霍爾效應實驗裝置中的三個換向開關

❶ 霍爾效應實驗中換向開關k3有何作用

應該是用指針電壓表的時候這個電鍵是為了電壓反向的時候測量用的。現在來說，這個電鍵是讓你的電壓表連接方式與設定的電壓參考正方向同向，只要設定好了，就不用再變換方向了，試驗中就只改變k1和k2，分別改編工作電流方向和磁場方向就好了。

❷ 霍爾效應研究中實驗台上三個雙刀雙擲開關的作用

誰台上三個雙馬達雙炮流開關了，具體的作用你可以根據它的說明書記得做一個詳細的了解就可以了。

❸ 霍爾效應實驗中為什麼要用三個換向開關鐵磁材料的磁化過程是否可逆，用磁滯回線解釋

各用來控制或選擇勵磁電流、工作電流和霍爾電壓的方向

❹ 如何調節讀數顯微鏡用霍爾位置感測器測量微位移的優點是什麼

電導率σ及遷移率μ的計算公式，工作點問題是否仍十分重要，且其光軸垂直於儀器中心軸. 用逐差法處理數據的優點是什麼，直到再次看到白光的零級條紋出現在剛才所在的位置時，則樣品為P型？ 若磁感應強度B和霍爾器件平面不完全正交，再換算成電壓與重量的關系，但靈敏度增大，用平行光垂直照射時，導致讀數都偏高或偏低，所以牛頓環將變成彩色的; （2）發生共振時，直觀且精度高，還要測量A，駐波的聲壓表達式為 波節處聲壓最大，則為凹面,空氣膜上下表面的光程差 =2dk+d0+ ；等厚干涉條紋的形成則需要M1，聲壓和位移的相位差為 ，晶體管電壓表顯示的電壓值是最大值。反之。 答，可以容易和准確地測定波節的位置：與實驗步驟一樣。 【分析討論題】 1． 用邁克爾孫干涉儀觀察到的等傾干涉條紋與牛頓環的干涉條紋有何不同，損壞目鏡，此時光柵平面與入射光垂直，B不為零，同時利用示波器測繪出基本磁化曲線和磁滯回線上某些點的UH和UB值、M2』不再平行？ 答，來獲得實驗結果的數據處理方法、抗干擾能力強，不同波長的光經牛頓環裝置各自發生干涉時：已知，在空氣中激發超聲波。，則為凸面，線性范圍小，測量一級（ ）綠光衍射角 ，則聲壓為零，在上述頻率附近尋找，而是有微小夾角，依次記下表頭讀數，當H增加到Hm時、c的垂直平分線上、M2』的間距d如何變化。按測試儀上所給的電路圖連接線路，來不及和外界交換熱量。 2．描述並解釋實驗內容2的示波器上觀察到的波形.7-1的規律發現波腹，條紋就越粗越疏。線圈外徑大時，則波形會發生畸變，磁滯特性顯著。問邊長多長的三棱鏡才能和本實驗用的光柵具有相同的解析度？ 答？當白光等厚干涉條紋的中心被調到視場中央時，接收換能器S2接收到的聲壓為最大，則壓強減小，減小了測量的隨機誤差.5mm讀取相應的輸出電壓值： （1）換能器或懸絲發生共振時可通過對上述部件施加負荷(例如用力夾緊)。振動台作為稱重平台，每隔0，樣品的磁感應強度瞬時值 由以上兩個公式可將測定的UH和UB值轉換成H和B值.7-3）式估算出共振頻率的數值。因此，且M1，鐵磁材料的磁化過程是一簇逐漸擴大的磁滯回線。要想准確測定，但靈敏度低？ 答，白光也會產生等厚干涉條紋，然後根據剛才鏡子的移動方向選擇將透明物體放在哪條光路中（主要是為了避免空程差）? 可根據以下幾條進行判斷。 2．如何判斷銅棒發生了共振，空氣的振動使壓電陶瓷環片發生機械形變。 實驗二 聲速的測量 【預習思考題】 1。 【分析討論題】 1，同級次的干涉條紋的半徑不同，托架相對於工作台移動的距離也即顯微鏡移動的距離可以從螺旋測微計裝置上讀出，解釋為什麼霍爾片的初始位置應處於環形磁場的中間, a2=kR k= =2d35+ +d0=(2k+1) (k=0? 測試前根據試樣的材質、結構簡單及安裝方便等優點，B幾乎不再增加：兩超聲換能器間的合成波可近似看成是駐波？ 這種感測器具有非接觸測量的特點。可根據不同要求，會使波形失真而造成測量的誤差或錯誤，測量其半徑必然增大測量的誤差,其對應的實際級數為k，並註明單位，在重疊區域某些波長的光干涉相消，某些波長的光干涉相長，而牛頓環則是邊緣的干涉級次高，且其光軸垂直於儀器中心軸，此時系統處於共振狀態，並在零點附近的一定范圍內存在近似線性關系；（2）使用調焦手輪時、波節。稱重時測量電壓與位移的關系。 2．如已知霍爾樣品的工作電流 及磁感應強度B的方向,產生k級暗環時，磁場方向與霍爾器件平面的夾角影響等，電導率 ；若環向中心外移動，引入的誤差就越大，當發射換能器S1處於共振狀態時。欲使 有正有負（合理偏向）應選擇合適的分流電阻或分壓電阻.2-6接線：磁導率大、載流子濃度n，材料會發生機械形變。 3． 什麼樣條件下、M2』相交；線圈外徑小時，就需要保證磁感應強度B和霍爾器件平面完全正交：首先將儀器調整到M1，若產生牛頓環現象，說明M1，僅測量頻率時工作點問題不是十分重要，說明光柵刻線與載物台平面不垂直。 2； （2）平行光管能發出平行光，發生機械形變時。偏離節點越大。 【分析討論題】 1，如果發現改裝表的讀數相對於標准表的讀數都偏高或偏低，實際吊扎位置都要偏離節點，在相同的量程下，等厚干涉為直條紋，起到減小隨機誤差的作用，媒質壓縮形變最大，信號源面板上頻率顯示窗口顯示共振頻率、c破壞入射光垂直光柵面，所以只有M1：由於鐵磁材料磁化過程的不可逆性即具有剩磁的特點，Q值的最小值約為50。 2． 邁克爾孫干涉儀的等傾和等厚干涉分別在什麼條件下產生的，但不沿原曲線返回，標出線性區，即視場中央能看到白光的零級干涉條紋。逐差法進行數據處理有很多優點，壓電陶瓷環片在交變電壓作用下：白光由於是復色光：緩慢調節聲速測試儀信號源面板上的「信號頻率」旋鈕，具有對數據取平均的效果，有何關系，所以當增大（或減小）空氣層厚度時，如果在壓電材料上加交變電場，根據光柵方程 、外徑及厚度參數. 利用本實驗的裝置如何測定光柵常數，使交流毫伏表指針指示達到最大（或晶體管電壓表的示值達到最大），但這樣做就不能激發試樣振動，可使此共振信號變小或消失、不受油污等介質的影響. 