《大学物理实验》课程教案讲义（上）第二章 常用实验仪器简介

第二章常用实验仪器简介第一节力学实验常用仪器简介长度是基本的物理量之一，长度测量是学习科学测量的开始，而长度基准的测定是整个科学技术工作的基础.国际纯粹物理与应用物理联合会（IUPAU）中专门从事“符号、单位、命名、原子质量和基本常数”工作的第二委员会的科学家们认为“最未位小数的物理学有独特之美”诺贝尔(AlfredBernhardNobel1833-1896)奖设立一百多年来，有十余位获奖科学家的工作与长度基准或时间基准的定义有着极为密切的关系.长度基准定义的每次突破性的进展，都有力地推动了人类科技文明的进步科学家追求小数点后很多位的意义就在于：具有极高精度的基准研究，将导致现有计量体系的进步与精化，将有助于建立对自然界基本定律的更深入的认识，甚至开创物理学和科技的新领域测量长度的仪器和量具，不仅在生产过程和科学实验中被广泛使用，而且有关长度测量的方法、原理和技术，在其他物理量的测量中也具有普遍意义.因为许多其他物理量的测量（如温度计、压力表以及各种指针式电表的示值），最终都是转化为长度（刻度）而进行读数的常用的长度测量仪器有米尺、游标卡尺、千分尺和读数显微镜等.表征这些仪器主要规格的量有量程和分度值等.量程表示仪器的测量范围；分度值表示仪器所能准确读出的最小数值。一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“充许误差”（尺寸偏差）相应也越小.学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意在以后的实验中恰当地选择使用在工程技术和科学研究中，经常需要测量不同精度要求的长度，应针对不同要求选择不司的长度测量仪器.本实验将练习如何正确使用米尺、游标卡尺、千分尺和读数显微镜测量长度

第二章 常用实验仪器简介 第一节 力学实验常用仪器简介 长度是基本的物理量之一.长度测量是学习科学测量的开始，而长度基准的测定 是整个科学技术工作的基础.国际纯粹物理与应用物理联合会（IUPAU）中专门从事 “符号、单位、命名、原子质量和基本常数”工作的第二委员会的科学家们认为“最 末位小数的物理学有独特之美”.诺贝尔(Alfred Bernhard Nobel, 1833-1896)奖设立一 百多年来，有十余位获奖科学家的工作与长度基准或时间基准的定义有着极为密切 的关系.长度基准定义的每次突破性的进展, 都有力地推动了人类科技文明的进步. 科学家追求小数点后很多位的意义就在于：具有极高精度的基准研究,将导致现有计 量体系的进步与精化, 将有助于建立对自然界基本定律的更深入的认识, 甚至开创 物理学和科技的新领域. 测量长度的仪器和量具，不仅在生产过程和科学实验中被广泛使用，而且有关 长度测量的方法、原理和技术，在其他物理量的测量中也具有普遍意义.因为许多其 他物理量的测量(如温度计、压力表以及各种指针式电表的示值)，最终都是转化为 长度(刻度)而进行读数的. 常用的长度测量仪器有米尺、游标卡尺、千分尺和读数显微镜等.表征这些仪器 主要规格的量有量程和分度值等.量程表示仪器的测量范围；分度值表示仪器所能准 确读出的最小数值.一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“允许误差” (尺寸偏差)相应也越小.学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、 读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意在以后的实验中恰当地选择使用.在工 程技术和科学研究中，经常需要测量不同精度要求的长度，应针对不同要求选择不 同的长度测量仪器.本实验将练习如何正确使用米尺、游标卡尺、千分尺和读数显微 镜测量长度

