水平; 3、利用仪器测量建筑墙体内外表面温度场分布,检验保温设计效果; 4、测定建筑室内外地面温度场分布; 5、可通过对室外环境的观测,针对住宅小区或校园内地形、地貌、生物生活对气候 的影响,进而研究在这个区域内的建筑如何应用有力的气候因素和避免不利的气 候影响。 三、实验仪器概述 I.WNY —150 数字温度仪 ●用途:用于对各种气体、液体和固体的温度测量。 ●特点:采用先进的半导体材料为感温元件,体积小,灵敏度高,稳定性好。温度值 数字显示,清晰易读,测温范围:-50℃~150℃,分辨力:0.1℃。 ●测试方法及注意事项: 1.取下电池盖将6F22,9V叠层电池装入电池仓。 2.按ON键接通电源,显示屏应有数字显示。 3.插上传感器,显示屏应显示被测温度的数值。 4.显示屏左上方显示LOBAT时,应更换电池。 5.仪器长期不用时,应将电池取出,以免损坏仪表。 II.EY3-2A型电子微风仪 ●用途:本产品是集成电子化的精密仪器,适用于工厂企业通风空调,环境污染监测, 空气动力学试验,土木建筑,农林气象观测及其它科研等部门的风速测量,用途十分广泛。 ●特点: 1.测量范围宽,微风速灵敏度高,最小分度值为0.01m/s。 2.高精度,高稳定度,使用时可连续测量,不须频繁校准 3.仪器热敏感部件,最高工作温度低于200℃,使用安全可靠,在环境温度为 -10℃~40℃内可自动温度补偿。 4.电源电压适用范围宽:4.5V~10V功耗低。 ●主要技术参数: 1.测量范围:0.05~1m/s 1~30m/s(A型) 2.准确度:≤±2﹪F.S。 3.工作环境条件:温度-10℃~+40℃相对湿度≤85%RH。 4.电源:R14型(2#)电池4节 ●工作原理:本仪器根据加热物体在气流中被冷却,其工作温度为风速函数这一原理设 计。仪器由风速探头及测量指示仪表两部分组成。 ●测试方法及注意事项:

近代物理实验报告

近代物理实验报告 实验题目: 1 真空获得与真空测量 2 热蒸发法制备金属薄膜材料 3 磁控溅射法制备金属薄膜材料班级: 学号: 学生姓名: 实验教师: 2010-2011学年第1学期

实验1真空获得与真空测量 实验时间: 地点: 指导学生: 【摘要】本实验采用JCP-350C 型热蒸发/磁控溅射真空镀膜机,初步了解真空获得与测量的方法,熟悉使用镀膜机的机械泵和油扩散泵,能用测量真空的热偶真空计和电离真空计等实验仪器,掌握真空的获得和测量方法。 【关键词】镀膜机;机械泵;扩散泵;真空获得和测量 一、实验目的 1.1、学习并了解真空科学基础知识,学会掌握低、高真空获得和测量的原理及方法; 1.2、熟悉实验设备和仪器的使用。 二、实验仪器 JCP-350C 型热蒸发/磁控溅射真空镀膜机。 三、真空简介 3.1真空 “真空”这一术语译自拉丁文Vacuo ,其意义是虚无。其实真空应理解为气体较稀薄的空 间。在指定的空间内,低于一个大气压力的气体状态统称为真空。 3.2真空的等级 真空状态下气体稀薄程度称为真空度,通常用压力值表示。1958年,第一界国际技术 会议曾建议采用“托”(Torr)作为测量真空度的单位。国际单位制(SI)中规定压力的单位为帕(Pa)。我国采用SI 规定。 ● 1标准大气压(1atm)≈1.013×105Pa(帕) ● 1Torr≈1/760atm≈1mmHg ● 1Torr≈133Pa ● 我国真空区域划分为:粗真空、低真空、高真空、超高真空和极高真空。 ● 粗真空 Pa 35103331~100131???? ● 低真空 Pa 13103331~103331-???? ● 高真空 Pa 61 103331~103331--???? ● 超高真空 Pa 106103331~103331--???? ● 极高真空 Pa 10103331-??< 3.3获得真空的意义 获得真空不仅在科研、教学、工业以及人类生活中应用起到很大的作用,而且给人类的 整个社会文明的进步、财富创造以及科技创新都具有重大的意义。 3.4真空技术的应用 随着真空获得技术的发展,真空科学的应用领域很广,目前已经渗透到车辆、土木工程 呢、机械、包装、环境保护、医药及医疗机械、石油、化工、食品、光学、电气、电子、原

建筑物理实验报告.

