实验十六 用电位差计测定电动势和pH值（综合性，学时3）
用电位差计测定电动势和pH值
Ditermination of Electric Potential and Ph Using
Potentiometer
一．实验目的及要求
1．加深理解原电池电动势和电极电势的概念，学会测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势的实验方法；学会运用电动势的测定方法测定溶液的pH值；
2．学会一些电极和盐桥的制备和处理方法；
3．掌握电位差计的测量原理和正确使用方法。
二．实验原理
电池由正、负两极组成。电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可能发生其它反应。电池反应是电池中所有反应的总和。
电池除可用来作为电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：
式中△G是电池反应的吉布斯自由能增量；n为电极反应中得失电子的数目；F为法拉第常数(其值为96500C)；E为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E后，便可求得△G，进而又可求出其它热力学函数。但必须注意，首先要求电池反应本身是可逆的，即要求电池电极反应是可逆的，并且不存在任何不可逆的液接界。同时要求电池必须在可逆情况下工作，即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行，此时只允许有无限小的电流通过电池。因此，在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时，所设计的电池应尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，出现液接界电势时，常用“盐桥”来消除或减小。
1．原电池电动势
在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位差计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能测定两个电极的电势，就可以计算得到由它们组成的电池的电动势。铜－锌电池电池表示式为：
&Zn︱ZnSO4(m1)‖CuSO4(m2)︱Cu
符号“︱”代表固相（Zn或Cu）和液相（ZnSO4或CuSO4）两相界面；“‖”代表连通两个液相的“盐桥”；m1和m2分别为ZnSO4和CuSO4的质量摩尔浓度。当电池放电时，
负极起氧化反应&
Zn→Zn2+(α(Zn2＋))＋2e－
正极起还原反应&
&Cu2+(α(Cu2+)）＋2e－→Cu
电池总反应为&
Zn ＋Cu2+(α(Cu2+)→Zn2+(α(Zn2＋))＋Cu
电池反应的吉布斯自由能变化值为
上述式中△rGΘm为标准态时自由能的变化值；a为物质的活度，纯固体物质的活度等于1。&
由 △G=-ZEF&
和& △rGΘm=-ZEFΘ可解得：
对于任一电池，其电动势等于两个电极电动势之差值，其计算式为：E=φ+-φ- ，因而两电极的的电极电势分别为：
2．氢离子指示电极和利用电动势测定溶液的pH值
& 在电化学中，电极电势的绝对值至今无法测定，在实际测量中是以某一电极电势作为零标准，然后将其它的电极（被研究电极）与它组成电池，测量其间的电动势，则该电动势即为该被测电极的电极电势。被测电极作电池中的正、负极性，可由它与零标准电极两者的还原电势比较而确定。通常将标准氢电极为标准电极，然后与其它被测电极进行比较。由于使用标准氢电极不方便，在实际测定时往往采用第二级的标准电极，甘汞电极是其中最常用的一种。一般作为氢离子指示电极的有氢电极、氢醌电极、锑电极、以及玻璃电极，电动势法利用各种不同的氢离子指示电极与掺比电极组成电池测量其电动势，由此确定待测溶液的pH值。本实验选用氢醌电极，其制作简单，将待测pH值的溶液以醌氢醌饱和，插入光滑铂电极而成。电极反应和电极电势为
