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1、2024/7/22国际奥林匹克物理竞赛国际奥林匹克物理竞赛题的分析题的分析提 纲1。三年6届题型分析2。三个不同层次难度理论题3。典型实验题一、三年6届题型分析 奥林匹克物理竞赛中亚洲赛和国际赛大纲基本相同，出现形式相同，难度也基本相同，因此作为相同样本处理分析。这样三年6届共有18道理论题8道实验题。理论题内容为2004年亚赛： 1。飞船中的失重问题 2。光纤中光束传播问题 3。两种气体系统的压缩和膨胀2004年国际奥赛题 1。乒乓电阻 2。升空升空 的气球 3。原子探针显微镜2005年亚赛题 1。气缸里的弹簧活塞与秋千问题 2。磁聚焦 3。运动平面镜的光反射 2005年国际奥赛题 1。失足
2、的卫星 2。电学量的绝对测量（欧姆的确定，安培的确定） 3。重力场中的中子2006年亚赛题1。理论题由四部分构成 平板电容器中电场电势问题 密封容器中活塞运动过程中热学问题 马里亚纳群岛海谷中重力与压力问题 光学系统的光焦度 2。滑动摩擦下的谐振子与相图3。原子的激光冷却2006年国际竞赛题1。中子干涉仪中的重力中子干涉仪中的重力2。观察运动的细棒。观察运动的细棒 3。有5个部分组成 数码相机中的分辩本领 煮鸡蛋需要的热量 闪电的能量利用 毛细管中的血液流动中的力学问题 摩天大厦中的压力和温度问题 霍耳效应和磁电阻效应（2004亚赛）电学黑盒子（2004亚赛）力学黑匣子（2004奥赛）用反射方
3、法间接测量物体形状（2005亚赛）斜面上的磁刹车问题 （2005亚赛）用白炽灯测量普朗克常数 （2005奥赛）在4565范围内测量铝的比热（2006亚赛）液氮的汽化热的测量（2006亚赛） 用微波进行光学实验（测波长，折射率，受限全反射，晶格周期） （2006奥赛） 实验题从理论和实验考试内容的构成上看力学占20电学占23光学占22热学占18近代物理占17从百分比比看，五科差不多，但由于实验中近代物理实验没有，所以近代物理在理论考试中占近30。题目来源常规题占40，如乒乓电阻，电学黑匣子等与日常生活密切相关现象方面40，如秋千中的能量问题，磁刹车问题。科研成果转化20，如原子的激光冷却，重力场
4、中的中子。题目的难度通常分三个层次第一层次：一半选手能做，金牌一般是满分。第二层次：一半选手能做50，金牌一般能得分80以上第三层次：题型比较新，金牌能完成部分内容大约502。三个不同层次难度理论题考虑重力的中子干涉仪考虑重力的中子干涉仪基本题基本题2006年国际奥赛题年国际奥赛题aaaa22BSBSMMBS 分束板M 反射镜INOUT2OUT1物理描述物理描述 考虑考虑Collela, Overhauser and Werner著名的著名的中子干涉仪实验中子干涉仪实验,在干涉仪中在干涉仪中,我们将假设分束板和我们将假设分束板和反射镜是理想的反射镜是理想的,实验研究重力场对中子德布罗意实验研究
5、重力场对中子德布罗意波影响波影响. 干涉仪中采用与光学类似的符号如图1a .中子从入口IN进入干涉仪,沿图示的两条路径到达两个输出端口，在输出端口OUT1和OUT2检测,两条路经形成一个菱形，其面积一般为数个平方厘米（cm2）。 。OUT1INOUT2中子的德布罗意波（波长约为1010 m）产生干涉，当干涉仪水平放置时，所有中子都从输出端口out1输出。但如果将干涉仪以中子入射方向为轴旋转角，则可以观察到依赖于的中子输出量在out1与out2两个端口之间的再分配。 几何描述几何描述 当f=0时，干涉仪的平面是水平的；而当f=90 时，该平面是竖直的，且两个输出端口皆在旋转轴的上方。 问 题1.
6、1(1.0) 求两条路径所形成的菱形的面积。1.2(1.0) 以旋转轴所在的水平面为基准，求输出端口out1的高度。将与的答案用,q, f来表示。 光程光程 光程Nopt（为一个数）是几何路径长度（距离）与波长的比值。但如果的值不是常数、而是沿着路径变化，则Nopt可通过求1/沿着路径的积分得到。1.3(3.0) 当干涉仪被旋转了角后，求两条路径之间的光程差Nopt。将答案用以下物理量来表示： ,q, f，中子质量M，入射中子的德布罗意波长0，重力加速度g，以及普朗克常数h。1.4 (1.0) 引进体积参数 并将Nopt用A，V，0，f来表示。 已知 M= 1.6751027 kg g= 9.
