一 : 防灾科技学院大学物理实验试题库01 94

第3章：基本操作实验

（实验1）基本测量

一、填空题

16． 滑线变阻器的参数是最大阻值和额定电流，在实验中欲使所调节的电流能从0开始变 化，滑线变阻器须用 接法。（填“分压”/ “限流”）

二、选择题

三、简答题

四、计算题

16.根据公式??4M测量铜圆柱体的密度。已知：、?D2H

D=19.465+0.003(mm)、H=80.37+0.0.02(mm).试计算?及其不确定度，并写出结果

表达式。

17．圆柱体的质量m为（279.68?0.02）g，高度H为（90.35?0.03）mm,底面直径为（22.455?0.002）mm， 求该圆柱体密度???uc(?)。

14.测量圆柱体的体积。已知：D=19.465+0.003(mm)、H=80.36+0.02(mm).试计算体

积V及其不确定度，并写出结果表达式。

14.用50分度的游标卡尺测圆柱高5次，结果分别为：5.12mm,5.14mm,

5.10mm,5.10mm,5.14mm。用不确定度正确写出结果表达式。

五、操作题

题目1：在杨氏模量实验中，求出?n，依次增加到5个砝码，利用逐差法计算。

题目2：在杨氏模量实验中，分别测量出钢丝的直径3次，求出其平均值，调节望远镜看到标尺的像。

题目3：在杨氏模量的实验中，求出?n，依次增加到3个砝码，在依次减少3个，利用逐差法计算。

题目4：在杨氏模量实验中，分别测量出光杠杆前后脚距离3次，求出其平均值，调节望远镜看到标尺的像。

（实验2）液体表面张力系数测定

一、填空题

二、选择题

三、简答题

四、计算题

五、操作题

题目1：用读数显微镜测量两种小球的直径,各测2次分别计算平均值。

题目2：已知钢球的直径为1.000mm, 筒的直径D=8.750cm,?钢=7.8g/cm3，

?油=0.95g/cm3,g?9.8m/s2，试测量液体的粘滞系数，要求：各个量测量一次。

题目3：用读数显微镜测量小球的直径。各测4次分别计算平均值。

（实验3）用拉伸法测量金属丝的杨氏模量

一、填空题 杨氏模量的计算式?8DLmg中， L表示 、b表2?b?n

示 。

16．在拉伸法测量金属丝的杨氏模量时某同学利用分度值为0.01mm的千分尺测量钢

丝直径D为0.750mm，0.775mm，0.762mm，试写出测量结果的正确表示_________。

11. 在杨氏模量的测定实验中，为了测量钢丝的微小伸长量，采用了 方法；为了

消除系统误差，采用方法。

二、选择题

5、在测杨氏模量实验中，当负荷按比例增加或减少，读出相应的标尺数据时，

发现标尺读数的增量面的不按比例增减，相

差

（ ）

A、起初砝码太轻，尚未将金属丝完全拉直；

B、金属丝锈蚀，粗细不均匀使金属丝产生剩余来变；

C、光杠杆后足位置安放不当，与平台有摩擦；

D、杨氏模量仪支柱未调整铅直，造成丝一端的夹头不能在平台圆孔中上下自

由滑动。

3. 对于一定温度下金属的杨氏模量，下列说法正确的是： （ ）

A：只与材料的物理性质有关而与与材料的大小及形状无关； B：与材料的大小有关，而与形状无关；

C：与材料的形状有关，而与大小无关；

D：与材料的形状有关， 与大小也有关 ； 较大，可能的原因

7、用光杠杆测微小长度的变化，从望远镜视场中看到的标尺像是

( )

A.缩小的倒立实像 B.放大的倒立虚像

C.缩小的正立虚像 D.放大的正立实像

5. 在弹性模量测定实验中，通常先预加1Kg砝码，其目的是 ( )

A：消除摩擦力 B：使系统稳定，底座水平

C：拉直金属丝，避免将拉直过程当为伸长过程进行测量

D：减小初读数，消除零误差

3.杨氏模量实验中，下面说法不正确的是（ ）。

A逐差法处理数据，数据必须是偶数个； B 钢丝伸长量转化为尺子读数改

变量的测量；

C 钢丝原长的测量对杨氏模量影响最大； D有的钢丝弯曲，可预加几个砝

码使其伸直。

三、简答题

12.杨氏模量的计算式E?

13.简述光杠杆放大原理 8DLmg中，各物理量表示什么？ 2?db?x

四、计算题

19．某同学利用光杠杆?L?b?n，测量微小长度是得到如下数据试写出实验结果的正 2D

确表示。其中：b?6.712?0.002cm,D?132.29?0.04cm.?n?1.04?0.01cm.

五、操作题

题目1：已知圆盘的转动惯量为J0?2.0?10?3kg?m2，求陀螺转动惯量的实验值。

题目2：计算圆盘转动惯量的实验值，要求：测量30个周期一次。

题目3：已知圆盘的转动惯量为J0?2.0?10?3kg?m2，求圆环的转动惯量的实验值。要求：测量30个周期一次。

题目4： 已知圆盘的转动惯量为J0?2.0?10?3kg?m2，求圆柱的转动惯量的实验值。要求：测量30个周期一次。

题目5： 已知圆盘的转动惯量为J0?2.0?10?3kg?m2，求圆柱的转动惯量的实验值。要求：测量30个周期一次。

（实验4）落球法测量液体的粘滞系数

一、填空题

9.用读数显微镜测量小球直径时，读数手轮只能向一个方向旋转，否则测量结果将引入 误差。

10. 用落球法测量液体的粘滞系数的实验中其实验条件为①______________________, ②液面足够的宽,为此本实验要对其进行修正。

11． 在光杠杆放大法测量钢丝的微小伸长量?L时，测量公式为?L?

