基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)

前言

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)是高校理、工、農(nóng)、醫(yī)等各學(xué)科專(zhuān)業(yè)必修的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力、提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的極其重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。隨著時(shí)代的發(fā)展，特別是近年來(lái)隨著物理學(xué)在其他學(xué)科中的迅速滲透和廣泛應(yīng)用，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容日益豐富，要求日益提高。為了適應(yīng)這種變化，武漢大學(xué)國(guó)家級(jí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心在“激發(fā)興趣、夯實(shí)基礎(chǔ)、增強(qiáng)能力、探索創(chuàng)新”的教學(xué)方針引導(dǎo)下，積極改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)：在課程體系上，打破了力、熱、電、光為序排課的舊程式，在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中設(shè)置三個(gè)層次（基本實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)、綜合與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)），以由低到高分層次遞進(jìn)模式推行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)訓(xùn)練；在教學(xué)內(nèi)容上，大力引進(jìn)新技術(shù)、新手段、新成果，開(kāi)出新實(shí)驗(yàn)，使基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)緊跟時(shí)代發(fā)展而不斷更新；在教學(xué)方法上實(shí)施“分段開(kāi)放式”教學(xué)，根據(jù)三個(gè)層次不同的教學(xué)要求，由“部分開(kāi)放”逐步過(guò)渡到“全開(kāi)放”，本教材是總結(jié)我們近十年來(lái)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的成果并吸收兄弟院校的成功經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成的。全書(shū)共分為6章，第1章講述測(cè)量誤差、不確定度及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)，所涉及的內(nèi)容以本課程必須掌握的基本要求為主，個(gè)別地方略有擴(kuò)充。在內(nèi)容處理上，摒棄了傳統(tǒng)誤差理論中的一些不科學(xué)與不確切的內(nèi)容，以國(guó)際權(quán)威組織制定的《測(cè)量不確定度表示指南》為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)闡述不確定度的評(píng)定，采用高置信概率（約等于或大于0.95）的擴(kuò)展不確定度U的表現(xiàn)形式，以符合ISO、IEC以及工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的情形。第2章到第4章為基本實(shí)驗(yàn)（共選編了45個(gè)實(shí)驗(yàn)），包含了力、熱、電、磁、光方面基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可供一、二兩個(gè)層次教學(xué)選擇，以加強(qiáng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，夯實(shí)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。第5章為綜合與應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)（共選編了25個(gè)實(shí)驗(yàn)），其內(nèi)容涉及相關(guān)的綜合知識(shí)或運(yùn)用綜合的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)形成綜合的學(xué)習(xí)與培養(yǎng)。第6章為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（共選編了30個(gè)實(shí)驗(yàn)）。這是在學(xué)生做了一定數(shù)量的基本實(shí)驗(yàn)，能對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、儀器使用等方面做出恰當(dāng)評(píng)價(jià)后，為了培養(yǎng)學(xué)生自主地進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)而設(shè)置的。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)只提出研究對(duì)象、要求，給予適當(dāng)?shù)奶崾?，主要讓學(xué)生自行確定實(shí)驗(yàn)方法、選擇合適的儀器設(shè)備和設(shè)計(jì)一定的實(shí)驗(yàn)程序，自己加以實(shí)現(xiàn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析處理。這樣既保證了基本訓(xùn)練，又提高了物理實(shí)驗(yàn)的綜合性和實(shí)用性，促使學(xué)生更積極地完成實(shí)驗(yàn)，以利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

內(nèi)容概要

　　《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》是在總結(jié)武漢大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心近十年實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的?！痘A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，共編入45個(gè)基本實(shí)驗(yàn)和55個(gè)綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，有許多新穎而富有時(shí)代感的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)。書(shū)中對(duì)實(shí)驗(yàn)方法及其原理的敘述力求繁簡(jiǎn)共容、深入淺出，以利于學(xué)生的自主研究式學(xué)習(xí)?！　　痘A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》可作為高等學(xué)校理工科物理類(lèi)及非物理類(lèi)各專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程的教材或參考書(shū)，也可供其他專(zhuān)業(yè)和社會(huì)讀者閱讀。