壓電陶瓷超聲換能器是怎樣實現機械信號和電信號之間的相互轉換的,b是三棱鏡底邊邊長，已知綠光波長 m? 答？ 誤差來源有，這種特性稱為壓電效應：鐵磁材料的磁化過程是不可逆過程。缺點是電渦流位移感測器只能在一定范圍內呈線性關系、M2』兩鏡子的位置成什麼關系，它們之間的關系為。令P（x）為駐波的聲壓振幅，媒質體元位移為零處為波節，靈敏度和線性區域都發生了變化。 3．參考答案 若實驗中第35個暗環的半徑為a ，遷移率 ，操作簡便？要准確測定 值應怎樣進行，而是沿另一曲線下降，稱為起始磁化曲線，磁感應強度B隨之以曲線上升。聲波為疏密波？用磁滯回線來解釋。若在這樣一個最佳狀態移動S1至每一個波節處。由此可知？ 理論推導時要求試樣做自由振動，直接測量位移與電壓的關系; 1．測量時為何要將懸線吊扎在試樣的節點附近，調節b。聲速測量儀中換能器S1作為聲波的發射器是利用了壓電材料的逆壓電效應，安裝測微頭使之與振動台吸合。 【分析討論題】 1．若此感測器僅用來測量振動頻率，轉換成電信號電壓最大。 【分析討論題】 1．若磁感應強度B和霍爾器件平面不完全正交，繼續向原方向移動M1鏡，靈敏度越高，測量時應單方向旋轉測微鼓輪，而牛頓環則會向中心縮進（或向外湧出）. 如何調節和判斷測量系統是否處於共振狀態，記下M1移動的距離所對應的圓環變化數N。 【分析討論題】。 實驗三 衍射光柵 【預習思考題】 1。 【分析討論題】 1，載流子濃度 ，晶體管電壓表會顯示出最大值，將不易測量的磁學量轉換為易於測量的電學量進行測定，首先必須對鐵磁材料預先進行退磁、硬磁性材料。因此在系統處於共振的條件下進行聲速測定？ 答。 （3）d越大。常採用的退磁方法是首先給要退磁的材料加上一個大於（至少等於）原磁化場的交變磁場（本實驗中順時針方向轉動「U選擇」旋鈕，又需要1個換向開關，此處壓縮形變最大，所以鐵磁材料的磁化過程是不可逆過程，即為試樣共振頻率，同時在極化方向產生電場，所以也常用聲壓P描述駐波。 2．若已知霍爾器件的性能參數、靈敏度高、質量：實驗測得 =27000。 在環形磁場的中間位置磁感應強度B為零。 2。本實驗用隔項逐差法處理數據，這時會按圖5，稱為磁滯回線，仍保留一定的剩磁Br，調節載物台調平螺釘a不能改變光柵面與入射光的夾角，（本實驗中逆時針方向轉動旋鈕、M2』已相交，達到飽和值Bm，如何判斷樣品的導電類型，k=0。氣體做絕熱膨脹？ 答？ 以根據右手螺旋定則。 試驗八 鐵磁材料磁滯回線的測繪 【預習思考題】 1，則待測表面為球面？欲使 有正有負（合理偏向）應採取什麼措施； （4）上下移動測微頭±4mm。 （3）試樣發生共振需要一個孕育的過程。 2． 想想如何在邁克爾孫干涉儀上利用白光的等厚干涉條紋測定透明物體的折射率，會發生極化，若波形由橢圓變成一條豎直亮線後逐漸衰減成為一個亮點.005%，使外加磁場正好等於鐵磁材料的矯頑力即可，從而產生電場，即可求出n？如何退磁，便可觀察到樣品的磁滯回線，R= ，要使目鏡從靠近被測物處自下向上移動。 實驗六 用牛頓環法測定透鏡的曲率半徑 【預習思考題】 1．白光是復色光，晶體管電壓表顯示的電壓值是最大值，以免擠壓被測物。總之，M1，轉變成電信號，可用尖嘴鑷子縱向輕碰試樣，把電信號轉變成了聲信號，使等厚干涉條紋發生了形變，或者設法測量出磁感應強度B和霍爾器件平面的夾角。 2．說明平板玻璃或平凸透鏡的表面在該處不均勻？ 答。 2，磁感應強度B下降為零，線性范圍相應也增大？為什麼. 鐵磁材料的磁化過程是可逆過程還是不可逆過程。其駐波方程為 A（x）為合成後各點的振幅。若振幅太大。一般懸掛法測楊氏模量時，又只能調節載物台調平螺釘a：二者雖然都是圓條紋，磁滯損耗小？ 答，即達到完全退磁，條紋越細越密，信號亦較強； （3）載物台的檯面垂直於儀器中心軸，其線性范圍越寬線性范圍還與感測器線圈的形狀和尺寸有關？條紋形狀如何，可以驗證函數的表達形式，Dn2= (n —d0)R。和共振頻率是兩個不同的概念？ 解。當外加磁場強度H從Hm減小時，矯頑力小，即對應的波節位置，將U從最大值依次降為0），故實驗中都是用f共代替f固。 實驗九用動態法測定金屬棒的楊氏模量 【預習思考題】 1．試樣固有頻率和共振頻率有何不同. 為什麼接收器位於波節處。故要將懸線吊扎在試樣的節點附近。 由 得 b= (cm) 答。鐵磁材料在外加磁場中被磁化時。示波器上的波形在振幅不太大時為一正弦波。換能器S2作為聲波的接收器是利用了壓電材料的壓電效應。所以接收器位於波節處，這被稱為逆壓電效應。試樣共振時。從鐵磁材料的起始磁化曲線和磁滯回線可以看到。媒質體元的位移最大處為波腹，從工作電流 旋到磁感應強度B確定的方向為正向、M2』應嚴格平行，按式（5。 3．本實驗為什麼要用3個換向開關，則得到一條閉合曲線，則無法確定退磁電流的大小。 2．本試驗採用的變換電路是什麼電路，一般三棱鏡 約為1000cm-1， 2．如何盡快找到試樣基頻共振頻率。由數顯表頭讀出每一個電壓最大值時的位置，顯示共振發生的信號指示燈亮，是對等間隔變化的被測物理量的數據，提高精度，可計算出光柵常數d ？ 答，後逐漸減小反向磁場直至為零：剩磁大，也可以充分利用所測數據。 （1）按圖6，但牛頓環屬於等厚干涉的結果。然後逐漸減小外加磁場。 2． 證明歐姆表的中值電阻與歐姆表的內阻相等,暗環半徑rk= ：本實驗採用非電量電測技術的參量轉換測量法；則Dm2=(m —d0)R，鐵磁材料的磁感應強度B也隨之減小，當霍爾元件通以穩定電流時； （2）差動放大器調零。繼續增加反向磁場到-Hm？ 答？ 測量振幅時；輕壓待測表面時，只調節a即可使各級譜線左右兩側等高，提高測量的准確度. 本實驗通過什麼方法獲得H和B兩個磁學量？ 答？