示_____________________。 b??n， ?n表 2D

13．用落球法测液体的粘滞系数装置，盛油的管径不满足D??d（d为小球的直径），产生的误差是 误差，按动计

时停表的动作时而超前，时而滞后造成的误差是 误差。

11． 在测量液体粘滞系数时测量钢球直径所用的读书显微镜,如在其测量过程中不小心准

线超过待测物体边缘处理方法为_____________________________________。

二、选择题

4.落球法测液体粘滞系数的实验中，下列哪个力不是下落的小球在液体中所受的力。（ ）

A 重力； B 浮力； C 粘滞阻力； D 弹性力。

6．测液体的粘滞系数时，其钢球的粘滞阻力与下列哪些因素无关 （ ）

A. 液体的粘滞系数 B. 小球的质量

C. 小球的半径 D.小球下落速度

4.落球法测液体粘滞系数的实验中，做法正确的是。（ ）

A 测量小球从液面下落到量筒底部的时间； B 贴着量筒壁下落易于观测；

C 把小球甩进液面； D 读数显微镜测小球直径时，读数手轮只能向一个方向旋转。

三、简答题

(???0)gd2

14、在计算液体粘滞系数的公式??中，为什么要引入18v0(1?2.4)(1?3.3)D2H

dd修正系数1?2.4和1?3.3，这两个修正系数分别是对什么的修正？ D2H

(???0)gtd2

13. 在落球法测粘滞系数的公式??中，ρ，L，t，D各表d18L(1?2.4)D

示什么物理量？

四、计算题

15.下面是测量钢球直径的一组数据：

要求：（1）回答直径是用何种量具测量的；

（2）求出直径的完整结果表示（用不确定度表示）；

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（3）求出钢球体积的完整结果表示（用不确定度表示）；

五、操作题

（实验5）用三线摆测量刚体的转动惯量 一、填空题

10.刚体的转动惯量表示刚体转动惯性的大小，它的大小

与 、 、 有关。 14．用三线摆测量刚体的转动惯量需满足的条件①摆幅较小满足小角度摆动；②三线

等长，线上的张力相等，上下盘均水平；③_____________________________。

15． 在三线摆再小角度转动时为简谐运动, 测量刚体的转动惯量时，某同学测量下圆盘的

50个全振动的时间为79.66s, 78.22s, 77.25s。则圆盘的摆动周期平均值为___________。 11.刚体的转动惯量表示刚体转动惯性的大小，它的大小与刚体的 、质量分布和 有关。

二、选择题

5、为减小三线扭摆实验结果的误差，事先应对所用秒表进行校核，如秒表走得偏慢，则转动惯量的实验值与理论值比

较，将 （ ） A. 偏大 B. 偏小 C. 一致 D. 不一定

2.三线摆法测刚体转动惯量实验中，下列说法正确的是（ ）。

A 转动下圆盘，让下圆盘摆动； B 三条悬线要等长；

C 摆动角度随便选； D 测圆环时，随便放到下圆盘即可。

三、简答题

18.简述用三线摆测量刚体转动惯量必须满足的条件。

13. 三线摆法测刚体转动惯量实验中，有哪些注意事项。至少答出4条。

四、计算题 五、操作题

（实验6）空气比热容比γ值的测定 一、填空题 二、选择题 三、简答题 四、计算题 五、操作题

（实验7）直流电路的研究 一、填空题

9. 伏安法测电阻时，电流表内接使得测量值比实际值 ，电流表外接使得测量值比实际值 。

二、选择题

2.伏安法测电阻时，电流表内接使得测量值比实际值 ，电流表外接使得测量值比实际值 。（ ）

A 偏大，偏小； B 偏小，偏大； C 偏大，偏大； D 偏

小，偏小。

3. 用量程为15mA，准确度等级为0.5级的电流表测量某电流的指示值为10.00mA，其测 量结果的最大误差为 ( ) A．0.050mA B. 0.080mA C. 0.075mA D.0.008mA

4.

( )

选出下列说法中的正确者：

Ａ：二极管是一种线性电子元件。 B：二极管是一种非线性电子元件。

C：二极管导通后电流变化变慢。 D：二极管导通后电阻值很大 。

4. 用伏安法测量某一阻值略为10? 的电阻，电压表0.5级，量程300mV应选择下列哪种 电流表（不计内阻影响和功率限制） （ ） A：电流表0.5级、量程20mA B：电流表1.5级、量程30mA C：电流表0.5级、量程50mA D：电流表1.5级、量程75mA

三、简答题

15、线性和非线性元件的伏安特性曲线的实验研究中，电流表内外连接的依据是什么？（7分）

四、计算题 五、操作题

题目1：通过实验考察线性分压电路（R?R0,R?51k?,R0?150?）的分压特性，请正确连接线路，滑线变阻器分为5等分记录实验数据。

题目2：通过实验考察指定二极管的伏安特性（黑色大的那个），请正确连解线路，记录6组实验数据，标出其正向导通电压（拐点）。

题目3：通过实验考察线性分压电路（R?R0,R?20?,R0?1750?）的分压特性，请正确连接线路，滑线变阻器分为5等分记录实验数据。

题目4：利用分压电路电流表分别采用内接和外接测量R=100?的伏安特性曲线，每个各测5组数据，同一坐标轴上绘出其图形。

题目5：通过实验考察指定二极管的伏安特性（黑色大的那个），请正确连解线路，记录6组实验数据，标出其正向导通电压（拐点）。

（实验8）惠斯通电桥测电阻 一、填空题

13． 惠斯登电桥常把四个电阻R1,R2,Rs,Rx连成四边形，每一边称为电桥的一臂，其中

R1,R2称为比例臂, Rs称为比较臂，Rx称为测量臂，若对于某一电阻不能精确测量

时常需要改变__________臂。

9、在惠斯登电桥测电阻和杨氏模量实验中分别采用了法消除系

统误差

12. 惠斯登电桥平衡条件是Ig?________，电阻关系Rx?_______。

二、选择题

7.下面那个测量没有采用放大思想。（ ）

A 光杠杆法测钢丝伸长量； B 累积法测三线摆的摆动周期； C 惠斯登电桥测10000欧姆电阻； D 惠斯登电桥测27欧姆电阻。 4. 用箱式惠斯登电桥测电阻时，若被测电阻值约为4700欧姆，则倍率应选 （ ）

A. 0.01 B. 0.1 C. 1 D. 10

7. 用自组电桥测电阻时，如果出现下列情况，试选择出仍能正常测量的情况 （ ）

A. 有一个桥臂电阻恒为零 B. 有一个桥臂电阻恒为无穷大 C. 电源与检流计位置互换 D. 检流计支路不通（断线）

4、用单臂电桥测量电阻时，如果出现了下述情况，选出不能继续正常进行测量的情况 （ ）

A、有一个桥臂电阻短路； B、电源正负极性接反了； C、有一个桥臂电阻断路； D、电源与检流计之接线位置互换。 6.

单

臂

电

桥

适

合

测

量

的

电

阻

范

围

是

（ ）

A： 高电阻； B： 低电阻； C： 中值电阻； D： 任何电阻。

7．用组装电桥测电阻，当连接好后进行测量调节，无论如何调 ，检流计指针都始终偏向 一边，不可能的原因是 （ ） A：比例臂中一个电阻箱不通 B: 比例臂中两个电阻箱不通

C: 测量臂中电阻箱不通 D: 待测电阻不通 7.下面那个测量没有采用放大思想。（ ）

A 光杠杆法测钢丝伸长量； B 累积法测三线摆的摆动周期； C 惠斯登电桥测10000欧姆电阻； D 惠斯登电桥测27欧姆电阻。

三、简答题

14.画出惠斯登电桥测电阻的电路图，若检流计总往一个方向偏转，说出可能的

原因。

12.画出惠斯登电桥测电阻的电路图，举例说明箱式电桥中比例臂的倍率值选取多少合适，为什么？

四、计算题

19．某同学利用自组惠斯登电桥测电阻实验中得到如下数据：

比例臂倍率：100xs??＝1，

?RXSRs

?R?R0.2

五、操作题

题目1：利用箱式电桥测量阻值约为470?的电阻的精确值及其灵敏度，要求：正确连接电路；正确选择倍率，求出电阻的精确值及其灵敏度。

题目2：自搭电桥采用交换测量法测量约为470?的电阻，求出电桥的灵敏度。 题目3：利用箱式电桥测量阻值约为27?的电阻的精确值和灵敏度，要求：正确连接电路，正确选出倍率，求出电阻的精确值及其灵敏度。