1.米尺米尺的分度值为1（毫来）.因此，用来尺测量长度时，可以读准到毫来这一位上，毫米以下的一位则需凭视力估计.例如，用米尺测量一物体长度1-PQ[图2-1-1（a）」，如P点位置的读数是1.13cm（厘米）.Q点位置的读数是3.62cm，则1=3.62一1.13=2.49cm.在P点和Q点位置的读数中，毫米及毫米以上的读数“1.1”和“3.6”是米尺上有刻度线的，是读得准的；最后一位即毫米以下的一位读数“3”和“2”是估计的，即读数的偶然误差所在的位数.这位读数与真实值可能有出入，但还是有意义的，不能扔掉往后，对各种仪表进行读数时，在可能情况下，都要对小于分度值的数进行估读，读数的最后一位应该是读数的偶然误差所在的位数，这是仪器读数的一般规则米尺是有一定厚度的，所以，用米尺测量时，要尽可能把待测物体贴紧米尺的刻度线，以避免视差.视差的来源是由于待测对象与标尺不紧贴，以致测量者从不同角度看去，会导致读数的差异.图2-1-1(a)那样放置是正确的，图2-1-1(b)那样放置是不正确的在以后各种测量中，要注意尽量避免视差，或设法减小视差有的来尺刻度是从端边开始的.测量时一般不用端边作为测量的起点，以免由磨损带来误差.实测时常常选择米尺上的某一刻度线如10.00cm等作为测量起点如果要考虑米尺刻度的不均匀，可以由不同起点进行多次测量34Q(b)(a)图2-1-1米尺（mm）测量示例2.游标卡尺由于米尺的分度值（1mm）不够小，常不能满足测量精度的需要.若要把米尺估读的那一位数值准确地读出来，可在尺身（即米尺）旁加一把游标而构成游标卡尺.游标卡尺有好几种规格，一般按分度值的大小来区分，大致有0.1mm、0.05mm和0.02mm

1.米尺 米尺的分度值为 lmm(毫米).因此，用米尺测量长度时，可以读准到毫米这一位 上，毫米以下的一位则需凭视力估计.例如，用米尺测量一物体长度 l= [图 2-1-1(a)]，如 P 点位置的读数是 1.13cm(厘米).Q 点位置的读数是 3．62cm，则 l=3．62—1．13=2．49cm.在 P 点和 Q 点位置的读数中，毫米及毫米以上的读数“1．1” 和“3．6”是米尺上有刻度线的，是读得准的；最后一位即毫米以下的一位读数“3” 和“2”是估计的，即读数的偶然误差所在的位数.这位读数与真实值可能有出入， 但还是有意义的，不能扔掉. _ PQ 往后，对各种仪表进行读数时，在可能情况下，都要对小于分度值的数进行估 读，读数的最后一位应该是读数的偶然误差所在的位数，这是仪器读数的一般规则. 米尺是有一定厚度的，所以，用米尺测量时，要尽可能把待测物体贴紧米尺的 刻度线，以避免视差.视差的来源是由于待测对象与标尺不紧贴，以致测量者从不同 角度看去，会导致读数的差异.图 2-1-1(a)那样放置是正确的，图 2-1-1(b)那样放 置是不正确的. 在以后各种测量中，要注意尽量避免视差，或设法减小视差. 有的米尺刻度是从端边开始的.测量时一般不用端边作为测量的起点，以免由磨 损带来误差.实测时常常选择米尺上的某一刻度线如 10.OOcm 等作为测量起点. 如果要考虑米尺刻度的不均匀，可以由不同起点进行多次测量. (a) (b) 图 2-1-1 米尺（mm）测量示例 2.游标卡尺 由于米尺的分度值(1mm)不够小，常不能满足测量精度的需要.若要把米尺估读 的那一位数值准确地读出来，可在尺身(即米尺)旁加一把游标而构成游标卡尺.游标 卡尺有好几种规格，一般按分度值的大小来区分，大致有 0.1mm、0.05mm 和 0.02mm

等数种.（1）游标卡尺结构游标卡尺结构如图2-1-2所示，它主要由尺身和游标两部分构成，尺身为一根普通的钢质米尺，其最小刻度为1m，其上连有量爪A和A，游标可紧贴尺身滑动，游标上也有刻度线，连有量爪B、B和深度尺C.AB构成外量爪，可以测量直径长度和高度等；A’B构成内量爪，可以测量内径.深度尺C可以测量深度.螺钉F用于固定游标0.02mm.0131181011213mmwoulom######隆门TAB图2-1-2游标卡尺（2）游标卡尺的读数原理游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上总共有Ⅱ个分格，其长度与尺身上的(n一1）个分格的长度相等.若用x代表游标上一个分格的长度，用y代表尺身上一个分格的长度，则有：(2-1-1)nx=(n-1)y那么，尺身和游标上每一分格长度的差为：18=y-x=(2-1-2)n以P=10的游标尺为例，主尺上一分格长是1mm，那么游标上10分格的总长等于9mm，这样游标上一个分格的长度是0.9mm，8=y一x=0.1mm当量爪A、B合拢时，游标上的“0”线与主尺上的“0”线重合，如图2-1-3所示.这时，游标上第一条刻线在主尺第一条刻线的左边0.1mm处，游标上第二条刻线在主尺第二条刻线的左边0.2mm处，...，依此类推.这就提供了利用游标进行测量的依据.如果在量爪A、B间放进

