大學(xué)物理實驗

前言

　　物理實驗在訓(xùn)練學(xué)生的基本技能方面已經(jīng)顯現(xiàn)出明顯效果，但在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰?，提高學(xué)生科學(xué)研究素質(zhì)方面仍存在不足。具體體現(xiàn)在：①傳統(tǒng)的物理實驗教材中測量某一物理量或研究某個物理規(guī)律都局限于某一種方法或原理，即使有不同的原理或方法也以不同的物理實驗形式出現(xiàn)，缺乏系統(tǒng)性，學(xué)生獲得的知識是支離破碎的；②每個實驗從實驗?zāi)康?、實驗原理和方法、實驗?nèi)容、實驗儀器、實驗步驟到記錄數(shù)據(jù)的表格和數(shù)據(jù)處理方法一應(yīng)俱全，嚴重制約了學(xué)生思維。　　為了改變現(xiàn)狀，更重要的是，為了全面培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)、創(chuàng)新精神和初步的科學(xué)研究能力，我們系統(tǒng)地研究了物理實驗，并結(jié)合長期物理實驗教學(xué)的經(jīng)驗和體會，把測量物理量相同、測量工具相似以及測量技術(shù)或方法一致的物理實驗優(yōu)化整合在一起，淡化實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格等。綜觀本書，可以概括以下的特點：　?。?）強調(diào)物理實驗教學(xué)中的組合原則。任何科學(xué)研究的實驗都是建立在組合不同工具、運用不同的原理和方法的基礎(chǔ)上來進行的，物理實驗更是如此。物理實驗是通過有效地組合不同實驗儀器來完成物理量的測量或物理規(guī)律的研究。因此，培養(yǎng)學(xué)生正確地選擇實驗儀器進行物理實驗是本教材的目的之一?！　。?）避免簡單重復(fù)。如在固體密度、表面張力和黏滯系數(shù)等實驗中，盡管需要間接測量的物理量不相同，實驗原理也不同，但是這些實驗基本都是運用長度、時間、質(zhì)量和溫度等基本物理量的測量工具進行組合實驗。優(yōu)化整合前，學(xué)生需要分別去完成這些實驗，而做這些實驗又等于簡單重復(fù)使用力學(xué)和熱學(xué)等基本物理量測量工具；優(yōu)化整合后，學(xué)生可以選做上面任何一個實驗，達到基本訓(xùn)練的目的?！　。?）強調(diào)物理原理。如磁場的測量，可以用感應(yīng)線圈來測量，也可以用霍爾效應(yīng)原理來測量，還可以用磁光效應(yīng)原理來測量等。實際上測量磁場的方法很多，對于不同的精度要求和不同應(yīng)用領(lǐng)域，測量磁場的方法各不相同。調(diào)整前，測量磁場和研究磁性材料特性的實驗分散在各個實驗中，不利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握磁場的測量原理；調(diào)整后，把測量磁場和研究磁性材料特性的實驗整合在一起，有利于學(xué)生系統(tǒng)掌握測量磁場技術(shù)，更有助于學(xué)生歸納概括出“測量磁場原理就是利用磁場的特性”這個核心點。

內(nèi)容概要

　　《21世紀高等院校教材：大學(xué)物理實驗》是農(nóng)林醫(yī)藥等專業(yè)大學(xué)物理實驗課程的教材，書中結(jié)合該類院校物理實驗自身專業(yè)的特點，對有關(guān)實驗方法及其原理的敘述力求簡潔、深入淺出；在內(nèi)容安排上，整合實驗，由淺入深，內(nèi)容廣泛?！?1世紀高等院校教材：大學(xué)物理實驗》共收入56個實驗，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理以及若干涉及物理學(xué)新進展和新技術(shù)的實驗，分為基礎(chǔ)物理實驗、綜合物理實驗、設(shè)計性實驗三篇?！　　?1世紀高等院校教材：大學(xué)物理實驗》可作為高等院校非物理專業(yè)的大學(xué)實驗課程的教材或參考書，也可供科技工作者參考。