建筑物理实验报告[建筑热工、建筑光学和建筑声学实验] XXX XXXX XXXXXXX

建筑物理实验报告 第一部分建筑热工学实验 (一)温度、相对湿度 1、实验原理: 通过实验了解室外热环境参数测定的基本内容;初步掌握常用仪器的性能和使用方法;明确各项测量的目的;进一步感受和了解室外气象参数对建筑热环境的影响。 2、实验设备:TESTO 175H1温湿度计 3、实验方法:` (1)在测定前10min左右,把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。 (2)若为手动通风干湿球温度计,用钥匙上紧上部的发条,并把它悬挂于测点。待3~4min,当温度计数值稳定后,即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时,视平线应与温度计水银面平齐。先读小数,后读整数。 (3)根据干湿球温度计的读数,获得测点空气温度。 (4)根据干、湿球温度计读数值查表,即可得到被测点空气的相对湿度。

4、实验结论和分析 室内温湿度 仪器:TESTO 175H1 位置湿度(%)温度(℃) 暖气上方A 24.5 17.5 桌面上方B 25.6 17.0 南边靠墙柜子C 25.5 16.8 室内门口处D 25.1 16.5 5.对测量结果进行思考和分析 根据测量的数据可以看出,室内各处的温度及湿度较为平均。暖气上方的区域温度较高而导致相对湿度较低。桌子由于靠近暖气,所以温度较高。柜子由于距离暖气较远,温度相对较低,较为接近室内的平均气温。门口处由于通风较好,温度较低,湿度相对较高。

(二)室内风向、风速 1、实验原理:QDF型热球式电风速计的头部有一直径约0.8mm的玻璃球,球内绕有镍镉丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的两端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍镉丝线圈时,玻璃球的温度升高,其升高的程度和气流速度有关。当流速大时,玻璃球温度升高的程度小;反之,则升高的程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势,经校正后用气流速度在电表上表示出来,就可用它直接来测量气流速度。 2、实验设备:TESTO 425 3、实验方法: (1)把仪器杆放直,测点朝上,滑套向下压紧,保证测头在零风速下校准仪器。 (2)把校正开关置于“满度”位置,慢慢调整“满度调节”旋钮,使电表指针在满刻度的位置。再把校正开关置于“零位”的位置,用“粗调”、“细调”两个旋钮,使电表指针在零点的位置。 (3)轻轻拉动滑套,使侧头露出相当长度,让侧头上的红点对准迎风面,待指针较稳定时,即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定,可读取中间示值。 (4)风向可采用放烟或悬挂丝的方法测定。

建筑物理实验指导书(电子版)

河南理工大学 建筑物理实验指导书 闫海燕职晓晓编 光 班级: 学号: 姓名: 建筑与艺术设计学院建筑物理实验室

2011年3月

目录 学生试验守则 (2) 第一篇建筑热工学实验 实验一室内外热环境参数的测定 (3) 实验二建筑日照实验 (5) 第二篇建筑光学实验 实验三照明模型试验 (7) 实验四天然采光模型试验 (9) 第三篇建筑声学实验 实验五驻波管法测定吸声材料的吸声系数 (12) 实验六环境噪声测量 (14)

建筑物理实验室学生实验守则 一、要按时进入实验室并签到,迟到15分钟禁止实验。 二、实验前必须认真预习实验指导书,写出预习报告(包括:实验题目、实验目的、实验原理和操作步骤),回答指导教师的提问,否则应重新预习,经指导教师认可后方能进行实验。 三、进入实验室后应保持安静,不得高声喧哗和打闹,不准穿拖鞋、短裤和背心,不准抽烟,不准随地吐痰和乱扔废物,保持实验室和仪器设备的整齐清洁。 四、做实验时要严格遵守实验室的各项规章制度和仪器设备操作规程,服从指导教师和实验技术人员的指导,按要求进行实验操作,如实记录实验中观察到的现象和结果,不得弄虚作假。 五、要爱护仪器设备及实验室内其它设施,节约使用材料。使用前要仔细检查仪器设备,认真填写使用情况登记表,发现问题应及时报告。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品,对不听劝阻造成仪器设备损坏者,按学院有关规定进行处理。 六、实验中要注意安全,避免发生人身事故,防止损坏仪器设备,若出现问题,应立即切断电源,保护现场,并迅速报告指导教师,待查明原因排除故障后方可继续实验。