書(shū)籍目錄

前言緒論第1章 測(cè)量誤差、不確定度及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)1.1 測(cè)量誤差的基本知識(shí)1.2 直接測(cè)量結(jié)果不確定度的估算1.3 間接測(cè)量結(jié)果不確定度的合成1.4 有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則1.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的一般方法第2章 力學(xué)與熱學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.1 自由落體運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)2.2 氣墊導(dǎo)軌上的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.3 用三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)2.4 音叉的受迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)2.5 玻爾共振實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.6 用伸長(zhǎng)法測(cè)鋼絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)2.7 聲速的測(cè)定實(shí)驗(yàn)2.8 用穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)2.9 冷卻法測(cè)量金屬的比熱容實(shí)驗(yàn)2.10 熱電偶溫度計(jì)的標(biāo)度實(shí)驗(yàn)2.11 空氣密度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)2.12 液體黏滯系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)2.13 測(cè)定冰的比熔解熱實(shí)驗(yàn)2.14 用拉脫法測(cè)液體的表面張力系數(shù)實(shí)驗(yàn)2.15 金屬線膨脹系數(shù)的測(cè)量第3章 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)3.0 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)3.1 伏安法測(cè)晶體二極管特性實(shí)驗(yàn)3.2 直流電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)3.3 用補(bǔ)償法測(cè)量電壓、電流和電阻實(shí)驗(yàn)3.4 靜電場(chǎng)的模擬與描繪實(shí)驗(yàn)3.5 RLC串聯(lián)電路的測(cè)量與分析實(shí)驗(yàn)3.6 交流電路中功率和功率因數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)3.7 交流電橋?qū)嶒?yàn)3.8 交流電路的諧振實(shí)驗(yàn)3.9 示波器的原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)3.10 RLC串聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)3.11 RLC電路的暫態(tài)特性實(shí)驗(yàn)3.12 用電磁感應(yīng)法測(cè)交變磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)3.13 鐵磁物質(zhì)磁化特性曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)3.14 用磁聚焦法測(cè)電子荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)3.15 霍爾效應(yīng)第4章 光學(xué)實(shí)驗(yàn)4.0 光學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)4.1 薄透鏡焦距的測(cè)定實(shí)驗(yàn)4.2 透鏡組基點(diǎn)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)4.3 分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用實(shí)驗(yàn)4.4 用阿貝折射儀測(cè)定物質(zhì)的折射率實(shí)驗(yàn)4.5 顯微鏡實(shí)驗(yàn)4.6 用雙棱鏡測(cè)定光波波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)4.7 等厚干涉的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)4.8 邁克耳孫干涉儀實(shí)驗(yàn)4.9 單縫衍射的光強(qiáng)分布及縫寬測(cè)定實(shí)驗(yàn)4.10 衍射光柵實(shí)驗(yàn)4.11 光偏振現(xiàn)象的研究實(shí)驗(yàn)4.12 全息照相實(shí)驗(yàn)4.13 阿貝成像原理與空間濾波實(shí)驗(yàn)4.14 超聲光柵實(shí)驗(yàn)4.15 光電效應(yīng)第5章 綜合與應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5.1 用動(dòng)態(tài)法測(cè)定金屬的楊氏模量實(shí)驗(yàn)5.2 多普勒效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5.3 AD590集成溫度傳感器性能及應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)5.4 傳感器的原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)5.5 非平衡電橋及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)5.6 用示波器測(cè)量鐵磁材料的磁滯回線實(shí)驗(yàn)5.7 方波電信號(hào)的傅里葉分析實(shí)驗(yàn)5.8 用非線性電路研究混沌現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)5.9 磁阻傳感器和地磁場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)5.10 弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5.11 密立根油滴實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5.12 法布里一珀羅干涉儀實(shí)驗(yàn)5.13 單色儀及其使用實(shí)驗(yàn)5.14 光源的時(shí)間相干性與空間相干性實(shí)驗(yàn)5.15 等色譜及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)5.16 釹玻璃吸收譜的測(cè)定實(shí)驗(yàn)5.17 薄膜厚度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)5.18 