第一篇：Saber仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

作業(yè)1要求：

（1）完成電阻電感負(fù)載下單相橋式整流電路的設(shè)計(jì)，其中電源電壓是頻率為50Hz、幅值為310V、初相角為0的正弦周期電壓源，負(fù)載電阻為2Ω，負(fù)載電感為6.5mH。模擬觸發(fā)角為00、300、600時(shí)的工作過程，并分析整流的特點(diǎn)和工作過程。

（2）將負(fù)載電感修改為20mH后模擬觸發(fā)角為00、300、600的工作過程，并分析負(fù)載電感對(duì)單相橋式整流電路特性的影響。分析負(fù)載電感對(duì)輸出直流電壓的影響，并提出消除這種影響的方法。

（3）將電源電壓的phase屬性值修改為10后模擬觸發(fā)角為300的情況，這時(shí)應(yīng)該修改元件的那些屬性值才能夠得到正確的結(jié)果。你是怎樣判斷得到結(jié)果的正確性。（4）在負(fù)載中增加一100V的直流反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載(電感保持為6.5mH)，分析負(fù)載電流的特性。00作觸發(fā)角為0，30時(shí)的仿真分析。

實(shí)驗(yàn)一

1.第（1）問的仿真與分析

單相橋式整流電路仿真電路見下圖1，其中電源電壓是頻率為50Hz、幅值為310V、初相角為0的正弦周期電壓源，負(fù)載電阻為2Ω，負(fù)載電感為6.5mH。Clock1與clock2的延時(shí)角始終相差半個(gè)周期，即10m秒。

圖 1單相橋式整流電路

觸發(fā)角為0度時(shí)的仿真波形如下圖2。從上到下的波形分別為控制信號(hào)、輸入單相電壓、晶閘管VT1正向壓降、輸出電壓波形、輸出電流波形，這5種信息。

圖 2 觸發(fā)角a=0度的波形

分析：

（1）觸發(fā)角為0度時(shí)，整流相當(dāng)于對(duì)電壓波的值取絕對(duì)值，即效果單相橋式二極管整流效果一致，如圖中的Vout。晶閘管承受反向電壓，即輸入電壓的負(fù)半軸，如圖中第三行的波形。負(fù)載電流為非理想的正弦波，其相角滯后于電壓相角，這正是由于負(fù)載為感性負(fù)載所致。Clock1與clock2正好相差10m秒。

（2）四個(gè)晶閘管每次有兩個(gè)開通，有兩個(gè)關(guān)閉，同一半橋的晶閘管的開關(guān)狀態(tài)是互補(bǔ)的，對(duì)角的兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通同時(shí)關(guān)閉。

觸發(fā)角為30度時(shí)的仿真波形如下圖3。從上到下的波形分別為控制信號(hào)、輸入單相電壓、晶閘管VT1正向壓降、輸出電壓波形、輸出電流波形，這5種信息。

圖 3 觸發(fā)角為30度的波形

分析：

（1）觸發(fā)角為30度時(shí)，整流整流出的波形有變化，并且有小于0的電壓出現(xiàn)，如圖中的Vout。

（2）晶閘管承受反向電壓，仍為輸入電壓波形，如圖中第三行的波形，在導(dǎo)通時(shí)的電壓為0。

（3）負(fù)載電流為非理想的正弦波，其相角滯后于電壓相角，但電流時(shí)鐘大于0，并且連續(xù)，這正是由于負(fù)載為感性負(fù)載所致。

（4）出現(xiàn)輸出電壓為負(fù)值的原因是電感負(fù)載續(xù)流的作用，此時(shí)導(dǎo)通的晶閘管仍承受正向電壓的作用，流過正向電流。從上圖的輸出電壓Vout和晶閘管VT1的正向壓降可以

分析：

（1）電感的值增大到20mH時(shí)，可以看出輸出的電壓波形Vout比在電感為6.5mH時(shí)直流成分更好了，紋波減小了很多。

（2）電壓波形和晶閘管承受反向電壓基本無變化。

觸發(fā)角為30度時(shí)的仿真波形如下圖6。從上到下的波形分別為控制信號(hào)、輸入單相電壓、晶閘管VT1正向壓降、輸出電壓波形、輸出電流波形，這5種信息。

圖 6電感改為20mH，觸發(fā)角為30度的波形

分析：

（1）電感電感的值增大到20mH時(shí)，可以看出輸出的電壓波形Vout比在電感為6.5mH時(shí)直流成分更好了，紋波減小了很多。

（2）輸出負(fù)載電流滯后與電壓的角度更大了，其他波形并無變化。

觸發(fā)角為60度時(shí)的仿真波形如下圖7。從上到下的波形分別為控制信號(hào)、輸入單相電壓、晶閘管VT1正向壓降、輸出電壓波形、輸出電流波形，這5種信息。

圖 7電感改為20mH，觸發(fā)角為60度的波形

分析：

（1）電感的值增大到20mH時(shí)，可以看出輸出的電壓波形Vout比在電感為6.5mH時(shí)直流成分更好了，紋波減小了很多。

（2）輸出電壓比較正常，輸出負(fù)載電流為連續(xù)的，這正是由于負(fù)載電感增大的作用。

圖 9電壓源初相10度，觸發(fā)角為30度時(shí)局部放大的波形

可以看出在20m處，輸入正弦電壓沒有與0軸相交，即確實(shí)是移相了，另外也可以從時(shí)鐘信號(hào)clock1和clock2看出。

此外，我們可以把此結(jié)果與前面的30度觸發(fā)角的情況做對(duì)比，即圖8與圖3做對(duì)比，可以看出。所以仿真結(jié)果是正確的。

4.第（3）問直流100V反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載后的情況

在電路原理圖負(fù)載中串聯(lián)一個(gè)100V反電動(dòng)勢(shì)，直流電壓源，電阻為2歐，電感為6.5mH。

觸發(fā)角為0度時(shí)的仿真波形如下圖10。從上到下的波形分別為控制信號(hào)、輸入單相電壓、晶閘管VT1正向壓降、輸出電壓波形、輸出電流波形，這5種信息。

圖 10 觸發(fā)角為0度，接反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的波形

觸發(fā)角為30度時(shí)的波形

作業(yè)2任務(wù)：

（1）完成三相半波共陰極整流電路的設(shè)計(jì)，輸入電壓源為的幅值為310V，頻率為50Hz，負(fù)載為阻感負(fù)載，電感值為50mH，電阻值為10Ω。

