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大学物理实验教程总结 本文简介：《大学物理实验教程》：总结（选）一、PN结1，在恒流供电条件下，PN结的Vf对T的依赖关系主要取决于线性项V1，即正向压降几乎随温度下降而线性下降，这就是PN结测温的根据。2，宽带材料的ＰＮ结，其高温端的线性区宽，而材料杂质电离能小的ＰＮ结，则低温端的线性区宽。3，ＰＮ结温度传感器的普遍规律：Vf-
大学物理实验教程总结 本文内容：
《大学物理实验教程》：总结（选）
一、PN结
1，在恒流供电条件下，PN结的Vf对T的依赖关系主要取决于线性项V1，即正向压降几乎随温度下降而线性下降，这就是PN结测温的根据。
2，宽带材料的ＰＮ结，其高温端的线性区宽，而材料杂质电离能小的ＰＮ结，则低温端的线性区宽。
3，ＰＮ结温度传感器的普遍规律：Vf-T的线性度在高温端优于低温端。
二、Frank-Hertz实验
1，使原子从低能级向高能级跃迁：一定频率的光子照射，具有一定能量的电子与原子碰撞。
2，原子与电子的碰撞是在Frank-Hertz管内进行的。
3，Oo段电压是Frank-Hertz管的阴极K与栅极G之间由于存在电位差而出现的。
4，用充汞管做F-H实验为何要开炉加热？
使液体汞变成气体汞，相当于改变蒸汽压，使管中充满气体原子，达到实验要求
5，第一个峰的位置为何与第一激发电位有偏差？
这是由于热电子溢出金属表面或者被电极吸收，需要克服一定的接触电势，其来源就是金
属的溢出功，所以第一峰的位置会有偏差，但是两个峰对应的电势差就不会有这个偏差。
6，曲线周期变化与能级的关系，如果出现差异，可能的原因？
电子与原子发生非弹性碰撞时能量的转移是量子化的。
7，为什么V-I曲线中各谷点电流随V增大而增大?
随着栅极电压V增加，电子能量也随之增加，在与汞原子发生碰撞后，一部分能量交给汞原子，还留下的一部分能量足够克服反向拒斥电场而达到板极，这时板极电流又开始上升。
三、测量Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ丝的电阻率
１，低电阻测量方法？
电桥法，或者电流电压（伏安）法。【大电流，测电压】
本实验采用伏安法。通过小电阻Rx与标准电阻串联，根据串联电路流过的电流相等计算Ｒ。
２，如何考虑接触电阻与接线电阻在实验中的影响？
采用高输入阻抗的电压表测量电压。
３，什么是误差等分配原则？
各直接测量量所对应的误差分析向尽量相等，而间接写亮亮对应的误差和合成项又满足精度的要求。（有时需要根据具体情况，对按等误差分配的误差进行调整，对测量中难以保证的误差因素应适当扩大允许的误差值，反之则尽可能的缩小允许的误差值。）
４，为什么不用普通的万用表直接测量电阻的阻值？
万用表精度不够。
５，测电阻率时，导线的粗细、长短对实验结果有误影响？
理论来讲，导线的电阻率是其本身特性，粗细、长短并不会影响。但是在实验过程中，对直径的测量易产生误差，导线越细（直径越小），产生的误差就越大，所以实验一般选用直接稍大的裸导线。
四、力学量和热血量传感器
１，传感器由敏感元件和传感元件组成。
２，涡流传感器的标定曲线受哪些因素影响？
待测表面的材料特性，感应头磁芯截面直径与与感应头与待测表面的距离。,３，为什么在应用应变片传感器经常采用半桥或全桥形式?
应变片是一种本身电阻随应力变化而改变的传感器。几乎所有的应变片，其灵敏度都比较低，利用桥式电路（全桥）可以成倍提高其灵敏度，并使输入和输出呈线性关系。利用桥式电路检测应变片的变化，还具有通过的电流极低，应变片自身发热低的优点。
４，涡流传感器可以区分铁磁材料与非铁磁材料，但不能区分不同电导率的非铁磁材料。（自我认知）
５，通过旋转测微计来确定传感器与涡流片的间距。
五、高温超导电性的测量
１，超导体有两个基本特性：零电阻效应和完全抗磁性。
２，金属的电阻主要由两部分组成：一部分是由电子受到晶格散射而出现的电阻Ｒｉ，另一部分是由于杂质对电子的散射造成的电阻Ｒｒ．
３，在一定温度范围内，导体的电阻随温度升高成线性上升；半导体的电阻随温度变化叫复杂；当大于起始转变温度时，超导体的电阻随温度上升，在小于起始转变温度时，电阻迅速下降，降至某一温度，电阻变为０.
