大學(xué)物理實驗

前言

大學(xué)物理實驗課程是理工科學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)實驗課程，也是學(xué)生進入大學(xué)后較早接觸到的一門系統(tǒng)全面的實驗課程。本教材是為適應(yīng)當前實驗教學(xué)改革的要求，根據(jù)教育部《高等工業(yè)學(xué)校物理實驗課程教學(xué)基本要求》的精神，結(jié)合層次化、開放性的實驗教學(xué)理念，以及多年來實驗中心的建設(shè)所積累的經(jīng)驗編寫而成的。在編寫過程中還認真汲取了國內(nèi)近年來實驗教學(xué)改革的先進思想和理念及一些院校課程改革的優(yōu)秀成果，力求為物理實驗課程教學(xué)提供一本實用的2l世紀教材。為了使學(xué)生在有限的時間內(nèi)能系統(tǒng)地掌握物理實驗的基本知識和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力，促使學(xué)生積極參與實驗，為后續(xù)實驗課程奠定基礎(chǔ)，《大學(xué)物理實驗》在編寫過程中采用了“金字塔”式的層次化實驗教學(xué)體系，在學(xué)習(xí)物理實驗基本知識，熟悉基本儀器和基本測量的基礎(chǔ)上，采用基礎(chǔ)實驗、綜合與應(yīng)用性實驗、設(shè)計性實驗以及基于PASCO科學(xué)工作室創(chuàng)新實驗的四級構(gòu)架模式，編排了實驗項目45個，內(nèi)容廣泛，深入淺出。這樣的編寫模式既能保證低年級學(xué)生通過基礎(chǔ)性和綜合與應(yīng)用性實驗項目，在物理實驗基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能上得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，又能通過設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗提高實驗技能，達到培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新精神的課程教學(xué)目標。實踐證明這樣的模式適合并能滿足大多數(shù)學(xué)生的需要。本書的“緒論”介紹了物理實驗課程的教學(xué)目標和意義；第1章“物理實驗基本知識”介紹了誤差（包括不確定度）與數(shù)據(jù)處理的基本知識；第2章“物理實驗基本訓(xùn)練”介紹了幾種常用的物理實驗（測量）方法、一些基本物理量的測量以及常用儀器的原理和使用。第3章和第4章選編了23個基礎(chǔ)實驗和綜合與應(yīng)用性實驗項目。這部分實驗對基本實驗儀器、實驗?zāi)康暮驮碜髁撕喢鞫笠恼撌觯D讓學(xué)生在閱讀實驗原理和儀器介紹后就能根據(jù)實驗內(nèi)容完成實驗。這部分實驗有利于學(xué)生對物理實驗基礎(chǔ)知識的理解和實驗基本技能的規(guī)范訓(xùn)練，提高學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力，同時也有助于學(xué)生綜合實踐能力的提高。

內(nèi)容概要

《大學(xué)物理實驗》是理工科學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)實驗課程。本書是在總結(jié)物理實驗課程教學(xué)改革經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)本課程的基本要求以及目前各高校普遍使用的儀器設(shè)備情況編寫而成的物理實驗教材。    本書分層次精選了基礎(chǔ)性、綜合與應(yīng)用性和設(shè)計性實驗項目45個，涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)，其中在第5章還闡述了設(shè)計性實驗的特點和設(shè)計方法。另外還增添了一些與現(xiàn)代實驗技術(shù)相關(guān)的實驗內(nèi)容，引入基于PASCO科學(xué)工作室的創(chuàng)新實驗項目10項，不僅符合課程的基本要求，貫徹“授人以漁”的教學(xué)思想，也體現(xiàn)出與時俱進的特色。    本教材可作為高等工科院校非物理專業(yè)的物理實驗課程教學(xué)用書，也可作為實驗工作者和其他科技工作者的參考資料。