光纖數(shù)值孔徑和衰減系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)5.19 光纖溫度傳感特性的研究實(shí)驗(yàn)5.20 光纖位移／壓力傳感特性的研究實(shí)驗(yàn)5.21 像面全息與彩虹全息實(shí)驗(yàn)5.22 全息干涉計(jì)量實(shí)驗(yàn)5.23 用光學(xué)多道分析器研究氫原子光譜j實(shí)驗(yàn)5.24 用偏光顯微鏡研究液晶的相變及光學(xué)特性實(shí)驗(yàn)5.25 液晶電光效應(yīng)及應(yīng)用第6章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)6.0 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)概述實(shí)驗(yàn)6.1 易溶于水的顆粒狀物質(zhì)的密度測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.2 隨機(jī)誤差的正態(tài)分布研究實(shí)驗(yàn)6.3 用氣墊導(dǎo)軌研究動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)6.4 水中聲速的測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.5 落球法測(cè)定液體黏滯系數(shù)實(shí)驗(yàn)6.6 音叉受迫振動(dòng)中數(shù)據(jù)的微機(jī)實(shí)時(shí)采集與處理實(shí)驗(yàn)6.7 智能導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)6.8 簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警器的電路設(shè)計(jì)與制作實(shí)驗(yàn)6.9 干涉法測(cè)量金屬的線膨脹系數(shù)實(shí)驗(yàn)6.10 測(cè)量給定電阻絲的電阻值和電阻率實(shí)驗(yàn)6.11 用自組電位差計(jì)測(cè)量甲電池的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)6.12 PN結(jié)物理特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.13 光敏電阻的特性與光開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)6.14 三相電參數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.15 變壓器參數(shù)及特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.16 電源（電池）的特性研究實(shí)驗(yàn)6.17 霍爾法測(cè)磁滯回線實(shí)驗(yàn)6.18 簡(jiǎn)易萬(wàn)用電表的設(shè)計(jì)與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)6.19 小功率直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作實(shí)驗(yàn)6.20 數(shù)字電子秤的設(shè)計(jì)與制作實(shí)驗(yàn)6.21 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作實(shí)驗(yàn)6.22 太陽(yáng)能電池基本特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.23 溫差電現(xiàn)象的研究實(shí)驗(yàn)6.24 內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的組裝實(shí)驗(yàn)6.25 光學(xué)材料折射率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)6.26 設(shè)計(jì)用兩種光路測(cè)定空氣折射率實(shí)驗(yàn)6.27 物質(zhì)旋光性質(zhì)的研究實(shí)驗(yàn)6.28 偏振光的定量分析實(shí)驗(yàn)6.29 全息光柵的制作實(shí)驗(yàn)6.30 激光散斑照相法及應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 測(cè)量誤差、不確定度及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)本章從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度出發(fā)，主要介紹測(cè)量誤差和不確定度的基本概念、測(cè)量不確定度的估算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。這些知識(shí)不僅在每個(gè)物理實(shí)驗(yàn)中都要用到，而且對(duì)今后從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)也是必須要了解和掌握的。由于這部分內(nèi)容涉及面較廣，深入的討論需要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較多的數(shù)學(xué)知識(shí)，因此不能指望通過(guò)一兩次學(xué)習(xí)就完全掌握。我們要求實(shí)驗(yàn)者首先對(duì)提到的問(wèn)題有初步的了解，以后結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)再仔細(xì)閱讀有關(guān)內(nèi)容，通過(guò)實(shí)際運(yùn)用逐步加以掌握。誤差分析、不確定度計(jì)算及數(shù)據(jù)處理貫串于實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，它表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)前的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與論證，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中的控制與監(jiān)視，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)和今后各個(gè)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用，要求達(dá)到： （1）建立測(cè)量誤差和不確定度的概念，正確估算不確定度，懂得如何正確、完整地表示測(cè)量結(jié)果。（2）了解系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)某些系統(tǒng)誤差、減小系統(tǒng)誤差及削弱其影響的方法。（3）了解有效數(shù)字與不確定度的關(guān)系，掌握有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則。（4）掌握列表法、作圖法、逐差法和回歸法等數(shù)據(jù)處理方法。

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《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》由科學(xué)出版社出版。

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