大学物理实验光敏电阻特性实验

实验四 光敏电阻特性实验

【实验目的】

1、了解光敏电阻的工作原理。

2、掌握使用GMD型光敏电阻特性实验仪测定光敏电阻伏安特性。 3、了解从实验曲线中获取物理特性的方法。

【实验仪器】 GMD型光敏电阻特性实验仪、数字万用表、连接线若干。

【实验原理】

在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应．本实验所用的光敏电阻就是

基于内光电效应的光电元件．当内光电效应发生时，固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带，同时在价带中留下空穴．这样由于材料中载流子个数增加，使材料的电导率增加．当光敏电阻两端加上电压U后，光电流为Iph?A????U d 其中A为与电流垂直的截面积，d为电极间的距离．

图一 内光电效应示意图

【注意事项】

1、连接完实验装置后，才能打开电源开关。 2、调整好光路后，不能随意转动方向。 3、实验完毕，关闭电源后，整理实验台。 【实验内容】

1、连接好实验线路，调节光敏电阻和白色高亮度发光二极管光源到适当位置，调节电压，测量不同电压下的电流值，实验点不少于12个。据此作出伏安特性曲线。 电压 电流 2、测量正向偏压下

实验四 光敏电阻特性实验

【实验目的】

1、了解光敏电阻的工作原理。

2、掌握使用GMD型光敏电阻特性实验仪测定光敏电阻伏安特性。 3、了解从实验曲线中获取物理特性的方法。

【实验仪器】 GMD型光敏电阻特性实验仪、数字万用表、连接线若干。

【实验原理】

在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应．本实验所用的光敏电阻就是

基于内光电效应的光电元件．当内光电效应发生时，固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带，同时在价带中留下空穴．这样由于材料中载流子个数增加，使材料的电导率增加．当光敏电阻两端加上电压U后，光电流为Iph?A????U d 其中A为与电流垂直的截面积，d为电极间的距离．

图一 内光电效应示意图

【注意事项】

1、连接完实验装置后，才能打开电源开关。 2、调整好光路后，不能随意转动方向。 3、实验完毕，关闭电源后，整理实验台。 【实验内容】

1、连接好实验线路，调节光敏电阻和白色高亮度发光二极管光源到适当位置，调节电压，测量不同电压下的电流值，实验点不少于12个。据此作出伏安特性曲线。 电压 电流 2、测量正向偏压下

中国石油大学 智能仪器 实验报告 成 绩： 班级： 姓名： 同组者： 教师： 光敏电阻实验

【实验目的】

1、 了解光敏电阻的工作原理；

2、 掌握光敏电阻的光电特性，光谱响应特性，频率特性等基本特性； 3、 理解光敏电阻的一般应用。 【实验原理】

光敏电阻是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化．它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小．光敏电阻通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成的，如图1所示。可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻，利用光敏电阻制成的光控开关在我们日常生活中随处可见,广泛应用于各种自动控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、

家用电器（如电视机中的亮度自动调节,照相机的自动曝光 图1 光敏电阻结构图 控制等）及各种测量仪器中。

在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应．本实验所用的光敏电阻就是基于内光电效应的光电元件．当内光电效应发生时，固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带，

下面是是大学物理实验下学期的筛选电阻的实验，因为教材上没有，所以结合老师的讲解和自己的总结，做出了下面的实验内容，比较详细，希望对大家有所帮助，谢谢。

实验4.10 筛选电阻（讲义）

实验要求:

现需要在100只阻值在 700?到1200?之间的电阻中筛选出阻值为1000?的电阻，要求不确定度不高于1%。并进一步对筛选出的这些电阻进行分组，使得每组内的电阻相互之间阻值的差别不高于 0.1%。为了使筛选既快速、准确又经济的目的，可考虑设计自搭惠斯通电桥、并利用电桥灵敏度的概念对电阻进行筛选。

设计原理：(见直流电桥测电阻实验) 1、电桥平衡时： Rx?2、电桥灵敏度： 定义 S测量?(R2R1Rs

?n?RsRs) ， 分析计算 S理论?Sg?URT,其中RT?R1?R2?RS?Rx

3、本实验中引起不确定度的主要原因有： （1）电桥灵敏度引起的不确定度： Er1??Rx2Rx?Rx1Rx?(???RsRs2??nS测量?R2R22

?RSRS （2）电阻箱阻值不确定度： Er2??R1R1)?()?()

2（本实验中电阻箱级别为 0.1，电阻箱阻值不确度可表示为?R

光敏三极管特性实验

（一）实验目的

（1）了解光敏三极管结构与工作原理。 （2）掌握光敏三极管性能、特性的测试方法。

（二）实验器件与单元

CSY2000G光电传感器实验台、光电器件实验（一）模板、光敏三极管、光源、滤色镜、照度计模板、光照度计探头

（三）基本原理

在光敏二极管的基础上，为了获得内增益，就利用晶体三极管的电流放大作用，用Ge或Si单晶体制造NPN或PNP型光敏三极管。其结构使用电路及等效电路如图1所示。

图1 光敏三极管结构及等效电路

光敏三极管可以等效一个光电二极管与另一个一般晶体管基极集电极并联 ：集电极-基极产生的电流，输入到共发三极管的基极在放大。不同之处是，集电极电流（光电流）有集电结上产生的iφ控制。集电极起双重作用；把光信号变成电信号起光电二极管作用；使光电流再放大起一般三极管的集电结作用。一般光敏三极管只引出E、C两个电极，体积小，光电特性是非线性的，广泛应用于光电自动控制作光电开关应用。