（2）仿真分析觸發(fā)角為300、600時(shí)電路的特性和工作過程。

（3）將負(fù)載電感的值修改為5mH和1H，對(duì)觸發(fā)角為600的工作過程作仿真分析，并分析負(fù)載電感對(duì)電路特性的影響。

實(shí)驗(yàn)二

1.第（1）問電路設(shè)計(jì)即仿真

電壓源為的幅值為310V，頻率為50Hz.負(fù)載為阻感負(fù)載，電感值為50mH，電阻值為10Ω，三相電壓的相位差為120度，利用Saber模版對(duì)clock的觸發(fā)角進(jìn)行調(diào)節(jié)。電路圖如下圖

圖 13 三相半波共陰極整流電路

2.第（2）問電路特性即工作過程

觸發(fā)角為0度時(shí)的仿真波形如下圖14。從上到下的波形分別為控制信號(hào)、輸入三相電壓、晶閘管VT1正向壓降、輸出電壓波形、輸出電流波形，這5種信息。

圖 14 觸發(fā)角為0度時(shí)的波形

承受的正向電壓為0的線段。

圖 17 三個(gè)晶閘管的導(dǎo)通順序的波形反應(yīng)

晶閘管承受的反向電壓分析：

以晶閘管VT1為例，見下圖18，此圖為觸發(fā)角為30度時(shí)的晶閘管兩端的電壓。

圖 18 晶閘管VT1兩端承受的電壓波形

在VT1導(dǎo)通時(shí)近似承受0壓降，在120度導(dǎo)通后，突然會(huì)有一個(gè)反向電壓施加在VT1上，這個(gè)電壓是由于VT2的導(dǎo)通使VT1關(guān)斷，承受反向電壓（v-u）。此電壓作用120度后，由于VT3的導(dǎo)通，使VT2關(guān)斷，此時(shí)VT1承受的反向電壓為（w-u），以導(dǎo)致在圖中有電壓突變的過程。

3.第（3）問修改負(fù)載電感后的影響

5mH的工作，見下圖19。

作業(yè)3任務(wù)要求：

（1）完成三相橋式半控整流電路的設(shè)計(jì)，負(fù)載為阻感負(fù)載，電阻為10Ω，電感為6.5mH，輸入電源電壓為310V，頻率50Hz，選擇Y型連接，中性點(diǎn)接地。

（2）分析觸發(fā)角為300、600時(shí)三相橋式半控整流電路的工作過程，如果增加續(xù)流支路，再次分析觸發(fā)角為300、600時(shí)三相半控整流電路的工作過程。三相半控橋式電路的直流側(cè)增加一個(gè)320V直流電源。這時(shí)電路能否工作在逆變模式，如能，請(qǐng)作出相應(yīng)的仿真波形，并說明電路工作在逆變狀態(tài)；如不能，請(qǐng)說明原因。

（3）將三相半控電路改為全控橋式電路，交流側(cè)的輸入電源不變，直流側(cè)的電阻、電感和電源保持不變。這個(gè)電路是否能夠工作在逆變狀態(tài)，如能，請(qǐng)作出相應(yīng)的仿真波形，并說明電路確實(shí)工作在逆變狀態(tài)；如不能，請(qǐng)說明原因，并進(jìn)行相應(yīng)的修改后再完成逆變電路的仿真。

實(shí)驗(yàn)三

1.第（1）問的電路設(shè)計(jì)和仿真

三相半控橋式電路，阻感負(fù)載，電阻為10Ω，電感為6.5mH，輸入電源電壓為310V。

圖 21 三相橋式半控整流電路

2.三相半控橋式整流電路分析

觸發(fā)角為30度時(shí)，仿真的波形。從上至下分別為控制信號(hào)，三相電壓，輸出電壓，輸出電流。

圖 24 觸發(fā)角為30度的導(dǎo)通過程

觸發(fā)角為60度的導(dǎo)通過程分析

如下圖25，從上到下分別為控制信號(hào)，晶閘管VT1兩端的壓降，輸出p端對(duì)地的電壓波形，三相電壓，輸出n端對(duì)地的電壓波形，二極管D4兩端的電壓降。

圖 25觸發(fā)角為30度的導(dǎo)通過程

分析：

（1）三相半控橋式整流電路的工作，可以等效于一個(gè)三相半波全控電路和一個(gè)不可控三相半波整流電路。

（2）從圖24，25可以看出，n端對(duì)地的電壓始終為三相電壓的下包絡(luò)線，即始終工作在自然換相點(diǎn)。而p端對(duì)地的電壓是隨著觸發(fā)角的改變而改變。（3）30度觸發(fā)角工作時(shí)，輸出的電流紋波較小，而60度觸發(fā)角時(shí)的紋波較大。

圖 28觸發(fā)角為60度，有續(xù)流二極管的波形圖

觸發(fā)角為90度

觸發(fā)角為90度時(shí)，仿真的波形見下圖29.從上至下分別為控制信號(hào)，三相電壓，輸出電壓，輸出電流。

圖 29觸發(fā)角為90度，有續(xù)流二極管的波形圖

分析：

（1）從以上圖27——圖29的仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在出發(fā)小于等于60度時(shí)，其工作狀態(tài)和輸出波形與沒有續(xù)流二極管的情況完全相同。

（2）在觸發(fā)角大于60度后，例如圖29的觸發(fā)角為90度，就可以看到輸出電壓有一段恒為零，這就是續(xù)流二極管起到了作用。

（3）有了續(xù)流二極管后，輸出電壓不會(huì)有負(fù)值了，只可能大于或等于零，在續(xù)流二極管起作用的過程中，整流電路兩端電壓為零。

逆變模式的分析：

三相橋式半控整流電路不能工作在逆變狀態(tài)。因?yàn)閷儆诎肟?，若能逆變直流?cè)電壓為負(fù)，這將會(huì)使有橋臂處于直通狀態(tài)。這是違背了逆變的條件的，能實(shí)現(xiàn)