Q+2H++2e﹦H2Q
φH2Q﹦φΘH2Q
+RT/FlnaH+&
φΘH2Q=0.7281t
3．电池电动势的测量
测量必须在电池可逆条件下进行，人们根据对消法原理（在外电路上加一个方向相反的而电动势几乎相等的电池）设计了一种电位差计，以满足测量工作的要求。电位差计是根据补偿法（或称对消法）测量原理设计的一种平衡式电压测量仪器。其基本工作原理如图所示。En为标准电池，它的电动势准确测定。Ex是被测电池的电动势。G为灵敏检流计，用来做示零仪表。Rn为标准电池的补偿电阻，其电阻值大小是根据工作电流来选择的。R是被测电池的补偿电阻，通过它可以调节不同的电阻值使其电位降与Ex相对消。R是调节工作电流的变阻器，E为工作电源，K为换向开关。开关K接向位置1时，调节R使电流在RN上产生的电压降与标准电池的电动势EN对消，，有IEN=RN。开关接向2时，调节R，使其上的Ex与EN对消，则有IRX=Ex，，被测电动势为：Ex=(Rx/Rn)EN。电位差计型号有多种，不管什么型号，原理都相同，本实验选用数字式电位差计。
三．仪器试剂
SDC—Ⅱ数字电位差计1台，饱和甘汞电极
，铜、锌电极，硫酸锌（分析纯），硫酸铜（分析纯），醌氢醌（分析纯），氯化钾（分析纯）
四．实验步骤
1．处理和清洗电极
将铜、锌电极用金相细砂纸抛光，用蒸馏水和电极池用的溶液清洗干净。把处理好的铜、锌电极分别插入已注入相应电解质溶液（0.0500mol.dm-3ZnSO4溶液和0.0500mol.dm-3CuSO4）的电极管内并塞紧。,电极的虹吸管(包括管口)不可有气泡,也不能有漏液的现象。
2．电池组合
将饱和KCI溶液注入50ml的小烧杯中,制盐桥,再将上面制备的锌电极和铜电极的虹吸管管口分别插入小烧杯内,即成Cu-Zn电池,
Zn|ZnSO4(0.050
mol.dm-3)‖CuSO4(0.0500 mol.dm-3)︱Cu
装置如图所示。
同法组成下列电池:
Zn|ZnSO4(0.050
mol.dm-3) ‖KCl(饱和) ︱|Hg2Cl2,|Hg
Hg|,Hg2Cl2︱KCl(饱和) ‖CuSO4(0.0500 mol.dm-3)
Hg|,Hg2Cl2︱KCl(饱和) ‖H+(aH+=?) |Q,H2Q(饱和) | Pt
3．电动势的测量
连接仪器，预热数字电位差计3分钟。将测量选择调向“内标”，设定电势为1.0000伏，调节采零指示，使检零指示显示为“0”。再把测量选择调向“测量”位置进行测量调节，再使检零指示为零，所显示的电势即为被测电动势。分别测定4个电池的电动势。
五．注意事项
1．防止学生把正负电极的位置插错。
2．小心使用数字式电位差计。
3．氢醌电极的制作时，不要浪费醌氢醌试样。
4．甘汞电极里有气泡必须排除。
六．数据处理
1．分别将实验测得铜电极，锌电极和饱和甘汞电极组成的电池的电动势E带入以下公式进行计算。
代入公式& E=φ+-φ--&
分别求出温度T时铜和锌的电极电势：& φZn2+/,Zn=
φ饱和甘汞 —E-&
φCu2+ /Cu =φ饱和甘汞 + E-
再运用公式进行理论计算：φ&T =φT+RT/2F*ln1/a
式中a为离子的活度。求出铜和锌的φ&T ，查表得出铜和锌的φ&298。最后相减求出E&，进而求出E理，与实验值比较，求出误差。
2．将氢醌电极与甘汞电极组成电池的电动势E带入以下公式计算H2SO4溶液的pH值。
七．文献值
表1& CU,Zn电极的温度系数及标准电极电位
电极反应式
α×103/（V·k-1）
β×106/(V·K-2)
Cu2++2e=Cu
Zn2+,Zn(Hg)
(Hg)+ Zn2++2e-=Zn(Hg)
φ&298 =φ&T—α（T-298）-0.5β（T-298）
八．创新启示