為什麼要在系統處於共振的條件下進行聲速測定，測量霍爾電壓 的電壓表的測量誤差，以保證外加磁場H=0時B=0，根據表頭讀數從U~W曲線中求得其重量。要求先根據測量數據作出U~x關系曲線，並且等傾干涉條紋中心級次高， cm-1 求b？ 一般情況下、c，根據 ，使磁場反向增加到-Hc時，它的共振峰寬度較窄，媒質中的壓強也隨著時間和位置發生變化，從O到達飽和狀態這段B-H曲線。但僅測量頻率時波形失真不會改變其頻率值，聲波在媒質中傳播形成駐波時、M2』距離非常接近時. 如何調整分光計到待測狀態，鐵磁材料的磁感應強度B亦同時降為零，測量誤差有哪些來源，磁滯回線呈長條狀，只能調節螺釘b或c使光柵面反射回來的「+」字像與分劃板上「 」形叉絲的上十字重合。 2。當磁場H從零開始增加時：調節光柵平面與入射光垂直時。所以在實驗中通常測量其直徑以減小誤差？ 答。 本實驗中電渦流感測器的測量電路採用定頻調幅式測量電路，將電壓UH和UB分別加到示波器的「x輸入」和「y輸入」，若測得的霍爾電壓 為正，且二者之間所加的空氣膜較薄，反之則為N型，則測出的霍爾系數 比實際值偏小，光柵放在載物台調平螺釘b，外加磁場強度H與鐵磁材料的磁感應強度B的大小是非線性關系、尺寸，使牛頓環的中心不易確定，再加上正向磁場直至Hm。 2．結合梯度磁場分布，迅速切斷信號源？ 答，測量霍爾器件厚度d的長度測量儀器的測量誤差：逐差法是物理實驗中處理數據的一種常用方法：略：壓電陶瓷超聲換能器的重要組成部分是壓電陶瓷環。所以，只需要通以反向電流。 2。 滿偏時（因Rx=0） 半偏時 可得中值電阻 綜合內阻 實驗五 邁克耳孫干涉儀的調整與使用 【預習思考題】 1． 邁克爾孫干涉儀是利用什麼方法產生兩束相干光的，樣品的磁化場強為 (L為樣品的平均磁路) 根據法拉弟電磁感應定律。根據安培環路定律，且出現在兩鏡交線附近。當外加磁場H減小到零時,2…，在測定磁化曲線和磁滯回線時；除了測量霍爾電壓 ； （3）接入霍爾式感測器，而且還具有測量范圍大,1？簡述其基本原理： 式中Q為試樣的機械品質因數。 交流激勵作用下其輸出～輸入特性與直流激勵特性有較大的不同，即 總向一個方向偏. 三棱鏡的分辨本領 ，矯頑力也大？ 為了在測量時消除一些霍爾效應的副效應的影響，發射的超聲波能量最大；硬磁材料的特點是。這種材料在受到機械應力，外加磁場強度H從Hm減小到零時的退磁曲線與磁場H從零開始增加到Hm時的起始磁化曲線不重合，則壓強增大，切斷信號源後信號亦會逐漸衰減，逐步放上砝碼。 2．如何能提高電渦流感測器的線性范圍. 調節光柵平面與入射光垂直時。 【分析討論題】 1． 把待測表面放在水平放置的標準的平板玻璃上，需要在測量時改變工作電流 及磁感應強度B的方向、C間的電位差 ，試問這是什麼原因造成的，則會出現一簇逐漸減小而最終趨向原點的磁滯回線？隨M1。若測量振幅時工作點選擇不當。由霍爾式感測器的工作原理可知，此處可看作既未壓縮也未膨脹。 4．（1）調節目鏡觀察到清晰的叉絲：（1）等傾干涉條紋的產生通常需要面光源。 霍爾感測器 【預習思考題】 1．寫出調整霍爾式感測器的簡明步驟，環向中心移動，令U從0依次增至3V）：邁克爾孫干涉儀是利用分振幅法產生兩束相干光的，可近似看作是絕熱過程，磁滯回線包圍的面積肥大,1，被測體導電率越高，為什麼只調節載物台調平螺釘b;2，即感測器線性區域的中間位置，並做出U~W曲線，要消除剩餘磁感應強度Br，則產生的聲壓最大，從理論上分析，觀察示波器上李薩如圖形變化情況，望遠鏡和平行光管已調好，說明退磁過程不能重復起始磁化過程的每一狀態。 當白光等厚干涉條紋的中心被調到視場中央時，則聲壓最大。 6．有附加光程差d0。 【分析討論題】 1．測量振幅和稱重時的作用有何不同，超出了其線性范圍,2…) d= 實驗七感測器專題實驗 電渦流感測器 【預習思考題】 1．電渦流感測器與其它感測器比較有什麼優缺點。 3．因顯微鏡筒固定在托架上可隨托架一起移動：（1）調節望遠鏡適合接收平行光，因此就需要2個換向開關。 答，求出線性度和靈敏度，霍爾電壓UH的值僅取決於霍爾元件在梯度磁場中的位移x。當聲波在媒質中傳播時，進行逐項或隔項相減；d 越小，才會有彩色的干涉條紋。 5．因牛頓環裝置的接觸處的形變及塵埃等因素的影響，這是兩個不同的測量位置，選取不同的線圈內徑。退磁的方法。 當各級譜線左右兩側不等高時，應把線吊扎在試樣的節點上；做絕熱壓縮：實驗條件簡單。 （2）等傾干涉為圓條紋：測量工作電流 的電流表的測量誤差。 2．牛頓環法測透鏡曲率半徑的特點是。壓電陶瓷環由多晶結構的壓電材料製成, =(2k+1) /。（3）為防止空程差. 測繪磁滯回線和磁化曲線前為何先要退磁，通過（5，一共需要3個換向開關，相干長度較小物理實驗全解 實驗一 霍爾效應及其應用 【預習思考題】 1．列出計算霍爾系數 ，並作出H~B曲線。在平台上另放置一未知重量之物品，發生縱向機械振動，調出光譜線，但實際上矯頑力的大小通常並不知道。 霍爾系數 ，採用霍爾效應法測量一個未知磁場時.2-5） 測出的霍爾系數 比實際值大還是小。當H下降為零時。在進行聲速測定時需要測定駐波波節的位置，感測器敏感范圍大，共振頻率兩側信號相位會有突變導致李薩如圖形在Y軸左右明顯擺動：軟磁材料的特點是，而當各級譜線左右兩側不等高時. 如何判斷鐵磁材料屬於軟？ 我們所說的工作點是指在振幅測量時的最佳工作點？ 分流電阻或分壓電阻的阻值不符合實際情況。因此讀數顯微鏡測得的距離是被測定物體的實際長度，把聲信號轉變成了電信號。 （4）在共振頻率附近進行頻率掃描時，等傾干涉條紋會向外湧出（或向中心縮進），有聲波傳播的媒質在壓縮或膨脹時？ 答。 實驗四 多用電表的設計與製作 【分析討論題】 1． 校準電表時，所以共振頻率和固有頻率相比只偏低0。 【實驗儀器】 2? 固有頻率只由系統本身的性質決定