圖 32 有源逆變狀態(tài)觸發(fā)角a=120度的波形

觸發(fā)角為150度的波形，見下圖33.從上至下分別為三相電壓，輸出電壓，輸出電流波形。

圖 33有源逆變狀態(tài)觸發(fā)角a=150度的波形

觸發(fā)角為90度時(shí)的波形，見下圖34.從上至下分別為三相電壓，輸出電壓，輸出電流波形。

圖 36 將電感值增大到1H時(shí)，150度觸發(fā)角所輸出的波形

將電感的值增大后，可以看到完好的逆變電壓波形，進(jìn)一步說明電路確實(shí)工作在逆變狀態(tài)。這也說明了，逆變的性能與負(fù)載的電感息息相關(guān)，較大的電感會(huì)減小電壓的脈動(dòng)，使輸出電壓波形與交流測(cè)匹配。但是，電感太大，會(huì)使電路的動(dòng)態(tài)特性變慢，從圖36，35，34中可以對(duì)比得出。

圖 38 逆變器的六路時(shí)鐘信號(hào)

從6路控制信號(hào)可以看出，驅(qū)動(dòng)電壓為20V，每個(gè)橋臂上的IGBT的導(dǎo)通角為180度，同一半橋上下兩個(gè)臂交替導(dǎo)電，三個(gè)半橋的的角度依次相差120度。這樣在任何一瞬間，將有三個(gè)IGBT同時(shí)導(dǎo)通?？赡苁巧厦娴膬蓚€(gè)和下面的一個(gè)，也可能是上面的一個(gè)和下面的兩個(gè)。

輸出A,B,C三相相電壓波形，如下圖39.圖 39 三相相電壓波形

A相的電壓電流以及直流母線上的電流波形，見下圖40.1

60Hz輸出波形的仿真結(jié)果,見下圖42。

圖 42 輸出60Hz的仿真波形

可從上圖明顯看出輸出電壓和電流波形的頻率有變化，頻率變?yōu)?0Hz。

3.第（3）問的仿真與分析

能，通過改變開關(guān)的占空比，即改變wd的值，就可以改變逆變器的輸出電壓波形。

改變輸出電壓波形wd=5m，即IGBT工作在90度的導(dǎo)通角時(shí)的波形如下。

第二篇：仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

仿真軟件實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)名稱：基于電滲流的微通道門進(jìn)樣的數(shù)值模擬

實(shí)驗(yàn)日期：2013.9.4一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、對(duì)建模及仿真技術(shù)初步了解

2、學(xué)習(xí)并掌握Comsol Multiphysics的使用方法

3、了解電滲進(jìn)樣原理并進(jìn)行數(shù)值模擬

4、運(yùn)用Comsol Multiphysics建立多場(chǎng)耦合模型，加深對(duì)多耦合場(chǎng)的認(rèn)識(shí)

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)，Comsol Multiphysics 3.5a軟件。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、建立多物理場(chǎng)操作平臺(tái)

打開軟件，模型導(dǎo)航窗口，“新增”菜單欄，點(diǎn)擊“多物理場(chǎng)”，依次新增：“微機(jī)電系統(tǒng)模塊/微流/斯 托 克 斯 流（mmglf）”

“ACDC模塊/靜態(tài)，電/傳導(dǎo)介質(zhì)DC（emdc）”

“微 機(jī) 電 系 統(tǒng) 模 塊/微流/電動(dòng)流（chekf）”

2、建立求解域

工作界面繪制矩形，參數(shù)設(shè)置：寬度6e-5，高度3e-6，中心（0,0）。復(fù)制該矩形，旋轉(zhuǎn)90°。兩矩形取聯(lián)集，消除內(nèi)部邊界。5和9兩端點(diǎn)取圓角，半徑1e-6。求解域建立完畢。

3、網(wǎng)格劃分

菜單欄，網(wǎng)格，自由網(wǎng)格參數(shù)，通常網(wǎng)格尺寸，最大單元尺寸：4e-7。

4、設(shè)置求解域參數(shù)

求解域模式中，斯托克斯流和傳導(dǎo)介質(zhì)物理場(chǎng)下參數(shù)無需改動(dòng)，電動(dòng)流物理場(chǎng)下，D各向同性，擴(kuò)散系數(shù)1e-8，遷移率2e-11，x速度u，y速度v，勢(shì)

能V。

5、設(shè)置邊界條件

mmglf—入口1和7邊界“進(jìn)口/層流流進(jìn)/0.00005”

出口5和12邊界“出口/壓力，粘滯應(yīng)力/0”；

emdc—入口1和7邊界“電位能/10V”

出口5和12邊界“接地”

其余邊界“電絕緣”；

chekf—入口1“濃度/1”，7“濃度/0”

出口5和12“通量/向內(nèi)通量-nmflux_c_chekf”

其余邊界“絕緣/對(duì)稱”。

6、樣品預(yù)置

（1）求解器參數(shù)默認(rèn)為穩(wěn)態(tài)求解器，不用修改。

（2）求解器管理器設(shè)置求解模式：初始值/初始值表達(dá)式，點(diǎn)變量值不可解和線

性化/從初始值使用設(shè)定。

（3）首先求解流體，對(duì)斯托克斯流求解，觀察求解結(jié)果，用速度場(chǎng)表示。

（4）再求解電場(chǎng)，改變求解模式，點(diǎn)變量值不可解和線性化/當(dāng)前解，對(duì)傳導(dǎo)介

質(zhì)DC求解，觀察求解結(jié)果，用電位能表示。

（5）再求解電動(dòng)流，不改變求解模式，觀察求解結(jié)果，用電動(dòng)流濃度表示。

7、樣品上樣

（1）改變emdc進(jìn)口，邊界7電位能由10改為3。對(duì)傳導(dǎo)介質(zhì)DC求解，結(jié)果用

電位能表示。

（2）改變chekf進(jìn)口，7邊界改為“通量/向內(nèi)通量-nmflux_c_chekf”

；求解域

中x速度和y速度改為0去除載流作用；求解器設(shè)置改為瞬態(tài)求解器，時(shí)間改為“0:0.00001:0.00001”。求解模式全部使用當(dāng)前解，對(duì)電動(dòng)流求解，結(jié)果用濃度表示。

再求兩次解，完成上樣。

8、分離樣品

（1）改變chefk進(jìn)口，7邊界“濃度/0”，1邊界“濃度/-nmflux_c_chekf”。

（2）改變cmdc進(jìn)口，7邊界“電位能/10”，1邊界“電位能/3”。

（3）重新求解電場(chǎng)。求解模式為初始值表達(dá)式和當(dāng)前解，對(duì)傳到介質(zhì)DC求解，結(jié)果用電位能表示。

（4）樣品分離求解。求解模式全部為當(dāng)前解，對(duì)電動(dòng)流求解，結(jié)果用濃度表示。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