电动势的测量方法，在物理化学研究工作中具有重要的实际意义，通过电池电动势的测量可以获得还原体系的许多热力学数据。如平衡常数，电解质活度及活度系数，离解常数，溶解度，络合常数，酸碱度以及某些热力学函数改变量等。2。（1）科学工作中，如果需要进行准确测定电动势，需要对锌电极进行汞齐化处理和对铜电极进行电镀处理。用硫酸浸洗锌电极以除去表面上的氧化层，取出后用水洗涤，然后浸入饱和硝酸亚汞溶液中3-5秒，取出后用滤纸擦拭锌电极，使锌电记表面有一层均匀锌汞齐，再用蒸馏水淋洗（汞有毒，用过的滤纸应投入指定的有盖的广口瓶中，瓶中应有水淹没滤纸，不要随便乱丢）。将铜电极在约6mol·dm-3的硝酸溶液内浸洗,除去氧化层和杂物,然后取出用水冲洗,再用蒸馏水淋洗.将铜电极置于电镀烧杯中作阴极,进行电镀,电流密度控制在20mA·cm-2为宜。电镀半小时,使铜电极表面有一层均匀新鲜铜,再取出。
电动势的测量方法属于平衡测量，在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。为此应注意以下几点：
（1）、测量前可根据点化学基本知识，初步估算一下被测电池的电动势的大小，以便在测量时能迅速找到平衡点，这样可以避免电极极化。
（2）要选择最佳实验条件使电极处于平衡状态。制备锌电极要锌汞齐化，成为Zn(Hg),而不用锌棒。因为锌棒中不可避免地会含有其他金属杂质，在溶液中本身会成为微电池，锌电极电动较低（-0.7626V），在溶液中，氢离子会在锌的杂质（金属）上放电，锌是比较活泼的金属，易被氧化。如果直接用锌棒做电极，将严重影响测量结果的准确度。锌汞齐化，能使锌溶解于汞中或者说锌原子扩散在惰性金属汞中，处于饱和的平衡状态。此时锌的活度仍等于1，氢在汞上为判断所测量的电动势是否为平衡电势，一般应在15min左右的时间内，等间隔地测量7~8个数据。若这些数据是在平均值附近摆动，偏差小于±0.0005V，则可以认为已达平衡，可取其平均值作为该电池的电动势。
（3）前面已讲到必须要求电池反应可逆，而且要求电池在可逆的情况下工作。但严格说来，本实验测定的并不是可逆电池。因为当电池工作时，除了在负极进行Zn的氧化和在正极上进行Cu2+的还原反应外，在Znso4和Cuso4溶液交界处还要发生Zn2+向Cuso4溶液中扩散过程。而且当有外电流反向流入电池中时，电极反应虽然可以逆向进行。但是在两溶液交界处离子的扩散与原来不同，是Cu2+向Znso4溶液中迁移。因此整个电池的反应实际上是不可逆的。但是由于我们在组装电池时，在两溶液之间插入了“盐桥”，则可以近似地当作可逆电池来处理
（4）以上所讨论的电池是在电池总反应中发生了化学变化，因而被称为化学电池。还有一类电池叫做浓差电池，这种电池在净作用过程中，仅仅是一种物质从浓度高（或高压力）状态向低浓度（或低压力）状态转移，从而产生电动势，而这种电池的标准电动势EΘ等于零。例如电池Cu|CuSO4(0.0100mol/dm)‖CuSO4(0.1000mol/dm)|Cu就是浓差电池的一种。
九．提问思考题
1．对消法测定原电池电动势的原理是什么？
2．测量电动势时为什么要用盐桥？任何选用盐桥？
3．测量过程中，检流指示总往一个方向编转。可能是哪些原因引起的？电动势的测定 - 产品中心 - 技术文章 - 南京南大万和科技有限公司
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《用电位差计测电动势和电压》物理实验报告
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上海密莱电气有限公司
流量计,电力电容器,红外线测温仪,橡胶硬度计,涂层测厚仪,继电器
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UJ25型直流电位差计/UJ25/
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上海密莱电气有限公司
【简单介绍】
型直流电位差计/UJ25/
【详细说明】
产品名称：UJ25型直流电位差计
产品型号：
产品价格：价格：￥0元
产品说明：
本仪器为精密高电势直流电位差计，可直接测量直流电势。配用标准电阻，可以测量直流电流、电阻及功率。也可以用来检定0.02级电位差计。
