大學物理實驗教程

前言

《大學物理實驗教程》是針對高等學校非物理類各專業(yè)的大學物理實驗教學內(nèi)容編寫而成的．本書已被列為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。《大學物理實驗教程》是在第二版的基礎(chǔ)上，歷時五年，對全書做了全面修訂．與第二版相比，本書有以下幾方面的變化。（1）在結(jié)構(gòu)上，依據(jù)測量對象和實驗內(nèi)容進行了循序漸進的安排，全書以物理測量量為主線，按照基本器具使用、基本物性測量、基本物理常量測量和專題實驗，將全書9個章節(jié)分為四個層次，并單獨在第3章系統(tǒng)歸納與提煉了物理實驗的基本測量方法，突出和強調(diào)實驗物理學科的系統(tǒng)性和完整性。（2）在內(nèi)容上，強調(diào)了大學物理實驗中的科學性和嚴謹性．如在隨機誤差處理中，根據(jù)實驗的實際情況，引入有限次測量的，分布來修正正態(tài)分布；介紹了對可疑實驗數(shù)據(jù)進行取舍的狄克遜檢驗法和格魯布斯準則；采用具有國家標準的有效位數(shù)的概念取代有效數(shù)字的概念；根據(jù)國際通則與學術(shù)慣例，提出測量不確定度的估算取兩位有效位數(shù)；依據(jù)國家標準，給出了微小標準差的可忽略判據(jù)；根據(jù)國際科學技術(shù)數(shù)據(jù)委員會2006年推薦值統(tǒng)一了全書中的基本物理常量值。（3）在實驗項目上，增添了一些能反映現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的代表性實驗，如非線性電學混沌、數(shù)碼照相技術(shù)等實驗內(nèi)容，刪除了涉及靈敏電流計、檢流計等已明顯落后于現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的實驗項目，增加了諸如“常用電子元件參數(shù)測量”等基本技能訓練的項目。（4）在數(shù)據(jù)處理方面，專門介紹了數(shù)據(jù)處理軟件Excel和科學作圖軟件Origin在物理實驗中的應用，增加了用專業(yè)軟件處理實驗數(shù)據(jù)的訓練，以替代手工坐標紙作圖方式。

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材,根據(jù)《高等工業(yè)學校物理實驗課程教學基本要求》，總結(jié)太原理工大學物理實驗課程教學改革的實踐經(jīng)驗編寫而成.全書共五章，包括測量誤差與數(shù)據(jù)處理的基本知識、基本物理實驗、提高型物理實驗、綜合與近代物理實驗、設(shè)計型物理實驗.本書對測量誤差、不確定度作了簡明的介紹，分四個層次收錄了53個實驗.在精選經(jīng)典實驗的基礎(chǔ)上，充實了一些適合現(xiàn)代社會發(fā)展的新的實驗內(nèi)容；精煉了實驗步驟，以充分發(fā)揮學生的主動性；同時以附錄形式介紹了計算機仿真實驗在物理實驗中的應用以及物理學史上最漂亮的十大物理實驗.本書適合普通高等院校工科各專業(yè)學生學習使用,也可作為教師的參考用書.

