大学物理实验磁阻效应
⑴ 大学物理实验的图书信息3
书名:大学物理实验
作者: 徐扬子,丁益民
出版社:科学出版社
出版日期:2006年08月
ISBN:70301 77681
开本:16开
定价:22.00元 第一章绪论
第一节物理实验课的目的和任务
第二节物理实验课的基本程序
第二章测量与不确定度
第一节测量
第二节误差
第三节误差的计算
第四节不确定度和测量结果的表示
第五节有效数字
第六节实验数据的处理方法
第三章物理实验中常用的测量方法
第一节比较法
第二节放大法
第三节平衡法
第四节补偿法
第五节模拟法
第六节干涉法
第七节转换法
第四章基础实验
实验1长度测量和物质密度的测定
实验2用三线摆法测定物体的转动惯量
实验3拉伸法测金属丝的杨氏模量
实验4气体比热容比的测定
实验5电阻元件的伏安特性
实验6用惠斯通电桥测电阻
实验7用模拟法测绘静电场
实验8圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场
实验9示波器的使用
实验10薄透镜焦距的测定
实验11等厚干涉的应用
实验12用双棱镜干涉测钠光波长
第五章应用性和设计性实验
实验13气垫导轨上弹簧振子振动的研究
实验14液体表面张力系数的测定
实验15导热系数的测量
实验16补偿原理的应用
实验17电表的改装与校准
实验18滑线电阻的限流特性和分压特性的研究
实验19测量导体的电阻率
实验20RLC电路的暂态过程研究
实验21望远镜与显微镜的组装
实验22光栅的特性分析和应用
实验23光学材料折射率的测定
第六章综合性及近代物理实验
实验24空气、液体及固体介质的声速测量
实验25干涉法测定金属的线膨胀系数
实验26迈克耳孙干涉仪的调节和使用
实验27电子束的电偏转与磁偏转研究
实验28光电效应和普朗克常量的测定
实验29CCD微机密立根油滴实验
实验30全息照相与观察
实验31非线性电路振荡周期的分岔与混沌实验一
实验32用磁阻传感器测量地磁场
实验33光谱分析
实验34核磁共振
实验35真空镀膜
第七章物理实验的计算机模拟
第一节计算机仿真模拟的过程
第二节物理模拟实验实例
附录一世界十大经典物理实验
附录二诺贝尔物理学奖与物理实验
附录三中华人民共和国法定计量单位
附录四物理学常用数表
参考文献
⑵ 不断论证没有发生的事情最后得到证实是什么效应
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拉曼效应
编辑讨论
中文名
拉曼效应
外文名
Ramanscattering
别称
拉曼散射
提出者
拉曼
提出时间
1928
应用学科
物理
1概述
2发现之旅
3研究过程
▪拉曼光谱
▪典型应用
▪物理学原理
▪拉曼贡献
4相关信息
金尚忠,周文,张在宣等.光纤拉曼散射效应及其应用研究.《激光与红外》,2002
张晓丹,赵颖,朱锋,魏长春等.VHF-PECVD低温制备微晶硅薄膜的拉曼散射光谱和光发射谱研究.《物理学报》,2005
刘建胜,刘晶儒,张振荣等.利用拉曼散射测量燃烧场的组分浓度及温度.《光学学报》,2000
柯惟中,吴缄中.氨基酸在银胶溶液中的表面增强拉曼效应.《光谱学与光谱分析》,2004
李耀群,黄贤智,陈国珍.恒能量同步荧光法和恒能量同步导数荧光法克服拉曼散射干扰.《科学通报》,1991
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拉曼效应(Raman scattering),也称拉曼散射,1928年由印度物理学家拉曼发现,指光波在被散射后频率发生变化的现象。1930年诺贝尔物理学奖授予当时正在印度加尔各答大学工作的拉曼(Sir Chandrasekhara Venkata Raman,1888——1970),以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。
目录
概述
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1930年诺贝尔物理学奖授予当时正在印度加尔各答大学工作的拉曼(SirChandrasekhara Venkata Raman,1888——1970年),以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。
在光的散射现象中有一特殊效应,和X射线散射的康普顿效应类似,光的频率在散射后会发生变化。“拉曼散射”是指一定频率的激光照射到样品表面时,物质中的分子吸收了部分能量,发生不同方式和程度的振动(例如:原子的摆动和扭动,化学键的摆动和振动),然后散射出较低频率的光。频率的变化决定于散射物质的特性,不同种类的原子团振动的方式是独一的,因此可以产生特定频率的散射光,其光谱就称为“指纹光谱”,可以照此原理鉴别出组成物质的分子的种类。这是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月,苏联的兰兹伯格(G.Landsberg)和曼德尔斯坦(L.Mandelstam)也独立地发现了这一效应,他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时,分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果,利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充,是研究分子结构的有力武器。
发现之旅
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1921年夏天,航行在地中海的客轮“纳昆达”号(S.S.Narkunda)上,有一位印度学者正在甲板上用简易的光学仪器俯身对海面进行观测。他对海水的深蓝色着了迷,一心要研究海水颜色的来源。这位印度学者就是拉曼。他正在去英国的途中,是代表了印度的最高学府——加尔各答大学,到牛津参加英联邦的大学会议,还准备去英国皇家学会发表演讲。这时他才33岁。对拉曼来说,海水的蓝色并没有什么稀罕。他上学的马德拉斯大学,面对本加尔(Bengal)海湾,每天都可以看到海湾里变幻的海水色彩。事实上,他早在16岁(1904年)时,就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律(也叫瑞利定律)对蔚蓝色天空所作的解释。不知道是由于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性,还是由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考,他注意到瑞利的一段话值得商榷,瑞利说:“深海的蓝色并不是海水的颜色,只不过是天空蓝色被海水反射所致。”瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题。他决心进行实地考察。于是,拉曼在启程去英国时,行装里准备了一套实验装置:几个尼科尔棱镜、小望远镜、狭缝,甚至还有一片光栅。望远镜两头装上尼科尔棱镜当起偏器和检偏器,随时都可以进行实验。他用尼科尔棱镜观察沿布儒斯特角从海面反射的光线,即可消去来自天空的蓝光。这样看到的光应该就是海水自身的颜色。结果证实,由此看到的是比天空还更深的蓝色。他又用光栅分析海水的颜色,发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见,海水的颜色并非由天空颜色引起的,而是海水本身的一种性质。拉曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。他在回程的轮船上写了两篇论文,讨论这一现象,论文在中途停靠时先后寄往英国,发表在伦敦的两家杂志上。[1]