等数种. (1)游标卡尺结构 游标卡尺结构如图 2-1-2 所示，它主要由尺身和游标两部分构成.尺身为一根普 通的钢质米尺，其最小刻度为 1mm，其上连有量爪 A 和 A′.游标可紧贴尺身滑动， 游标上也有刻度线，连有量爪 B、B′和深度尺 C.AB 构成外量爪，可以测量直径、 长度和高度等；A′B′构成内量爪，可以测量内径.深度尺 C 可以测量深度.螺钉 F 用于固定游标. 图 2-1-2 游标卡尺 （2）游标卡尺的读数原理 游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上总共有 n 个分格，其长度与尺身上的 (n－1)个分格的长度相等.若用 x 代表游标上一个分格的长度，用 y 代表尺身上一个 分格的长度，则有： nx＝(n－1)y (2-1-1) 那么，尺身和游标上每一分格长度的差为： δ＝y－x＝1 n y （2-1-2） 以 P=10 的游标尺为例，主尺上一分格长是 lmm，那么游标上 10 分格的总长等于 9mm， 这样游标上一个分格的长度是 0.9mm，δ＝y－x=0.1mm.当量爪 A、B 合拢时，游标 上的“0”线与主尺上的“0”线重合，如图 2-1-3 所示.这时，游标上第一条刻线在 主尺第一条刻线的左边 0.1mm处，游标上第二条刻线在主尺第二条刻线的左边 0.2mm 处，.，依此类推.这就提供了利用游标进行测量的依据.如果在量爪 A、B 间放进

一张厚度0.1mm的纸片，那么，与量爪B相联的游标就要向右移动0.1mm，这时，游标的第一条线就与主尺的第一条线相重合，而游标上所有其他各条线都不与主尺上任一条刻度线相重合：如果纸片厚0.2mm，那么，游标就要向右移动0.2mm，游标的第二条线就与主尺的第二条线相重合，依此类推.反过来讲，如果游标上第二条线与主尺的刻度线重合，那么纸片的厚度就是0.2mm..·.如图2-1-4所示nim-5010n10.主尺1游标1010游标5010图2-1-3游标卡尺（10分度）测量示例图2-1-4游标卡尺（10分度）不对齐测量示例这种把游标等分为10个分格（即n=10）的游标尺叫做“十分游标”：十分游标”的=二mm，这是由主尺的刻度值和游标尺刻度值之差给出的，因此，8不10是估读的.它是游标尺上能读准的最小数值，即是游标尺的分度值，上述图2-1-4中测量纸片厚度的读数1，由于用了游标，毫米以下这一位数是准确的.因此，根据仪器读数的一般规则，读数的最后一位应该是读数误差所在的一位，应该写为[=0.20mm=0.020cm最后加的一个“0”表示读数误差出现在最后这一位上.如果不能判定游标上相邻的两条刻度线哪一条线与主尺重合或更相近些，则最后一位可估读“5”，由此可见，使用游标可以提高读数的准确程度.游标尺的估读误差不大于一2（为什么？)还有一种常用的游标是“二十分游标”（n=20），即将主尺上的19mm等分为游标上的二十格，或者将主尺上的39mm等分为游标上的二十格，这样它们的分度值为：390=1.0.19=0.05mm或8=2.0=0.05mm2020因在这种情况下，主尺上两格（2mm）与游标上一格相当，如图2-1-5二十分游标常在游标上刻有0、25、50、75、1等标度，以便于直接读数.如游标上

