新編物理實(shí)驗(yàn)教程（上下冊(cè)）

前言

物理實(shí)驗(yàn)課程，是理工科本科生在大學(xué)階段的第一門實(shí)踐類課程，是日后其他實(shí)踐課程的基礎(chǔ)，有著思想方法、學(xué)習(xí)態(tài)度、探究興趣等方面的導(dǎo)向作用，其重要性不容忽視。本書以“引導(dǎo)者”的身份，將學(xué)生帶入規(guī)范化的實(shí)踐研究中來，調(diào)整其學(xué)習(xí)習(xí)慣；端正其學(xué)習(xí)態(tài)度；調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)熱情；拓展其學(xué)習(xí)思路，最終完成一門實(shí)驗(yàn)課程的終極教學(xué)目標(biāo)，而非局限于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。本書在近幾年物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)計(jì)量學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心具體情況，以求新、求全為編撰綱領(lǐng)，從多個(gè)角度以多種方法，融會(huì)貫通了物理實(shí)驗(yàn)課程的諸多知識(shí)點(diǎn)。本書的編撰人員，皆為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的一線核心教師，因此編撰綱領(lǐng)中的求全、求新得到了充分的貫徹，同時(shí)也在教材內(nèi)容上規(guī)避了舊有教材的弊端，切實(shí)打造了與現(xiàn)行管理方法、教學(xué)資源、學(xué)生水平相適應(yīng)的功能型教學(xué)用書，其主要特點(diǎn)如下：（1）在實(shí)驗(yàn)課題的選取上注意典型性，改變了按“力、熱、電、光”的順序編排內(nèi)容的方式，采取了按訓(xùn)練的性質(zhì)、層次進(jìn)行分類，按由淺入深、循序漸進(jìn)的原則進(jìn)行編排的方式。（2）在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上，考慮到每個(gè)專業(yè)對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的要求并不相同，且各專業(yè)的學(xué)時(shí)數(shù)也不盡相同，因而大部分實(shí)驗(yàn)都含有“基礎(chǔ)內(nèi)容”和“提高內(nèi)容”，以適應(yīng)不同專業(yè)的要求，也有利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和優(yōu)秀學(xué)生的深造。（3）在數(shù)據(jù)處理方面，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，以由國(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)來闡述不確定度的評(píng)定，使之與國(guó)際接軌。并進(jìn)行了一些必要的簡(jiǎn)化，讓學(xué)生掌握評(píng)定不確定度的基本方法，以適應(yīng)物理實(shí)驗(yàn)要求。（4）在知識(shí)體系拓展性方面，將相關(guān)任課教師的教學(xué)研究方向及成果納入教學(xué)范疇。如空氣中聲速的測(cè)定、法拉第效應(yīng)、表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等。此拓展知識(shí)的引入過程，不局限于實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論，也需涵蓋相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法的廣泛應(yīng)用延伸。（5）設(shè)計(jì)與本教材配套的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)，列有“預(yù)習(xí)提要”、“思考題或討論題”，前者引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)，后者供學(xué)生實(shí)驗(yàn)后討論和鞏固提高。要求學(xué)生做出完整的原始數(shù)據(jù)記錄，課后認(rèn)真處理數(shù)據(jù)，計(jì)算測(cè)量結(jié)果及其不確定度，繪制實(shí)驗(yàn)曲線，能夠完整規(guī)范地寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。本書體系較新，成書內(nèi)容較廣，難免出現(xiàn)偏頗或疏漏之處，真誠(chéng)希望廣大讀者提出寶貴意見。本教材項(xiàng)目得到中國(guó)計(jì)量學(xué)院教材建設(shè)基金資助，在此表示感謝。

內(nèi)容概要

　　《新編物理實(shí)驗(yàn)教程（上下冊(cè)）》內(nèi)容涵蓋物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、物理實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練、物理實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)、近代及綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究性教學(xué)拓展實(shí)驗(yàn)。將分散在各實(shí)驗(yàn)中的基本物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)、基本物理實(shí)驗(yàn)方法、基本物理實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行歸納總結(jié)，并在撰稿過程中著重系統(tǒng)化?！　　缎戮幬锢韺?shí)驗(yàn)教程（上下冊(cè)）》可作為理工科物理類及非物理類各專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課程的教材或參考書，上冊(cè)可為?？圃盒?、函授、職大及夜大學(xué)生教學(xué)參考書，下冊(cè)可為物理專業(yè)近代物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)參考書，也可供其他專業(yè)和社會(huì)學(xué)者閱讀。