题目4：自搭电桥采用交换测量法测量约为470?的电阻，求出电阻阻值。 题目5：利用箱式电桥测量阻值约为10k?的电阻的精确值及其灵敏度，要求：正确连接电路；正确选择倍率，求出电阻的精确值及其灵敏度。

（实验9）双臂电桥测微小电阻 一、填空题 二、选择题 三、简答题 四、计算题

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五、操作题

（实验10）电子示波器的使用

一、填空题

10. 下图为示波器荧光屏上看到的两个李萨如图形，请写出它们的频率比。

fx：fy fx：

fy13． __________和电源供给系统组成。

二、选择题

6.示波管发射出的电子束仅经过水平方向的偏转板，屏幕上将看到（ ）

A 一条竖线； B 一条水平线； C 正弦波形； D 锯齿波形。

6.示波管发射出的电子束仅经过竖直方向的偏转板，屏幕上将看到（ ）

A 一条竖线； B 一条水平线； C 正弦波形； D 锯齿波形。

5. 下列哪一项不为示波器的基本构造 ( )

A. 示波管 B. 扫描与触发系统

C.衰减与放大系统 D.函数信号发生器

8．用示波器观察测量信号电压的频率和幅值时得到如图1所示, 这时水平扫描速度为0.5ms/div, Y轴衰减为0.5V/div，则测的信号的幅值Vp-p和信号的频率为 （ ）

A. 7.5V 133.33Hz

B. 3.75V, 133.33Hz

C．1.5V, 666.67Hz

D. 0.75V, 666.67Hz

3Y轴输入一个

50赫的信号，低频信号发生器的信号从X轴输入，经调整后得到图形如?，那么，低频信号发生器这时的频率应当是多少赫兹。 （ ）

A、25； B、50； C、75； D、100。

6、在下面的李萨如图中，如果在X轴方向信号的频率是100Hz，那么在Y轴方向信号的频率是： （ ）

8．在示波器实验中，用李萨如图形校正低频发生器的频率。如果Y轴输入一个50Hz的信号，低频信号发生器的信号从X轴输入，经调整后得到图形如下图1所示，那么，低频信号发生器这时的频率应当是

（ ）

A：25Hz

B：50Hz

C：75Hz

D：100Hz

6.用李萨如图形测量信号的频率。如果Y轴输入50赫兹的信

A 25； B 50； C 75； D 100。

三、简答题

15.说明怎样用李萨如图形法测量未知正弦波的频率。

18．简述在示波器上显示一个完整波形，应满足那些条件？

16、观察李萨如图形时，能否用示波器的“同步”把图形稳定下来？李萨如图形一般都在动，主要原因是什么（8分）

四、计算题

五、操作题

题目1：已知未知信号的频率大约为f?50Hz左右，利用李萨茹图形测量位置信号的频率的精确值，让fx:fy?3:2，未知信号作为y输入端，并画出这个李萨

茹图形。

题目2：利用三角波信号计算输出频率约为1KHz、幅值VP?P约为2V的交流信号的频率和幅值，给出相对误差，并画出三角波信号的示意图。

题目3：利用正弦波信号计算输出频率约为1KHz、幅值VP?P约为2V的交流信号的频率和幅值，给出相对误差，并画出正弦波信号的示意图。

题目4：已知未知信号的频率大约为f?50Hz左右，利用李萨茹图形测量位置信号的频率的精确值，让fx:fy?1:1，未知信号作为y输入端，并画出该李萨茹图形。

题目5：已知未知信号的频率大约为f?50Hz左右，利用李萨茹图形测量位置信号的频率的精确值，并调出一个切点数Nx:Ny?1:2的李萨茹图形。

（实验11）用模拟法描绘静电场

一、填空题

13.模拟法描绘静电场实验中，用 场模拟静电场。

15. 静电场描绘实验中，如果电源电压增加一倍，等位线和电场线的形状是否发生变

化_____（“是”或“否”）。

10. 作图连线时，一般应连接为 直线或曲线， （填“必须”或“不必”）通过每个测量数据点。

二、选择题

1. 用模拟法测绘静电场实验，下列说法正确的是：

( )

A：静电场的电力线是没方向的； B：等位线要标出方向；

C：本实验用稳恒磁场模拟静电场； D：本实验用稳恒电流场模拟静电场。

6．模拟法描绘静电场实验中，下列哪一个部位模拟法应满足的条件 （ ）

A: 模拟用的电极系统与被模拟的电极系统几何形状相似

B：电流场的载流物质的电阻率应该处处均匀且各项同性

C：所用载流物质的电阻率要远小于金属电极材料的电阻率，还要远大于与其接触的其

他材料的电阻率，如自来水，导电纸或石墨粉等

D：模拟用的电极系统的边界条件和被模拟电极系统的边界条件相同

3.电偶极子说法正确的是（ ）。

A 一对等量带正电的点电荷； B 一对等量带负电的点电荷；

C 一对等量带异号电的点电荷； D 两点电荷的距离没限制。

三、简答题

四、计算题

五、操作题

题目1：调节同轴电缆间的电压为10V（内极为零电位），描绘内极的中心，描出电势为3V，8V的等势线，每个等势线上5个点，要求：1.正确连接线路；正确调节内外极之间的电压；3.准确描绘要求的等势面。

题目2：调节同轴电缆间的电压为9V（内极为零电位），描绘内极的中心，描出电势为5V，7V的等势线，每个等势线上5个点，要求：1.正确连接线路；正确调节内外极之间的电压；3.准确描绘要求的等势面。

题目3：调节偶极子的一个电压为10V（另一极为零电位），描出电势为5V，6V，8V的等势线，每个等势线上5个点，要求：1.正确连接线路； 3.准确描绘要求的等势面。

题目4：调节偶极子的一个电压为9V（另一极为零电位），描出电势为4V，6V，7V的等势线，每个等势线上5个点，要求：1.正确连接线路； 3.准确描绘要求的等势面。

题目5：调节同轴电缆间的电压为9V（内极为零电位），描绘内极的中心，描出电势为5V，8V的等势线，每个等势线上5个点，要求：1.正确连接线路；正确调节内外极之间的电压；3.准确描绘要求的等势面。

（实验12）霍尔效应

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一、填空题

12.霍尔效应实验中，为了消除附加电压产生的影响，采用了 测量法。

12． 在霍尔效应测磁感应强度实验中，为获得较大的霍尔电势，应当将工作电流和 电流取得较大(接近额定值)。

12． 霍尔效应实验中造成的误差原因主要有爱廷豪森效应，能斯脱效应，里吉-勒迪克效 应，不等位电势差四种副效应，常采用消除效应造成误差的方法为______________。