一张厚度 0.1mm 的纸片，那么，与量爪 B 相联的游标就要向右移动 0.1mm，这时， 游标的第一条线就与主尺的第一条线相重合，而游标上所有其他各条线都不与主尺 上任一条刻度线相重合；如果纸片厚 0.2mm，那么，游标就要向右移动 0.2mm，游标 的第二条线就与主尺的第二条线相重合.，依此类推.反过来讲，如果游标上第二 条线与主尺的刻度线重合，那么纸片的厚度就是 0.2mm.如图 2-1-4 所示. 图 2-1-3 游标卡尺（10 分度）测量示例 图 2-1-4 游标卡尺（10 分度）不对齐测量示例 这种把游标等分为 10 个分格(即 n=10)的游标尺叫做“十分游标”.“十分游 标”的 δ= mm 10 1 ，这是由主尺的刻度值和游标尺刻度值之差给出的，因此，δ 不 是估读的.它是游标尺上能读准的最小数值，即是游标尺的分度值. 上述图 2-1-4 中测量纸片厚度的读数 l，由于用了游标，毫米以下这一位数是准 确的.因此，根据仪器读数的一般规则，读数的最后一位应该是读数误差所在的一位， 应该写为 l=0.20mm=0.020cm 最后加的一个“0”表示读数误差出现在最后这一位上. 如果不能判定游标上相邻的两条刻度线哪一条线与主尺重合或更相近些，则最后一 位可估读“5”. δ 2 1 由此可见，使用游标可以提高读数的准确程度.游标尺的估读误差不大于 (为什么?). 还有一种常用的游标是“二十分游标”(n=20)，即将主尺上的 19mm 等分为游标 上的二十格，或者将主尺上的 39mm 等分为游标上的二十格，这样它们的分度值为： 20 19 20 39 δ=1.0- =0.05mm 或 δ=2.0- =0.05mm 因在这种情况下，主尺上两格(2mm)与游标上一格相当，如图 2-1-5. 二十分游标常在游标上刻有 0、25、50、75、1 等标度，以便于直接读数.如游标上

第5条刻线（标25）与主尺对齐，则读数的尾数为5×8=0.25mm，即可直接读出.二8），可认为在百分之一毫米这一位上.因此，如1=0.55mm，十分游标的估读误差P“0”不再在后面加cm230主尺255075n游标图2-1-5游标卡尺（20分度）测量示例cm230主尺75500251游标图2-1-6游标卡尺（50分度）测量示例另一种常用的游标是五十分游标（n=50），即主尺上49mm与游标上50格相当，见图2-1-7.五十分游标的分度值8=0.02mm.游标上刻有0、1、2、3、…、9，以便于读数.五十分游标的读数结果也写到百分之一毫米这一位上5cm3420主尺O0A8游标图2-1-7游标卡尺测量示例（50分度，对齐）综上所述：游标尺的分度值是由主尺与游标尺刻度的差值决定的，亦即是由游标分度数目决定的；各种常用游标尺的读数都写到百分之一毫米这一位上需要提醒的是，游标只给出毫米以下的读数，毫米以上的读数要从游标“0”线在主尺上的位置读出。当测量大于1mm的长度时，应先从游标尺“0”线在主尺的位置读出毫米的整数

第 5 条刻线(标 25)与主尺对齐，则读数的尾数为 5×δ=0.25mm，即可直接读出.二 十分游标的估读误差 (< δ 2 1 )，可认为在百分之一毫米这一位上.因此，如 l=0.55mm， 不再在后面加 “0”. 0 25 50 75 1 主尺 游标 cm 0 1 2 3 图 2-1-5 游标卡尺（20 分度）测量示例 0 25 50 75 1 主尺 游标 cm 0 1 2 3 图 2-1-6 游标卡尺（50 分度）测量示例 另一种常用的游标是五十分游标(n=50)，即主尺上 49mm 与游标上 50 格相当， 见图 2-1-7.五十分游标的分度值 δ=0.02mm.游标上刻有 0、1、2、3、.、9，以 便于读数.五十分游标的读数结果也写到百分之一毫米这一位上. 0 1 2 3 0 4 56 78 9 主尺 游标 cm 0 1 2 3 4 5 图 2-1-7 游标卡尺测量示例（50 分度，对齐） 综上所述：游标尺的分度值是由主尺与游标尺刻度的差值决定的，亦即是由游 标分度数目决定的；各种常用游标尺的读数都写到百分之一毫米这一位上. 需要提醒的是，游标只给出毫米以下的读数，毫米以上的读数要从游标“0”线 在主尺上的位置读出. 当测量大于 lmm 的长度时，应先从游标尺“0”线在主尺的位置读出毫米的整数