五、討論

在本次試驗(yàn)中，每一步操作都必須嚴(yán)格正確，而且參數(shù)的把握也一定要

到位，只有對(duì)每一步的設(shè)置做到精確無誤，才能保證最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我在樣品上樣時(shí)一直未能獲得良好的上樣結(jié)果，發(fā)現(xiàn)對(duì)瞬態(tài)求解器的時(shí)間比例進(jìn)行修改，可以獲得良好上樣結(jié)果，同時(shí)，在樣品分離改變chefk左進(jìn)口濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)修改數(shù)值導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤，遂未修改濃度，得到了正確結(jié)果。因此，一定要在實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)參數(shù)正確設(shè)置。

通過對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，及本次試驗(yàn)，我體會(huì)到仿真技術(shù)對(duì)于實(shí)驗(yàn)的幫助非常巨大，使得實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的許多實(shí)驗(yàn)可以通過計(jì)算機(jī)模擬直接完成，節(jié)省了資源消耗，并極大地提高了實(shí)驗(yàn)效率。本課程的學(xué)習(xí)也讓我了解到了仿真及建模技術(shù)的要領(lǐng)。我也基本掌握了Comsol Multiphysics

這款軟件，我相信在今后我會(huì)將我對(duì)本課程的學(xué)習(xí)運(yùn)用到實(shí)際中。

第三篇：物理仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

物理仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的動(dòng)態(tài)法測(cè)量

日期

年 月 日

姓名

學(xué)號(hào)

班級(jí)

學(xué)院

評(píng)分

教師簽名

實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介：

在測(cè)量熱導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)中，最普遍采用的方法是穩(wěn)態(tài)法，即在保持被測(cè)樣品各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間變化的情況下測(cè)量熱流，然后求出熱導(dǎo)率，這種方法實(shí)驗(yàn)條件要求嚴(yán)格不易測(cè)準(zhǔn)．而動(dòng)態(tài)法就將難于測(cè)準(zhǔn)的熱學(xué)量的測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀诇y(cè)準(zhǔn)的長(zhǎng)度測(cè)量，從而顯著降低測(cè)量誤差．

實(shí)驗(yàn)原理：

實(shí)驗(yàn)采用熱波法測(cè)量銅、鋁等良導(dǎo)體的熱導(dǎo)率。簡(jiǎn)化問題，令熱量沿一維傳播，周邊隔熱,如圖1所示。根據(jù)熱傳導(dǎo)定律，單位時(shí)間內(nèi)流過某垂直于傳播方向上面積A的熱量，即熱流為為截面積，文中?T?x?p?t??kA?T?x(1)，其中K為待測(cè)材料的熱導(dǎo)率，A是溫度對(duì)坐標(biāo)x的梯度,負(fù)號(hào)表示熱量流動(dòng)方向與溫度變化

?q?t?q?t?T?x22方向相反．dt時(shí)間內(nèi)通過面積A流入的熱量dq=[()x?()x?dx]dt?kAdxdt

若沒有其他熱量來源或損耗，據(jù)能量守恒定律，dt時(shí)間內(nèi)流入面積A的熱量等于溫度升高需要的熱量。dq=(c?Adx?T?t)dt,其中C，ρ分別為材料的比熱容與密度。所以任一時(shí)刻棒元熱?T?t?k?T?x22平衡方程為C?dxdx(2)由此可得熱流方程

?T?t=D

?T?x22(3)其中D=

kC?稱為熱擴(kuò)散系數(shù)．式（3）的解將把各點(diǎn)的溫度隨時(shí)間的變化表示出來，具體形式取決于邊界條件，若令熱端的溫度按簡(jiǎn)諧變化，即T=T0?Tmsin?t(4)其中Tm是熱端最高溫度，?為熱端溫度變化的角頻率。另一端用冷水冷卻，保持恒定低溫，則式（3）的解也就是棒中各點(diǎn)的溫度為??2DT=T0??x?Tmex?sin(?t??2Dx)(5), 其中T0是直流成分，是線性成分的斜率，從式（5）中可以看出：

1)熱端(x=0)處溫度按簡(jiǎn)諧方式變化時(shí)，這種變化將以衰減波的形式在棒內(nèi)向冷端傳播，稱為熱波．

2)熱波波速：V=2D?(6)3)熱波波長(zhǎng)：??2?2D?(7)因此在熱端溫度變化的角頻率已知的情況下，只要測(cè)出波速或波長(zhǎng)就可以計(jì)算出 D．然后再由D=2kC?2計(jì)算出材料的熱導(dǎo)率K．本實(shí)驗(yàn)采用.式（6）可得V2?2kC??則k=VC?4?f?VC?4?T(8)其中，f、T分別為熱端溫度按簡(jiǎn)諧變化的頻率和周期．實(shí)現(xiàn)上述測(cè)量的關(guān)鍵是：1)熱量在樣品中一維傳播．2)熱端溫度按簡(jiǎn)諧變化．

實(shí)驗(yàn)儀器：實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)框圖見圖2(a)，該儀器包括樣品單元，控制單元和記錄單元三大部分．實(shí)際儀器由兩種工作方式：手動(dòng)和程控．他們都含樣品單元和控制單元，不同的只是記錄單元．前者用高精度x-y記錄儀，后者用微機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)的采集、記錄和繪圖，儀器主機(jī)由用絕熱材料緊裹側(cè)表面的園棒狀樣品（實(shí)驗(yàn)取銅和鋁兩種樣品）、熱電偶列陣（傳感器）、實(shí)現(xiàn)邊界條件的脈動(dòng)熱源及冷卻裝置組成。

實(shí)驗(yàn)操作：

1． 打開水源，從出水口觀察流量，要求水流穩(wěn)定。2． 打開電源開關(guān)，主機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。3． “程控”工作方式。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

銅樣品：銅的比熱C：385

?K 密度?：8.92×103 Kg/m3

鋁樣品：鋁的比熱C：906J/Kg?K 密度?:2.702×103Kg/m3

思考題：

1．如果想知道某一時(shí)刻t時(shí)材料棒上的熱波，即T~t曲線，將如何做？請(qǐng)畫出大概形狀。答：觀察測(cè)量狀態(tài)顯示中的運(yùn)行時(shí)間，到待測(cè)時(shí)間，恩下操作欄中的暫停鍵即可得到某時(shí)刻材料棒上的熱波。