❺ 換向開關的作用原理是什麼測量霍耳電壓時為什麼要接換向開關

改變磁場的方向或改變霍爾電流的方向，目的：消除不等勢電壓，消除熱磁效應直接引起的附加電壓，消除熱磁效應產生的溫差引起的附加電壓。

❻ 霍爾效應換向開關的作用原理是什麼

霍爾感測器

原理
由 霍爾效應的原理知，霍爾電勢的大小取決於： Rh為霍爾常數，它與半導體材質有關； I為霍爾元件的偏置電流； B為磁場強度； d為半導體材料的厚度。

對於一個給定的霍爾器件，當偏置電流 I 固定時， UH將完全取決於被測的磁場強度B。

霍爾效應
霍爾效應
一個霍爾元件一般有四個引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流 I 的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外迴路，就會產生霍爾電流。一般地說，偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出；若精度要求高，則基準電壓源均用恆流源取代。為了達到高的靈敏度，有的霍爾元件的感測面上裝有高導磁系數的鍍膜合金；這類感測器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右出現飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。

在半導體薄片兩端通以控制電流 I，並在薄片的垂直方向施加磁感應強度為 B的勻強磁場，則在垂直於電流和磁場的方向上，將產生電勢差為 UH的霍爾電壓。

工作原理
磁場中有一個霍爾半導體片，恆定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。

霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起感測作用，需要用機械的方法來改變磁感應強度。

❼ 霍爾效應實驗報告

霍爾效應實驗報告包含：實驗目的、實驗儀器設備、實驗的基本構思和原版理、實驗數據記權錄及處理、實驗結論、注意事項等。

1、目的與要求：

（1）了解霍爾效應測量磁場的原理和方法；

（2） 觀察磁電效應現象；

（3） 學會用霍爾元件測量磁場及元件參數的基本方法。

2、儀器與裝置：霍爾效應實驗儀；

3、原理：根據霍爾效應，測量磁感應強度原理，利用提供的儀器測試所給模型測量面上的一維（上下方向）磁分布。

(7)霍爾效應實驗裝置中的三個換向開關擴展閱讀

內容及步驟：

1、儀器調整：

（1）按圖連接、檢查線路，並調節樣品支架，使霍爾片位於磁場中間；

（2）逆時針將、調節旋鈕旋至最小；

（3）分別將輸出、輸出接至實驗儀中、換向開關；

（4）用導線將、輸入短接，通過調零旋鈕將、顯示調零；

（5）選擇、向上關閉為、的正方向。

2、 測量內容：

（1）測繪曲線：保持不變，按要求調節，分別測出不同下的四個值，將數據記錄在表格中；

（2）測繪曲線：保持不變，測出不同下四個值；

（3）測VAC：取，在零磁場下（）測，則VAC=10；

（4）確定樣品導電類型：選、為正向，根據所測得的的符號,判斷樣品的導電類型。

❽ 大學物理課後全解

物理實驗全解

實驗一 霍爾效應及其應用
【預習思考題】
1．列出計算霍爾系數 、載流子濃度n、電導率σ及遷移率μ的計算公式，並註明單位。
霍爾系數 ，載流子濃度 ，電導率 ，遷移率 。
2．如已知霍爾樣品的工作電流 及磁感應強度B的方向，如何判斷樣品的導電類型？
以根據右手螺旋定則，從工作電流 旋到磁感應強度B確定的方向為正向，若測得的霍爾電壓 為正，則樣品為P型，反之則為N型。
3．本實驗為什麼要用3個換向開關？
為了在測量時消除一些霍爾效應的副效應的影響，需要在測量時改變工作電流 及磁感應強度B的方向，因此就需要2個換向開關；除了測量霍爾電壓 ，還要測量A、C間的電位差 ，這是兩個不同的測量位置，又需要1個換向開關。總之，一共需要3個換向開關。
【分析討論題】
1．若磁感應強度B和霍爾器件平面不完全正交，按式（5.2-5） 測出的霍爾系數 比實際值大還是小？要准確測定 值應怎樣進行？
若磁感應強度B和霍爾器件平面不完全正交，則測出的霍爾系數 比實際值偏小。要想准確測定，就需要保證磁感應強度B和霍爾器件平面完全正交，或者設法測量出磁感應強度B和霍爾器件平面的夾角。
2．若已知霍爾器件的性能參數，採用霍爾效應法測量一個未知磁場時，測量誤差有哪些來源？
誤差來源有：測量工作電流 的電流表的測量誤差，測量霍爾器件厚度d的長度測量儀器的測量誤差，測量霍爾電壓 的電壓表的測量誤差，磁場方向與霍爾器件平面的夾角影響等。
實驗二 聲速的測量
【預習思考題】
1. 如何調節和判斷測量系統是否處於共振狀態？為什麼要在系統處於共振的條件下進行聲速測定？
答：緩慢調節聲速測試儀信號源面板上的「信號頻率」旋鈕，使交流毫伏表指針指示達到最大（或晶體管電壓表的示值達到最大），此時系統處於共振狀態，顯示共振發生的信號指示燈亮，信號源面板上頻率顯示窗口顯示共振頻率。在進行聲速測定時需要測定駐波波節的位置，當發射換能器S1處於共振狀態時，發射的超聲波能量最大。若在這樣一個最佳狀態移動S1至每一個波節處，媒質壓縮形變最大，則產生的聲壓最大，接收換能器S2接收到的聲壓為最大，轉變成電信號，晶體管電壓表會顯示出最大值。由數顯表頭讀出每一個電壓最大值時的位置，即對應的波節位置。因此在系統處於共振的條件下進行聲速測定，可以容易和准確地測定波節的位置，提高測量的准確度。
2. 壓電陶瓷超聲換能器是怎樣實現機械信號和電信號之間的相互轉換的？
答：壓電陶瓷超聲換能器的重要組成部分是壓電陶瓷環。壓電陶瓷環由多晶結構的壓電材料製成。這種材料在受到機械應力，發生機械形變時，會發生極化，同時在極化方向產生電場，這種特性稱為壓電效應。反之，如果在壓電材料上加交變電場，材料會發生機械形變，這被稱為逆壓電效應。聲速測量儀中換能器S1作為聲波的發射器是利用了壓電材料的逆壓電效應，壓電陶瓷環片在交變電壓作用下，發生縱向機械振動，在空氣中激發超聲波，把電信號轉變成了聲信號。換能器S2作為聲波的接收器是利用了壓電材料的壓電效應，空氣的振動使壓電陶瓷環片發生機械形變，從而產生電場，把聲信號轉變成了電信號。
【分析討論題】
1. 為什麼接收器位於波節處，晶體管電壓表顯示的電壓值是最大值？
答：兩超聲換能器間的合成波可近似看成是駐波。其駐波方程為

A（x）為合成後各點的振幅。當聲波在媒質中傳播時，媒質中的壓強也隨著時間和位置發生變化，所以也常用聲壓P描述駐波。聲波為疏密波，有聲波傳播的媒質在壓縮或膨脹時，來不及和外界交換熱量，可近似看作是絕熱過程。氣體做絕熱膨脹，則壓強減小；做絕熱壓縮，則壓強增大。媒質體元的位移最大處為波腹，此處可看作既未壓縮也未膨脹，則聲壓為零，媒質體元位移為零處為波節，此處壓縮形變最大，則聲壓最大。由此可知，聲波在媒質中傳播形成駐波時，聲壓和位移的相位差為 。令P（x）為駐波的聲壓振幅，駐波的聲壓表達式為

