实验2、导热体热导率的测定
【实验仪器】
导热系数实验仪(含散热盘)、XD-TC导热系数测定仪、待测样品、测温仪、热电偶及其连线、水准仪(从老师处取)和游标卡尺(从老师处取)
【实验内容】
本实验要求测量一个不良导热体的热导率,此不良导热体为黄色圆柱形橡胶材料制成的样品。实验时,此物作为被测试件放置在加热盘和散热盘之间。
【注意事项】
1. 散热盘的背面有一个较浅的圆槽,安放时,三个螺丝尖部应置于槽内; 2. 取、放散热盘时应注意轻拿轻放,避免将散热盘掉在地上摔坏; 3. 加热盘在实验过程中温度较高,移动、触摸时应注意安全;
4. 在移动加热盘时,应先切断加热电压后再移动加热盘(”加热电压”按钮为红色,灯灭表示停止加热,加热盘断电);
5. 安插热电偶时,应将热电偶插入到底,切勿弯折导线;
6. 若散热盘已经被加热但实验失败,需要重做时,须将取下,放在仪器底板上(不是放在桌子上),几分钟后,散热盘的热量被底板吸收后方可重做试验。
【实验步骤】
1. 理解实验原理,观察实验仪器和控制仪,了解仪器各部件名称、作用方式和功能,以及测定仪控制面板上各按键的功能;
2. 先用水准仪(可向老师借取)通过三个调平螺丝调整底板和散热盘的水平(水泡居中);调平螺丝上设有锁紧螺母,调平后应锁紧定位;
3. 将被测试件放置在散热盘的上面,将加热盘自由落放在被测试件上,保证被测试件与散热盘和加热盘的良好接触;
4. 调节控制仪器面板上“电压”设置加热电压值为交流80伏,按下红色按键“电压输出”,红灯亮,此时电压输出为80伏;
5. “稳恒态”的确认:加热约5分钟后,开始测试并记录被测试件上、下表
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面的温度(通过控制面板上“选择”按键进行上、下表面温度测量的切换;测温仪使用摄氏温度,精度为0.10C),填入相应表中,并计算出上、下表面的温差?T,随后,每隔2分钟测试记录一次,加热时间超过一小时后,若连续三次测量的温差?T值保持不变,则认为被测试件处于稳恒态; 6. “散热速率”的测量:在测量完被测试件的上、下表面温差?T后,切断加热电压,停止加热,升起加热盘,取下被测试件,将加热盘下降至散热盘上,对散热盘进行加热,等待散热盘温度上升3~50C;移开加热盘,每隔10秒钟记录一次散热盘的温度,直到散热盘温度低于平衡点(稳恒态中的任一温度)温度2~30C时测量结束,将记录值填入表中。取平衡点前、后各10组数据计算散热速率,注意单位。
7. 实验完毕后,将仪器、桌面收拾整理干净,电源关掉,然后进行数据处理,若发现仪器缺失,要追究学生责任。
【实验报告要求】
1. 将测量数据整理后列表于实验报告中数据处理处(共2个表格),注意:单位、物理量和待测样品质量m = 250.0g;
2. 将稳恒态温度、散热速率?T/?t和热导率λ计算出,列出所用公式,注意:单位、有效数字。
加热电压 指示电表 时 时 分 分 秒 秒 时钟设置 清零 电压输出指示灯 测温 电压 切换 测温度 上温度 下温度 电源开关 - 5 -
实验3、示波器测超声波声速
【实验目的】
了解换能器工作原理;学会用驻波法和相位比较法测量声速。
【实验器材】
示波器,信号发生器,超声波声速测定装置和温度计等。
【实验内容】
1. 测定换能器的谐振频率f0;
2. 用驻波法测量li,li+5 共十组数据, 用逐差法处理并计算声速; 3. 用相位比较法测量li,li+5共十组数据,用逐差法处理并计算声速; 4. 计算理想气体的声速。
【注意事项】
切勿使信号源输入端短路;禁止无目的地乱拧仪器旋钮。
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实验4 光速测量实验
一、 实验步骤及内容
1. 回忆和熟悉示波器面板上各按键和旋钮的作用,以及它们的操作方法; 2. 调整光路,使光路处于正确的工作状态,使示波器屏幕上显示的波形清晰; 3. 连接测频计,用测频计正确把调制波频率读出;
4. 调节示波器,使示波器屏幕上显示的波形个数尽量在1个一下,甚至在半个左右,然后完成定标工作(即确定示波器上一小格代表的位相值);
5. 等距离测?法(自行设计表格):移动棱镜小车,在导轨上取10个等间隔点(见图6.4.10),它们的坐标分别为x0 = 10cm,x1 = x0 +5,?x10= x9 + 5,x1―x0 =
D1,?x10 ― x0 = D10,由示波器依次读取与距离D1,D2,?D10相对应的相移量?1,?2,??10。Di与?i间有:?i2??2Di????2??2Di?i,求得? 的
平均值后,利用??f得到光速c; 注意:操作时移动棱镜小车要快、准,如果两次x0位置时的相位读数值差0.1以上,需重测;
6. 等相位测?法(自行设计表格):在示波器的x方向上从左到右每隔2个小格取一个相位点,共取9个相位点,分别为?1,?2,??9。在导轨上取x0 = 10cm作为起始点,并在示波器上找出信号相位波形上一特征点作为相位差0位,拉动棱镜至第一个相位点时停,迅速读取此时的距离值作为x1,依次读取与相移量
???1,?2,??9相对应的距离D1,D2,?D9,由??2??2Di?i,求得?(求平
均值)后,利用??f得到光速c; 注意:操作时移动棱镜小车要快、准,如果两次相位差0位时的距离读数值误差超过1mm以上,需重测; 7. 处理数据,将测量得到的光速值与理论值之间求相对误差。
?二、 实验报告的要求
1. 实验目的:
2. 实验仪器:要求给出所用仪器的型号;
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