本电位差计是采用补偿法原理，使被测量电动势与恒定的标准电动势相互比较，是一种高精度测量电动势的方法。
（1）不需测量出线路中电流大小，只要测量RK=与RNR的比值即可。
（2）当完全补偿时，测量回路与被测量回路之间无电流流过，测量线路不消耗被测量线路的能量。
（3）测量的准确性是依赖标准电池电动势EN及被测电动势之补偿电阻RK与标准电池电动势劝势补偿电阻RN之比值的准确性和工作电流稳定性所决定，由于标准电池RK、RN电阻制造精度和稳定性都比较高。在应用高灵敏度检流计和高稳定电流工作的条件下，可使测量结果极为准确。
三、线路和结构
UJ25型直流电位差计工作电流为0.1毫安，每伏为10000欧姆。
电位差计有六个测量十进盘，其测量电动势范围如下：
有一个测量十进盘&&&&&&&&&&& 0.1伏&20&& 由20只1000欧姆组成
第二个测量十进盘&&&&&&&&&& 0.01伏&10&& 由11只100欧姆组成
第三个测量十进盘&&&&&&&&& 0.001伏&10&& 由20只10欧姆组成
第四个测量十进盘&&&&&&&& 0.0001伏&10&& 由20只1欧姆组成
第五个测量十进盘&&&&&&& 0.00001伏&10&& 由10只1欧姆组成
第六个测量十进盘&&&&&& 0.000001伏&10&& 由20只0.1欧姆组成
工作电流由四个盘，其可调范围如下：
22&190+0~200+0~4&O
为了能配用1.95~2.2伏和2.06&3.3伏电源，因此有三个电源妆线端钮组成，&标准&&未知1&&未知2&&电计&各有二个接线端钮组成，供接标准电池，被测电势和指零仪用，除&电计&接线端钮外，其余都标有&+-&极性符号，以免接线时极性接错。
&标准&&未知&&断&开关，可供选择接入标准电池、被测电动势和测量线路断开用，有&粗&&细&&短路&三个按键开关是用来将&指零仪&接通或短路之用，开关接通&粗&时指零仪回路接入100K&O的保护电阻，以减少通过指零仪的电流。
电位差计的结构：所有十进盘均采用高绝缘材制成，电刷及触头采用得银材料。
四、技术特性和成套件
（一）&& UJ25型高阻电位差计主要特性：
&&&& （1）本仪器测量上限为1.11110伏，最小分度值为1微伏。如配用0.01级分压箱来扩大测量范围，电位差计的测量上限量可扩大到600伏。
&& （2）在使用温度+18℃~22℃，相对湿度低于80%，正常条件下测量时，电位差计全部测量范围内，最大绝对误差，不应超过下式计算值：
Elim=（&Un/10+X）10-4（伏）
式中Un为基准值，在UJ25中为1（伏）；
X为UJ25标度盘示值（伏）
（3）电位差计在+15℃~30℃，相对湿度在80%以下使用时，由于周围环境温度超过+18℃~+22℃范围所引起的温度附加误差，每超过5℃时，不应超过允许基本误差的1/2。
（4）电位差计线路与外壳之间的绝缘强度，在温度上于8%时，能而受工频50赫，实际正弦交流电压2000伏，历时1分钟的耐压试验而出不穿。
（5）电位差计外形尺寸：500&250&170毫米
（6）电位差计重量：10公斤
（二）&& 电位差计或套件：
&&& （1）磁电式镜式检验流计，电流常数小于1&10-8安/毫米，其临介电阻约为10000欧姆，或电子指零仪，电流常数要小于1&10-8安/毫米。
（2）1级标准电阻。
（3）0.01级标准电阻全套。
（4）0.01级分压箱。
（5）工作电源1.95~2.2伏或2.9~3.3伏，电池容量不小于20安/时。
五、使用规定
（一）电动势测量：
在电位差计使用前，首先将&标准&&未知&&断&转换开关放在&断&的位置上，将左下方三个按键松开，然后将电源、标准电池、补测电动势按正负极性接在相应的接线端钮上，检流计没有极性要求。在调节工作电流之前。先应考虑到标准电池电动势受温度的影响。
将&标准&&未知&&断&转换开关，旋到&标准：&位置上，先按下&粗&后按下&细&按键。调节工作电流电阻使检流计指零。松开&粗&&细&按键，将&标准&&未知&下&细&按键，调节六只测量十进盘的大旋钮，使检流计指零，在一排大旋钮所指的示数，就是被测量的电动势数值。