４，采用四引线法可以有效地避免接触电阻和引线电阻对测量的影响。
四线制测量可以消除在传感器导线中由于激励电流引起的电压降（也就是由于线阻导致的压降），这个压降在测温当中会干扰测量结果，加入线阻产生的热量。
六、棱镜分光仪
１，最小偏向角δｍｉｎ：入射方向和出射方向处于三棱镜的对称位置上
２，棱镜的折射率随波长的增大而增大。
３，调整三棱镜反射面使其垂直于望远镜光轴时，可以选用半调法。平台螺丝和望远镜螺丝各调一半。
七、光的干涉－分振幅干涉
１，为什么用半透膜而不用普通玻璃板与待测薄膜构成空气劈尖？
本实验采用的钠光灯所提供的钠光双线经普通玻璃与薄膜样品干涉后，干涉效果较差，需经半透膜板，而后方可形成明显的条纹。
２，你认为在本实验中采用干涉法测量薄膜的膜厚时可能存在什么问题？如何改进？
首先，干涉条纹与移动条纹位置读数不精确，导致b与a的值不准确；其次，薄膜板与半透膜板之间的灰尘颗粒对膜厚的测量也有较大影响；最后，薄膜严重的划伤对膜厚的测量有很大的影响。
３，通过实验观察，叙述普通空气劈尖产生的干涉条纹同本实验薄膜测量的空气劈尖产生的干涉条纹有什么不同，其原因是什么？
由于薄膜板上只是部分涂了部分薄膜，所得的干涉条纹中间有转折处，而普通空气劈尖由于光程差直线分布，没有转折处。
篇2：大学物理实验报告模版-半导体温度计的设计与制作
大学物理实验报告模版-半导体温度计的设计与制作 本文关键词：温度计，半导体，模版，物理实验，报告
大学物理实验报告模版-半导体温度计的设计与制作 本文简介：实验报告评分：实验题目：半导体温度计的设计与制作实验目的：进一步理解热敏电阻的伏安特性和惠斯通电桥测电阻的原理，学习非电学量的电测法，了解实验中的替代原理的应用，同时提高组装、焊接电路的操作能力。实验器材：热敏电阻、待焊接的电路板、微安表、电阻器、电烙铁、电阻箱、电池、导线、万用表、恒温水浴实验原理
大学物理实验报告模版-半导体温度计的设计与制作 本文内容：
实
验
报
告
评分：
实验题目：半导体温度计的设计与制作
实验目的：进一步理解热敏电阻的伏安特性和惠斯通电桥测电阻的原理，学习非电学量的电测法，了解实验中的替代原理的应用，同时提高组装、焊接电路的操作能力。
实验器材：热敏电阻、待焊接的电路板、微安表、电阻器、电烙铁、电阻箱、电池、导线、万用表、恒温水浴
实验原理：半导体温度计就是利用半导体的电阻值随温度变化而发生急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。一般使用金属氧化物半导体作温度传感器。
热敏电阻的伏安特性曲线和测温电路原理图如下：
图一：热敏电阻的伏安特性曲线和测温电路原理图
当取伏安特性曲线的a段时，近似认为符合欧姆定律。当IG使G满偏时，近似认为VCD=IT（R3+RT）。由基尔霍夫方程组解得：
由上式可以确定R1（=R2），其中R3的确定是在下限温度电阻RT1下，使电桥平衡，从而有R3=RT1、R2=R1。由下表可以知道，R3=RT1=2277Ω，RT2=462Ω。作出R-T曲线并计算得：R1=R2=4545Ω。
T（℃）
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
R（Ω）
2750
2277
1922
1654
1388
1186
1004
T（℃）
50.0
55.0
60.0
65.0
70.0
75.0
RG=3970ΩIG=50μa
UCD=1V
R（Ω）
860
730
623
537
462
403
表一：热敏电阻的R-T关系和基本实验条件
图二：T-R关系图
实验内容：
（1）