7、800 m s2， h= 6.626 1034 J s， 求V的值。1.5(2.0) 如果把从强度相长到相消又回到相长作为一个循环，问当f=-90 的值由增加到f=90 时，输出端口out1共经历了多少个完整的循环？ 实验数据实验数据 在一次实验中，干涉仪的参数选为a = 3.600 cm 及 =22.10，结果观察到19.00个完整的循环。1.6(1.0) 问在这次实验中的0值为多少？1.7(1.0) 如果在另一次类似的实验中观察到了30.00个完整的循环，而入射中子的0 = 0.2000 nm，求A的值为多少？解 答1.1 从图可知1.2 OUT1相对IN的高度菱形的边长为菱形面积为平行线
8、的距离为aaaa22BSBSMMBS 分束板M 反射镜INOUT2OUT11.3根据给定光程的定 义两斜边光程相同. OUT1INOUT2由于重力影响，在OUT1和IN波长不同，满足OUT1与IN光程差为：得到：由于数量级为1071.4 用题给定的参数V和A表示M= 1.6751027 kg g= 9.800 m s2， h= 6.626 1034 J s1.5当Nopt=0，1，2, 干涉加强当Nopt=0，1/2，3/2, 干涉减弱F角由-90变化到90时实验数据:a=3.6cm, q=22.1A=10.53cm21.61.7 N=30个周期 0=0.2nm光纤中几何光学的传播问题中等题2
9、004年亚赛题一、描述 光纤由半径为a的圆柱形纤芯和折射率为n2的外包层构成。纤芯由渐变折射率的材料构成，折射率在n=n1到nn2之间（1n2n1）。n1为轴线上的折射率，n2为距轴线a处的折射率。渐变折射率满足下列公式： n=n(x) =n1 式中x 是离光纤轴线的距离，为常数。光纤置于折射率为n0的空气中。 取Oz轴沿光纤的轴线方向，O是光纤端点的中心。如图所示给定 n0=1.000; n1=1.500; n2=1.460, a=25m.Oxia0zn2n2n0a二、问 题1.一束单色光从O点以入射角i 进入光纤，入射面为xOz 平面。a.证明光线在光纤中传播轨迹的各点满足关系 ncos=
10、C。其中n是折射率，是光线与Oz 轴夹角，并给出C与n1和i的关系式。（1分）分）b.利用1.a的结果和三角函数关系 这里 是光线轨迹在点（x, z）处切线的斜率。导出x的方程，并用n1、 n2、a表示。再将方程两边对z求导，导出二阶导数 x。（1分）分） c.导出满足上述方程的 x与z的函数关系x=f(z)，即光线在光纤里的轨迹方程。（1分）分）d.画出两个不同入射角i进入光纤所对应的一个完整周期的轨迹。（1分分）2。光纤中光的传播。a.求出光可以在光纤纤芯中传播的最大入射角iM。（1.5分）分）b.确定i 0时光线与Oz 轴交点的 z的表达式。 （1.5分）分）3光常常用于以非常短的光脉冲
11、的形式传递信号，（脉冲宽度可以忽略）。 a.在入射角i 0 和 条件下，确定光由 O点入射传播到与Oz轴的第一个交点的时间。第一个交点的坐标 z与时间的比值称为光信号沿光纤的传播速度。假定该速度随i是单调变化的。求出iiM时的传播速度(vM)。再求出光线沿轴线Oz的传播速度(v0)。比较这两个速度。(3.25分分)b.会聚于O点的载波光束以不同的入射角i （ ） 入射，导出在z处最高重复频率f的表达式（即光脉冲不交迭）。计算在1000m处两个相继信号脉冲可以分辨的最高重复频率f。（1.75分）分）1.a. 解 答在xoz平面里，折射率n=n(x)入射点：x=0, y=0,q1.b.因为平方后整
12、理两边求导得在x=0时 n=n1X=a时 n=n21c.上面的方程解即光线的轨迹这里x0和q由边界条件决定z=0,x=0得 q=0z=0,1.d.2a.在光可以在光纤纤芯中传播的最大入射角iM2b.光束与轴线交点坐标3a.不同的入射角轨迹不同，光纤中传播速度不同。通过一线段元 ds 时间为4) i iM时光信号沿光纤的传输速度（= x1/）沿轴线传播速度为时间延迟为对应的脉冲频率 原子的激光冷却 2006年亚赛理论题难度较大的题 这道题目是关于激光辐射下的原子冷却的机理。这一领域的研究大大地促进了对冷原子量子气属性的理解，并被授予1997和2001年的诺贝尔奖。 考虑一个简化的原子两能级模型，
13、其中基态能量Eg、激发态能量Ee。能量差Ee-Eg=hw0, 所用的激光的角频率是w,激光频率失谐为d=w-w0w0. 假定所有原子的速度满足vc,其中c是光速。对所有的计算要求考虑到用和/0表示的适当的小量。由于自发辐射引起的激发态Ee的自然展宽是 0，有耗散力作用在原子上，使得原子的平均能量减小。由于这时气体温度可以用平均能量来表示，气体温度会减小。根据上面给出的原子密度，当量子效应不能将原子看作实物粒子时，估算气体温度TQ的数值。d) 0.5 分分 确定一次吸收或发射事件引起的原子动量改变值平方(p)2 。e) 3.5 分分 因为反冲效应，即使经历很长的时间，气体的平均温度并不会变为绝对
14、零度，而是达到一个有限值。原子动量的演化过程可以用动量空间中一个平均步长为 的随机行走过程，以及一个耗散力所致的冷却过程来描述。稳态的温度由这两个不同过程的共同作用来确定。证明稳态温度可以表示为 确定 x的表达式. 假设Td 远大于(p)2/(2kB m). 注：如果矢量P1, P2, , Pn是统计上相互不相关的，那么它们满足 = + + + .f) 0.5 分分 由于反冲效应，温度存在一个最小值，请计算该最小值d/。这一最小值在取何值时出现？ b) 原子吸收一个光子的动量为原子吸收一个光子的动量为解解 答答a)根据经典的多普勒效应公式有：根据经典的多普勒效应公式有： 根据题目给定,单位时间
15、中运动原子吸收光子使得动量的发生变化引起作用力为题目给定 0 可以判断 d0因为考虑到原子间距离与密度的关系,与波长相当. c)当温度为当温度为T时时,对应的德布罗意波长对应的德布罗意波长d)假设在平衡态时.原子的动量平方为这时与温度的关系为在t的时间内, 吸收光子后(6束激光照射)原子数t时间内总的动量变化为原子每一次吸收和辐射产生的动量变化为由d)给出换句话说,原子的冷却是因为耗散力原子的动量变化:引起的温度变化为f)要使温度达到极小值三、典型实验题的分析36届国际奥林匹克物理实验考试届国际奥林匹克物理实验考试典型物理实验题分析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
16、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满分20分分用白炽灯测普朗克常数用白炽灯测普朗克常数实验题：实验题：2005年国际奥赛题年国际奥赛题用白炽灯测量普朗克常数用白炽灯测量普朗克常数(Plancks Constant)(Plancks Constant) 普朗克于1900年提出光是以能量量子hv 的形式从物体中放出的假设。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)。
17、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本实验的目的是测量普朗克常数。普朗克常数。F-1u T3T2T1背景知识背景知识: : 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 考虑 值小时，即在图F-1左方离极大值很远的位置，可
18、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) 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 光敏电阻（LDR）的电阻 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
19、过测量不同温度T 对应的电阻R，从而得到c2。实验装置PlatformPotentiometerBatteryLampAVLDRCoverRulerSolution filterHolderGrey filterVoltmeterAmmeterOhmeter部件：部件：1.平台圆台上装置有光敏电阻、试管与及12V 0.1A 的电灯泡2.保护罩3.1 k 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.直尺问题问题
20、问题1：线路图线路图 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。 问题问题2: 灯丝温度的测量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。由于以下一些原因，电阻与温度有关：金属电阻率随温度的升高而增加。在300K3655K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。a) 用万用表测量环
21、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。 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R B，0。 将所选择的所有数据填在答卷纸的表中。求RB,0及RB0。d) 用（6）式求a 和
22、 a的值， RB,0 用 ， T0 用K 作单位。问题问题3：从图：从图F-6确定中心波长确定中心波长 0 和和。滤光器的光学性质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：注意： 0是透射率最大时对应的波长，是透射率最大时对应的波长，2 是指透是指透射率降到极大值射率降到极大值1/2时的所对应的波长宽度。时的所对应的波长宽度。问题4LDR的性质的性质 LDR的材料在黑暗中是不导电的。当光照射时, 产生载流子, 可以有电流通过。LDR的电阻满足以下公式 (7)这里b是常数,它仅与LDR的成分和
23、几何结构有关。 是一个无量纲的参数，给出了电阻的变化随E关系。理论上，理想的LDR的 = 1，然而，基于许多因素的作用，在实际情况下 9.5 V时,大约等待10分钟后开始第一个量的测量,以后每5分钟测量一个值。在进行下一步之前先不要作数据处理。b) 在获得电阻R的最小值后,打开保护罩,如图F-9,放入灰度板,尽快盖上保 护罩,进行LDR电阻R的测量。用这些数据和公式(8)计算 和 。c)改写公式(3)，以得到 ln R 与 的线性关系。在答题纸上写出方程并标注为方程（9）。d) 使用a)获得的数据,作一张表格，用于方程(9)的作图。e)作图并计算h 和 h，可以用任何方法（允许使用考场提供的计
24、算器的统计功能）。已知c2 = hc/k。（光速, c = 2.998 108 m s-1 ; 波耳兹曼常数, k = 1.38110-23 J K-1) F-9实验关键点实验关键点: 本实验包含了实验考试的诸多要素本实验包含了实验考试的诸多要素, 原原本是很好的素材本是很好的素材. T0R 基本技能的考察基本技能的考察: 仪器安装, 数据测量与记录, 作图, 线性化, 处理数据, 误差分析实验方法的考察实验方法的考察: 温度的定标,外推法的应用, 光敏电阻 的确定考题解析光量子的概念Planck (1900): 能量子 h (h= Plancks constant 6.63x10-34 J.
25、s, =frequency)Einstein (1905): 光子 (photons)热辐射与波长的关系 :发射率 (=1黑体)C1, C2 :常数常数Where c2=hc/kh: Plancks constantc: velocity of light k: Boltzmanns constantPlanck 辐射定律 波长为 的单位时间的辐射能本实验的主要本实验的主要目的目的灯丝的光谱是连续的uwavelength, uwavelength, Liquid filter0经过滤光液体以后,只留下可见光区内一个很窄的带,我们假设它近似为单色的 该波长落在光敏电阻(LDR)的响应范围内Liq
26、uid filter0uwavelength, 由公式由公式:对于足够小的对于足够小的 光敏电阻的阻值光敏电阻的阻值R 与受到的辐射的关系与受到的辐射的关系光敏电阻接受的辐射能光敏电阻接受的辐射能 E 正比于正比于白炽灯的辐射出射度白炽灯的辐射出射度 b: 常数 : 参数取对数取对数,得得由由 (2), (3) 及及 (4):作图作图lnRldr1/ T实验设计思路实验设计思路实验装置实验装置:VoltmeterLampAmmeterPotentiometerBatterySolution filterLDROhmeter VA部件PlatformPotentiometerBatteryLam
27、pAVLDRCoverRulerSolution filterHolderGrey filterVoltmeterAmmeterOhmeter实验步骤实验步骤用方程 (6)求斜率之前, 要确定一系列常数, 进行定标, 等等. T0RRB0 由 I = 0 , V 和I 的关系外推VA依据灯丝电阻 (RB)与温度 (T)的关系a 由室温(T0)下的灯丝电阻(RB0)给出万用表测量温度IRR0T 灯丝温度的确定灯丝温度的确定RBRB0实验数据拟合实验数据拟合 滤光液体的透光波长滤光液体的透光波长Solution of:- Orange II.- CuSO4 (it absorbs the infr
28、ared light).0 = 590 nm/nm光敏电阻光敏电阻 LDR的参数的参数EnRn0.512EnRnGrey filterRVA数据的测量数据的测量VIRRB=V/IT = aRB0.83RB-0.83lnRRB-0.83lnRV1I1R1RB1T1RB1-0.83lnR1V2I2R2RB2T2RB2-0.83lnR2V3I3R3RB3T3RB3-0.83lnR3VnInRnRBnTnRBn-0.83lnRnRB-0.83lnR 由斜率得到Planck常数常数h: Plancks constant.k: Boltzmanns constant.c: speed of light.R
29、B0 由 I = 0 , V 和I 的关系外推a 由室温(T0)下的灯丝电阻(RB0)给出万用表测量温度T 灯丝温度的确定灯丝温度的确定实验关键点实验关键点: 光敏电阻光敏电阻 LDR的参数的参数实验解答PmB VAPPhotoresistorIncandescent BulbPotentiometerRed socketBlack socketOhmmeter VoltmeterVAmmeterAPlatformPPotentiometerPmBatteryB问题1问题2 a) t0 = 24 CT0 = 297 KT0 = 1 Kb)V /mVI / mARB /21.930.534.93
30、7.040.143.047.651.155.358.361.365.567.573.080.985.689.095.1111.9130.2181.82203074475907308609601.872.582.953.123.373.603.974.244.564.795.025.335.475.886.426.736.967.368.389.3711.6713.0415.2917.6819.821.523.224.411.7111.8211.8311.8611.9011.9411.9912.0512.1312.1712.2112.2912.3412.4112.6012.7212.7912.9
31、213.3513.8915.6316.8720.0825.2829.8033.9537.0739.34Vmin = 9.2 mV c)V /mVI / mARB /21.9 0.130.5 0.134.9 0.137.0 0.140.1 0.143.0 0.147.6 0.151.1 0.155.3 0.158.3 0.11.87 0.012.58 0.012.95 0.013.12 0.013.37 0.013.60 0.013.97 0.014.24 0.014.56 0.014.79 0.0111.71 0.0811.82 0.0611.83 0.0511.86 0.0511.90 0.
32、0511.94 0.0411.99 0.0412.05 0.0412.13 0.0312.17 0.03 RB 的误差1RB 的误差2（最小二乘法） RB0 = 0.06 RB0 = 11。39 d) 误差计算方法1计算方法2 a = 39.4 a = 0.3问题3 2 = 620 565 ; = 28 nm 0 = 590 nm = 28 nm问题4V /VI / mAR /k9.489.739.83100.110.2510.4110.6110.7210.8210.9711.0311.2711.4211.5085.586.887.388.289.490.291.291.892.293.093
33、.394.595.195.58.778.117.907.497.006.676.356.166.015.775.695.355.175.07For working out we know that:R R = 5.07 0.01 k R R = 8.11 0.01 k透光率 t = 51.2 %方法1方法2R = 5.07 k = 0.70R = 8.11 k = 0.01c) V /VI / mARB / T / KRB-0.83 (S.I.)R / kln R9.48 0.0185.5 0.1110.9 0.21962 18(2.008 0.004)10-2 8.77 0.012.171
34、0.0019.73 0.0186.8 0.1112.1 0.21980 18(1.990 0.004)10-28.11 0.012.093 0.0019.83 0.0187.3 0.1112.6 0.21987 18(1.983 0.004)10-27.90 0.012.067 0.00110.01 0.0188.2 0.1113.5 0.22000 18(1.970 0.004)10-27.49 0.012.014 0.00110.25 0.0189.4 0.1114.7 0.22018 18(1.952 0.003)10-27.00 0.011.946 0.00110.41 0.0190.
35、2 0.1115.4 0.22028 18(1.943 0.003)10-26.67 0.011.894 0.00210.61 0.0191.2 0.1116.3 0.22041 18(1.930 0.003)10-26.35 0.011.849 0.00210.72 0.0191.8 0.1116.8 0.22049 19(1.923 0.003)10-26.16 0.011.818 0.00210.82 0.0192.2 0.1117.4 0.22057 19(1.915 0.003)10-26.01 0.011.793 0.00210.97 0.0193.0 0.1118.0 0.220
36、66 19(1.907 0.003)10-25.77 0.011.753 0.00211.03 0.0193.3 0.1118.2 0.22069 19(1.904 0.003)10-25.69 0.011.739 0.00211.27 0.0194.5 0.1119.3 0.22085 19(1.890 0.003)10-25.35 0.011.677 0.00211.42 0.0195.1 0.1120.1 0.22096 19(1.880 0.003)10-25.15 0.011.639 0.00211.50 0.0195.5 0.1120.4 0.22101 19(1.875 0.00
37、3)10-25.07 0.011.623 0.002unnecessaryError for RB: Error for T: Error for RB-0.83 : Error for lnR : e)We plot ln R versus RB-0.83 . and then Because of h = 6.4 10-34 J s h = 0.3 10-34 J s评分标准TASKMARKSTASK 12.00 points2.00TASK 26.50 pointsa)b)c)d)1.002.002.501.00TASK 31.00 points1.00TASK 410.50 point
38、sa)b)c)d)e)2.001.501.003.003.00TASK 1. 2.00 pointsFor each wrong connection. - 1.00 ptTASK 2. 6.50 pointsa) 1.00 ptFor temperature value 3 K below or above the room average value- 1.00 ptRight value of t but incorrect T0-0.50 ptT not given or incorrect value of T - 0.50 ptb) 2.00 ptData Table1.00 pt
39、V and I readings made but RB not computed- 1.00 ptLess than 15 readings below 100 mV.-0.30 ptReadings between 0 and 100 mV using the scales 2V, 20 V o 200 mA.-0.30 ptIncorrect number of digits in each of the columns V, I or RB.-0.10 ptUnits or quantities missing in each of the columns.-0.10 ptMore t
40、han 30 % of the data points are misaligned (*).-0.30 ptGraphics1.00 ptImproper scale/aspect ratio obscuring data trend (*). -0.20 ptUnits or quantities missing in any of the axes.-0.30 ptPlot joined by sawtooth.-0.40 ptc) 2.50 pAppropriate data range0.50 ptRanges from 0 to110 mV are acceptable.Range
41、s from 0 to 150 mV. -0.20 ptRanges including values beyond 150 mV.-0.50 ptFit made with less than 6 points.-0.30 ptComputation of RB0 andRB0 . 2.00 ptRB0 1.00 ptLeast squares or equivalent numeric fit.Graphic determination only.-0.50 ptMissing or incorrect units.-0.20 ptIncorrect number of digits.-0
42、.10 ptIf 10 RB0 13 -0.3 ptRB0 1.00 ptLeast squares or equivalent numeric fit.Graphic determination only.-0.50 ptError given without justification.-1.00 ptRB0 and RB0 given with inconsistent number of digits.-0.20 ptd) 1.00 pta value 0.50 ptFor any computational error in the use of RB0 or RB0 . -0.50
43、 pta value0.50 ptAppropriate numeric method used.Error given without justification.-0.50 pta and a given with inconsistent number of digits.-0.50 ptTASK 3. 1.00 points00.50 ptFor 585 nm 0 595 nm or 0 585 nm .-0.50 pt0 given with precision better than 1 nm .-0.20 pt 0.50 ptFor 20 nm 0 30 nm .For 0 30
44、 nm .-0.50 pt0 and 0 given with inconsistent number of digits.-0.20 ptTASK 4. 10.50 pointsa) 2.00 pt8 or more readings.From 6 to 8 readings.-0.50 ptLess than 6 readings.- 1.00 ptReadings made with improper scales (200V, 20 A o R scale living too few digits).- 0.50 ptUnits or quantities missing in ea
45、ch of the columns.- 0.10 ptIncorrect number of digits in each of V, I or R.-0.10 ptb)1.50 pt R and R0.50 ptR not the last reading made in the previous question.-0.20 ptR in the range between 1.57 R and 1.65 R R 1.65 R .-0.30 pt and 1.00 pt0.50 pt not computed .-0.50 pt 0.76 or 0.67 . -0.30 pt given
46、with other than 2 digits.-0.20 pt0.50 ptComputed using methods for indirect measurements or numeric methods.y given without justification.-0.50 pt and given with inconsistent number of digits.-0.20 ptc) 1.00 ptMissing or wrong equation.-1.00 ptd)3.00 ptColumn and values for 1/T missing.-1.50 ptColum
47、n and values for ln R missing.-1.50 ptValues of T or 1/T inconsistent with equation (6).-0.50 ptlnR computation is incorrect.-0.50 ptFor each column with incorrect number of digits.-0.20 ptFit made with less than 12 points.-0.30 pte)3.00 ptGraphics1.00 ptImproper scale/aspect ratio obscuring data tr
48、end. (*)-0.20 ptUnits or quantities missing in any of the axes.-0.30 ptPlot joined by saw tooth.-0.40 ptMore than 30 % of the data points are misaligned (*).-0.30 pth and h2.00 pth1.00 ptUsing least squares fit or equivalent numeric method.Graphically only.-0.50 ptMissing or incorrect units .-0.20 ptIncorrect number of digits.-0.10 ptIf h 7.010-34 Js -0.30 pth1.00 ptUsing least squares fit or equivalent numeric method.-0.00 ptGraphically only.-0.50 pth given without justification.-0.70 pth and h given with inconsistent number of digits.-0.20 pt