七、实验结束后要如实填写“实验仪器设备使用记录”。经实验室工作人员检查仪器设备、工具、材料无误后方可离开,严禁擅自将实验室任何物品带走。 八、值日人员要认真打扫卫生,养成良好的卫生习惯。 九、学生应认真按时完成实验报告,对实验指导教师批发的报告要认真改正。实验报告交实验指导教师留存。 十、课外到实验室做实验,须经实验室主任同意。 十一、学生因病、事假缺实验者,可凭假条找任课教师补做实验。因旷课缺实验者,必须写出检查,经辅导员签字同意后,方可补做实验。 十二、学生未完成实验室安排的全部实验无权参加最后考试。 第一篇建筑热工学实验 实验一:室内外热环境参数的测定 指导老师:同组者姓名:实验日期:年月日一.实验目的: 二.实验设备 温湿度计 热舒适度仪 自动气象及生态环境监测系统

近代物理镀膜机实验报告

物理学本科专业近代物理实验报告 实验题目: 1 真空获得与真空测量 2 热蒸发法制备金属薄膜材料 3 磁控溅射法制备金属薄膜材料 班级:*** 学号:*** 学生姓名:*** 实验教师:*** 2014-2015学年第1学期

实验1真空获得与真空测量 地点:福煤实验楼D 栋405 【摘要】本文介绍了真空技术的有关知识,阐述了低真空和高真空的获得与测量方法。 【关键词】机械泵;扩散泵;真空技术;低真空;高真空;获得与测量 1.实验目的 (1)了解真空技术的基本知识。 (2)掌握真空获得和测量的方法。 (3)熟悉有关设备和仪器的使用方法。 2. 实验原理 2.1真空知识 2.1.1真空的概念及真空的区域划分 “真空”这一术语译自拉丁文Vacuo ,其意义是虚无。所谓真空,指的是压强比一个标准大气压更低的稀薄气体状态的空间。气体稀薄的程度称为真空度,通常用气体压强的大小来表示。气体越稀薄,气体压强越小,真空度越高;反之,则真空度越低。 1958年,第一界国际技术会议曾建议采用“托”(Torr )作为测量真空度的单位。国际单位制(SI)中规定压力的单位为帕(Pa )。我国采用SI 规定。 ● 1标准大气压(1atm)≈1.013×105Pa(帕) ● 1Torr≈1/760atm≈1mmHg ● 1Torr≈133Pa 我国真空区域划分为:粗真空、低真空、高真空、超高真空和极高真空。 ● 粗真空 Pa 3 5103331~100131???? ● 低真空 Pa 1 3 103331~103331-???? ● 高真空 Pa 61103331~103331--???? ● 超高真空 Pa 106 103331~10 3331--???? ● 极高真空 Pa 10 103331-??< 2.1.2真空技术的发展及应用 十九世纪初,利用低真空产生压力差的原理发明了真空提升、真空输送、吸尘、过滤、成形等技术。1879年爱迪生发明白炽灯,抽出灯泡中化学成份活泼的气体(氧、水蒸汽等),防止灯丝在高温下氧化.同年,克鲁克斯发明阴极射线管,第一次利用真空下气体分子平均自由程增大的物理特性.后来,在电子管、电视管、加速器、电子显微镜、镀膜、蒸馏等方面也都应用了这一特性.1893年发明杜瓦瓶,这是真空绝热的首次应用. 真空技术在二十世纪得到迅速发展,并有广泛的应用。二十世纪初,在真空获得和测量的设备方面取得进展,如旋转式机械泵,皮氏真空计,扩散泵,热阴极电离真空计的发明,为工业上应用高真空技术创造了条件.接着,油扩散泵,冷阴极电离真空计的出现使高真空