書籍目錄

第三版前言
緒論
第1章　測量誤差
1.1　測量與誤差
1.1.1　測量及分類
1.1.2　誤差及分類
1.1.3　精密度、正確度和準確度
1.2　誤差處理
1.2.1　隨機誤差
1.2.2　儀器誤差
1.3　測量不確定度
1.3.1　測量不確定度的分類
1.3.2　合成不確定度
1.3.3　擴展不確定度
1.3.4　直接測量不確定度的估算
1.3.5　間接測量不確定度的估算
1.3.6　微小標準差可忽略判據(jù)
1.3.7　不確定度分析在實驗設(shè)計中的作用
1.4　實驗數(shù)據(jù)的有效位數(shù)
1.4.1　有效位數(shù)的概念
1.4.2　修約規(guī)則
1.4.3　原始數(shù)據(jù)的有效位數(shù)
1.4.4　運算過程中的有效位數(shù)
1.4.5　測量不確定度的有效位數(shù)
第2章　數(shù)據(jù)處理
2.1　常用的數(shù)據(jù)處理方法
2.1.1　列表法
2.1.2　作圖法
2.1.3　最小二乘法
2.1.4　逐差法
2.2　用Excel軟件處理實驗數(shù)據(jù)
2.3　用Origin軟件繪制實驗圖表
實驗A1　時間測量中隨機誤差的統(tǒng)計分布
第3章　物理實驗基本測量方法
3.1　比較法
3.1.1　直接比較法
3.1.2　間接比較法
3.2　放大法
3.2.1　累積放大法
3.2.2　機械放大法
3.2.3　電學放大法
3.2.4　光學放大法
3.3　轉(zhuǎn)換法
3.3.1　不可測量量的轉(zhuǎn)換
3.3.2　不易測準量的轉(zhuǎn)換
3.4　模擬法
3.4.1　物理模擬
3.4.2　類比模擬
3.5　平衡法
3.6　補償法
3.6.1　補償法用于測量
3.6.2　補償法用于修正系統(tǒng)誤差
3.7　干涉、衍射法
第4章　物理實驗基本器具使用
4.1　長度測量基本器具
實驗B1　測量物體的幾何尺寸
4.2　質(zhì)量測量基本器具
實驗B2　固體與液體密度的測定
4.3　時間測量基本器具
實驗B3　剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定
4.4　溫度測量基本器具
實驗B4　用熱敏電阻測量溫度
實驗B5　pn結(jié)正向壓降的溫度特性
4.5　電學實驗常用器具
實驗B6　常用電子元件參數(shù)測量
實驗B7　電表的改裝和校準
4.6　光學實驗常用器具
實驗B8　薄透鏡焦距的測定
實驗B9　分光計的調(diào)節(jié)和應用
4.7　示波器的使用
實驗B10　模擬示波器的使用
實驗B11　數(shù)字示波器的使用
第5章　基本物性的測量
實驗C1　固體比熱容的測量
實驗C2　液體比熱容的測量
實驗C3　氣體比熱容比cp／cV的測量
實驗C4　液體表面張力系數(shù)的測定
實驗C5　液體黏滯系數(shù)的測定
實驗C6　彈性（楊氏）模量的測量
實驗C7　金屬線脹系數(shù)的測定
實驗C8　電子衍射和物質(zhì)波
第6章　基本物理常量的測量
實驗D1　重力加速度的測定
實驗D2　電子荷質(zhì)比的測量
實驗D3　基本電荷量的測量
實驗D4　聲速的測量
實驗D5　光速的測量
實驗D6　玻爾茲曼常量的測量
實驗D7　普朗克常量的測量
第7章　電磁學實驗
實驗E1　惠斯通電橋測量電阻
實驗E2　RL和RC電路的穩(wěn)態(tài)過程
實驗E3　電信號的傅里葉分解與合成
實驗E4　鐵磁材料磁滯回線的測量
實驗E5　用霍爾效應測磁場強度
第8章　波動光學實驗
8.1　干涉測量專題
實驗F1　邁克耳孫干涉儀
實驗F2　用牛頓環(huán)測平凸透鏡的曲率半徑
8.2　衍射測量專題
實驗F3　單縫衍射的光強研究
實驗F4　光柵衍射與超聲光柵
8.3　偏振測量專題
實驗F5　光的偏振現(xiàn)象研究
實驗F6　用橢偏儀測量薄膜的厚度和折射率
第9章　其他專題實驗
9.1　光譜與能級
實驗G1　光柵單色儀測量氫原子光譜
實驗G2　弗蘭克-赫茲實驗測量原子能級
實驗G3　金屬電子功函數(shù)的測定
9.2　照相技術(shù)
實驗G4　膠片照相技術(shù)
實驗G5　數(shù)碼照相技術(shù)
實驗G6　全息照相技術(shù)
9.3　非線性簡介
實驗G7　非線性電路產(chǎn)生混沌
附錄　重要物理實驗編年史（至1996年）
附表
附表一　物理常量表（CODATA2006年推薦值）
附表二　國際單位制的基本單位
附表三　國際單位制的兩個輔助單位
附表四　國際單位制中21個具有專門名稱的導出單位
附表五　中華人民共和國法定計量單位
附表六　部分城市的重力加速度值（單位：m·s(-2為上角標））
附表七　在標準大氣壓下不同溫度時水的密度
附表八　不同溫度時水的黏滯系數(shù)
附表九　水及部分固體的比熱容簡表
附表十　不同溫度時干燥空氣中的聲速（單位：m·s（-1為上角標））
附表十一　部分固體的線膨脹系數(shù)
附表十二　20℃時部分金屬的彈性模量
附表十三　常用光源的譜線波長

章節(jié)摘錄

本章包含4節(jié)內(nèi)容，在1.1節(jié)“測量與誤差”中，介紹了諸如測量、誤差、精密度、正確度和準確度等常用概念，并對測量和誤差分別進行了分類，在1.2節(jié)“誤差處理”中，分別就隨機誤差計算和儀器誤差的判斷進行了講解．對于隨機誤差，根據(jù)物理實驗中所有的實驗都是有限次測量的實際情況，特別引入了有限測量次數(shù)下的t分布概念；同時引入狄克遜檢驗法和格魯布斯準則兩種方法來判斷是否可對個別測量數(shù)據(jù)進行取舍；對于儀器誤差，重點強調(diào)了儀器誤差是與置信概率相聯(lián)系，而不同的儀器會有不同的誤差分布函數(shù)．1.3節(jié)“測量不確定度” 中，詳細說明了A類和B類不確定度的評估與表示，并講解了如何在直接測量和間接測量兩種不同的測量條件下對測量不確定度進行估算；同時給出了微小標準差的可忽略判據(jù)，以及簡單介紹了不確定度分析在實驗設(shè)計中的作用．在1.4節(jié)“ 實驗數(shù)據(jù)的有效位數(shù)”中，按照實驗過程，分別介紹了在原始數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)運算和結(jié)果表示時如何進行實驗數(shù)據(jù)修約。測量就是通過一定的實驗方法、借助一定的實驗器具將待測量與選作標準的同類量進行比較的實驗過程，測量結(jié)果應包括數(shù)值、單位以及結(jié)果可信賴的程度（不確定度）三部分。直接測量是指可以用測量儀器或儀表直接讀出測量值的測量。如用米尺測長度，用溫度計測溫度，用電表測電流、電壓等都是直接測量。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材?大學物理實驗教程(第3版)》由科學出版社出版。

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