基礎(chǔ)物理實驗

前言

為了進(jìn)一步加強我省高等學(xué)校實驗教學(xué)和實驗教學(xué)條件建設(shè)，更好地為深化高等教育改革和全面實施素質(zhì)教育，根據(jù)教育部《新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程》（教高[2001]1號），山東省教育廳于2004年頒布了《山東省高等學(xué)校基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》。這是進(jìn)一步優(yōu)化高等學(xué)校資源配置、提高辦學(xué)效益、深化實驗室管理體制改革，培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的重要舉措，對于促進(jìn)高等學(xué)校教學(xué)資源共享、強化辦學(xué)特色、加快學(xué)校發(fā)展，具有重要作用。實驗教材建設(shè)是基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)的關(guān)鍵任務(wù)之一。為了切實把這項工作做好，山東省教育廳成立了“山東省高等學(xué)?；A(chǔ)課實驗教材編寫指導(dǎo)委員會”，對新體系立體化實驗教材的編寫思路、編寫方式進(jìn)行了認(rèn)真研究。在此基礎(chǔ)上，山東省教育廳組織有關(guān)高校長期從事實驗教學(xué)的教師、專家，組成了物理、化學(xué)、生物、電工電子、機械、力學(xué)等六個門類新體系立體化實驗教材編寫組。各編寫組根據(jù)《山東省高等學(xué)校基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》和“厚基礎(chǔ)、寬口徑、大綜合”的要求，按照系列文本教材、配套教學(xué)課件、網(wǎng)絡(luò)課程等三大部分的編寫框架，群策群力，集思廣益，開展了卓有成效的工作。新體系立體化實驗教材，是我省首次統(tǒng)編實驗教材，對于基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)具有開創(chuàng)性意義。通過在全省高校統(tǒng)一實驗教材，力求突破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，建立以基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計性實驗、創(chuàng)新性實驗為主，形成開放、自主、探究性學(xué)習(xí)的實驗教學(xué)新模式和分層次一體化的實驗教學(xué)新體系。本套新體系立體化實驗教材的編寫力求突出時代性、先進(jìn)性、實用性和通用性，力求做到科學(xué)規(guī)范。但是由于水平所限，難免有疏漏和不足之處，請各高校在使用過程中提出修改意見，不斷提高我省統(tǒng)編實驗教材的質(zhì)量和水平，為促進(jìn)高等教育改革和素質(zhì)教育的實施作出更大的貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書是山東省教育廳批準(zhǔn)立項建設(shè)的高等學(xué)校新體系立體化實驗教材，根據(jù)《山東省高等學(xué)校基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》和“厚基礎(chǔ)、寬口徑、大綜合”的要求，按照系列文本教材、配套教學(xué)課件、網(wǎng)絡(luò)課程等三大部分的編寫框架，匯集了近10年山東師范大學(xué)、聊城大學(xué)、曲阜師范大學(xué)等11所高校物理實驗教學(xué)改革的新成果、新經(jīng)驗編寫而成的?！　”緯蚱苽鹘y(tǒng)的力、熱、電、光、原子物理實驗的教程分化方法，建立起以基礎(chǔ)性實驗、提高性實驗、綜合設(shè)計創(chuàng)新性實驗為主的分層次、多元化的物理實驗課程新結(jié)構(gòu)，適合不同層次的教學(xué)需要?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校理工科的物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、電子信息工程專業(yè)的基礎(chǔ)物理實驗課程指導(dǎo)書，也可作為其他專業(yè)的基礎(chǔ)物理實驗課程參考書，還可供社會愛好者閱讀。