位，再从游标上读出毫米的小数位.即用游标尺测量长度1的普遍表达式为l=ky+nd(2-1-3)k是游标的“o”线所在处主尺上刻度的整毫米数，n是游标的第n条线与主尺的某一条线重合，y=1mm.图2-1-8所示的情况，即1=21.24mm=2.124cm7 cm5463u主尺346A4029游标图2-1-8游标卡尺测量示例（50分度，不对齐）（3）使用方法和注意事项①检查零点.在用游标卡尺测量之前，先应把量爪A、B合拢，检查游标的零刻线是否与尺身的零刻线对齐，如果不能对齐，应记下零点读数，即测量值1三未做零点修正的读数值11一零点读数10，其中10可正可负②用游标卡尺卡住被测物体时，松紧要适度，以免损伤卡尺或被测物体.当需要把卡尺从被测物体上取下后才能读数时，一定要先把固定螺钉拧紧③在测量时应卡正被测物体，测环或孔的内径时，要找到最大值，否则会增大测量误差.④卡尺在使用时严禁磕碰，以免损坏量爪或深度尺.若长期不用时，应涂以脱水黄油，置于避光干燥处封存.3.螺旋测微器（千分尺）（1）螺旋测微器结构千分尺是一种比游标卡尺更精密的长度测量仪器，常用于测量较小的长度，如金属丝的直径、薄板的厚度等.其结构如图2-1-9所示.它主要由两大部分组成：其中尺架、测砧和套在螺杆上的螺母套管连在一起构成千分尺的固定部分.螺母套管上有两列刻线：一列在中心线的上方，另一列在中心线下方，两列刻线的间距均为1mm，但彼此错开0.5mm，下列刻线对应的读数为0，1mm，2mm，3mm，称为毫米指示线：上列刻线对应的读数为0.5mm，1.5m，2.5mm，称为半毫米指示线，也有千分尺毫来

位，再从游标上读出毫米的小数位.即用游标尺测量长度 l 的普遍表达式为 l=ky+nδ (2-1-3) k 是游标的“0”线所在处主尺上刻度的整毫米数，n 是游标的第 n 条线与主尺的某 一条线重合，y=lmm.图 2-1-8 所示的情况，即 l=21.24mm=2.124cm 0 1 2 3 0 4 56 78 9 主尺 游标 cm 0 1 2 3 4 5 6 7 图 2-1-8 游标卡尺测量示例（50 分度，不对齐） （3）使用方法和注意事项 ① 检查零点.在用游标卡尺测量之前，先应把量爪 A、B 合拢，检查游标的零 刻线是否与尺身的零刻线对齐.如果不能对齐，应记下零点读数，即测量值 l＝未做 零点修正的读数值 l1－零点读数 l0，其中 l0 可正可负. ② 用游标卡尺卡住被测物体时，松紧要适度，以免损伤卡尺或被测物体.当需 要把卡尺从被测物体上取下后才能读数时，一定要先把固定螺钉拧紧. ③ 在测量时应卡正被测物体，测环或孔的内径时，要找到最大值，否则会增 大测量误差. ④卡尺在使用时严禁磕碰，以免损坏量爪或深度尺.若长期不用时，应涂以脱 水黄油，置于避光干燥处封存. 3.螺旋测微器(千分尺) （1）螺旋测微器结构 千分尺是一种比游标卡尺更精密的长度测量仪器，常用于测量较小的长度，如 金属丝的直径、薄板的厚度等.其结构如图 2-1-9 所示.它主要由两大部分组成：其 中尺架、测砧和套在螺杆上的螺母套管连在一起构成千分尺的固定部分.螺母套管上 有两列刻线：一列在中心线的上方，另一列在中心线下方，两列刻线的间距均为 1mm， 但彼此错开 0.5mm，下列刻线对应的读数为 0，1mm，2mm，3mm，称为毫米指示线； 上列刻线对应的读数为 0.5mm，1.5mm,2.5mm，称为半毫米指示线，也有千分尺毫米