二、选择题

5. 在霍尔效应实验中，通常采用对称法来消除副效应的影响，下列各选项中不属于副效应

的

（ ）

A： 不等位电位差； B： 仪器误差；

C： 能斯特效应； D： 埃廷豪森效应。

2.霍尔效应的测量中，采用了什么测量法（ ）。

A 交换测量法； B 累加法；

C 放大测量法； D 对称测量法。 是

三、简答题

13、简述霍尔效应实验中可能产生的副效应及其消除方法？

14. 简述霍尔效应实验中，霍尔电压是如何形成的。

四、计算题

五、操作题

题目1：利用霍尔效应测量铁隙中间的磁感应强度，要求：绘出此处霍尔电压与工作电流的关系，并利用斜率求出此处的磁感应强度B。

题目2：利用霍尔效应测量铁隙中间的磁感应强度，要求：绘出此处霍尔电压与励磁电流的关系，并利用斜率求出此处的磁感应强度B。

题目3：测量从铁隙中间开始的磁感应强度B沿水平方向的[0,30]mm分布曲线。

题目4：测量从铁隙上沿开始的磁感应强度B沿竖直方向的[0,30]mm分布曲线。

（实验13）分光计测三棱镜玻璃折射率

一、填空题

二、选择题

三、简答题

四、计算题

五、操作题

（实验14）等厚干涉——牛顿环、劈尖干涉

一、填空题

二、选择题

三、简答题

四、计算题

五、操作题

二 : 兵团二中与金科股份签约 打造兵团二中实验中学

8月16日，位于北京北路的金科·廊桥水乡项目现场，一场跨界合作振奋乌市的签约仪式隆重举行。首府知名教育品牌——新疆建设兵团第二中学，与全国地产品牌前10强,上市企业金科股份正式联姻合作，合力打造兵团二中金科实验中学。兵团教育部门相关领导，金科·廊桥水乡新老业主，社会各界名流、嘉宾，及各新闻媒体代表，共同见证了这一重大时刻。小编也在第一时间分别对金科股份新疆公司总经理余学兵先生及兵团二中负责人杨校长做了一次简短的采访。

小编：余总，据我所知，楼盘自建中学配套，新疆以前还从未有过，这次金科股份投入巨资打造兵团二中金科实验中学，是出于什么考虑？

余学兵：首先，金科股份是政府重点招商引资企业。我们希望开发住宅项目提升城市形象，开发商业项目解决城市就业问题外，还能够通过优质教育资源的引进，为当地政府做出更多的贡献，进一步带动片区的快速发展。

其次，金科股份作为一家全国性的著名品牌企业，对房子的理解早已超越了房子本身。在我们看来，房子不仅仅是家庭生活基地，也是最重要的家庭教育基地。所以，引进兵团二中这样的优质教育资源，同时也是为了帮助我们的业主就近解决子女教育问题。

随着全社会对教育的越来越重视，“读名校难”已经成为一种普遍现象。而对于社会整体教育而言，让更多人分享优质教育资源，也已成为一种普遍的呼声。然而，政府的财力毕竟是有限的，所以这次我们在兵团教委的牵头协调下，达成了与兵团二中的合作，由金科股份全额出资，在金科廊桥水乡项目所在地青湖开发区，打造国内一流的现代化学校。

小编：余总，乌市很多楼盘都在宣传“学区房”，的确名校学区房通常价格也会卖高很多，但有些楼盘买房后却不一定读得上，这个问题你怎么看？

余学兵：正如你所说，乌市目前宣传学区房的的确不少。首先，我要讲一个基本常识，重点中学是面向全疆招生的，其分数线往往要高出普通中学很多。也就是说，重点中学不分划分招生，这就不存在“学区”的概念。重点中学是不划学区的，只有普通中学才会划学区。

其次，我要讲新疆的确存在个别诚信度极差的房地产企业，恶意误导购房者。就这次我们打造的兵团二中金科实验中学而言，由于是由金科股份全额出资，兵团二中也为了保证一贯的教学质量，所以除大量接收金科股份旗下项目业主子女入读外，其他一律面向全疆招收优质生源。绝不存在学区房一说。

金科股份做为全国“3A级”诚信企业，我们将把有关业主子女入学事宜，明确写进商品房买卖合同的补充协议中，这是大部分宣传学区房的楼盘，根本无法做到的。

小编：余总，请您简单介绍一下兵团二中金科实验中学的规划发展设想？

余学兵：这次我们将投入2个多亿，把兵团二中金科实验中学，打造成国内一流，新疆顶级的现代化学校。兵团二中金科实验中学有初中部，也有高中部；有国内部，也有国际部。初中部还引入了乌鲁木齐华兵实验中学共同合作，国际部计划与发达国家名校展开互动交流。学校规划建设总建筑面积约65813平方米，有运动馆、科技馆、天文馆、艺术楼、风雨操场等，可容积学生4000余人。预计2017年8月开始第一次招生。

小编：恩，好的，谢谢余总接受采访。

在听完金科股份新疆公司总经理余学兵先生对兵二金科实验中学一些介绍后，小编接着又对兵团二中杨校长作一次简短的采访。

小编：杨校长，我们知道，兵团二中做为全疆最著名的重点中学，今年高考成绩非常优异，但这次你们与金科股份联合打造的兵团二中金科实验中学，如何保持一贯的教学质量？

杨校长：兵团二中2015年高考，的确取得了不错的成绩。文科包揽全疆前三名，全疆前十名兵团二中占五人，文科重本率达到97.12%；全疆理科前100兵团二中占20人，理科重本率达到97.08%。

这次与金科股份合作，在城北打造金科实验中学，我们已经有了清晰的思路来保证与本部相同的教学质量。要保证教学质量，无非把握好这三条。一是师资，二是生源，三是管理。

拿师资来说，我们会面向全疆招收最优秀的老师。他们为什么会来？因为兵团二中金科实验学校，将为他们提供非常好的待遇。别的不说，单是住一项，我们就将提供充足的高级公寓和周转房。

然后是生源，我们计划向全疆招生。除金科业主外，我们只招收那些高分生源。这就让我们的教学质量，有了最基础的保证。

对于管理，兵团二中根据多年总结沉淀，已经形成了一套完善的教育管理体系。同时，根据合作协议，我们也会抽掉一部分管理干部，直接参与金科实验中学的管理，我也会兼任金科实验中学的校长。

所以，请大家放心，无论如何我们都不会咂了“兵团二中”这块金字招牌。

小编：杨校长，这次为什么会跟金科股份合作？

杨校长：金科股份是知名上市企业，中国500强企业中的佼佼者，全国地产品牌前10强。企业文化底蕴浑厚。在与金科股份前期合作的洽谈中，我明显感觉到这个企业的胸怀、诚信与严谨。这一点，是我们很多本地企业无法比的。

小编：恩，感谢杨校长接受采访，我们祝愿此次兵团二中与金科股份的跨界合作会成为乌市教育改革的里程碑，也祝福兵团二中金科实验中学的明天更加美好辉煌。

编后语：

据了解，金科股份此次大手笔投资2亿多元兴建学校的消息，在乌市犹如投下一颗重磅炸弹，引发一股金科廊桥水乡热潮。事实上，名企+名校，这在口内，已经不是新鲜事。但在新疆，一个楼盘花2个多亿建一所学校，还是史无前例的。这足以说明金科股份的实力，以及事事为业主着想的胸怀。

大家在对兵团二中金科实验中学充满期待的同时，也对金科·廊桥水乡充满好奇。小编随着很多购房者前去位于北京北路的金科·廊桥水乡现场，不禁惊讶于：原来在安宁渠北，居然这那么漂亮的一个楼盘。无论是建筑，还是景观，还是样板房，其品位和品味，可以说在全疆都是首屈一指的。小编尤其是惊讶于廊桥水乡的内外景观，恐怕在首府极难找到再比其更好的地方。

有首屈一指的产品，有从未有过的配套，读者完全值得去金科廊桥水乡看一看！

三 : 兵团二中与金科股份签约打造兵团二中金科实验中学

8 月16日，位于北京北路的金科·廊桥水乡项目现场，一场跨界合作振奋乌市的签约仪式隆重举行。［www.61k.com)首府知名教育品牌——新疆建设兵团第二中学，与全国地产品牌 前10强,上市企业金科股份正式联姻合作，合力打造兵团二中金科实验中学。兵团教育部门相关领导，金科·廊桥水乡新老业主，社会各界名流、嘉宾，及各新闻 媒体代表，共同见证了这一重大时刻。小编也在第一时间分别对金科股份新疆公司总经理余学兵先生及兵团二中负责人杨校长做了一次简短的采访。

小编：余总，据我所知，楼盘自建中学配套，新疆以前还从未有过，这次金科股份投入巨资打造兵团二中金科实验中学，是出于什么考虑？

余学兵：首先，金科股份是政府重点招商引资企业。我们希望开发住宅项目提升城市形象，开发商业项目解决城市就业问题外，还能够通过优质教育资源的引进，为当地政府做出更多的贡献，进一步带动片区的快速发展。

其次，金科股份作为一家全国性的著名品牌企业，对房子的理解早已超越了房子本身。在我们看来，房子不仅仅是家庭生活基地，也是最重要的家庭教育基地。所以，引进兵团二中这样的优质教育资源，同时也是为了帮助我们的业主就近解决子女教育问题。

随 着全社会对教育的越来越重视，“读名校难”已经成为一种普遍现象。而对于社会整体教育而言，让更多人分享优质教育资源，也已成为一种普遍的呼声。然而，政 府的财力毕竟是有限的，所以这次我们在兵团教委的牵头协调下，达成了与兵团二中的合作，由金科股份全额出资，在金科廊桥水乡项目所在地青湖开发区，打造国 内一流的现代化学校。

小编：余总，乌市很多楼盘都在宣传“学区房”，的确名校学区房通常价格也会卖高很多，但有些楼盘买房后却不一定读得上，这个问题你怎么看？

余学兵：正如你所说，乌市目前宣传学区房的的确不少。首先，我要讲一个基本常识，重点中学是面向全疆招生的，其分数线往往要高出普通中学很多。也就是说，重点中学不分划分招生，这就不存在“学区”的概念。重点中学是不划学区的，只有普通中学才会划学区。

其 次，我要讲新疆的确存在个别诚信度极差的房地产企业，恶意误导购房者。就这次我们打造的兵团二中金科实验中学而言，由于是由金科股份全额出资，兵团二中也 为了保证一贯的教学质量，所以除大量接收金科股份旗下项目业主子女入读外，其他一律面向全疆招收优质生源。绝不存在学区房一说。

金科股份做为全国“3A级”诚信企业，我们将把有关业主子女入学事宜，明确写进商品房买卖合同的补充协议中，这是大部分宣传学区房的楼盘，根本无法做到的。

小编：余总，请您简单介绍一下兵团二中金科实验中学的规划发展设想？

余学兵：这 次我们将投入2个多亿，把兵团二中金科实验中学，打造成国内一流，新疆顶级的现代化学校。兵团二中金科实验中学有初中部，也有高中部；有国内部，也有国际 部。初中部还引入了乌鲁木齐华兵实验中学共同合作，国际部计划与发达国家名校展开互动交流。学校规划建设总建筑面积约65813平方米，有运动馆、科技 馆、天文馆、艺术楼、风雨操场等，可容积学生4000余人。预计2017年8月开始第一次招生。

小编：恩，好的，谢谢余总接受采访。

在听完金科股份新疆公司总经理余学兵先生对兵二金科实验中学一些介绍后，小编接着又对兵团二中杨校长作一次简短的采访。

小编：杨校长，我们知道，兵团二中做为全疆最著名的重点中学，今年高考成绩非常优异，但这次你们与金科股份联合打造的兵团二中金科实验中学，如何保持一贯的教学质量？

杨校长：兵团二中2015年高考，的确取得了不错的成绩。文科包揽全疆前三名，全疆前十名兵团二中占五人，文科重本率达到97.12%；全疆理科前100兵团二中占20人，理科重本率达到97.08%。

这次与金科股份合作，在城北打造金科实验中学，我们已经有了清晰的思路来保证与本部相同的教学质量。要保证教学质量，无非把握好这三条。一是师资，二是生源，三是管理。

拿师资来说，我们会面向全疆招收最优秀的老师。他们为什么会来？因为兵团二中金科实验学校，将为他们提供非常好的待遇。别的不说，单是住一项，我们就将提供充足的高级公寓和周转房。

然后是生源，我们计划向全疆招生。除金科业主外，我们只招收那些高分生源。这就让我们的教学质量，有了最基础的保证。

对于管理，兵团二中根据多年总结沉淀，已经形成了一套完善的教育管理体系。同时，根据合作协议，我们也会抽掉一部分管理干部，直接参与金科实验中学的管理，我也会兼任金科实验中学的校长。

所以，请大家放心，无论如何我们都不会咂了“兵团二中”这块金字招牌。

小编：杨校长，这次为什么会跟金科股份合作？

杨校长：金科股份是知名上市企业，中国500强企业中的佼佼者，全国地产品牌前10强。企业文化底蕴浑厚。在与金科股份前期合作的洽谈中，我明显感觉到这个企业的胸怀、诚信与严谨。这一点，是我们很多本地企业无法比的。

小编：恩，感谢杨校长接受采访，我们祝愿此次兵团二中与金科股份的跨界合作会成为乌市教育改革的里程碑，也祝福兵团二中金科实验中学的明天更加美好辉煌。

编后语：

据 了解，金科股份此次大手笔投资2亿多元兴建学校的消息，在乌市犹如投下一颗重磅炸弹，引发一股金科廊桥水乡热潮。事实上，名企+名校，这在口内，已经不是 新鲜事。但在新疆，一个楼盘花2个多亿建一所学校，还是史无前例的。这足以说明金科股份的实力，以及事事为业主着想的胸怀。

大 家在对兵团二中金科实验中学充满期待的同时，也对金科·廊桥水乡充满好奇。小编随着很多购房者前去位于北京北路的金科·廊桥水乡现场，不禁惊讶于：原来在 安宁渠北，居然这那么漂亮的一个楼盘。无论是建筑，还是景观，还是样板房，其品位和品味，可以说在全疆都是首屈一指的。小编尤其是惊讶于廊桥水乡的内外景 观，恐怕在首府极难找到再比其更好的地方。

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四 : 36300-14华科物理学院物理实验

金属薄膜的制备与工艺研究

制备薄膜材料的物理方法很多，但大致可分为二大类，化学方法（包括电化学方法）和物理方法。化学方法包括：化学气相沉积法（CVD）、液相生成法、氧化法、扩散法、电镀法等。物理方法包括：真空热蒸发法、直流溅射、磁控溅射法、射频溅射、脉冲激光沉积、分子束外延生长法等薄膜的制备方法。本实验采用直流溅射法、真空热蒸发和磁控溅射法制备金属薄膜。

【实验目的】

1． 学习溅射镀膜的方法，初步了解薄膜形成的机理；

2． 了解真空系统的结构和真空测量技术的基础知识，掌握机械泵、扩散泵的工作原理及操

作规程；

3． 学习直流溅射制备金属薄膜的原理和方法；

4． 学习真空热蒸发和磁控溅射法制备金属薄膜的原理和方法；

5． 研究制备工艺对薄膜性能的影响。

【实验原理】

一、真空的获得和测量

“真空”是指低于一个大气压的气体状态。在真空技术中，以“真空度”来表示气体的稀薄程度，真空度越高，气体压强越低。通常气体的真空度直接用气体的压强来表示，常用单位为帕斯卡(Pa)或毫米汞柱(mmHg)——简称乇(Torr)，它们之间的关系为： 1毫米汞柱

(mmH

g)=1

乇

(Torr)

=133

帕斯

卡(Pa)

习

惯上

将真

图8.1.1-1 真空系统框架示意图 空度分为

低真

空

（100 Pa～10-2 Pa），高真空（10-3 Pa～10-6 Pa）和超高真空（<10-6Pa）。

真空系统的种类繁多，可以说几乎没有两类不同的工作使用完全相同的真空系统，而得到满意的结果，也就是说大多数都具有较鲜明的“个性”。但是，任何真空系统都存在“

共

性”， 即都有一个基本的构架，需要由以下几个部分组成。真空室（即待抽的空间或镀膜室或溅射室）、真空泵（视实验真空度的要求而定，确定使用那种真空泵或真空泵组）、各种阀门、真空规、连接管道和其它附属设备，这些部件综合在一起就组成了真空系统。一个典型的真空系统框架如图8.1.1-1所示。

系统低真空由图8.1.1-1中的前级泵完成，从大气开始工作，进行预抽，使系统达到低真空，对于只要求低真空的实验装置如“SBC-12小型直流溅射仪”、“低真空干燥箱”等，只需要前级泵或真空泵组。而对有些实验需要的真空度比较高，则需要添加增压泵和主抽泵，在低真空的基础上将真空室或制样室的真空度进一步提高，使其达到实验设计的要求。如果实验需要制样室的条件是超高真空的话，就必须添加无油泵（如：粒子蒸发泵、低温吸附泵…）。真空泵有两个重要参量：极限真空（真空泵能抽得的最高真空度）和抽气速率。

利用机械方法获得真空的设备称之为机械泵或机械真空泵，其中最主要的是转动泵、分子泵和罗茨泵。

转动泵的原理是利用机械方法使一个工作室的体积周期性地扩大与缩小来达到抽气目的。它是一种前级泵，一般在工作室容积最小时和抽气管地入口接通，于是气体就进入工作室，直到工作室容积达到最大并重新与抽气管隔断的时候才停止；以后工作室容积逐渐变小，气体就被压缩，直到压强大于1个大气压时排气阀打开驱除气体。

分子泵也是一种利用机械方法获得真空的泵，但是它与转动真空泵的原理有根本的不同。它只是一种次级泵，即不能从大气开始工作；它并不是从压缩与膨胀原理出发来进行抽气的。一个原始的Gaede分子泵包含一对间距h很小的定子和同轴转子。当前级泵抽气到预备真空，满足气体分子的λ≥h时，开始使分子泵的转子旋转。由于气体分子的相互碰撞的机会比碰到转子的机会少，结果大量的气体分子就因外摩擦而被转子表面所驱动，在前级端集结而被抽出。目前分子泵已经广泛用于各种镀膜设备、加速器、质谱仪、表面谱仪和电子显微镜等大型设备中。

罗茨泵又称机械增压泵，或称双转子泵，是一种兼有分子泵作用的容积压缩泵。它由2个8字形的转子构成，转子在定子的空腔内旋转，转子的外缘形状和旋转的同步性使转子之间以及转子与定子之间都保持0.1~ 0.15mm的间隙，因此可以由很高的转速（≥3000转/分），而没有被卡住的危险。但是这样的缝隙仍然有交较大的气导，故在使用时将会有大量的气体返回真空室，因此它要求前级泵提供预备真空，在前级泵的配合下它就起着分子泵的作用。另一方面当转子旋转时也有压缩容积的过程，它提供另一种抽气作用。

扩散泵是一种气流泵。扩散泵主要由泵芯、喷射级、加热器、水冷套和相关附件组成。扩散泵的主要参数有：抽气速率、极限真空、前级耐压和反油率等。泵的抽气速率主要取决于最靠近高真空端的喷口，但为了增加压缩比以得到较高的前级耐压，需要几级喷口加以串联。第一喷口和第二喷口通常为伞形，第三喷口可以是伞形也可以是圆筒形，它的作用范围和喷射泵相似，故称为喷射级。

扩散泵的优点是结构较简单，没有转动部分，不需要特殊的电源和控制台，成套设备价格较低，故扩散泵应用较广泛，在真空泵中仍占较重要位置。

本实验的真空系统只用到机械泵和扩散泵，其实验操作要领和详细的工作原理参阅仪器说明书和相关书籍。

二、 直流溅射法

所谓“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面（靶材），使固体表面的原子（或分子）从表

面射出的现象。

这些

从固

体表

面射

出的

粒子

大多

呈原

子状态，通常称为被溅射原子。常用的轰击靶材的荷能粒子为惰性气体离子（如氩离子）和其快速中性粒子，它们又被称为溅射粒子。溅射粒子轰击靶材，从而使靶材表面的原子离开靶材表面成为被溅射原子，被溅射原子沉积到衬底上就形成了薄膜。所以这种薄膜制备技术又称为溅射法。

溅射法基于荷能粒子轰击靶材时的溅射效应，而整个溅射过程都是建立在辉光放电的基础之上，即溅射离子都来源于气体放电。不同的溅射技术所用的辉光放电方式有所不同。直流溅射法利用的是直流电压产生的辉光放电；射频溅射法是利用射频电磁场产生的辉光放电；磁控溅射法是利用平行于

靶材表面的磁场控制下的辉光放

电。

就直流溅射法中所利用的直

流电压产生的辉光放电来说，靶材

（阴极C）和衬底（阳极A）之间

电位的变化并不是均匀的，而会产

生所谓的阴极电压降（UC），如

图8.1.1-2所示。

图8.1.1-2中的d是靶材（阴

极C）和衬底（阳极A）之间的距

离。由放电形成的惰性气体正离子

被朝着阴极（靶材）方向加速，并

且这些正离子和由其产生的快速

图8.1.1-3 溅射系统示意图

中性粒子以它们在阴极电压降区域获得的几乎一样的速度到达阴极。阴极电压降的大小取决于气体的种类和阴极材料。在这些能量离子和中性粒子的轰击下，靶材原子被从其表面溅射出来，被溅射出来的靶材原子冷凝在阳极（衬底）上，从而形成了薄膜。

直流溅射法制备薄膜时，需要对镀膜室（参看图8.1.1-1和图8.1.1-5）抽真空。因为它可以在较低的真空度下进行直流溅射，只需用机械真空泵提供1～2Pa的真空度即可。

三、 磁控溅射法

溅射系统示意图为原理图。溅射基本过程包括在

阴阳

极之间

加一定电压（直流或射频），使惰性气体（Ar）

电离产生等离子体。靶材为阴极，衬底为阳极，等离子

体中的高能离子Ar+轰击靶材，由于动量传输作用，靶

材原子或离子逸出表面，弥散开来，并沉积在衬底表面

上形成薄膜。直流溅射为在阴阳极之间加直流电压，适

用于导体靶材；射频溅射为两极间加射频电压，适用于

导体和绝缘体靶材。磁控溅射（直流或射频）是利用磁

场来增强等离子放电，特别适用于要求高沉积速率和低

衬底温度的场合。 图8.1.1-6 KYKY磁控/蒸发镀膜机

四、 真空蒸发法

真空蒸发系统示意图为原理图。除本底真空度可

达约104Pa的真空系统外，还包括加热源（电阻加热—

或电子束加热）、蒸发材料、氩或氧氩混合气体引入系

统、衬底加热装置等。基本原理是：将钨丝加热源绕

成螺旋状，将蒸发原料放入螺旋钨丝中。基片置于加

热源上方。蒸发源和基片之间装有可移动挡板。由于

这时气体分子平均自由程可达500厘米，远大于蒸发

源到基片的距离。这样可以认为蒸发原子均以直线轨

迹从蒸发源向四周空间出射，到达基片上的原子便沉

积为薄膜。 图8.1.1-4 真空蒸发镀膜系统示意图

镀膜 【实验仪器】 SBC-12小型直流溅射仪；KYKY磁控溅射和蒸发镀膜机；机械泵；扩散泵；超声波

清洗器；氩气；玻璃基片等。

一、

射仪

SBC-12小型直流溅射仪

的结构示意图如图8.1.1-5所SBC-12小型直流溅源开关

示。它可以在较低的真空度下

图8.1.1-5. SBC-12小型直流溅射仪的结构示意图

进行直流溅射，因而将真空系统简化，只需用机械真空泵提供1～2Pa的真空度即可，大大缩短了实验时间。

二、KYKY磁控溅射和蒸发镀膜机

KYKY磁控/蒸发镀膜机如图8.1.1-6所示，该镀膜机主要由控制系统、真空系统和样品室组成。图的右边为该镀膜机控制系统，包括ZDF－X真空计、WLY型稳流源、电源及前级泵控制电源、蒸发控制电源，左上方为样品制备室（真空室），左下方为镀膜机的真空系统，包括前级机械泵、扩散泵、真空阀门、循环水路、通各种气体的气路和连接管道等。

[实验内容]

直流溅射法制备金属薄膜

1．将金靶到工作台的距离调到40～45毫米（参看结构示意图8.1.1-5）。

2．将基片或载波片先后放入丙酮、无水乙醇中用超声法清洗，把玻璃衬底烘干后放在镀膜室的工作台上；盖上镀膜室的上盖。上盖上带有金靶，注意切勿污染！

3．打开“总电源开关”，机械泵开始对镀膜室抽真空，从真空表上观测镀膜室的真空度。当真空度小于2Pa时，打开氩气控制阀“针阀”（逆时针转动“针阀”为开，氩气流量加大；顺时针转动“针阀”为关，氩气流量减少），向镀膜室中充入氩气，使镀膜室的真空度达到3～4Pa（以溅射电流值约5毫安为准）。

4．设定好“定时器”的时间，即薄膜制备时间。为防止过热，单次连续溅射的时间不要超过60秒，制备较厚的薄膜时，可采取多次溅射的办法。

5．按下“试验”按钮，核查“溅射电流表”中显示的电流是否在7—10毫安之间，立即松开“试验”按钮；然后，按下“启动”按钮，金靶上被加上1000伏的溅射电压，金薄膜沉积开始。这时，可以看见镀膜室内发出蓝色的等离子体辉光放电现象，“溅射电流表”中显示的电流稳定在5～8毫安左右。随时通过对氩气控制阀“针阀”的仔细调节，控制氩气的流量，使镀膜室的真空度稳定（即保持溅射电流的稳定）。

注意：（1）不要使“溅射电流表”中显示的电流超过12毫安，以免烧坏设备；

（2）不要接触镀膜室上盖上的金靶的电压输入端头，以免触电。

6． 当“定时器”所设定的沉积时间达到之后，溅射电压降为零，溅射自动停止，“溅射电

流表”中显示的电流为零，薄膜制备完毕。

7． 观察不同工艺条件对溅射速率的影响：

a. 溅射距离（靶与衬底的距离）

改变溅射距离，通过颜色判断膜厚，研究距离对溅射速率的影响。

设定靶与衬底的距离为4.5cm和 6.5cm，分别镀1，2，4分钟，观察膜厚的变化； b. 溅射气压（溅射电流）：

改变溅射气压（电流），通过颜色判断膜厚，研究溅射气压对溅射速率的影响。。 调节溅射电流为5ma和8ma，分别镀1，2，4分钟，观察膜厚的变化；

c. 把得到的四组数据进行比较，讨论溅射条件对镀膜的影响。

8． 关上“总电源开关”，用手拉起“镀膜室上盖”上的“放气阀”，给镀膜室放入空气（这

时发出“嗞嗞”声）。镀膜室气压与实验室的气压平衡后（“嗞嗞”声消失），打开镀膜

36300-14华科物理学院物理实验_华科物理实验预约

室上盖，取出薄膜样品。注意：工作台温度较高避免烫伤。 9． 参考表格：

金靶到工作台的距离： 薄膜的沉积速率： 样品标号 沉积时间（分） 氩气压强（Pa） 电流（毫安） 膜厚（纳米）

1

2

3

4

5

6

通过上述1—7的操作步骤，分别制备出沉积时间为2分钟、4分钟、6分钟、8分钟、10分钟和15分钟的金薄膜样品(在制备过程中，其他溅射条件均应保持一致)。不同的沉积时间使我们获得不同厚度的金属薄膜。这些金属薄膜样品将被用于“金属薄膜的表面形貌特性” 、“金属薄膜电阻率的测量”、“薄膜厚度测量”等实验之中。上述六种沉积时间下制备的金薄膜的厚度可以用以下方法获得：（1）测量某一沉积时间下（这里推荐用6分钟）制备的薄膜的厚度，然后用这一薄膜厚度除以这一沉积时间就获得了单位时间内沉积的薄膜厚度，即薄膜的沉积速率；再用沉积速率乘以沉积时间可以获得不同沉积时间下的薄膜厚度。

二、 磁控溅射法制备薄膜（选做）

I） 实验前的准备工作

水路要求：保证水管与水压继电器、扩散泵及磁控靶连接稳固，开机前先接通水路。并保障整个实验过程中冷却水的畅通，实验完毕后待扩散泵冷却后再关水。

电路要求：保证各电器连通电源。 气路要求：确保所有阀门都要关闭。

安装基片：1）戴上白布手套，用酒精或丙酮清洗基片（不能直接用手触摸基片表面），蒸镀材料；2）按装基片，对角调整螺丝，稍紧即可，防止基片受力不均或太大而碎裂。3）盖好真空室钟罩。

抽真空：

打开冷却水→ 开总电源→开机械泵→开前级阀→开真空计（立即关闭自动模式）； 待真空计1读数小于5 Pa时，关闭前级阀，打开旁抽阀；

待真空计2读数小于5 Pa；若读数无法降低，左右调整真空室钟罩使之盖紧，关闭旁抽阀→打开前级阀→开主阀→开扩散泵；

观察真空计2的读数（等40分钟以后），若达到其极限时（显示1.E -1），稍等数秒，将其转换为“电离模式”，直到真空室内压达到实验要求。

注意： 虽然电离规有保护装置，但当真空计2的读数大于10Pa时（低真空状态）不要转换为电离规，否则会缩短其寿命甚至损坏电离规！ II） 磁控溅射

1) 在真空室内压强达到实验要求（约5E-3Pa）后，关真空计（等几秒钟以后），开真空计，并马上关闭自动（目的是由电离规测量高真空转换为电阻规测量低真空）；

2) 手动关主阀并留有一定缝隙；

3) 打开气源，慢慢打开充气阀使氩气进入真空室，注意：不要使真空计1的读数超过15Pa（建议低于10Pa）；

4) 调节主阀和充气阀的开度，使真空计2的读数在1Pa左右维持。充气操作完成。 5) 打开磁控溅射控制电源（注意：按下电源按钮前确保功率调节旋钮旋至最小）； 6) 慢慢旋大电流，使之达到所需功率，在此过程中，可以看到氩气的辉光放电现象，若氩气没有起辉，可适当调大电流，待氩气起辉后再调小电流；

警告：磁控溅射的最大功率不能超过200瓦！！

7) 开动旋转电源→打开挡板，开始计时； 8) 通过观察窗观察磁控溅射镀膜情况。

9) 若磁控溅射镀膜已完成，首先关闭磁控溅射电源，并把功率调节旋钮旋至最小，关挡板→关充气阀→关主阀→关旋转电源；

10) 打开放气阀，向真空室充气；

11) 待放气完毕后打开真空室→关闭放气阀→松开对角螺丝，取出已镀好的样品； 12) 当做完实验后，应把真空室抽至高真空再关机，防止真空室受潮和内部零件氧化，延长使用寿命，并按下列操作规程关闭系统。

关闭真空计→关闭主阀→关闭扩散泵→关闭气源；

等扩散泵冷却至500C以下，（约30分钟后），关闭前级阀→关闭机械泵→关闭总电源→关水→关闭总气源。

三、真空蒸发法制备薄膜（选做）

实验前的准备工作

1～3项的操作规程与磁控溅射相同；

第4项安装基片有所不同，先将用钨丝绕制的蒸发篮安装在支撑架上，用镊子把蒸镀材料放入钨丝坩埚中，注意：切勿让蒸镀材料落入泵口；

第5项抽真空的操作规程也与磁控溅射相同（见磁控溅射中抽真空的描述）。 II）蒸发镀膜

装好蒸发篮和蒸镀材料并使制样室的真空度达到实验要求后，打开蒸发电源（注意：按下电源按钮前，必须确保电流调节旋钮调至最小）；

慢慢旋大电流，观察真空表2读数，若读数突然增大，则表明蒸镀材料或钨丝受热排出杂气（真空计2的读数不得大于5E-3Pa）。待其读数降低后，慢慢旋大电流，重复此过程，直到蒸发电流为12A左右开始蒸镀（注意：镀膜机附带的钨丝允许通过最大电流为20安培，建议使用时不要超过15安培）；

通过观察窗观察蒸镀情况；

若蒸镀已完成（或蒸镀材料已耗尽），逐渐旋小蒸发电流直至关闭→关闭蒸发电源； 关闭真空计→关闭主阀→打开放气阀；

待放气完毕后打开真空室，关闭放气阀，对角松开螺丝，取出已镀好的基片（样品）； 若观察窗被污染，就需要卸下观察窗玻璃，用干净的纸巾擦干净后，再复原。 当做完实验后，应按照磁控溅射中的第12条的操作规程把真空室抽至高真空再关机。

【分析与讨论】

结合直流溅射法制备薄膜的实验数据，分析和讨论影响薄膜的沉积速率（单位时间所沉积的薄膜厚度）的因素，提出提高薄膜的沉积速率的方法和工艺。

通过薄膜制备实验和查阅相关书籍和文献，阐述在直流溅射、磁控溅射和真空蒸发的制膜过程中，那些因素对薄膜质量（如：薄膜的稳定性、平整度、均匀性、颗粒大小、晶体结构、物理性质等）有显著影响。采取什么措施和工艺可以提高薄膜的质量。

【思考题】

1. 本实验利用什么现象实现镀膜的？需要什么条件？氩气在金属镀膜的过程中起什么作用？

2. 金属镀膜对真空度有何要求？

3. 简要阐述直流溅射、磁控溅射和真空蒸发的工作原理和特点。 4. 制备用干涉法测量薄膜膜厚的样品时，应该注意哪些问题？

【参考文献】

[1]A. Wagendristel，Y. Wang, An Introduction to Physics and Technology of Thin Films. World

Scientific Publishing, London, (1994)。

[2] 王力衡，黄远添，郑海涛. 薄膜技术. 清华大学出版社，1991。 [3] 吴自勤，王兵. 薄膜生长. 科学出版社，2001。

本文标题：华中科技大学物理实验预约系统-防灾科技学院大学物理实验试题库01 94
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