書籍目錄

總序前言1  緒論  1.1  物理實驗的地位和作用  1.2  物理實驗的目的和任務(wù)  1.3  基礎(chǔ)物理實驗課的教學(xué)模式方法和要求  1.4  基礎(chǔ)物理實驗課的進(jìn)程和要求2  不確定度和實驗數(shù)據(jù)處理  2.1  測量與誤差的概念  2.2  測量結(jié)果不確定度的評定  2.3  有效數(shù)字及其運算  2.4  數(shù)據(jù)處理的基本方法  2.5  思考題與習(xí)題第一單元  物理基本技能訓(xùn)練實驗  實驗1-1  長度測量  實驗1-2  固、液體密度的測定  實驗1-3  冰的熔解熱的測定  實驗1-4  牛頓第二定律的驗證  實驗1-5  伏安法測電阻  實驗1-6  模擬示波器的使用  實驗1-7  薄透鏡焦距的測定  實驗1-8  顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡的原理與使用第二單元  基礎(chǔ)性實驗  實驗2-1  用單擺測重力加速度  實驗2-2  固體比熱容的測定  實驗2-3  自由落體實驗  實驗2-4  動量守恒和能量守恒定律的驗證  實驗2-5  三線擺實驗  實驗2-6  弦振動和駐波實驗  實驗2-7  楊氏模量測定實驗  實驗2-8  固體線脹系數(shù)測定實驗  實驗2-9  剛體轉(zhuǎn)動實驗  實驗2-10  研究簡諧振動的規(guī)律  實驗2-11  導(dǎo)熱系數(shù)的測定  實驗2-12  聲速的測量  實驗2-13  用直流單臂（惠斯通）電橋測電阻  實驗2-14  靜電場的描繪  實驗2-15  非線性元件的伏安特性測定  實驗2-16  RLC電路特性測量  實驗2-17  數(shù)字存儲示波器及其應(yīng)用  實驗2-18  霍爾效應(yīng)實驗  實驗2-19  鐵磁物質(zhì)動態(tài)磁滯回線的測定  實驗2-20  電子束的偏轉(zhuǎn)和聚焦特性研究  實驗2-21  交流電橋?qū)嶒? 實驗2-22  電信號的傅里葉分析  實驗2-23  雙臂電橋?qū)嶒? 實驗2-24  共軸光具組基點的測定  實驗2-25  等厚干涉現(xiàn)象的研究  實驗2-26  分光計的調(diào)節(jié)與棱鏡玻璃折射率的測定  實驗2-27  單縫衍射實驗  實驗2-28  單色儀的定標(biāo)和使用  實驗2-29  雙光干涉實驗  實驗2-30  偏振現(xiàn)象的觀察和研究  實驗2-31  用透射光柵測定光波波長  實驗2-32  邁克耳孫干涉儀的調(diào)整和使用第三單元  提高性實驗  實驗3-1  空氣比熱容的測定  實驗3-2  測溫傳感技術(shù)實驗研究  實驗3-3  液體黏滯系數(shù)的測定  實驗3-4  玻爾共振實驗  實驗3-5  電介質(zhì)的介電常量及損耗角正切的頻率特性  實驗3-6  非平衡電橋?qū)嶒? 實驗3-7  用非線性電路研究混沌現(xiàn)象  實驗3-8  色度學(xué)實驗  實驗3-9  法布里一珀羅（F-P）干涉儀的調(diào)整和使用  實驗3-10  阿貝成像與空間濾波實驗  實驗3-11  光敏電阻特性研究  實驗3-12  光纖傳感實驗研究  實驗3-13  利用光電效應(yīng)測定普朗克常量  實驗3-14  衍射光強分布研究  實驗3-15  液體表面張力系數(shù)測定  實驗3-16  動態(tài)法測定金屬材料的楊氏模量  實驗3-17  用集成霍爾傳感器測量螺線管磁場  實驗3-18  準(zhǔn)直管的調(diào)整與使用  實驗3-19  超聲光柵測量聲速  實驗3-20  多普勒效應(yīng)綜合實驗  實驗3-21  鐵磁材料居里點的測定第四單元  綜合設(shè)計創(chuàng)新性實驗  實驗4-1  細(xì)絲直徑的測量  實驗4-2  用不同光學(xué)方法測定玻璃片的折射率  實驗4-3  數(shù)碼攝影及圖像處理  實驗4-4  音叉固有頻率的測量  實驗4-5  測量水滴下落時的重力加速度  實驗4-6  熱敏電阻測溫儀的制作  實驗4-7  電表的改裝和校準(zhǔn)  實驗4-8  移相電路的設(shè)計  實驗4-9  直流穩(wěn)壓電源設(shè)計  實驗4-10  