4.2用原理(2)测量重力加速度g 1)测量圆筒中液面高度ho和圆筒底至透明屏幕的距离H。 2)开启半导体激光器,调节其位置,使其光束平行转轴入射至筒底半径为R/2的圆 刻线上,透明屏幕上入射光点和经水面反射后的光点在水静止时重合 3)在不同的周期T下读取入射光点与反射光点的距离d,所得实验数据如下: D=11.776cm,H=17.20cm,ho=10.00cm 豪1测g数据表 d/cm12.0010.008.007.005.704.603.602.802.001.400.70 0.5460.5750.6180.6490.7050.7720.8620.9801. 3081.927 90.5660.5120.4450.4060.3480.2920.2360.1880.1360.09630.0484 /T2/9-23.353.022 2.372.011.681.351.040.7830.5840,269 作tan-1/72图(如图4示),得一直线,其 斜率k=0.168352,由(7)式算得g=9.7m/s2 上海的重力加速度公认值为9794m/32,实验值 与标准值的偏差约为0.3%。 4.3焦距f与周期T经验关系的测量 将激光束正对着圆筒底部的中央,为了确 保激光束与转轴平行,在液面静止时屏幕上的4 入射光点与经液体上表面反射回来的光点应重 合,这时激光束的位置就是在光轴的位置,在屏 幕上两光点重合处做一个小标志,此标志与筒 底部中央连线就是光轴。 在保持光束平行于光轴的情形下将光束移 图4tan-1/T图 离光轴位置,当液体旋转时,反射光点一般不与屏幕上的小标志重合,上下移动屏幕,使两 者重合,则此时反射光点所在的位置就是焦点的位置,最出屏幕到杯底的距离H,从侧壁 读出液体表面最低点的高度y,焦距f=H-y;从转速测量-电源组合仪上可读取周期 T改变T,得到多组∫与T的值,侧设∫=aP,则1nf=BlnT+lna,即lnf与lnT为线性 关系作1nf-ln7图(如图5示)线性拟合后的方程为lnf=1.908lnT+2.520,线性相关 系数R=0.9993,故3=1.908,a=12.43,f与T的经验关系为 f=12.43708 4.4旋转液体凹表面成像研究 给激光器装上帽盖,使其光束略有发散且在屏幕上成一箭头状,光束平行光轴在偏离 光轴处射向旋转液体,经液面反射后,在屏上也留下一个箭头(为了使此箭头看得更为清 晰,在屏上铺一块半透明纸,使反射所成像落在上面) 固定屏幕高度H,改变旋转周期T,观察像箭头的方向及大小变化,实验发现,转速较 小时,人射光和反射光留下的箭头方向相同;随着转速逐渐增大,反射光留下的箭头越来 越小,直至成一光点,记下此时液面最低点的高度yo和旋转周期T:随后箭头反向且逐渐 变大,焦距可看作f=H-y0,将∫与T代入(8)式,看其符合程度,也可以固定周期T,改 C1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved.© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved