夫兰克-赫兹实验控制栅电压对板流的作用探究

针对夫兰克-赫兹实验中反复发现的板极电流随控制栅电压的增大先增大后减小这一非单调性变化趋势,就控制栅电压对板极电流的作用机理展开实验探究与理论分析.在说明控制栅电压通过抑制空间电荷限流效应而对板流起增大作用外,本文着重基于冉绍尔-汤森效应、分子动理论、傅里叶导热定律及碰撞空间与碰撞概率理论揭示了控制栅电压通过削弱阴极本底电流与增大碰撞概率对板极电流的减小作用,并结合阴极发射理论提出了上述双重作用在控制栅电压不同变动范围内的主导性互换机制,最终形成了完整的控制栅电压对板流的双重对立作用机理.     

冰的熔解热实验装置的改进

将保温杯引入到测定冰熔解热的实验中,提高了实验装置的保温性能;利用马达和风扇自制了搅拌装置,保证了搅拌均匀性;利用单片机、传感器模块和液晶屏实现了温度数显功能,提高了实验精度.通过对比改进前后的实验装置的实验数据可知,改进后的实验装置有效地减小了实验误差.     

ITO薄膜可见光区增透性能研究

采用MPS单极性脉冲磁控溅射法,在PMMA衬底上制备SiO2增透薄膜,通过改变溅射时间达到最优的增透效果.在此基础上,制备了不同溅射时间的ITO薄膜,系统研究了增透前后的可见光透过率、方块电阻和红外发射率的变化.实验结果表明,增透后薄膜可见光平均透光率提高大约6;,对于溅射时间小于60 min的ITO薄膜增透之后的平均透光率达到80;以上,同时薄膜的方块电阻以及红外发射率变化较小.     

基于半导体制冷元件的新型湿度测量器

在探索新型湿度测量原理,利用温差、湿度与水蒸气液化速率的关系制作一个能够形成恒定温差的装置,进一步通过测量温差和恒定温差表面的水分含量得到空气的湿度。设定一个环境湿度的标定值作为对照,衡量自制湿度器所得结果的可靠性。     

非晶碳氮纳米尖端的微结构和发光机理

利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统,用CH₄、H₂和N₂为反应气体,在Si衬底上制备了碳氮纳米尖端。用扫描电子显微镜和显微Raman光谱仪对其进行了表征。在室温下测试了它的发光性能,发光谱由中心约为406 nm和506 nm的两条发光带组成。根据Raman散射谱,对其微结构进行了分析。结合非晶碳氮薄膜的结构和发光机理,分析了它的发光性能。     

基于单片机及温控PID探究水的蒸发速率

针对室内蒸发环境,尝试使用温控PID实验仪、单片机,设计一套测量水蒸发速率的实验装置,并利用这套装置测量实验室环境下水的蒸发速率。其次使用所得到的蒸发速率数据和环境参数拟合本实验环境下的蒸发速率公式,同时讨论其合理性以及各环境参数对水蒸发速率的影响。实验结果表明,实验装置能够较为准确的测量水的蒸发速率,拟合得到的公式修正了室内蒸发环境下水蒸发速率的计算,对水蒸发速率的研究有指导意义。     

波耳共振仪数据可视化与精确化探究

通过光电编码器对波耳共振仪的数据进行可视化与精确化处理,设计相应的机械结构安装光电编码器,编写STM32单片机程序,间隔10ms读取编码器信息,并将摆轮的信息实时呈现在计算机上.对所采集的大量数据进行处理,可得角位移-时间曲线、角速度-时间曲线和振动相图.利用改进后的仪器可探究自由振动、阻尼振动、受迫振动的运动规律并观察上述物理运动中的混沌现象.     

衬底温度对Cu2O薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了Cu2O薄膜。系统研究了衬底温度对薄膜结构、光学和电学性能的影响。XRD的结果显示,在所有衬底温度条件下均可得到单相的Cu2O结构,而且随着衬底温度由500 K升至800 K,薄膜表现出(111)择优取向的生长特点。电学和光学测试结果表明,室温电导率和光学带隙随着衬底温度的升高而增加,800 K制备的薄膜的带隙值最高约为2.58 eV。     

基于法拉第磁光效应测量空间磁场

在法拉第效应中,线偏振光通过加有外磁场的磁光介质时,其光矢量发生了旋转.光的偏振方向旋转的角度与磁场沿着光波传播方向的分量呈线性正比关系,因此通过测量旋光角度即可得到相应的磁场大小.本实验创新性地提出基于法拉第磁光效应测量空间磁场的方法,利用了半影法减小测角器的测量误差,更加精准地找到了消光位置.实验测得实验室环境中空间磁场的磁感应强度B=0.287 mT,并得到磁偏角大小为θ=7.688°.与使用磁阻传感器进行测量的数据相比,磁感应强度的相对误差为η_B=4.6%,磁偏角的相对误差为η_θ=9.8%.     

基于拉普拉斯方程的表面自由能测定

液体表面自由能作为材料表面能量状态重要特征有很大研究意义,因其数值上与表面张力相同,所以它可以通过测量液体表面张力来获得.针对表面张力的传统测量方法具有实验精度与适用范围不能兼得的问题,本文提出一种测量液体表面张力的新方法:基于拉普拉斯方程,以液泡膜为研究对象,分析液泡逐渐增大的过程,利用线性回归分析压强差与曲率半径的数据,求解表面张力系数.此方法不仅适用于高温高压环境,且与最大泡压法相比,在未引入新误差项的同时避开了其主要误差来源.