（二）高电压的测量：
（1）当补测电压高于1.911110伏以上电压时，需应用额定电阻输入式分压箱。
（2）分压箱负端与电位差计&未知&负端连接在一起，而电位差计&未知&的另一端则根据被电压值与电位差计测量上限的读数。选择分压箱一个适当（&500&200&100&10）倍率端键相连接。
（3）调节工作电流。
（4）测量分压箱上已确定的相应电压降。
（5）电位差计上的示值乘上分压箱上确定的倍率，就等于被测高压电压值。
六、注意事项
（1）电位差计使用的蓄电池必须容量较大（建议采用20安/时经上蓄电池），并在充足电量后稳定保持4~6小时，并需放去正常容量的（6~8）%，然后接在电位差计上使用，使仪器工作的电流具有较高的稳定性。
（2）在测量高压时，特别要注意分压箱线路结构和正负极性标记，被测高压与电位差计接线端钮不可接错。
（3）电位差计用在电压、电流和功率测量时，测量部分各个旋钮转动应从第一个位开始，依次序旋转。
（4）电位差计与在成套件使用时，必须注意连接导线及电位差计和成套件各部份之间的绝缘电阻，应不小500兆欧。
（5）电位差计在校对调节工作电流时，应自粗、中、细、微依次顺序时行。
七、维护和保养
1、电位差计若长期搁置没有使用，可能在电刷和接触面发生氧化，造成接触不良，使用时，应将全部旋钮开关旋转数次，使其接触良好。如果电刷和接触面接触还不好，必须用汽油清洗，使接触恢复后，再涂上一层薄无酸性的纯凡士林予以保护。
2、电位差计不应受到强烈的振动和撞击。应存放于温度为+15℃~+30℃和相对湿度低于80%且无腐蚀性气体的室内。
3、电位差计应每年不少于一次的定期检定。
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电位差计测电动势数据处理
电位差计测电动势数据处理
《大学物理实验》课程教学大纲一、课程总述课程名称 大学物理实验 课程代码 1课程性质 必修 先修课程 总学时数 48 周学时数 开课院系 电子学院 任课教师 张骏里、胡光辉编 写 人 张骏里 编写时间 2006年9月使用教材 《大学物理试验教程》第一版 主编肖井华等 北京邮电大学出版社 2005.08教学参考资料 1、 沈元华、陆申龙,基础物理实验,2004,高等教育出版社.2、 杨俊才、何焰蓝、,大学物理实验,2004,机械工业出版社.3、 吴泳华、霍剑青、熊永红等,2001,大学物理实验,北京,高等教育出版社.课程教学目的
大学物理实验是一门独立设置的公共基础课,是工科学生接受科学实验能力培养的开端,它要求学生通过本课程的学习,了解“从事科学实验的主要过程及基本方法”,而得到“从事科学实验的基本训练”.1.培养与提高学生科学实验的能力：自学能力、动手实践能力、思维判断能力、表达书写能力、简单设计能力以及数据分析能力.2.培养与提高学生从事科学实验的素质.3.通过对实验现象的观测,使学生进一步掌握大学物理实验的基本知识,基本方法和基本技能,加深对物理原理的理解课程教学要求 1.自行完成实验预习,独立进行实验,撰写规范的实验报告.2.掌握常用实验装置的调整与基本的操作技术.例如：零位校准；水平及铅直调整；光路的同轴等高调整；视差的消除；逐次逼近调节；正确连接电路等.3.熟悉物理实验中基本的实验方法,例如：比较法、转换测量法、模拟法、补偿法和干涉法等.4.能够进行常用物理量的一般测量.例如：长度、质量、时间、力、温度、电流强度、电压、电阻、磁感应强度、折射率等.5.了解常用仪器的性能,并学会使用方法.例如：测长仪器、计时仪器、测温仪器、直流电桥、电位差计、通用示波器、信号发生器、分光计等.6.掌握测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的能力.其中包括下列内容：测量误差的基本概念；直接测量结果的误差表示；间接测量的误差计算；处理实验数据的一些重要方法,例如列表法、作图法和最小二乘法等. 