国际物理奥赛介绍

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1、国际物理奥赛介绍智浪教育--普惠英才文库三、典型实验题的分析智浪教育--普惠英才文库36届国际奥林匹克物理实验考试智浪教育--普惠英才文库典型物理实验题分析2005年36届国际奥林匹克物理竞赛实验题为一题,学生考试5小时.试题与2005年世界物理年纪念爱因斯坦成就100年主题有一定关系,作为国际物理竞赛,题目主题好,但难度一般,优秀学生用3.5小时能完成.获奖面70％的230学生名成绩分布满分20分智浪教育--普惠英才文库用白炽灯测普朗克常数实验题：－2005年国际奥赛题智浪教育--普惠英才文库普朗克于1900年提出光是以能量量子hv的形式从物体中

2、放出的假设。在1905年，爱因斯坦发展了这个假说，认为能量量子一旦被放出，就会变成一颗不变的光量子(后来这量子被称作光子)。常见的光就是由大量的光子聚在波前处形成的。虽然它们如物体中的原子般隐藏在光波中，但普朗克常数h揭露了它们的存在。本实验的目的是测量普朗克常数。F-1uT3T2T1背景知识:智浪教育--普惠英才文库物体会在发出辐射的同时，吸收外界的辐射。黑体就是能完全吸收所有波长辐射的物体，同时它也是完全的辐射体。对电磁波来说，黑体是完全吸收，没有反射，完全辐射的物体。真实物体不是“全黑”的；一个物体与相同温度的黑体的辐射功率比就是该物体的

3、发射率，通常与波长有关。普朗克发现在绝对温度为T的物体辐射的波长为的电磁波的功率密度为智浪教育--普惠英才文库考虑值小时，即在图F-1左方离极大值很远的位置，可以忽略(1)式分母的-1项，方程（1）可简化成这里c1及c2皆为常数，本题要求从实验确定c2，它正比于普朗克常数h。(1)智浪教育--普惠英才文库本实验的基本组件辐射物体为白炽灯A的钨丝，有很宽的辐射光谱，而且发光度可调。试管B装有滤光液体，该液体只容许在可见谱中0值附近一非常窄的范围的光通过(见图F-3)。F-2ABCu0F-3智浪教育--普惠英才文库光敏电阻（LDR）的电

4、阻R与其所受光照E有关，而E则与钨丝的功率密度成正比式中无量纲参数为LDR的特征之一，需由本实验中求得。从上面可得出LDR的电阻R与钨丝温度T的关系(3)此式将应用到。这个公式中c3是一个未知比例常数。本实验的目的是通过测量不同温度T对应的电阻R，从而得到c2。智浪教育--普惠英才文库实验装置PlatformPotentiometerBatteryLampAVLDRCoverRulerSolutionfilterHolderGreyfilterVoltmeterAmmeterOhmeter部件：1.平台　圆台上装置有光敏电阻、试管与及12V0.

5、1A的电灯泡2.保护罩3.1k10匝电位器(Pm)4.12V电池5.用来连接平台到电位器的红、黑导线6.用来连接电池与电位器的红、黑导线7.用作欧姆表的万用表8.用作电压表的万用表9.用作电流表的万用表10.装有滤光液体的试管11.试管架12.灰度滤光片13.直尺智浪教育--普惠英才文库问题问题1：线路图在答卷纸1上画出盒子里以及盒子之间完整的电路图。画图时,参照图F-4所给的说明。问题2:灯丝温度的测量导电灯丝的电阻RB满足以下公式：(4)式中是导体的电阻率,,l是长度,S是灯丝的横截面积。智浪教育--普惠英才文库由于以下一些原因，电阻与温度

6、有关：金属电阻率随温度的升高而增加。在300K－3655K之间，钨满足以下经验关系（SI单位制）(5)热膨胀造成灯丝长度和截面的改变。本实验这个效应的影响很小，可以忽略不计。由（4）（5）式，忽略热膨胀可以得到(6)可见，为了得到T首先要确定a。它可以通过测量环境温度T0下的灯丝电阻RB,0而确定。智浪教育--普惠英才文库a)用万用表测量环境温度T0。b)直接用万用表来测量T0下的灯丝电阻RB,0是不可取的，因为测量时产生的电流会产生提高灯丝温度。这里，为了测量RB,0，将电池与电位器相连接。需要有足够多的电流读数，测量范围在可以调节到的最小电压至

7、1V之间。（100mV以下至少测量15个点。）最后，将电位器置于起始位置，断开电位器与电池之间的导线。每一对V和I的值，求出相应的电阻值RB。注明实验能够达到的最小电压。以RB作为纵轴，作图表示RB与I的关系。智浪教育--普惠英才文库c)观察b)得到的图，选择适当的数值范围，线性拟合外推到原点，可以得到RB，0。将所选择的所有数据填在答卷纸的表中。求RB,0及ΔRB0。d)用（6）式求a和a的值，RB,0用Ω，T0用K作单位。智浪教育--普惠英才文库问题3：从图F-6确定中心波长0和。滤光器的光学性质试管中有由硫酸铜等材料的滤光液体,它的用

8、处是吸收灯泡的红外辐射。滤光器的透射率(透射光强与入射光强之比)与波长关系如图F-6注意：0是透射率最大时对应的波长，2