指示线在上方，半毫米指示线在下方的：另一部分为活动部分，它包括测微螺杆、微分筒和尾部的棘轮.转动棘轮可带动微分筒转动，从而使测微螺杆沿轴前进或后退，在前进方向受阻（已卡住被测物)时，若继续旋进棘轮，测微螺杆不再前进，并发出“咔味”的响声，示意测砧与测微螺杆间的两测量面与被测物已适当接触.图2-1-9中7为锁紧手柄，用来固定两测量面间的距离1—尺架；2—测砧：3—测微螺杆：4螺母套管；5—微分筒：6—棘轮：7—锁紧手柄；8—绝热板图2-1-9千分尺（2）测微原理微分筒的边缘被分成50等份，当微分筒旋转1周时，测微螺杆就沿轴向运动0.5mm（即一个螺距）.显然，微分筒每旋转一小格，测微螺杆运动0.5mm/50=0.01mm，这就是于分尺的最小分度值.可见，利用测微螺旋装置后，使测砧与测微螺杆间的长度可以量准到0.01mm，再加上对最小分度的1/10估读，故可读到毫米的千分位.实验室常用千分尺的量程为25mm，分度值为0.01mm（3）螺旋测微器的读数方法测量物体长度时，应轻轻转动棘轮，使两测量面与待测物接触，当听到“味咔”响声即可读数.设此时各指示线的位置如图2-1-10(a)所示，读数顺序如下：先根据微分筒边缘线读出螺母套管上毫米与半毫米的读数1″=3mm；再根据螺母套管中心线读出微分简上0.5mm以内的读估值A10.185mm：其中最后一位“5”是估计读数，则最后结果为1=1十△1=3.185mm.当然，实际记录时不应写出上述中间过程，而应直接写出最后结果

指示线在上方，半毫米指示线在下方的；另一部分为活动部分，它包括测微螺杆、 微分筒和尾部的棘轮.转动棘轮可带动微分筒转动，从而使测微螺杆沿轴前进或后退. 在前进方向受阻(已卡住被测物)时，若继续旋进棘轮，测微螺杆不再前进，并发出 “咔咔”的响声，示意测砧与测微螺杆间的两测量面与被测物已适当接触.图 2-1-9 中 7 为锁紧手柄，用来固定两测量面间的距离. 1—尺架；2—测砧；3—测微螺杆；4—螺母套管；5—微分筒；6—棘轮；7—锁紧手柄；8—绝热板 图 2-1-9 千分尺 （2）测微原理 微分筒的边缘被分成 50 等份，当微分筒旋转 1 周时，测微螺杆就沿轴向运动 0.5mm(即一个螺距).显然，微分筒每旋转一小格，测微螺杆运动 0.5mm/50＝0.01mm， 这就是千分尺的最小分度值.可见，利用测微螺旋装置后，使测砧与测微螺杆间的长 度可以量准到 0.01mm，再加上对最小分度的 1/10 估读，故可读到毫米的千分位. 实验室常用千分尺的量程为 25mm，分度值为 0.01mm. （3）螺旋测微器的读数方法 测量物体长度时，应轻轻转动棘轮，使两测量面与待测物接触，当听到“咔咔” 响声即可读数.设此时各指示线的位置如图 2-1-10(a)所示，读数顺序如下：先根据 微分筒边缘线读出螺母套管上毫米与半毫米的读数 l′＝3mm；再根据螺母套管中心 线读出微分筒上 0.5mm 以内的读估值 Δl＝0.185mm；其中最后一位“5”是估计读 数，则最后结果为 l＝l′＋Δl＝3.185mm.当然，实际记录时不应写出上述中间过程， 而应直接写出最后结果

-(a)l=3.185mm(b)l=3.685mm(c) 1=1.979mm图2-1-10千分尺的读数关于千分尺的读数有两点必须注意：①要特别留心微分简边缘线是否过了半毫米指示线.如图2-1-10（b）中，不应读作3.185mm，而应读作3.685mm，因微分筒边缘线已过了半毫米线②当微分简的边缘线压在螺母套管上的某一刻线上时，应根据微分筒的读数来判断它是否超过螺母套管的这一刻线.如图2-1-10(c)中，不应读作2.479mm，而应读作1.979mm.因为通过微分筒的读数可以判断微分筒的边缘线实际上并未超过螺母套管的2mm指示线，即螺母套管读数1应读成1.5mm（4）使用方法和注意事项①检查零点.在用于分尺测量前，先缓慢旋转棘轮，直到听到“咔咔”响声，表明测微螺杆和测砧已直接接触.此时，微分筒上的零线应与螺母套管的中心线正好对齐.如果不能对齐，就应记下零点读数.显然，测量值/=l一1o，其中l可正可负图2-1-11所示为两个零点读数的例子日4(a) 10=+0.003mm(b) 10=-0.015mm图2-1-11千分尺的零点读数②测微螺杆接近待测物（或测砖）时不要直接旋转微分筒，而应慢慢旋转棘轮，以免测量压力过大而使测微螺杆的螺纹发生形变③测量完毕后，两测量面间应留有不小于0.5mm的间隙，以免受热膨胀时使测微螺杆的精密螺纹受损④千分尺长期不用时，应在易锈表面涂以脱水黄油，置于蔽光干燥处封存4.读数显微镜（测距显微镜，比长仪）