本课程的重点和难点 本课程着重培养学生的科学实验的基本技能,通过三－四轮实验,使学生逐步掌握测量误差的估算,正确进行数据的处理,在实验过程中培养学生的实验思维.使学生从中体会实验方法与抽象理论计算的不同之处,并为专业实验的进行做好准备.课程考试 1.考核内容：考核内容包括理论考核和实践考核二部分内容.2.评分标准：理论考核按试卷不同题目设定不同的评分标准,实践考核按不同的考核内容评分.3.考核方法(包括补考形式)：理论考核采取闭卷考核的方式,实践考核采取随机抽取试题的方式考核.补考形式与之相同.4.成绩构成要素及各要素所占比重总成绩由三部分组成：平时成绩、期末实际操作考试成绩和期末理论考试成绩.（1）、平时表现占总成绩的60% 平时成绩主要是对日常出勤情况、课堂表现、课堂实际操作、实验报告的考核.其中：
①日常出勤情况、课堂表现占30%
②课堂实际操作占30%
③实验报告占40%（2）、期末实际操作考试成绩占总成绩的20%（3）、期末理论考试成绩占总成绩的20% 5.组织形式：理论考试由学院统一安排考场及监考人员.实验操作考试由任课教师安排时间及监考人员并上报教务科.6.考核时间：理论考试由电子学院统一安排.实验操作考试时间由任课教师安排.7.考核地点：理论考核由电子学院统一安排,实验操作考试在实验室进行. 二、教学时数分配序号 实验项目名称 实验时数 每组人数 实验类型 实验要求 实验属性 内容提要0 实验理论教学 6 集中上课 理论 必做 基础 1、 掌握测量和误差基本理论.2、 学会数据处理的方法.1 长度和密度的测量 2 1-2 验证 必做 基础 1、 掌握基本长度测量工具的使用.2、 熟悉物理天平使用方法.2 牛顿第二定律的验证与简谐振动的研究 3 1-2 综合 必做 基础 1． 熟悉气垫导轨的构造,掌握其正确的调整和使用方法. 熟悉用光电计时系统测量短暂时间的方法.2． 学会测运动物体的速度和加速度.3． 验证牛顿第二定律3 导热系数的测定 2 1-2 设计 选做 基础 1． 掌握低真空系统的基本操作方法.2． 掌握用热线法测定气体导热系数的基本原理和正确方法.3． 学习应用“线性回归”和“外推法”对实验数据进行处理.4 液体粘滞系数的测定 2 1-2 验证 选做 基础 1. 了解泊肃叶公式的应用2. 用毛细管粘度计（奥氏特瓦尔德粘度计）测定液体的粘滞系数3. 了解比较法的好处5 示波器的使用与超声声速的测定 3 1-2 综合 必做 基础 1. 了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理.2. 掌握示波器和信号发生器的使用方法.3. 通过用示波器观察李萨如图形,学会一种测量正弦振动频率的方法.6 薄透镜焦距的测量与简单光学器件的组装 3 1-2 设计 必做 基础 1. 熟练掌握测量薄透镜焦距的几种方法（自准法,物距象距法,共轭法,测量凹透镜的组合法）.2. 掌握分析简单光路和调节光学系统成共轴的方法.3. 加深对薄透镜成像规律的理解.7 用拉伸法测金属丝的杨氏模量 3 1-2 综合 必做 基础 1. 学习用静态拉伸法测定金属丝杨氏弹性模量的方法.2. 学习使用光杠杆测微小长度变化,学会使用望远镜.3. 学会使用逐差法处理数据.8 电位差计测电动势 3 1-2 设计 必做 基础 1、 掌握电位差计的工作原理和基本线路.2、 掌握电位差计的使用并学习校验检流计.3、 学习用电位差计测量水的沸点温度.9 光电效应及普郎克常数的测量 1.5 1-2 验证 选做 基础 1、 了解光电效应及其规律,理解爱因斯坦光电方程的物理意义.2、 用减速电位法测量光电子的初动能,计算普朗克常数.10 密里根油滴实验 2 1-2 综合 选做 基础 1、 测量基本电荷的电量,加深对电荷“量子性”的理解.2、 通过本实验进一步训练实验者严谨求实的实验态度和工作作风.11 用惠斯顿电桥测电阻 1.5 1-2 设计 必做 基础 1、 掌握惠斯通电桥基本原理,了解一般桥式电桥特点.2、 学会使用滑线电桥、箱式电桥.3、 了解电桥灵敏度概念,学习对测量电路系统误差的简单校正.4、 要求学生熟练掌握用两种电桥测电阻的方法.5、 要求学生懂得如何调节滑线变阻器达到限流保护检流计的作用.6、 要求学生学会测量电桥的灵敏度,并分析如何提高电桥的灵敏度.12 伏安法测固定电阻和非线性电阻 1.5 1-2 设计 必做 基础 1、 测绘电学元件的伏安特性曲线,学习用图线表示实验结果.2、 了解半导体二极管,小灯泡等非线性元件的导电特性.3、 练习根据实验目的来自拟实验方法,自主完成实验.13 铁磁性材料的磁化曲线和磁滞回线 1.5 1-2 设计 选做 基础 4． 