研究过程
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拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授,自幼对他进行科学启蒙教育,培养他对音乐和乐器的爱好。他天资出众,16岁大学毕业,以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年,他仅18岁,就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文,是关于光的衍射效应的。由于生病,拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度,如果没有取得英国的博士学位,就没有资格在科学文化界任职。但会计行业是例外,不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求职业,结果获得第一名,被授予总会计助理的职务。拉曼在财政部工作很出色,担负的责任也越来越重,但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标,把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构,叫印度科学教育协会,里面有实验室,拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力,拉曼在没有高级科研人员指导的条件下,靠自己的努力作出了一系列成果,也发表了许多论文。1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授,使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间,仍在印度科学教育协会进行实验,不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作,逐渐形成了以他为核心的学术团体。许多人在他的榜样和成就的激励下,走上了科学研究的道路。其中有著名的物理学家沙哈(M.N.Saha)和玻色(S.N.Bose)。这时,加尔各答正在形成印度的科学研究中心,加尔各答大学和拉曼小组在这里面成了众望所归的核心。1921年,由拉曼代表加尔各答大学去英国讲学,说明了他们的成果已经得到了国际上的认同。
拉曼返回印度后,立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究,探索各种透明媒质中光散射的规律。许多人参加了这些研究。这些人大多是学校的教师,他们在休假日来到科学教育协会,和拉曼一起或在拉曼的指导下进行光散射或其它实验,对拉曼的研究发挥了积极作用。七年间他们共发表了大约五六十篇论文。他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律,选取不同的分子结构、不同的物态、不同的压强和温度,甚至在临界点发生相变时进行散射实验。1922年,拉曼写了一本小册子总结了这项研究,题名《光的分子衍射》,书中系统地说明了自己的看法。在最后一章中,他提到用量子理论分析散射现象,认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子碰撞理论孰是孰非。
1923年4月,他的学生之一拉玛纳桑(K.R.Ramanathan)第一次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源,经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶,然后从侧面观察,却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。拉玛纳桑不理解这一现象,把它看成是由于杂质造成的二次辐射,和荧光类似。因此,在论文中称之为“弱荧光”。然而拉曼不相信这是杂质造成的现象。如果真是杂质的荧光,在仔细提纯的样品中,应该能消除这一效应。
在以后的两年中,拉曼的另一名学生克利希南(K.S.Krishnan)观测了经过提纯的65种液体的散射光,证明都有类似的“弱荧光”,而且他还发现,颜色改变了的散射光是部分偏振的。众所周知,荧光是一种自然光,不具偏振性。由此证明,这种波长变化的现象不是荧光效应。
拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。他们试图把散射光拍成照片,以便比较,可惜没有成功。他们用互补的滤光片,用大望远镜的目镜配短焦距透镜将太阳聚焦,试验样品由液体扩展到固体,坚持进行各种试验。
与此同时,拉曼也在追寻理论上的解释。1924年拉曼到美国访问,正值不久前A.H.康普顿发现X射线散射后波长变长的效应,而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示,后来他把自己的发现看成是“康普顿效应的光学对应”。拉曼也经历了和康普顿类似的曲折,经过六七年的探索,才在1928年初作出明确的结论。拉曼这时已经认识到颜色有所改变、比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。他参照康普顿效应中的命名“变线”,把这种新辐射称为:“变散射”(modified scattering)。拉曼又进一步改进了滤光的方法,在蓝紫滤光片前再加一道铀玻璃,使入射的太阳光只能通过更窄的波段,再用目测分光镜观察散射光,竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间,隔有一道暗区。
就在1928年2月28日下午,拉曼决定采用单色光作光源,做了一个非常漂亮的有判决意义的实验。他从目测分光镜看散射光,看到在蓝光和绿光的区域里,有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况,变散射线的频率比入射线低,偶尔也观察到比入射线频率高的散射线,但强度更弱些。
不久,人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。1930年,美国光谱学家武德(R.W.Wood)对频率变低的变散射线取名为斯托克斯线;频率变高的为反斯托克斯线。
拉曼光谱
当光照射到物质上时会发生散射,散射光中除了与激发光波长相同的弹性成分(瑞利散