2．為什么較后面測(cè)量點(diǎn)的T~t曲線振幅越來越?。?/p>

答：高次諧波隨距離快速衰減，所以較后面測(cè)量點(diǎn)的的T~t曲線振幅越來越小。

第四篇：電磁場(chǎng)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電磁場(chǎng)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電氣工程學(xué)院 2011級(jí)2班 2011302540056 黃濤

實(shí)驗(yàn)題目：

有一極長(zhǎng)的方形金屬槽，邊寬為1m，除頂蓋電位為100sin(pi*x)V外，其它三面的電位均為零，試用差分法求槽內(nèi)點(diǎn)位的分布。

1、有限差分法的原理

它的基本思想是將場(chǎng)域劃分成網(wǎng)格，用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的差分方程近似代替場(chǎng)域內(nèi)的偏微分方程，然后解這些差分方程求出離散節(jié)點(diǎn)上位函數(shù)的值。

一般來說，只要?jiǎng)澐值贸浞旨?xì)，其結(jié)果就可達(dá)到足夠的精確度。

差分網(wǎng)格的劃分有多種不同的方式，這里將討論二維拉普拉斯方程的正方形網(wǎng)格劃分法。

如下圖1所示，用分別平行與x，y軸的兩組直線把場(chǎng)域D劃分成許多正方行網(wǎng)格，網(wǎng)格線的交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，兩相鄰平行網(wǎng)格線間的距離h稱為步距。

用表示節(jié)點(diǎn)處的電位值。利用二元函數(shù)泰勒公式，可將與節(jié)點(diǎn)（xi，yi）直接相鄰的節(jié)點(diǎn)上的電位值表示為

上述公式經(jīng)整理可得差分方程

這就是二維拉普拉斯方程的差分格式，它將場(chǎng)域內(nèi)任意一點(diǎn)的位函數(shù)值表示為周圍直接相鄰的四個(gè)位函數(shù)值的平均值。這一關(guān)系式對(duì)場(chǎng)域內(nèi)的每一節(jié)點(diǎn)都成立，也就是說，對(duì)場(chǎng)域的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以列出一個(gè)上式形式的差分方程，所有節(jié)點(diǎn)的差分方程構(gòu)成聯(lián)立差分方程組。

已知的邊界條件經(jīng)離散化后成為邊界點(diǎn)上已知數(shù)值。若場(chǎng)域的邊界正好落在網(wǎng)格點(diǎn)上，則將這些點(diǎn)賦予邊界上的位函數(shù)值。一般情況下，場(chǎng)域的邊界不一定正好落在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上，最簡(jiǎn)單的近似處理就是將最靠近邊界點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)作為邊界節(jié)點(diǎn)，并將位函數(shù)的邊界值賦予這些節(jié)點(diǎn)。

2、差分方程的求解方法：簡(jiǎn)單迭代法

先對(duì)靜電場(chǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)賦予迭代初值，其上標(biāo)（0）表示初始近似值。然后再按 下面的公式：

進(jìn)行多次迭代（k=0,1,2,3…）。當(dāng)兩次鄰近的迭代值差足夠小時(shí)，就認(rèn)為得到了電位函數(shù)的近似數(shù)值解。

實(shí)驗(yàn)程序： a=zeros(135,135);for i=1:135 a(i,i)=1;end;for i=1:7 a(15*i+1,15*i+2)=-0.25;a(15*i+1,15*i+16)=-0.25;a(15*i+1,15*i-14)=-0.25;end for i=1:7 a(15*i+15,15*i+14)=-0.25;a(15*i+15,15*i+30)=-0.25;a(15*i+15,15*i)=-0.25;end a(1,2)=-0.25;a(1,16)=-0.25;a(121,122)=-0.25;a(121,106)=-0.25;a(135,134)=-0.25;a(135,120)=-0.25;a(15,14)=-0.25;a(15,30)=-0.25;for i=2:14 a(i,i-1)=-0.25;a(i,i+1)=-0.25;a(i,i+15)=-0.25;end for i=122:134 a(i,i-1)=-0.25;a(i,i+1)=-0.25;a(i,i-15)=-0.25;end for i=1:7 for j=2:14;a(15*i+j,15*i+j-1)=-0.25;a(15*i+j,15*i+j+1)=-0.25;a(15*i+j,15*i+j+15)=-0.25;a(15*i+j,15*i+j-15)=-0.25;end end b=a^(-1);c=zeros(135,1);for i=121:135 c(i,1)=25;end d=b*c;s=zeros(11,17);for i=2:16 s(11,j)=100*sin(pi.*i);end for i=1:9 for j=1:15 s(i+1,j+1)=d(15*(i-1)+j,1);end end subplot(1,2,1),mesh(s)axis([0,17,0,11,0,100])subplot(1,2,2),contour(s,32)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

***010***65432151015

以上是劃分為135*135個(gè)網(wǎng)格的過程，同理可有如下數(shù)據(jù)：

（1）將題干場(chǎng)域劃分為16個(gè)網(wǎng)格，共有25各節(jié)點(diǎn)，其中16個(gè)邊界的節(jié)點(diǎn)的電位值是已知，現(xiàn)在要解的是經(jīng)典場(chǎng)域內(nèi)的9個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的電位值。而且先對(duì)此場(chǎng)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)賦予了迭代初值均為1.第十七次迭代值：

0 70.7107 100.0000 70.7107 0 0 33.1810 46.9251 33.1811 0 0 15.0887 21.3387 15.0887 0 0 5.8352 8.2523 5.8352 0 0 0 0 0 0 第二十次迭代值：

0 70.7107 100.0000 70.7107 0 0 33.1812 46.9253 33.1812 0 0 15.0888 21.3388 15.0888 0 0 5.8353 8.2523 5.8353 0 0 0 0 0 0 當(dāng)?shù)谑叽蔚院螅?個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的電位就不再發(fā)生變化了

（2）現(xiàn)在對(duì)此場(chǎng)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)賦予了迭代初值均為6，并且進(jìn)行了20次的迭代，最終場(chǎng)域內(nèi)的9個(gè)節(jié)點(diǎn)的電位值如下：

0 70.7107 100.0000 70.7107 0 0 33.1812 46.9253 33.1812 0 0 15.0888 21.3388 15.0888 0 0 5.8353 8.2524 5.8353 0 0 0 0 0 0 由（1）與（2）的仿真結(jié)果最終可知：