(a) l＝3.185mm (b) l＝3.685mm (c) l＝1.979mm 图 2-1-10 千分尺的读数 关于千分尺的读数有两点必须注意：①要特别留心微分筒边缘线是否过了半毫 米指示线.如图 2-1-10 (b)中，不应读作 3.185mm，而应读作 3.685mm，因微分筒边 缘线已过了半毫米线.②当微分筒的边缘线压在螺母套管上的某一刻线上时，应根据 微分筒的读数来判断它是否超过螺母套管的这一刻线.如图 2-1-10(c)中，不应读作 2.479mm，而应读作 1.979mm.因为通过微分筒的读数可以判断微分筒的边缘线实际 上并未超过螺母套管的 2mm 指示线，即螺母套管读数 l′应读成 1.5mm. （4）使用方法和注意事项 ① 检查零点.在用千分尺测量前，先缓慢旋转棘轮，直到听到“咔咔”响声， 表明测微螺杆和测砧已直接接触.此时，微分筒上的零线应与螺母套管的中心线正好 对齐.如果不能对齐，就应记下零点读数.显然，测量值l＝l1－l0，其中l0可正可负. 图 2-1-11 所示为两个零点读数的例子. (a) l0＝＋0.003mm (b) l0＝－0.015mm 图 2-1-11 千分尺的零点读数 ② 测微螺杆接近待测物(或测砧)时不要直接旋转微分筒，而应慢慢旋转棘轮， 以免测量压力过大而使测微螺杆的螺纹发生形变. ③ 测量完毕后，两测量面间应留有不小于 0.5mm 的间隙，以免受热膨胀时使 测微螺杆的精密螺纹受损. ④ 千分尺长期不用时，应在易锈表面涂以脱水黄油，置于蔽光干燥处封存. 4.读数显微镜(测距显微镜，比长仪)

读数显微镜是用来测量微小距离或微小距离变化的，它的构造分为机械部分和光具部分.光具部分是一个长焦距显微镜，装在一个由丝杆带动的滑动台上.这个滑动台连同显微镜可以按不同方向安装，可对准前方，上下、左右移动：或对准下方，上下、左右移动.如图4-8-1所示.整个滑动台安装在一个大底座上读数显微镜的量程一般为几个厘来，分度值为0.01毫米.常见的一种读数显微镜的机械部分是根据螺旋测微原理制造的.一个与螺距为1毫米的丝杠联动的刻度1毫圆盘上有100个等分格，因此，它的分度值是0.01毫米.还有一种类型是用带100米标尺的测微目镜来测量位移读数显微镜的操作步骤如下：(1）将读数显微镜适当安装，对准待测物（2）调节显微镜的目镜清楚地看到叉丝（或标尺）（3）调节显微镜的聚焦旋钮或移动整个仪器，使待测物成像清楚，并消除视差，即眼睛上下移动时，看到叉丝与待测物的像之间无相对移动4)先让叉丝对准待测物上一点（或一条线）A，记下读数；转动丝杆，对准另一点B，再记下读数，两次读数之差即为AB之间的距离.注意两次读数时丝杆必须只向一个方向移动，以避免螺距差

读数显微镜是用来测量微小距离或微小距离变化的.它的构造分为机械部分和 光具部分.光具部分是一个长焦距显微镜，装在一个由丝杆带动的滑动台上.这个滑 动台连同显微镜可以按不同方向安装，可对准前方，上下、左右移动；或对准下方， 上下、左右移动.如图 4-8-1 所示.整个滑动台安装在一个大底座上. 读数显微镜的量程一般为几个厘米，分度值为 0.01 毫米.常见的一种读数显微 镜的机械部分是根据螺旋测微原理制造的.一个与螺距为 1 毫米的丝杠联动的刻度 圆盘上有 100 个等分格，因此，它的分度值是 0.01 毫米.还有一种类型是用带100 1 毫 米标尺的测微目镜来测量位移. 读数显微镜的操作步骤如下： (1)将读数显微镜适当安装，对准待测物. (2)调节显微镜的目镜清楚地看到叉丝(或标尺). (3)调节显微镜的聚焦旋钮或移动整个仪器，使待测物成像清楚，并消除视差， 即眼睛上下移动时，看到叉丝与待测物的像之间无相对移动. (4)先让叉丝对准待测物上一点(或一条线)A，记下读数；转动丝杆，对准另一 点 B，再记下读数，两次读数之差即为 AB 之间的距离.注意两次读数时丝杆必须只 向一个方向移动，以避免螺距差