書籍目錄

緒論  一、大學(xué)物理實驗課程的意義  二、大學(xué)物理實驗課程的目的和任務(wù)  三、學(xué)好大學(xué)物理實驗課的三個環(huán)節(jié)  四、物理實驗課程的規(guī)則第1章  物理實驗基本知識  1.1  測量與誤差的基本概念  1.2  實驗不確定度  1.3  有效數(shù)字及其運算法則  1.4  實驗數(shù)據(jù)的處理方法第2章  物理實驗基本訓(xùn)練  2.1  物理實驗的基本測量方法  2.2  物理實驗基本儀器  2.3  物理實驗中的基本調(diào)整與操作技術(shù)第3章  基礎(chǔ)實驗  實驗一  基本測量  實驗二  單擺實驗  實驗三  光路的調(diào)整和薄透鏡焦距的測量  實驗四  用三線擺測剛體的轉(zhuǎn)動慣量  實驗五  示波器的原理和使用  實驗六  分光計的調(diào)節(jié)和使用  實驗七  惠斯通電橋測電阻  實驗八  電表的改裝與校正  實驗九  光的干涉——牛頓環(huán)  實驗十  導(dǎo)熱系數(shù)的測量  實驗十一  電阻元件伏安特性的研究第4章  綜合與應(yīng)用性實驗  實驗十二  楊氏彈性模量的測量  實驗十三  霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用  實驗十四  聲速的測量  實驗十五  弗蘭克一赫茲實驗  實驗十六  密立根油滴實驗測電子電荷  實驗十七  光電效應(yīng)——普朗克常量測量  實驗十八  pn結(jié)物理特性綜合實驗  實驗十九  電子束實驗  實驗二十  靈敏電流計特性的研究  實驗二十一  邁克耳孫干涉儀的調(diào)整和使用  實驗二十二  液晶電光效應(yīng)實驗  實驗二十三  計算機仿真實驗第5章  設(shè)計性實驗  5.1  設(shè)計性實驗的程序和特點  5.2  實驗方案的選擇和實驗儀器的配套  實驗二十四  溫度傳感器的設(shè)計和試驗  實驗二十五  測規(guī)則形狀物體的密度  實驗二十六  用伏安法測線性電阻的阻值  實驗二十七  用惠斯通電橋測微安表內(nèi)阻  實驗二十八  RC電路幅頻特性與相頻特性的研究  實驗二十九  RL電路幅頻特性與相頻特性的研究  實驗三十  RC電路的充放電特性研究  實驗三十一  RLC串聯(lián)諧振電路  實驗三十二  RLC并聯(lián)諧振電路  實驗三十三  透射光柵測光波波長  實驗三十四  用掠入射法測定透明介質(zhì)的折射率  實驗三十五  單色儀的定標和濾光片光譜透射率的測定第6章  基于PASCo科學(xué)工作室的創(chuàng)新實驗  6.1  科學(xué)工作室  6.2  ScienceWorkshop軟件系統(tǒng)介紹  6.3  傳感器介紹  6.4  創(chuàng)新實驗設(shè)計  實驗三十六  彈性碰撞的速度與加速度矢量的相互關(guān)系  實驗三十七  非彈性碰撞中的沖力與動量的相互關(guān)系  實驗三十八  完全彈性碰撞中動能和動量的守恒  實驗三十九  加速度和簡諧振動  實驗四十  赫姆霍茲線圈的磁場測量實驗  實驗四十一  光強度隨時間變化關(guān)系的研究  實驗四十二  光的雙縫干涉  實驗四十三  單縫衍射實驗  實驗四十四  光的偏振實驗  實驗四十五  光柵分光光度計測定發(fā)射光譜實驗附表  附表1  基本物理常數(shù)表  附表2  國際單位制(SI）  附表3  特質(zhì)密度表  附表4  在不同溫度下與空氣接觸的水的表面張力系數(shù)  附表5  固體導(dǎo)熱系數(shù)入  附表6  液體的黏滯系數(shù)77  附表7  某些特質(zhì)的折射率(相對空氣）  附表8  不同溫度時干燥空氣中的聲速  附表9  常用光源的譜線波長表

章節(jié)摘錄

第1章 物理實驗基本知識物理實驗不僅要定性地觀察各種物理現(xiàn)象，更重要的是要定量測量有關(guān)物理量，找出它們之間的數(shù)量關(guān)系。測量結(jié)果的質(zhì)量如何，要用誤差理論來計算和評價。誤差越小，測量結(jié)果越接近真值，其質(zhì)量通過對測量數(shù)據(jù)的誤差分析和處理，科學(xué)地評價測得的物理量或物理關(guān)系接近客觀真實的程度，以求得對物理現(xiàn)象本質(zhì)的認識。本章將介紹測量誤差、不確定度的理論和數(shù)據(jù)處理的基本知識。1.1.1 測量的基本概念1.測量的含義1.1 測量與誤差的基本概念測量是人類認識和改造客觀世界的一種重要手段。所謂測量，就是把待測物理量與作為計量單位的同類已知量相比較，找出待測物理量是單位同類已知量的倍數(shù)關(guān)系。這個倍數(shù)叫做測量的讀數(shù)，讀數(shù)加上單位記錄下來的就是測量數(shù)據(jù)，也就是被測物理量的測量值。完成一個測量，必須明確測量對象、測量單位、測量方法和測量精度，這四點稱為測量的四要素。2.測量的分類從獲得測量數(shù)據(jù)的方法上可分為直接測量和間接測量；從測量的條件，可分為等精度測量和非等精度測量。1）直接測量和間接測量直接測量是指可直接從儀器（或量具）上獲知被測量大小的測量。例如，用米尺測量長度，用溫度計測量溫度，用電壓表測量電壓，用秒表測量時間等都屬于直接測量。

編輯推薦

《大學(xué)物理實驗》采用“金字塔”式的層次化實驗教學(xué)體系，在學(xué)習(xí)物理實驗基本知識，熟悉基本儀器和基本測量的基礎(chǔ)上，采用基礎(chǔ)實驗、綜合與應(yīng)用性實驗、設(shè)計性實驗以及基于PASCO科學(xué)工作室創(chuàng)新實驗的四級構(gòu)架模式，編排了實驗項目45個，內(nèi)容廣泛，深入淺出。這樣的編寫模式既能保證低年級學(xué)生通過基礎(chǔ)性和綜合與應(yīng)用性實驗項目，在物理實驗基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能上得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，又能通過設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗提高實驗技能，達到培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新精神的課程教學(xué)目標，實踐證明這樣的模式適合并能滿足大多數(shù)學(xué)生的需要。本教材可作為大學(xué)理工科學(xué)生的大學(xué)物理實驗課教程及物理類專業(yè)普通物理實驗課教程使用，根據(jù)不同專業(yè)的要求，可從中挑選實驗項目。同時，也適合開放式教學(xué)，在使用教材時，不一定按《大學(xué)物理實驗》的編排順序進行，學(xué)生可根據(jù)自身的基礎(chǔ)和興趣選擇實驗項目。

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