書籍目錄

緒論一、物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)中的重要作用二、物理實驗的重要環(huán)節(jié)三、物理實驗測量方法四、數(shù)據(jù)處理的方法五、測量結(jié)果的表示六、常用統(tǒng)計分析軟件簡介第一篇 基礎(chǔ)物理實驗第一章 力和熱學(xué)基本量的測量一、長度測量工具二、天平實驗1.1 密度測量實驗1.2 毛細管法測液體表面張力系數(shù)實驗1.3 拉脫法測液體表面張力系數(shù)實驗1.4 毛細管法測液體黏滯系數(shù)實驗1.5 落球法測液體黏滯系數(shù)實驗1.6 比較法測液體黏滯系數(shù)思考題第二章 電學(xué)基本量的測量一、電學(xué)基礎(chǔ)知識二、電學(xué)基本儀器實驗2.1 萬用表的使用實驗2.2 示波器的使用實驗2.3 惠斯通電橋測量電阻附錄第三章 光學(xué)儀器的調(diào)節(jié)與使用實驗3.1 邁克耳孫干涉儀的調(diào)節(jié)與使用實驗3.2 分光計的調(diào)節(jié)思考題第二篇 綜合物理實驗第四章 剛體材料的物理性質(zhì)研究實驗4.1 鋼絲楊氏模量的測量實驗4.2 金屬棒楊氏模量的測量實驗4.3 剛體轉(zhuǎn)動慣量的測量實驗4.4 扭擺法測量物體轉(zhuǎn)動慣量思考題第五章 基本元件構(gòu)成的電路特性研究實驗5.1 分壓電路實驗5.2 限流電路實驗5.3 二極管的伏安特性實驗5.4 RC電路的暫態(tài)過程實驗5.5 RL電路的暫態(tài)過程實驗5.6 電子積分器測電容第六章 傳感器一、傳感器的工作原理二、傳感器實驗實驗6.1 熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)——溫差電偶定標(biāo)實驗6.2 霍爾式傳感器特性研究實驗6.3 傳感器的計算機接口技術(shù)——溫度傳感器實驗6.4 傳感器的應(yīng)用實驗——溫度報警器的制作思考題附錄1 AC15型直流復(fù)射式檢流計附錄2 CSY-1型傳感器系統(tǒng)實驗儀附錄3 理想集成運算放大器附錄4 傳感器放大電路的設(shè)計第七章 磁場測量及鐵磁材料特性研究實驗7.1 研究亥姆霍茲線圈的軸線上及周圍的磁場分布實驗7.2 用霍爾元件測螺線管軸向磁感應(yīng)強度B實驗7.3 用沖擊電流計測鐵磁物質(zhì)的磁化曲線實驗7.4 用示波器觀察動態(tài)磁滯回線并測量鐵磁物質(zhì)的居里點附錄沖擊電流計第八章 聲速的測定實驗8.1 振幅極值法（共振干涉法）測聲速實驗8.2 相位比較法測聲速實驗8.3 時差法測聲速思考題附錄第九章 攝影技術(shù)實驗9.1 黑白照片的拍攝實驗9.2 黑白照片的印制與放大實驗9.3 漫反射全息攝影第十章 光的偏振實驗10.1 馬呂斯定律的驗證實驗10.2 根據(jù)布儒斯特角測定介質(zhì)折射率實驗10.3 橢圓偏振光的實驗附錄實驗儀器與設(shè)備第十一章 光譜分析技術(shù)基礎(chǔ)光譜分析技術(shù)基礎(chǔ)知識實驗11.1 平行狹縫光柵測氫燈的波長實驗11.2 利用三棱鏡測氫燈的波長實驗11.3 利用光柵光譜儀測氫燈的波長思考題第十二章 介質(zhì)折射率的測量實驗12.1 用分光計測介質(zhì)折射率實驗12.2 用牛頓環(huán)測氣體折射率實驗12.3 邁克耳孫干涉儀測介質(zhì)膜的折射率附錄阿貝折射儀第十三章 現(xiàn)代物理實驗專題實驗13.1 密立根油滴實驗實驗13.2 非線性電路振蕩周期的分岔與混沌實驗實驗13.3 弗蘭克一赫茲實驗實驗13.4 法拉第一塞曼效應(yīng)實驗實驗13.5 光電效應(yīng)普朗克常量測定第三篇 設(shè)計性實驗第十四章 設(shè)計性實驗一、物理設(shè)計實驗概述二、設(shè)計性實驗舉例——光電法測量液體的折射率實驗14.1 測電源電動勢實驗14.2 電表的改裝和校正實驗14.3 導(dǎo)熱系數(shù)的測定實驗14.4 薄膜厚度測量實驗14.5 硅光電池的特性研究實驗14.6 測量鈉光雙線波長差實驗14.7 組裝邁克耳孫干涉儀附錄附表一 長度測量附表二 時間和頻率測量附表三 質(zhì)量測量附表四 溫度測量附表五 壓力測量附表六 直流電流測量附表七 直流電壓測量附表八 直流磁感應(yīng)強度的測量方法簡介附錄九 常用光源附表十 物理學(xué)常量表附表十一 液體的表面張力系數(shù)附表十二 常用光源的譜線波長表附表十三 液體黏滯系數(shù)附表十四 中華人民共和國法定計量單位主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　物理學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上的一門科學(xué)。物理理論的建立、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都必須嚴格地以實驗為基礎(chǔ)，并接受實驗的檢驗；而且，物理學(xué)中一些開創(chuàng)性的假設(shè)、預(yù)言，最終也需在實驗中進行驗證，檢驗其正確性。　　物理實驗是讓學(xué)生接受系統(tǒng)實驗方法和技能培訓(xùn)、培養(yǎng)其科研能力的一門重要基礎(chǔ)課程。物理實驗有它自身的一套實驗理論、方法和技術(shù)，學(xué)生通過循序漸進的、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和操作訓(xùn)練，才能逐步掌握其知識和思想，并提高自身的素質(zhì)和能力?！　∫?、物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)中的重要作用　　物理實驗是一門實踐性課程，學(xué)生必須通過自己的獨立工作來增長實驗知識，提高實驗技能，在實驗過程中得以充分發(fā)揮主動性、自覺性和創(chuàng)造性，從而激發(fā)自身的思維和創(chuàng)造能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和求實精神?！　。ㄒ唬┪锢韺嶒炚n的任務(wù)　　通過對物理實驗步驟的設(shè)計，對物理現(xiàn)象的觀察、分析和物理量的測量，學(xué)習(xí)和掌握物理實驗的基本知識、基本方法和基本技術(shù)；掌握物理實驗的基本設(shè)計思想，能運用所學(xué)的物理知識和原理去解決某個物理問題；熟悉常用儀器的物理原理、結(jié)構(gòu)性能和使用方法。

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