在求解區(qū)域范圍、步長(zhǎng)、邊界條件不變的情況下，迭代的次數(shù)越多，計(jì) 算的結(jié)果的精確度約高。反之，迭代的次數(shù)越少，計(jì)算結(jié)果的精確度就越低。在求解區(qū)域范圍，步長(zhǎng)、邊界條件不變的情況下，靜電場(chǎng)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的電位值與初次對(duì)節(jié)點(diǎn)賦予的初值沒有關(guān)系。

（3）將題干場(chǎng)域劃分為100個(gè)網(wǎng)格，共有121個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中40個(gè)邊界的節(jié)點(diǎn)的電位值是已知，現(xiàn)在要解的是經(jīng)典場(chǎng)域內(nèi)的81個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的電位值。而且先對(duì)此場(chǎng)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)賦予了迭代初值均為3.第二十次迭代值：

0 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 0 0 48.2854 66.3866 74.0119 77.3076 78.3009 77.4690 74.2874 66.6887 48.4991 0 0 27.0168 43.6521 52.8451 57.4418 58.9298 57.7234 53.3258 44.1789 27.3891 0 0 16.5163 28.9413 36.9756 41.4270 42.9609 41.7787 37.5756 29.5985 16.9803 0 0 10.5512 19.2828 25.4843 29.1706 30.5094 29.5435 26.1204 19.9791 11.0423 0 0 6.8488 12.8113 17.2975 20.0959 21.1586 20.4495 17.9004 13.4708 7.3135 0 0 4.4311 8.4049 11.5060 13.5063 14.2947 13.8111 12.0256 8.9729 4.8310 0 0 2.7968 5.3519 7.3931 8.7404 9.2875 8.9779 7.7977 5.7939 3.1078 0 0 1.6445 3.1640 4.3957 5.2207 5.5627 5.3809 4.6685 3.4620 1.8541 0 0 0.7662 1.4782 2.0595 2.4518 2.6160 2.5312 2.1947 1.6258 0.8700 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第五十次迭代值：

0 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 0 0 48.8655 67.4302 75.3721 78.8226 79.8105 78.8295 75.3837 67.4429 48.8744 0 0 28.0421 45.4992 55.2553 60.1293 61.6104 60.1416 55.2763 45.5222 28.0583 0 0 17.8198 31.2938 40.0502 44.8604 46.3903 44.8765 40.0777 31.3239 17.8409 0 0 11.9629 21.8358 28.8270 32.9095 34.2501 32.9276 28.8578 21.8695 11.9865 0 0 8.2172 15.2911 20.5504 23.7407 24.8108 23.7588 20.5812 15.3247 8.2408 0 0 5.6353 10.5912 14.3788 16.7301 17.5298 16.7465 14.4066 10.6216 5.6566 0 0 3.7505 7.0859 9.6746 11.3039 11.8628 11.3171 9.6971 7.1104 3.7677 0 0 2.2945 4.3470 5.9536 6.9725 7.3239 6.9816 5.9691 4.3640 2.3065 0 0 1.0894 2.0667 2.8347 3.3238 3.4929 3.3283 2.8425 2.0752 1.0954 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第五十一次迭代值：

0 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 0 0 48.8681 67.4348 75.3782 78.8295 79.8173 78.8357 75.3887 67.4463 48.8762 0 0 28.0468 45.5077 55.2663 60.1416 61.6227 60.1528 55.2854 45.5285 28.0614 0 0 17.8259 31.3049 40.0647 44.8765 46.4065 44.8912 40.0896 31.3321 17.8450 0 0 11.9697 21.8482 28.8432 32.9276 34.2681 32.9440 28.8710 21.8786 11.9911 0 0 8.2240 15.3035 20.5665 23.7588 24.8289 23.7751 20.5944 15.3339 8.2454 0 0 5.6414 10.6024 14.3934 16.7465 17.5462 16.7612 14.4186 10.6299 5.6608 0 0 3.7555 7.0949 9.6864 11.3171 11.8760 11.3290 9.7068 7.1171 3.7711 0 0 2.2980 4.3533 5.9617 6.9816 7.3330 6.9899 5.9758 4.3686 2.3088 0 0 1.0912 2.0698 2.8388 3.3283 3.4974 3.3325 2.8459 2.0775 1.0966 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 由以上仿真結(jié)果可知場(chǎng)域內(nèi)的近似的電位值。

第五篇：仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告——塞曼效應(yīng) 一、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 塞曼效應(yīng)就是物理學(xué)史上一個(gè)著名得實(shí)驗(yàn)。荷蘭物理學(xué)家塞曼(Ｚeemaｎ)在 1896 年發(fā)現(xiàn)把產(chǎn)生光譜得光源置于足夠強(qiáng)得磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)作用于發(fā)光體，使光譜發(fā)生變化,一條譜線即會(huì)分裂成幾條偏振化得譜線,這種現(xiàn)象稱為塞曼效應(yīng)。

塞曼效應(yīng)就是法拉第磁致旋光效應(yīng)之后發(fā)現(xiàn)得又一個(gè)磁光效應(yīng)。這個(gè)現(xiàn)象得發(fā)現(xiàn)就是對(duì)光得電磁理論得有力支持，證實(shí)了原子具有磁矩與空間取向量子化，使人們對(duì)物質(zhì)光譜、原子、分子有更多了解.塞曼效應(yīng)另一引人注目得發(fā)現(xiàn)就是由譜線得變化來確定離子得荷質(zhì)比得大小、符號(hào)。根據(jù)洛侖茲（Ｈ、Ａ、Lｏrｅntｚ)得電子論,測(cè)得光譜得波長(zhǎng)，譜線得增寬及外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，即可稱得離子得荷質(zhì)比．由塞曼效應(yīng)與洛侖茲得電子論計(jì)算得到得這個(gè)結(jié)果極為重要，因?yàn)樗l(fā)表在Ｊ、J 湯姆遜(J、J Thomｓｏn）宣布電子發(fā)現(xiàn)之前幾個(gè)月，Ｊ、J 湯姆遜正就是借助于塞曼效應(yīng)由洛侖茲得理論算得得荷質(zhì)比，與她自己所測(cè)得得陰極射線得荷質(zhì)比進(jìn)行比較具有相同得數(shù)量級(jí),從而得到確實(shí)得證據(jù),證明電子得存在。

塞曼效應(yīng)被譽(yù)為繼 X 射線之后物理學(xué)最重要得發(fā)現(xiàn)之一。

1902 年,塞曼與洛侖茲因這一發(fā)現(xiàn)共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)(以表彰她們研究磁場(chǎng)對(duì)光得效應(yīng)所作得特殊貢獻(xiàn)）.至今,塞曼效應(yīng)依然就是研究原子內(nèi)部能級(jí)結(jié)構(gòu)得重要方法。

本實(shí)驗(yàn)通過觀察并拍攝Ｈg(5４6、1nm)譜線在磁場(chǎng)中得分裂情況,研究塞曼分裂譜得特征，學(xué)習(xí)應(yīng)用塞曼效應(yīng)測(cè)量電子得荷質(zhì)比與研究原子能級(jí)結(jié)構(gòu)得方法。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)觀察塞曼效應(yīng)得方法觀察汞燈發(fā)出譜線得塞曼分裂； 2、觀察分裂譜線得偏振情況以及裂距與磁場(chǎng)強(qiáng)度得關(guān)系;3、利用塞曼分裂得裂距，計(jì)算電子得荷質(zhì)比數(shù)值。

三、實(shí)驗(yàn)原理 1、譜線在磁場(chǎng)中得能級(jí)分裂 設(shè)原子在無外磁場(chǎng)時(shí)得某個(gè)能級(jí)得能量為,相應(yīng)得總角動(dòng)量量子數(shù)、軌道量子數(shù)、自旋量子數(shù)分別為。當(dāng)原子處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為得外磁場(chǎng)中時(shí),這一原子能級(jí)將分裂為層。各層能量為

(1)其中為磁量子數(shù),它得取值為，、、、,共個(gè)；為朗德因子；為玻爾磁矩()；為磁感應(yīng)強(qiáng)度。

對(duì)于耦合（2)假設(shè)在無外磁場(chǎng)時(shí),光源某條光譜線得波數(shù)為

(3）

式中 為普朗克常數(shù)；為光速。

而當(dāng)光源處于外磁場(chǎng)中時(shí),這條光譜線就會(huì)分裂成為若干條分線，每條分線波數(shù)為別為 hc B g M g M E EhcB? ? ? ? ? ?）

（）

（1 1 2 2 0 1 2 0 0~1~ ~ ~ ~? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

所以，分裂后譜線與原譜線得頻率差(波數(shù)形式)為

（4)式中腳標(biāo) 1、2 分別表示原子躍遷后與躍遷前所處在得能級(jí),為洛倫茲單位(),外磁場(chǎng)得單

位為(特斯拉)，波數(shù)得單位為。

得選擇定則就是：時(shí)為 成分，就是振動(dòng)方向平行于磁場(chǎng)得線偏振光,只能在垂直于磁場(chǎng)得方向上才能觀察到,在平行于磁場(chǎng)方向上觀察不到,但當(dāng)時(shí)，得躍遷被禁止;時(shí),為成分，垂直于磁場(chǎng)觀察時(shí)為振動(dòng)垂直于磁場(chǎng)得線偏振光,沿磁場(chǎng)正方向觀察時(shí),為右旋偏振光, 為左旋偏振光.若躍遷前后能級(jí)得自旋量子數(shù)都等于零,塞曼分裂發(fā)上在單重態(tài)間，此時(shí),無磁場(chǎng)時(shí)得一條譜線在磁場(chǎng)作用下分裂成三條譜線,其中對(duì)應(yīng)得仍然就是態(tài),對(duì)應(yīng)得就是態(tài),分裂后得譜線與原譜線得波數(shù)差.這種效應(yīng)叫做正常塞曼效應(yīng)。

下面以汞得譜線為例來說明譜線得分裂情況.汞得波長(zhǎng)得譜線就是汞原子從到能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生得,其上下能級(jí)得有關(guān)量子數(shù)值與能級(jí)分裂圖形如表 1—1 所示。

表 1—1 原子態(tài)符號(hào)

0 1 1 2 1、0、—1 ２、0、—2 1 ２ 2 3/2 2、1、０、—1、—２ 3、3/２、0、－3/2、—3 可見,得一條譜線在磁場(chǎng)中分裂成了九條譜線，當(dāng)垂直于磁場(chǎng)方向觀察時(shí)，中央三條譜線為成分，兩邊各三條譜線為成分;沿磁場(chǎng)方向觀察時(shí),成分不出現(xiàn),對(duì)應(yīng)得六條線分別為右旋與左旋偏振光。

2、法布里—珀羅標(biāo)準(zhǔn)具 塞曼分裂得波長(zhǎng)差很小，波長(zhǎng)與波數(shù)得關(guān)系為,若波長(zhǎng)得譜線在得磁場(chǎng)中，分裂譜線得波長(zhǎng)差約只有。因此必須使用高分辨率得儀器來觀察。本實(shí)驗(yàn)采用法布里—珀羅（）標(biāo)準(zhǔn)具。

標(biāo)準(zhǔn)具就是由平行放置得兩塊平面玻璃或石英玻璃板組成，在兩板相對(duì)得平面上鍍有高反射率得薄銀膜，為了消除兩平板背面反射光得干涉,每塊板都作成楔形。由于兩鍍膜面平行,若使用擴(kuò)展光源，則產(chǎn)生等傾干涉條紋。具有相同入射角得光線在垂直于觀察方向得平面上得軌跡就是一組同心圓.若在光路上放置透鏡，則在透鏡焦平面上得到一組同心圓環(huán)圖樣．

在透射光束中,相鄰光束得光程差為

(5）

取

（6）

產(chǎn)生亮條紋得條件為

（7）

式中為干涉級(jí)次；為入射光波長(zhǎng).我們需要了解標(biāo)準(zhǔn)具得兩個(gè)特征參量就是 1、自由光譜范圍(標(biāo)準(zhǔn)具參數(shù)）

或同一光源發(fā)出得具有微小波長(zhǎng)差得單色光與（），入射后將形成各自得圓環(huán)系列。對(duì)同一干涉級(jí),波長(zhǎng)大得干涉環(huán)直徑小，所示。如果與得波長(zhǎng)差逐漸加大，使得得第級(jí)亮環(huán)與得第()級(jí)亮環(huán)重合,則有

（８)

