试验17压电陶瓷电致伸缩系数的测量-福建农林大学物理试验教学.DOC

福建农林大学 物理实验要求及原始数据表格 PAGE PAGE 2 实验17　压电陶瓷电致伸缩系数的测量 专业___________________ 学号___________________ 姓名___________________ 一、预习要点 了解迈克尔逊干涉仪的工作原理与调节使用方法（详见实验15），应该如何调整电致伸缩实验仪的光路系统。 压电陶瓷电致伸缩系数与哪些物理量有关？ 了解一元线性回归（直线拟合）与最小二乘法原理（详见第三章第四节）。 二、实验内容 调节电源输出，观测压电陶瓷的电致伸缩效应现象，记录并画出压电陶瓷的n-U曲线（两条曲线：升压过程和降压过程）； 用线性回归法求准线性区域的电致伸缩系数。 三、实验注意事项 电致伸缩实验仪是精密光学仪器，使用前必须先弄清楚使用方法，然后再动手调节； 各镜面必须保持清洁，严禁用手触摸； 千分尺手轮有较大的反向空程，为得到正确的测量结果，避免转动千分尺手轮时引起空程，使用时应始终向同一方向旋转，如果需要反向测量，应重新调整零点； 压电陶瓷的电致伸缩现象与磁滞回线相似，也有迟滞现象，测量中，要缓慢地增加电压，等到条纹稳定后再读数，电压逐渐减小时，再读一次数。 四、数据处理要求 用逐差法计算出待测光的波长，正确表达出测量结果（参照实验15有关计算公式）； 在同一图中作n-U曲线，建议运用你熟悉的计算机作图软件画出n-U曲线。用线性回归法求准线性区域的电致伸缩系数，可以运用你熟悉的计算机作图软件直接处理，也可以人工计算，求出电致伸缩系数及不确定度。 【参考公式】 选择准线性区域的八个测量数据，求电致伸缩系数标准表达式的计算过程： ， ，， 用已知δ=1.388×10-3m，l=1.400×10-2m和半导体激光器光波波长代入（6-9）式，求得锆钛酸铅压电陶瓷的伸缩系数。因为待求量个数为2，N=8，则自由度v=N-2=6，当置信概率P=0.95时，置信因子tP=2.37，所以α测量不确定度的A类分量为 ，则 五、原始数据记录表格 组号________ 同组人姓名____________________ 成绩__________ 教师签字_______________ 测定压电陶瓷的电致伸缩系数 表1 升压过程n-U的测量数据 n 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 U/V n 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 U/V n 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 U/V 表2 降压过程n-U的测量数据 n 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 U/V n 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 U/V n 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 U/V