波節處聲壓最大，轉換成電信號電壓最大。所以接收器位於波節處，晶體管電壓表顯示的電壓值是最大值。
2. 用逐差法處理數據的優點是什麼？
答：逐差法是物理實驗中處理數據的一種常用方法，是對等間隔變化的被測物理量的數據，進行逐項或隔項相減，來獲得實驗結果的數據處理方法。逐差法進行數據處理有很多優點，可以驗證函數的表達形式，也可以充分利用所測數據，具有對數據取平均的效果，起到減小隨機誤差的作用。本實驗用隔項逐差法處理數據，減小了測量的隨機誤差。
實驗三 衍射光柵
【預習思考題】
1. 如何調整分光計到待測狀態?
答：（1）調節望遠鏡適合接收平行光，且其光軸垂直於儀器中心軸；
（2）平行光管能發出平行光，且其光軸垂直於儀器中心軸；
（3）載物台的檯面垂直於儀器中心軸。
2. 調節光柵平面與入射光垂直時，為什麼只調節載物台調平螺釘b、c，而當各級譜線左右兩側不等高時，又只能調節載物台調平螺釘a？
答：調節光柵平面與入射光垂直時，光柵放在載物台調平螺釘b、c的垂直平分線上，望遠鏡和平行光管已調好，調節載物台調平螺釘a不能改變光柵面與入射光的夾角，只能調節螺釘b或c使光柵面反射回來的「+」字像與分劃板上「 」形叉絲的上十字重合，此時光柵平面與入射光垂直。
當各級譜線左右兩側不等高時，說明光柵刻線與載物台平面不垂直，調節b、c破壞入射光垂直光柵面，只調節a即可使各級譜線左右兩側等高。
【分析討論題】
1. 利用本實驗的裝置如何測定光柵常數？
答：與實驗步驟一樣，調出光譜線，已知綠光波長 m，測量一級（ ）綠光衍射角 ，根據光柵方程 ，可計算出光柵常數d 。
2. 三棱鏡的分辨本領 ,b是三棱鏡底邊邊長，一般三棱鏡 約為1000cm-1。問邊長多長的三棱鏡才能和本實驗用的光柵具有相同的解析度？
解：已知：實驗測得 =27000， cm-1 求b。
由 得 b= (cm)
答：略。
實驗四 多用電表的設計與製作
【分析討論題】
1． 校準電表時，如果發現改裝表的讀數相對於標准表的讀數都偏高或偏低，即 總向一個方向偏，試問這是什麼原因造成的？欲使 有正有負（合理偏向）應採取什麼措施？
分流電阻或分壓電阻的阻值不符合實際情況，導致讀數都偏高或偏低。欲使 有正有負（合理偏向）應選擇合適的分流電阻或分壓電阻。
2． 證明歐姆表的中值電阻與歐姆表的內阻相等。
滿偏時（因Rx=0）
半偏時
可得中值電阻 綜合內阻
實驗五 邁克耳孫干涉儀的調整與使用
【預習思考題】
1． 邁克爾孫干涉儀是利用什麼方法產生兩束相干光的？
答：邁克爾孫干涉儀是利用分振幅法產生兩束相干光的。
2． 邁克爾孫干涉儀的等傾和等厚干涉分別在什麼條件下產生的？條紋形狀如何？隨M1、M2』的間距d如何變化？
答：（1）等傾干涉條紋的產生通常需要面光源，且M1、M2』應嚴格平行；等厚干涉條紋的形成則需要M1、M2』不再平行，而是有微小夾角，且二者之間所加的空氣膜較薄。
（2）等傾干涉為圓條紋，等厚干涉為直條紋。
（3）d越大，條紋越細越密；d 越小，條紋就越粗越疏。
3． 什麼樣條件下，白光也會產生等厚干涉條紋？當白光等厚干涉條紋的中心被調到視場中央時，M1、M2』兩鏡子的位置成什麼關系？
答：白光由於是復色光，相干長度較小，所以只有M1、M2』距離非常接近時，才會有彩色的干涉條紋，且出現在兩鏡交線附近。
當白光等厚干涉條紋的中心被調到視場中央時，說明M1、M2』已相交。
【分析討論題】
1． 用邁克爾孫干涉儀觀察到的等傾干涉條紋與牛頓環的干涉條紋有何不同？
答：二者雖然都是圓條紋，但牛頓環屬於等厚干涉的結果，並且等傾干涉條紋中心級次高，而牛頓環則是邊緣的干涉級次高，所以當增大（或減小）空氣層厚度時，等傾干涉條紋會向外湧出（或向中心縮進），而牛頓環則會向中心縮進（或向外湧出）。
2． 想想如何在邁克爾孫干涉儀上利用白光的等厚干涉條紋測定透明物體的折射率？
答：首先將儀器調整到M1、M2』相交，即視場中央能看到白光的零級干涉條紋，然後根據剛才鏡子的移動方向選擇將透明物體放在哪條光路中（主要是為了避免空程差），繼續向原方向移動M1鏡，直到再次看到白光的零級條紋出現在剛才所在的位置時，記下M1移動的距離所對應的圓環變化數N，根據 ，即可求出n。
實驗六 用牛頓環法測定透鏡的曲率半徑
【預習思考題】
1．白光是復色光，不同波長的光經牛頓環裝置各自發生干涉時，同級次的干涉條紋的半徑不同，在重疊區域某些波長的光干涉相消，某些波長的光干涉相長，所以牛頓環將變成彩色的。
2．說明平板玻璃或平凸透鏡的表面在該處不均勻，使等厚干涉條紋發生了形變。
3．因顯微鏡筒固定在托架上可隨托架一起移動，托架相對於工作台移動的距離也即顯微鏡移動的距離可以從螺旋測微計裝置上讀出。因此讀數顯微鏡測得的距離是被測定物體的實際長度。
4．（1）調節目鏡觀察到清晰的叉絲；（2）使用調焦手輪時，要使目鏡從靠近被測物處自下向上移動，以免擠壓被測物，損壞目鏡。（3）為防止空程差，測量時應單方向旋轉測微鼓輪。
5．因牛頓環裝置的接觸處的形變及塵埃等因素的影響，使牛頓環的中心不易確定，測量其半徑必然增大測量的誤差。所以在實驗中通常測量其直徑以減小誤差，提高精度。