了解用示波器法测磁滞回线的原理5． 学习用示波器法测绘磁滞回线14 分光计的使用以及用光栅测波长 3 1-2 综合 必做 基础 1、 了解分光计的原理和构造,学会调节分光计.2、 测定三棱镜的顶角和折射率.3、 进一步熟悉分光计的调节和使用.4、 掌握利用衍射光栅测定光波波长和光栅常数的方法.5、 加深对光的衍射及光栅分光作用原理的理解.15 牛顿环测曲面半径和劈尖干涉 2 1-2 设计 必做 基础 1、 了解牛顿环的构造,原理.2、 掌握利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径的方法.3、 了解读数显微镜的结构和原理,正确掌握它的使用方法.16 光学全息照相 3 1-2 设计 必做 基础 1、 了解全息照相的基本原理及主要特点；2、 掌握全息照相的基本要求及拍摄技术17 用霍尔效应法和冲击法测磁场 3 1-2 设计 必做 基础 1. 了解产生霍尔效应的物理过程.2. 了解用霍尔效应测磁场的原理.18 迈克尔逊干涉仪的调整和使用 2 1-2 设计 选做 基础 1. 了解工作原理、掌握调节方法.2. 观察等倾干涉、等厚干涉、白光干涉和非定域干涉现象.3. 测量He—Ne激光的波长.4. 测量钠黄光双线的波长差.5. 了解迈克尔逊干涉仪及精密光学仪器的使用方法及注意事项.19 夫兰克——赫兹实验 2 1-2 验证 选做 基础 1. 通过测定氩原子的第一激发电位,证明原子能级的存在.2. 深刻理解电子在电场中的运动过程与激发电位的关系.3. 计算测量列的标准不确定度和算术平均值的不确定度.4. 将测量数据以一定的间隔分组,作出统计直方图,观测是否具有单峰性,有限性,对称性等统计特征.20 物理仿真实验和虚拟实验 4 1-2 综合 选做 基础 1. 通过仿真物理实验,学习和理解实验的物理思想和方法,加深对仪器结构等原理和理解.2. 实现培养动手能力,学习实验技能,深化物理知识的目的.3. 增强了学生对物理实验的兴趣,大大提高了物理实验教学水平.三、单元教学目的、教学重难点和内容设置1 本课程各章的重点难点本课程着重培养学生的科学实验的基本技能,通过三－四轮实验,使学生逐步掌握测量误差的估算,正确进行数据的处理,在实验过程中培养学生的实验思维.使学生从中体会实验方法与抽象理论计算的不同之处,并为专业实验的进行做好准备.2 本课程和其他课程的联系大学物理实验是一门独立的课程,相对于大学物理课的理论教学有其自身教学规律.目前,理论教学与实验教学同时开始,为了保持实验的独立性与完整性,对于原理超前于理论教学的实验教材中予以详细介绍,实验步骤也相对具体一些.以满足实验教学的顺利进行.3 本课程的基本要求及特点通过完成一定数量的力学热学电磁学以及光学实验,要求学生具有以下能力：1) 训练学生使用基本物理实验仪器和装置,并了解其测量原理,学会调节仪器,准确读取测量数据.2) 学会在实验中观察分析和研究物理现象和物理规律,逐步培养把理论与实验结合起来进一步深入认识物理实质的能力.3) 学会一些基本物理量的测量方法.4) 了解系统误差的产生原因以及发现误差或消除的方法5) 了解随机误差的统计性质,学会直接测量和间接测量的计算方法,正确表达实验结果学会用不确定度评价实验结果,会分析不确定度对实验结果的影响.6) 学会运用有效数字进行数据的记录与运算,掌握作图法,逐差法及最小二乘法等基本实验手段处理数据.学会运用估算,建立数量级的概念.7)
练习用计算机处理实验问题.
你想怎么样，都不说明白啊，要已经处理好的数据还是？