关于弹性与非弹性碰撞的物理实验报告

一,实验原理 如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零,则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒,即 (1) 实验中用两个质量分别为m1、m2的滑块来碰撞(图4.1.2-1),若忽略气流阻力,根据动量守恒有 (2) 对于完全弹性碰撞,要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器,我们可用钢圈作完全弹性碰撞器;对于完全非弹性碰撞,碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰;一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等,无论哪种碰撞面,必须保证是对心碰撞。 当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时,忽略气流阻力,且不受他任何水平方向外力的影响,因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。由于滑块作一维运动,式(2)中矢量v可改成标量,的方向由正负号决定,若与所选取的坐标轴方向相同则取正号,反之,则取负号。 1.完全弹性碰撞 完全弹性碰撞的标志是碰撞前后动量守恒,动能也守恒,即 (3)

(4) 由(3)、(4)两式可解得碰撞后的速度为 (5) (6) 如果v20=0,则有 (7) (8) 动量损失率为 (9) 能量损失率为 (10) 理论上,动量损失和能量损失都为零,但在实验中,由于空气阻力和气垫导轨本身的原因,不可能完全为零,但在一定误差范围内可认为是守恒的。 2.完全非弹性碰撞

碰撞后,二滑块粘在一起以10同一速度运动,即为完全非弹性碰撞。在完全非弹性碰撞中,系统动量守恒,动能不守恒。 (11) 在实验中,让v20=0,则有 (12) (13) 动量损失率 (14) 动能损失率 (15) 3.一般非弹性碰撞 一般情况下,碰撞后,一部分机械能将转变为其他形式的能量,机械能守恒在此情 况已不适用。牛顿总结实验结果并提出碰撞定律:碰撞后两物体的分离速度与碰撞前两物体的接近速度成正比,比值称为恢复系数,即 (16) 恢复系数e由碰撞物体的质料决定。E值由实验测定,一般情况下0

近代物理实验报告

近代物理实验报告

2019/8/9 18:29:00近代物理实验报告2 实验名称:铁磁共振 指导教师:鲍德松 专业:物理 班级:求是物理班1401 姓名:朱劲翔 学号:3140105747 实验日期:2016.10.19

实验目的: 1. 初步掌握用微波谐振腔方法观察铁磁共振现象。 2.掌握铁磁共振的基本原理和实验方法。 3.测量铁氧体材料的共振磁场r B ,共振线宽B ?,旋磁比γ以及g 因子和弛豫时间 τ。 实验原理: 根据磁学理论可知,物质的铁磁性主要来源于原子或离子的未满壳层中存在的非成对电子自旋磁矩。一块宏观的铁磁体包含有许多磁畴区域,在每一个区域中,自旋磁矩在交换作用的耦合下彼此平行排列,产生自发磁化,但各个磁畴之间的取向并不完全一致,只有在外磁场的作用下,铁磁体内部的所有自旋磁矩才保持同一方向,并围绕 着外磁场方向作进动。当铁磁物质同时受到两个相互垂直的磁场即恒磁场0B ρ 和微波磁 场1B ρ的作用后,磁矩的进动情况将发生重要的变化。一方面,恒磁场0B ρ 使铁磁场物质 被磁化到饱和状态,当磁矩M ρ 原来平衡方向与0B ρ有夹角θ时,0B ρ使磁矩绕它的方向作进动,频率为h B g B H μν=;另一方面,微波磁场1B ρ强迫进动的磁矩M ρ随着1B ρ的作用

而改变进动状态,M ρ 的进动频率再不是H ν了,而是以某一频率绕着恒磁场0B ρ作进动,同时由于进动过程中,磁矩受到阻尼作用,进动振幅逐渐衰减,如图(8—1)所示,微波磁场对进动的磁矩起到不断的补充能量的作用。当维持微波磁场作用时,且微波 频率ν=H ν时,耦合到M ρ的能量刚好与M ρ 进动时受到阻尼消耗的能量平衡时,磁矩就维持稳定的进动,如图(8—2)所示。铁磁共振的原理图如图(8—3)所示。 在恒磁场0B ρ(即0H ρ )和微波磁场1B ρ(即h ρ)的作用下,其进动方程可写为: dt M d ρ = -γ(M ρ×H ρ)+ T ρ (8-1) 上式中e m e g 2=γ为旋磁比,g 为朗德因子,B ρ(即H ρ)为恒磁场0B ρ(即0H ρ)和微波 磁场1B ρ(即h ρ)合成的总磁场,T ρ 为阻尼力矩,此系统从微波磁场1B ρ中所吸收的全部 能量,恰好补充铁磁样品通过某机制所损耗的能量。阻尼的大小还意味着进动角度θ减少的快慢,θ减少得快,趋于平衡态的时间就短,反之亦然。因此这种阻尼可用弛豫时间τ来表示,τ的定义是进动振幅减小到原来最大振幅的e 1所需要的时间。 图(8—1)进动振幅逐渐衰减 图(8—2)微波磁场作用抵消阻尼,趋于平衡