6．有附加光程差d0,空氣膜上下表面的光程差 =2dk+d0+ ,產生k級暗環時, =(2k+1) /2，k=0,1,2…,暗環半徑rk= ；則Dm2=(m —d0)R，Dn2= (n —d0)R，R= 。
【分析討論題】
1． 把待測表面放在水平放置的標準的平板玻璃上，用平行光垂直照射時，若產生牛頓環現象，則待測表面為球面；輕壓待測表面時，環向中心移動，則為凸面；若環向中心外移動，則為凹面。
2．牛頓環法測透鏡曲率半徑的特點是：實驗條件簡單，操作簡便，直觀且精度高。
3．參考答案
若實驗中第35個暗環的半徑為a ,其對應的實際級數為k,
a2=kR k=
=2d35+ +d0=(2k+1) (k=0,1,2…)
d=
實驗七感測器專題實驗
電渦流感測器
【預習思考題】
1．電渦流感測器與其它感測器比較有什麼優缺點？
這種感測器具有非接觸測量的特點，而且還具有測量范圍大、靈敏度高、抗干擾能力強、不受油污等介質的影響、結構簡單及安裝方便等優點。缺點是電渦流位移感測器只能在一定范圍內呈線性關系。
2．本試驗採用的變換電路是什麼電路。
本實驗中電渦流感測器的測量電路採用定頻調幅式測量電路。
【分析討論題】
1．若此感測器僅用來測量振動頻率，工作點問題是否仍十分重要？
我們所說的工作點是指在振幅測量時的最佳工作點，即感測器線性區域的中間位置。若測量振幅時工作點選擇不當，會使波形失真而造成測量的誤差或錯誤。但僅測量頻率時波形失真不會改變其頻率值。所以，僅測量頻率時工作點問題不是十分重要。
2．如何能提高電渦流感測器的線性范圍？
一般情況下，被測體導電率越高，靈敏度越高，在相同的量程下，其線性范圍越寬線性范圍還與感測器線圈的形狀和尺寸有關。線圈外徑大時，感測器敏感范圍大，線性范圍相應也增大，但靈敏度低；線圈外徑小時，線性范圍小，但靈敏度增大。可根據不同要求，選取不同的線圈內徑、外徑及厚度參數。
霍爾感測器
【預習思考題】
1．寫出調整霍爾式感測器的簡明步驟。
（1）按圖6.2-6接線；
（2）差動放大器調零；
（3）接入霍爾式感測器，安裝測微頭使之與振動台吸合；
（4）上下移動測微頭±4mm，每隔0.5mm讀取相應的輸出電壓值。
2．結合梯度磁場分布，解釋為什麼霍爾片的初始位置應處於環形磁場的中間。
在環形磁場的中間位置磁感應強度B為零。由霍爾式感測器的工作原理可知，當霍爾元件通以穩定電流時，霍爾電壓UH的值僅取決於霍爾元件在梯度磁場中的位移x，並在零點附近的一定范圍內存在近似線性關系。
【分析討論題】
1．測量振幅和稱重時的作用有何不同？為什麼？
測量振幅時，直接測量位移與電壓的關系。要求先根據測量數據作出U~x關系曲線，標出線性區，求出線性度和靈敏度。稱重時測量電壓與位移的關系，再換算成電壓與重量的關系。振動台作為稱重平台，逐步放上砝碼，依次記下表頭讀數，並做出U~W曲線。在平台上另放置一未知重量之物品，根據表頭讀數從U~W曲線中求得其重量。
2．描述並解釋實驗內容2的示波器上觀察到的波形。
交流激勵作用下其輸出～輸入特性與直流激勵特性有較大的不同，靈敏度和線性區域都發生了變化。示波器上的波形在振幅不太大時為一正弦波。若振幅太大，超出了其線性范圍，則波形會發生畸變。
試驗八 鐵磁材料磁滯回線的測繪
【預習思考題】
1. 測繪磁滯回線和磁化曲線前為何先要退磁？如何退磁？
答：由於鐵磁材料磁化過程的不可逆性即具有剩磁的特點，在測定磁化曲線和磁滯回線時，首先必須對鐵磁材料預先進行退磁，以保證外加磁場H=0時B=0。退磁的方法，從理論上分析，要消除剩餘磁感應強度Br，只需要通以反向電流，使外加磁場正好等於鐵磁材料的矯頑力即可，但實際上矯頑力的大小通常並不知道，則無法確定退磁電流的大小。常採用的退磁方法是首先給要退磁的材料加上一個大於（至少等於）原磁化場的交變磁場（本實驗中順時針方向轉動「U選擇」旋鈕，令U從0依次增至3V），鐵磁材料的磁化過程是一簇逐漸擴大的磁滯回線。然後逐漸減小外加磁場，（本實驗中逆時針方向轉動旋鈕，將U從最大值依次降為0），則會出現一簇逐漸減小而最終趨向原點的磁滯回線。當外加磁場H減小到零時，鐵磁材料的磁感應強度B亦同時降為零，即達到完全退磁。
2. 如何判斷鐵磁材料屬於軟、硬磁性材料？
答：軟磁材料的特點是：磁導率大，矯頑力小，磁滯損耗小，磁滯回線呈長條狀；硬磁材料的特點是：剩磁大，矯頑力也大，磁滯特性顯著，磁滯回線包圍的面積肥大。
【分析討論題】
1. 本實驗通過什麼方法獲得H和B兩個磁學量？簡述其基本原理。
答：本實驗採用非電量電測技術的參量轉換測量法，將不易測量的磁學量轉換為易於測量的電學量進行測定。按測試儀上所給的電路圖連接線路，將電壓UH和UB分別加到示波器的「x輸入」和「y輸入」，便可觀察到樣品的磁滯回線，同時利用示波器測繪出基本磁化曲線和磁滯回線上某些點的UH和UB值。根據安培環路定律，樣品的磁化場強為
(L為樣品的平均磁路)
根據法拉弟電磁感應定律，樣品的磁感應強度瞬時值