第二节电磁学实验常用仪器简介电磁测量是现代生产和科学研究中应用很广的一种实验方法和实用技术除了测量电磁量外，它还可通过换能器把非电量变为电量来进行测量.物理实验课程中电磁学实验的目的，是学习电磁学中常用的典型测量方法（如伏安法、电桥法、电位差计法、冲击法等），进行实验方法和实验技能的训练，培养看图、正确连接线路和分析判断实验故障的能力；同时，通过实际的观测，深入认识和掌握电磁学理论的基本规律电磁学实验离不开电源和各种电测仪表，为此，必须事先了解常用基本仪器的性能，掌握仪器布置和线路连接的要领下面对一些常用的基本仪器及接线要领作一简单介绍【电源】电源是把其他形式的能量转变为电能的装置，电源分为直流和交流两类1.直流电源：常用的直流电源有干电池、晶体管直流稳压电源和铅酸蓄电池直流稳压电源的型号繁多，外形各异，但结构上都是由变压器、晶体管、电阻和电容等电子元件按一定的线路组装而成的.它的电压稳定性好内阻小，功率较大，使用方便.只要接到交流220伏电源上，就能输出连续可调的直流电压（输出电压和电流的大小可由仪器上的电表读出）使用时，要注意它的最大允许输出电压和电流，切不可超过.如常用的WYJ--30型直流稳压电源，最大充许输出电压为30伏，最大允许输出电流为3安每个铅酸蓄电池的正常电动势为2伏，额定供电电流约为2安，多个并联可得较大电流，输出电压比较稳定.使用时要注意，当它的电动势降低到1.8伏时，应及时充电；另外，蓄电池即使未用也需要每隔2一3星期充电一次.蓄电池维护比较麻烦2.交流电源：常用的电网电源是交流电源.交流电的电压可通过变压器来调节交流仪表的读数一般指有效值，例如交流220伏就是有效值，其峰值为V2×220伏

第二节 电磁学实验常用仪器简介 电磁测量是现代生产和科学研究中应用很广的一种实验方法和实用技术.除了 测量电磁量外，它还可通过换能器把非电量变为电量来进行测量.物理实验课程中电 磁学实验的目的，是学习电磁学中常用的典型测量方法(如伏安法、电桥法、电位差 计法、冲击法等)，进行实验方法和实验技能的训练，培养看图、正确连接线路和分 析判断实验故障的能力；同时，通过实际的观测，深入认识和掌握电磁学理论的基 本规律. 电磁学实验离不开电源和各种电测仪表，为此，必须事先了解常用基本仪器的 性能，掌握仪器布置和线路连接的要领.下面对一些常用的基本仪器及接线要领作一 简单介绍. 【电源】 电源是把其他形式的能量转变为电能的装置.电源分为直流和交流两类. 1.直流电源：常用的直流电源有干电池、晶体管直流稳压电源和铅酸蓄电池. 直流稳压电源的型号繁多，外形各异，但结构上都是由变压器、晶体管、电阻和电 容等电子元件按一定的线路组装而成的.它的电压稳定性好．内阻小，功率较大，使 用方便.只要接到交流 220 伏电源上，就能输出连续可调的直流电压(输出电压和电 流的大小可由仪器上的电表读出). 使用时，要注意它的最大允许输出电压和电流，切不可超过.如常用的 WYJ-30 型直流稳压电源，最大允许输出电压为 30 伏，最大允许输出电流为 3 安.每个铅酸 蓄电池的正常电动势为 2 伏，额定供电电流约为 2 安，多个并联可得较大电流，输 出电压比较稳定.使用时要注意，当它的电动势降低到 1.8 伏时，应及时充电；另外， 蓄电池即使未用也需要每隔 2—3 星期充电一次.蓄电池维护比较麻烦. 2.交流电源：常用的电网电源是交流电源.交流电的电压可通过变压器来调节. 交流仪表的读数一般指有效值，例如交流 220 伏就是有效值，其峰值为 2 ×220 伏