建筑物理实验报告二2015年秋季学期

建筑物理实验报告 班级: 学号: 2013102222 姓名:胡金鸿 组别: 8 三峡大学土木与建筑学院 建筑物理实验室

目录 一、说明 二、实验项目 实验[一] 玻璃透射系数测定实验 实验[二] 地面反射系数测定实验 实验[三] 房间模型采光系数的测定实验实验[四] 室内照明效果实测实验

说明 一、按照《建筑物理实验课教学大纲》的要求,结合《建筑物理》教材内容,安排六项实验:玻璃透射系数测定;地面反射系数测定;房间模型采光系数的测定;室内照明效果实测;教室亮度分布情况测定;混响时间的测定。要求学生以小组形式独立完成以上全部实验项目,以此作为学生考核的依据,成绩以10分制,计入建筑物理理论课成绩,未完成实验项目达三分之一者,不得参加建筑物理理论课考试。 二、通过实验,要求学生掌握建筑物理声、光学相关实验的原理、目的、实验方法和数据处理方法,从而加深对相关建筑物理学参数的理解。 三、实验课前,要求学生预习教材及作业指导书的相关内容。在教师指导下进行实验,实验完成后完成实验报告。 四、在实验室内,学生须遵守相关实验室规则。爱护仪器,使用后须由组长归还到教师处,经教师检查合格后方能离开实验室,若有损坏、丢失应酌情赔偿。

实验一玻璃透射系数测定实验 实验日期2015 年 11月2日 1、实验原理 当光线从玻璃的一侧入射,经玻璃透射后,入射光线与透射光线的光通量必然有所改变,这个改变值的大小表征了该玻璃的透射能力的大小。我们把透射光线的光通值与入射光线的光通值的比值称为该玻璃的透射系数。在实际测试中,我们通常用入射光线在玻璃一侧形成的照度值与该玻璃的另一侧透射光线形成的照度值的比值作为该玻璃的透射系数。 2、实验目的 通过本试验,要求学生对透射系数概念有一个明晰的理解并能对其形成理性概念,同时能够明白透射系数和玻璃本身之间的关系,理清照度和光通之间的内在联系;并进一步了解照度计的使用方法和工作原理。 3、实验设备 照度计1台,直尺 4、实验方法及步骤 (1)、选择测量点:选择一块被测玻璃,标明待测点的具体位置。每片玻璃测点数量不得少于3个。 (2)、测量点编号:将所选的测点进行编号,以便以后处理。 (3)、将待测玻璃放置于有直射光线的地方,为了保持测量过程中的入射光线的稳定性,最好选择扩散光线作为光源。亦可以选择在全云天进行,如果以上条件不能满足,也可以在人工照明的环境下进行,要求房间里要有较好的开窗条件,以满足光线的方向性。 (4)、将照度计的采光传感器置于所选择的某一测点的入射光线的一侧,待读数稳定后读出入射光线所形成的照度值。 (5)、将照度计的观光传感器紧贴该测点的另一侧,如图所示,待读数稳定后读出照度计所显示的读数。