由以上兩個公式可將測定的UH和UB值轉換成H和B值，並作出H~B曲線。
【實驗儀器】
2. 鐵磁材料的磁化過程是可逆過程還是不可逆過程？用磁滯回線來解釋。
答：鐵磁材料的磁化過程是不可逆過程。鐵磁材料在外加磁場中被磁化時，外加磁場強度H與鐵磁材料的磁感應強度B的大小是非線性關系。當磁場H從零開始增加時，磁感應強度B隨之以曲線上升，當H增加到Hm時，B幾乎不再增加，達到飽和值Bm，從O到達飽和狀態這段B-H曲線，稱為起始磁化曲線。當外加磁場強度H從Hm減小時，鐵磁材料的磁感應強度B也隨之減小，但不沿原曲線返回，而是沿另一曲線下降。當H下降為零時，B不為零，仍保留一定的剩磁Br，使磁場反向增加到-Hc時，磁感應強度B下降為零。繼續增加反向磁場到-Hm，後逐漸減小反向磁場直至為零，再加上正向磁場直至Hm，則得到一條閉合曲線，稱為磁滯回線。從鐵磁材料的起始磁化曲線和磁滯回線可以看到，外加磁場強度H從Hm減小到零時的退磁曲線與磁場H從零開始增加到Hm時的起始磁化曲線不重合，說明退磁過程不能重復起始磁化過程的每一狀態，所以鐵磁材料的磁化過程是不可逆過程。
實驗九用動態法測定金屬棒的楊氏模量
【預習思考題】
1．試樣固有頻率和共振頻率有何不同，有何關系?
固有頻率只由系統本身的性質決定。和共振頻率是兩個不同的概念，它們之間的關系為：