（四） 实验步骤

1.光敏三极管伏安特性

光敏三极管在不同的照度下的伏安特性就象一般晶体管在不同的基极电流输出特性一样。光敏三极管把光信号变成电信号。

（1） 将图

西南交通大学物理实验中心

实验报告

学号：20114028 姓名：王涛 班级：物理一班 实验名称： 色度 实 验 组号：

实验时间：2013 年4 月24 日 讲 教师报告箱号： 实验目的： 1. 了解色度学的基本原理。 2. 熟悉WSD-1A型色度仪的实验装置及软件操作界面，并掌握使用方法。 3. 学会用透射或反射方法测量样品的主波长、纯度、色坐标等色度学量。 实验仪器： WSG-8型色度实验装置 光栅光谱仪结构参见仪器说明书。 实验原理： 色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科，现代色度学初步解决了对颜色作定量描述和测量的问题。 颜色可以分为黑白和彩色两个系列，黑灰白以外的所有颜色均为彩色系列。彩色可以用三个参数来表示：明度(亮度或纯度)、色调(主波长或补色主波长)和色纯度(饱和度)。明度表示颜色的明亮程度，颜色越亮明度值越大；色调反映颜色的类别，如红色、绿色、蓝色等。彩色物体的色调决定于在光照明下反射光的光谱成分。例如，某物体在日光下呈现绿色是因为它反射的光中绿色成分占优势，而其它成分被吸收

单摆实验

【实验目的】

1．通过对单摆周期的大量精密测量，利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律，从而加深对偶然误差统计规律的认识。

2．利用单摆测重力加速度，掌握用不确定度分析讨论测量结果的方法，学会测量结果表达式的正确书写。 【实验仪器】

GM-1单摆实验仪（编号） 数字毫秒计（编号） 米尺 【实验原理】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律

构思：对偶然误差服从正态分布规律的最好验证是统计检验。就是在一定条件下进行大量（几百次或更多）的精密测量，将其偏差的分布与理论值相比较，即是将偏差出现在一定区间的实际个数与理论计算的预期个数相比较，如果两者一致，则可以认为正态分布规律是成立的。

方案：

1、统计直方图 …… 2、误差的置信概率 …… 二、利用单摆测重力加速度 构思：…… 方案：…… 【实验内容及步骤】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律（自拟） 二、利用单摆测重力加速度（自拟） 【数据记录及处理】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律

单摆次数

1 2 3

累计时间(s)

0.668 1.400 2.023

周期（T/s）

1.355 1.381 1.387

偶然误差

大学物理实验试卷

本试卷满分 40 分。请将答案全部写在试卷上，第四大题可写在试卷背面。 一、选择题

1、某物体长度约为 2 厘米，为使测量结果有 5 位有效数字，应选用的测量 仪器是: (D ) (A)米尺 (B)二十分游标尺 (C)五十分游标尺 (D)千分尺

2、某电流值的测量结果为 I=(30.55±0.05)mA，则下面关于被测电流 的真值I0的哪种理解是正确的 ( D )

(A) I0=30.55mA (B) I0=30.50mA 或 I0=30.60mA (C) 30.50mA

4、用 0.5 级量程为 0～7.5mA，面板刻度为 150 格的电流表测一电路中的电流, 下列哪个测量数据 记录正确 ( C )

(A)6mA (B) 6.0mA (C) 6.00mA (D) 6.000mA 5、已知 N＝2A2／B3,则正确的误差传递公式为: ( C )

(A)ΔN＝[（2AΔA）2＋（3B2ΔB）2]1/2 (B)ΔN＝2[（2AΔA）2＋（3B2ΔB）2]1/2 (C)Δ

第二章部分训练题

1．在系统误差、随机误差和粗大误差中，难以避免且无法修正的是（A.系统误差, B.随机误差, C.粗大误差。） 答： B 2．有一组等精度多次测量的数据：L=2.385mm、2.384mm、2.386mm、2.384mm、2.382mm、2.383mm。它们的A类不确定度为：（A. 0.0014mm B. 0.006mm C. 0.002mm D. 0.007mm） 答： B 3．根据第2题的数据，可以判断测量量具的最小量程是：（A. 0.001mm B.

0.01mm C. 0.004mm D. 0.02mm） 答： B 4．采用0.02mm精度的游标卡尺测量长度时，其B类不确定度为：（A. 0.022mm

B. 0.03mm C. 0.01mm D. 0.012mm） 答： D 5．有一个电子秒表，其最小分辨值为0.01S， 其仪器误差限应评定为：（A. 0.01S

大学物理实验试题

一、 填空题（共19分，每空0.5分）：

1．用霍尔法测磁感应强度时，霍尔片上除了不等势电压外，还存在由热电效应和热磁效应引起的各种副效应，这些副效应大多通过____________方法，即改变_________和___________的方向加以消除。如果电流沿X轴方向，磁场沿Z轴方向，由在Y轴方向测得的霍尔电压可推知霍尔电场沿Y轴正向，则此霍尔元件是由＿＿＿＿（填N型或P型 ）半导体材料制造的。

2． 牛顿环实验中测量两条纹直径的平方差是为了消除 _____________和 ______________测量的不确定性，在测量过程中保持单方向性是为了避免________________。

3．用共振干涉法（驻波法）测波长时，由干涉理论知，当换能器S1S2之间的距离xi满足xi = 时，将形成稳定的驻波，写出测定声速的表达式： ，并指出式中各物理量的物理意义： 。

4．读数显微镜使用时要特别注意避免产生 ，它的起因是 ，其避免的方法是：测量时测量鼓轮始终沿 转动。

5．声速测定实验中，如果两探头S1和S2间距为X,那么入射波与反射波形成驻波的条件是 _____________；相邻两波节间距为：_________