在坐标纸上绘出热敏电阻的电阻-温度曲线，确定所设计的半导体温度计的下限温度（20℃）所对应的电阻值RT1和上限温度（70℃）所对应的电阻值RT2。再由热敏电阻的伏安特性曲线确定最大工作电流IT。根据实验中采用的热敏电阻的实际情况，选取VCD=1V，它可以保证热敏电阻工作在它的伏安特性曲线的直线部分。
（2）
令R3=RT1，即测量温度的下限电阻值，由式（3）计算出桥臂电阻R1和R2的电阻值。式中RT2为量程上限温度的电阻值；RG为微安表的内阻。
（3）
熟悉线路原理图（图3.5.3-2）和底版配置图（图3.5.3-4），对照实验所用元件、位置及线路的连接方向。
（4）
注意正确使用电烙铁，学会焊接，防止重焊、虚焊、漏焊、断路。焊接时K1放在1挡，电流计“+”端与E处要最后连接，以免损坏电表。
（5）
标定温度计
R1和R2的调节和测量：开关置于1挡，拨下E处接线，断开微安计，用多用表检查R1和R2，使之阻值达到式（3）的计算值（可以取比计算值略小的整数）。
将电阻箱接入接线柱A和B，用它代替热敏电阻，开关置于3位置，令电阻箱的阻值为测量下限温度（20℃）所对应的RT1，调节电位器R3，使电表指示为零（注意，在以后调节过程中，R3保持不变）。然后，使电阻箱的阻值为上限温度（70℃）所对应的RT2，调节电位器R，使微安计满量程。（为什么调R可使电表满刻度？）
开关置于2挡，调节电位器，R4，使微安计满量程，这时，R4=，RT2。（其目的何在？）
开关置于3挡，从热敏电阻的电阻-温度特性曲线上读出温度20℃～70℃，每隔5℃读一个电阻值。电阻箱逐次选择前面所取的电阻值，读出微安计的电流读数I。将图3.5.3-5的表盘刻度改成温度的刻度。另外，作出对应的I-T曲线并与表盘刻度比较。
用实际热敏电阻代替电阻箱，整个部分就是经过定标的半导体温度计。用此温度计测量两个恒温状态的温度（如35℃、55℃）。读出半导体温度计和恒温水浴自身的温度，比较其结果。
实验数据：
T（℃）
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
R（Ω）
2277
1922
1654
1388
1186
1004
I（μA）
0
6.3
12.0
18.4
24.0
29.9
T（℃）
50.0
55.0
60.0
65.0
70.0
R（Ω）
860
730
623
537
462
I（μA）
34.5
39.0
43.0
46.8
50.0
表二：T-I对应关系
实际测量恒温水浴的情况为：
36.7℃下，电流为20.0μA；57.6℃下，电流为40.9μA。
实验数据和结果分析：
将T-I的关系作成曲线如下
图三：T-I关系图
根据上图并利用ORIGIN的读数功能可以读出，在36.7℃时，对应的电流大约是20.2μA；在57.6℃时，对应的电流大约是40.8μA，这两个数据和实际测量所得到的值吻合得比较好，可以认为实验中的温度标定是成功的。
实验中误差的来源主要是对电桥中电阻初始化和对微安表的读数，如果不认为给定的热敏电阻的温度和电阻的关系是精确的话，那么最大的误差来源于对热敏电阻实际的温度-电阻关系的测定（注：通过“用热敏电阻测温度”这个实验可以深切体会到）。由于这些误差来源不确定性很大而且几乎不能定量计算，故不作定量的误差分析。
另外，由于技术原因，纸质微安表盘随预习报告和实验数据一同交上。
实验小结：
本实验操作中的难点来源于对电路的焊接。我由于过度相信课本上的电路图而缺乏自身分析，没有注意到实际电路和书本上电路的细微不同，导致线路错误，调试过程耗费了不少时间，但是最后还是凭借自己的观察分析发现了问题，提高了自己的能力。其他操作基本顺利。
思考题：为什么在测R1和R2时，需将开关置于1档，拔下E处接线，断开微安表？
Sol：由电路结构可以知道，这样做的目的是使两个电阻从电路中断开，从而能够准确得到两个电阻的阻值，如果没有这些操作，那么测量的电阻值就是错误的。