得出

（9)由于大多數(shù)情況下，(８)式變?yōu)?并帶入（９）式,得到

(10）

它表明在中,當(dāng)給定兩平面間隔后,入射光波長(zhǎng)在間所產(chǎn)生得干涉圓環(huán)不發(fā)生重

疊.2、分辨本領(lǐng)

定義為光譜儀得分辨本領(lǐng),對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)具,它得分辨本領(lǐng)為

(11)為干涉級(jí)次,為精細(xì)度,它得物理意義就是在相鄰兩個(gè)干涉級(jí)之間能分辨得最大條紋數(shù)。依賴于平板內(nèi)表面反射膜得反射率。

（1２）

反射率越高，精細(xì)度就越高，儀器能分辨開得條紋數(shù)就越多。

利用標(biāo)準(zhǔn)具，通過測(cè)量干涉環(huán)得直徑就可以測(cè)量各分裂譜線得波長(zhǎng)或波長(zhǎng)差。參見圖２,出射角為得圓環(huán)直徑與透鏡焦距間得關(guān)系為 ,對(duì)于近中心得圓環(huán)很小，可以認(rèn)為，于就是有

(13)

代入到(7）式中，得

(14）

由上式可推出同一波長(zhǎng)相鄰兩級(jí)與級(jí)圓環(huán)直徑得平方差為

(15)

可以瞧出,就是與干涉級(jí)次無關(guān)得常數(shù).設(shè)波長(zhǎng)與得第級(jí)干涉圓環(huán)直徑分別為與,由(１4)式與(15）式得

得出 波長(zhǎng)差

(16)波數(shù)差

(１7)3、用塞曼效應(yīng)計(jì)算電子荷質(zhì)比 對(duì)于正常塞曼效應(yīng),分裂得波數(shù)差為

代入測(cè)量波數(shù)差公式(17)，得

（１8)

若已知與,從塞曼分裂中測(cè)量出各環(huán)直徑,就可以計(jì)算出電子荷質(zhì)比。

四、實(shí) 驗(yàn)內(nèi)容 通過觀察綠線在外磁場(chǎng)中得分裂情況并測(cè)量電子荷質(zhì)比。

1、在顯示器上調(diào)整并觀察光路。

實(shí)驗(yàn)裝置圖

標(biāo)準(zhǔn)具光路圖(1)、在垂直于磁場(chǎng)方向觀察與紀(jì)錄譜線得分裂情況,用偏振片區(qū)分成分與成分,改變勵(lì)磁電流大小觀察譜線分裂得變化,同時(shí)觀察干涉圓環(huán)中成分得重疊.（2)、在平行于磁場(chǎng)方向觀察與紀(jì)錄譜線得分裂情況及變化。

(3）、利用計(jì)算機(jī)測(cè)量與計(jì)算電子得荷質(zhì)比,打印結(jié)果。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)過測(cè)量可得

=１5４、０mｍ

＝166、0mm

Dk=1６6、0mm

Dｋ—１=25７、０ｍｍ

Ｄｋ’＝15４、0mm

Dk-1′=２５2、5mｍ

帶入上述公式可得電子得荷質(zhì)比

取二者平均值得

實(shí)驗(yàn)誤差 E=(1、72—１、64)/１、７６=４、7% 六、誤差分析 1.測(cè)量磁場(chǎng)時(shí)霍爾元件可能未與磁場(chǎng)完全垂直而導(dǎo)致測(cè)量得磁場(chǎng)偏小而導(dǎo)致結(jié)果偏大.2.未能給出法珀腔介質(zhì)折射率而就是使用 n=1 代替而導(dǎo)致結(jié)果偏大。

3.在圖上找圓心時(shí)不夠準(zhǔn)確而導(dǎo)致誤差.4.汞燈放置位置不一定就是垂直得，因此光線方向分量有誤差。

七、思考題 1、如何鑒別 F-P 標(biāo)準(zhǔn)具得兩反射面就是否嚴(yán)格平行？如發(fā)現(xiàn)不平行應(yīng)該如何調(diào)節(jié)?例如,觀察到干涉紋從中心冒出來，應(yīng)如何調(diào)節(jié)? 答:實(shí)驗(yàn)時(shí)當(dāng)眼睛上下左史移動(dòng)時(shí)候,圓環(huán)無吞吐現(xiàn)象時(shí)說明 F—Ｐ標(biāo)準(zhǔn)具得兩反射面基本平行了.當(dāng)發(fā)現(xiàn)不平衡時(shí),利用標(biāo)準(zhǔn)具上得三個(gè)旋鈕來調(diào)節(jié)水平。如果當(dāng)眼睛向某方向移動(dòng)，觀察到干涉紋從中心冒出來時(shí)，由干涉公式可得該處得等傾干涉條紋所對(duì)應(yīng)得厚度較大。此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)旋扭減小厚度;相反若干涉條紋有吞吐現(xiàn)象則條紋得級(jí)數(shù)在減小，那么該處得等傾條紋對(duì)應(yīng)得厚度較小,此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)旋扭增加厚度。最后直至干涉條紋穩(wěn)定,無吞吐現(xiàn)象發(fā)生.2、已知標(biāo)準(zhǔn)具間隔圈厚度 d=５mｍ，該標(biāo)準(zhǔn)具得自由光譜范圍就是多大?根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)具自由光譜范圍及 546、１nm 譜線在磁場(chǎng)中得分裂情況，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度有何要求?若 B=0、６2T, 分裂譜線中哪幾條將會(huì)發(fā)生重疊？ 標(biāo)準(zhǔn)具厚度 d=5mｍ

自由光譜范圍 ,所用得 Hg 燈λ=546、1n ｍ，故

Δλ＝1、065Ａ、故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大于 0、72T,若Ｂ=0、62T,中間得三條譜線將發(fā)生重疊.3、沿磁場(chǎng)方向觀察，Δm=1 與Δm＝-１得躍遷各產(chǎn)生那種圓偏振光?用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明。

時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)方向觀察到得都就是電矢量垂直于磁場(chǎng)得線偏振光，在平行于磁場(chǎng)方向上觀察到得都就是圓偏振光．這兩個(gè)輻射分量被稱為線。并且,當(dāng)時(shí)，迎著或逆著磁場(chǎng)方向分別觀察到右旋或左旋前進(jìn)得圓偏振光,這個(gè)分量被稱為線；當(dāng)時(shí)，迎著或逆著磁場(chǎng)方向分別觀察到左旋或右旋前進(jìn)得圓偏振光,這個(gè)分量被稱為線、結(jié)果如下：