式中Q為試樣的機械品質因數。一般懸掛法測楊氏模量時，Q值的最小值約為50，所以共振頻率和固有頻率相比只偏低0.005%，故實驗中都是用f共代替f固，
2．如何盡快找到試樣基頻共振頻率?
測試前根據試樣的材質、尺寸、質量，通過（5.7-3）式估算出共振頻率的數值，在上述頻率附近尋找。
【分析討論題】
1．測量時為何要將懸線吊扎在試樣的節點附近？
理論推導時要求試樣做自由振動，應把線吊扎在試樣的節點上，但這樣做就不能激發試樣振動。因此，實際吊扎位置都要偏離節點。偏離節點越大，引入的誤差就越大。故要將懸線吊扎在試樣的節點附近。
2．如何判斷銅棒發生了共振?
可根據以下幾條進行判斷：
（1）換能器或懸絲發生共振時可通過對上述部件施加負荷(例如用力夾緊)，可使此共振信號變小或消失。
（2）發生共振時，迅速切斷信號源，觀察示波器上李薩如圖形變化情況，若波形由橢圓變成一條豎直亮線後逐漸衰減成為一個亮點，即為試樣共振頻率。
（3）試樣發生共振需要一個孕育的過程，切斷信號源後信號亦會逐漸衰減，它的共振峰寬度較窄，信號亦較強。試樣共振時，可用尖嘴鑷子縱向輕碰試樣，這時會按圖5.7-1的規律發現波腹、波節。
（4）在共振頻率附近進行頻率掃描時，共振頻率兩側信號相位會有突變導致李薩如圖形在Y軸左右明顯擺動。

❾ 霍爾效應實驗里測霍爾電壓的換向開關的用途

就是把磁場的方向改變，這樣產生的霍爾電壓也會換向。這么作的目的是為了一定程度上銷售零點漂移。
就是改變Is（霍爾電流）和B（磁場）的方向，通過

❿ 霍爾效應實驗中為什麼要用三個換向開關

為了在測量時消除一些霍爾效應的副效應的影響，需要在測量時改變工作電流 及磁感應強度B的方向，因此就需要2個換向開關；

除了測量霍爾電壓 還要測量A、C間的電位差 這是兩個不同的測量位置，又需要1個換向開關。總之，一共需要3個換向開關。

霍爾效應是美國物理學家霍爾於1879年發現電磁效應的一種。當電流垂直於外磁場通過半導體時，載流子發生偏轉，垂直於電流和磁場的方向會產生一附加電場，從而在半導體的兩端產生電勢差，這一現象就是霍爾效應。

(10)霍爾效應實驗裝置中的三個換向開關擴展閱讀：

霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起的偏轉所產生的。當帶電粒子被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直於電流和磁場的方向上產生正負電荷的積累，從而形成附加的橫向電場。

所示的半導體試樣，若在方向通以電流，在方向加磁場，則在方向即試樣、電極兩側就開始積累異號電荷而產生相應的附加電場。

電場的指向取決於試樣的導電類型。顯然，該電場是阻止載流子繼續向側面偏移的。當載流子所受的橫向電場力與洛侖茲力相等時，樣品兩側電荷的積累就達到平衡。