裝調(diào)望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡  實驗4-11  利用電勢差計改裝電表  實驗4-12  交流電橋的設(shè)計和測量  實驗4-13  交流電路功率的測量  實驗4-14  制冷系數(shù)的測量和研究  實驗4-15  硅太陽能電池的研究附表  附表1  國際單位制  附表2  基本物理常數(shù)1986年國際推薦值  附表3  20℃時常見固體和液體的密度  附表4  標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同溫度的純水密度  附表5  在海平面上不同緯度處的重力加速度  附表6  在20℃時部分金屬的楊氏彈性模量  附表7  水的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系（氣壓單位Pa/mmHg）  附表8  某些金屬、合金的電阻率及其溫度系數(shù)  附表9  不同溫度下與空氣接觸的水的表面張力  附表10  不同濕度時干燥空氣中的聲速（m·s-1）  附表11  某些物質(zhì)的比熱容  附表12  某些物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)  附表13  某些物質(zhì)的折射率（對λD=589.3nm）  附表14  常用光源的譜線波長表（波長單位：nm）參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一單元物理基本技能訓(xùn)練實驗實驗1-1長度測量長度的測量屬于基本物理量的測量，在實驗中進(jìn)行的多數(shù)測量，最終都化為長度的測量，所以長度測量幾乎是一切測量的基礎(chǔ)。長度測量的方法和測量工具按測量精度的要求不盡相同，最常用的是米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器（千分尺）和讀數(shù)顯微鏡等，同時這些工具也是現(xiàn)代高精度測量儀器的基本組元之一，正確地掌握這幾種測量工具的構(gòu)造特點、規(guī)格性能、讀數(shù)原理、使用方法以及誤差分析等，是做好物理實驗的重要基礎(chǔ)?！緦嶒?zāi)康摹浚?）了解游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、讀數(shù)顯微鏡等測微裝置的構(gòu)造，并掌握其原理和使用。（2）學(xué)會有效數(shù)字的運算和直接測量、間接測量的不確定度評定及數(shù)據(jù)處理。（3）通過使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器來了解誤差的來源和傳遞。（4）在實驗的程序、實驗的觀察和分析以及實驗報告的撰寫方面得到初步訓(xùn)練?！緦嶒炘怼?.米尺米尺是一種最簡單的測長儀器，一般其最小分度值為1mm，實際記錄數(shù)據(jù)中毫米后的一位數(shù)，只能憑眼睛估讀。所以實驗數(shù)據(jù)的有效數(shù)字中最后一位是不確定度所在位，這是儀器讀數(shù)的一般規(guī)律。米尺不確定度取最小分度值的一半，即0.5 mm。使用米尺測量長度時，應(yīng)該注意以下問題：（1）避免視差，應(yīng)使米尺刻度貼近被測物體，讀數(shù)時，視線要垂直所讀刻度，以避免因視線方向改變而產(chǎn)生的誤差。（2）避免因米尺端點磨損帶來誤差，因此測量時起點可以不從端點開始。（3）避免因米尺刻度不均勻帶來的誤差，可取米尺不同位置作起點進(jìn)行多次測量。2.游標(biāo)卡尺游標(biāo)是為了提高角度、長度微小量的測量精度而采用的一種讀數(shù)裝置，長度測量用的游標(biāo)卡尺就是用游標(biāo)原理制成的典型測量工具。在測量10cm左右或更小的長度而又要保持高于百分之一的精度時，可以使用游標(biāo)卡尺。實驗中常用的游標(biāo)卡尺一般量程為15～20cm，利用游標(biāo)可以精確到0.1 ～0.02mm。

編輯推薦

《基礎(chǔ)物理實驗》：普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。

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