弹性碰撞和非弹性碰撞

【本讲教育信息】 一、教学内容: 1、弹性碰撞与非弹性碰撞 2、反冲运动与火箭 3、用动量概念表示牛顿第二定律 二、知识归纳、总结: (一)弹性碰撞与非弹性碰撞 1、碰撞 碰撞就是指相对运动得物体相遇时,在极短得时间内它们得运动状态发生显著变化得过程。 2、碰撞得分类(按机械能就是否损失分类) (1)弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能守恒,即为弹性碰撞。 (2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒得碰撞。 3、碰撞模型 相互作用得两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理,那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题,求解得关键都就是“速度相等”,具体分析如下: (1)如图所示,光滑水平面上得A物体以速度v去撞击静止得B物体,A、B两物体相距最近时,两物体速度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大。 (2)如图所示,物体A以速度v0滑到静止在光滑水平面上得小车B上,当A在B上滑行得距离最远时,A、B相对静止,A、B两物体得速度必定相等。 (3)如图所示,质量为M得滑块静止在光滑水平面上,滑块得光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m得小球以速度v0向滑块滚来,设小球不能越过滑块,则小球到达滑块上得最高点时(即小球竖直方向上得速度为零),两物体得速度肯定相等(方向为水平向右)。 (二)对心碰撞与非对心碰撞 1、对心碰撞 碰撞前后物体得速度都在同一条直线上得碰撞,又称正碰。 2、非对心碰撞 碰撞前后物体得速度不在同一条直线上得碰撞。 3、散射 指微观粒子得碰撞。 (三)反冲 反冲运动 (1)定义:原来静止得系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向得运动,就叫做反冲运动。 (2)原理:反冲运动得基本原理仍然就是动量守恒定律,当系统所受得外力之与为零或外力远远小于内力时,系统得总量守恒,这时,如果系统得一部分获得了某一方向得动量,系统得剩余部分就会在这一方向得相反方向上获得同样大小得动量。 (3)公式:若系统得初始动量为零,则动量守恒定律形式变为: 0=m1v1'+m2v2'、 此式表明,做反冲运动得两部分,它们得动量大小相等,方向相反,而它们得速率则与质量成反比。 (4)应用:反冲运动有利也有害,有利得一面我们可以应用,比如农田、园林得喷灌装置、旋转反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走等等。反冲运动不利得一面则需要尽力去排除,比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性得影响等。 (四)火箭 1、火箭:现代火箭就是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用向前推进得飞行器。 2、火箭得工作原理:动量守恒定律 当火箭推进剂燃烧时,从尾部喷出得气体具有很大得动量,根据动量守恒定律,火箭获得大小相等、方向相反得动量,因而发生连续得反冲现象,随着推进剂得消耗。火箭得质量逐渐减小,加速度不断增大,当推进剂燃尽时,火箭即以获得得速度沿着预定得空间轨道飞行。 3、火箭飞行能达到得最大飞行速度,主要决定于两个因素:

变温霍尔效应近代物理实验报告_

变温霍尔效应 摘要:本实验采用范德堡测试方法,利用由控温仪、恒温器、电磁铁、恒流电源、电输运性质测试仪和装在恒温器内指上的锑化铟,碲镉汞单晶样品等组成的VTHM —1型变温霍尔效应仪首先测量室温条件下的电流和磁场不同方向的霍尔电压,又通过控温的方式测量了碲镉汞单晶样品的霍尔系数,得到并分析了实验与理论对比的T R H /1ln -曲线. 关键词:霍尔效应 半导体 载流子 霍尔系数 一:引言 对通电的导体或半导体施加一与电流方向垂直的磁场,则在垂直于电流和磁场方向上有一横向电位差出现,这个现象于1879年为物理学家霍尔所发现,故称为霍尔效应。在20世纪的前半个世纪,霍尔系数及电阻率的测量一直推动着固体导电理论的发展,特别是在半导体纯度以及杂质种类的一种有力手段,也可用于研究半导体材料电输运特征,至今仍然是半导体材料研制工作中必不可少的一种常备测试手法。在本实验中,采用范德堡测试方法,测量样品霍尔系数随温度的变化。 二:实验原理 2.1 半导体内的载流子 半导体内载流子的产生有两种不同的机制:本征激发和杂质电离 2.1.1本征激发 在一定温度下半导体产生自由电子和空穴,半导体内的两种载流子:自由电子和空穴的产生过程叫做本征激发,与导带和价带有效能级密度,导带底和价带顶的能量温度等有关,确切地说与禁带宽度和温度以及波尔兹曼常数有关。 2.1.2杂质电离 绝大部分的重要半导体材料都含有一定量的浅杂质,它们在常温下的导电性质,主要由浅杂质决定。从能带角度来看,就是价带中的电子激发到禁带中的杂质能级上,使硼原子电离成硼离子,而在价带中留下空穴,参与导电,这种过程称为杂质电离。由受主杂质电离提供空穴导电的半导体叫做P 型半导体,由施主杂质电离提供电子导电的半导体叫做N 型半导体。 2.2 载流子的电导率 p n pq nq μμσ+= 2-2-1

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