書籍目錄

(上冊(cè))前言緒論第1章 物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)1.1 測(cè)量與誤差1.2 有效數(shù)字及其運(yùn)算1.3 數(shù)據(jù)處理的基本方法1.4 實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)第2章 物理實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練2.1 密度測(cè)量2.2 楊氏彈性模量的測(cè)定2.3 氣軌上的物理實(shí)驗(yàn)2.4 扭擺法驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平行軸定理2.5 三線擺法測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2.6 不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定2.7 電子元件的伏安特性2.8 電位差計(jì)精確測(cè)量電壓或電動(dòng)勢(shì)2.9 萬用表的使用2.10 熱敏電阻與熱電阻溫度特性的研究2.11 示波器的調(diào)整和使用2.12 分光計(jì)的調(diào)整和使用第3章 物理實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)3.1 熱電偶的標(biāo)定和測(cè)溫3.2 霍耳效應(yīng)及其應(yīng)用3.3 PN結(jié)正向壓降與溫度關(guān)系的研究3.4 空氣中聲速的測(cè)量3.5 磁阻尼和動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)定3.6 偏振光的研究3.7 用牛頓環(huán)測(cè)定透鏡的曲率半徑3.8 邁克爾遜干涉儀3.9 光柵衍射實(shí)驗(yàn)3.10 單縫衍射的光強(qiáng)分布(下冊(cè))第4章 近代綜合實(shí)驗(yàn)4.1 夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)4.2 光電效應(yīng)測(cè)定普朗克常數(shù)4.3 密立根油滴CCD微機(jī)系統(tǒng)電子電荷的測(cè)定4.4 鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線4.5 氫原子光譜的測(cè)定4.6 光拍法測(cè)量光速實(shí)驗(yàn)4.7 核磁共振4.8 電子順磁共振4.9 塞曼效應(yīng)4.10 法拉第效應(yīng)4.11 超聲光柵測(cè)量聲速4.12 音頻信號(hào)光纖傳輸技術(shù)實(shí)驗(yàn)4.13 x射線衍射實(shí)驗(yàn)4.14 激光雙光柵法測(cè)微小位移4.15 高真空的獲得與測(cè)量第5章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)5.1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)與任務(wù)5.2 處理系統(tǒng)誤差的一般知識(shí)5.3 實(shí)驗(yàn)方案的選擇和實(shí)驗(yàn)儀器的配套5.4 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目第6章 研究性教學(xué)拓展實(shí)驗(yàn)6.1 非線性電路振蕩周期的分岔與混沌實(shí)驗(yàn)6.2 磁阻效應(yīng)的研究6.3 巨磁阻傳感器的應(yīng)用6.4 橢圓偏振光法測(cè)量薄膜厚度和折射率6.5 濺射薄膜的制作與膜厚的測(cè)量6.6 用電離法探測(cè)X射線實(shí)驗(yàn)6.7 表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)附錄主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)1.1 測(cè)量與誤差1.1.1 測(cè)量與測(cè)量誤差在物理實(shí)驗(yàn)中，總要進(jìn)行大量的測(cè)量工作。測(cè)量包含兩個(gè)必要的過程：一是對(duì)物理量進(jìn)行檢測(cè)，二是對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)所觀測(cè)的對(duì)象進(jìn)行分析研究，以確定實(shí)驗(yàn)方法和選擇具有適當(dāng)精度的測(cè)量?jī)x器。在實(shí)驗(yàn)后，對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)加以整理、歸納，用一定的方式（列表或圖解）表示出各種物理量之間的關(guān)系，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給予合理的解釋，做出正確判斷。在測(cè)量過程中，因?yàn)槿魏蔚臏y(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量者的觀察力等都不可能做到絕對(duì)嚴(yán)密，這就使測(cè)量不可避免地伴隨有誤差。分析測(cè)量中可能產(chǎn)生的各種誤差，應(yīng)盡可能消除其影響，并對(duì)測(cè)量結(jié)果中未能消除的誤差做出估計(jì)，這是物理實(shí)驗(yàn)中必不可少的工作。1.直接測(cè)量與間接測(cè)量在一定條件下，任何物理量都必然具有一個(gè)客觀真實(shí)的數(shù)據(jù)。為了測(cè)量，必須首先規(guī)定一些標(biāo)準(zhǔn)單位，如選質(zhì)量的單位為千克，時(shí)間單位為秒，長(zhǎng)度單位為米，電流單位為安培，等等。測(cè)量就是將待測(cè)量與這些選作標(biāo)準(zhǔn)單位的物理量進(jìn)行比較，從而獲得一個(gè)物理量的測(cè)量值。直接測(cè)量就是將待測(cè)量與一個(gè)選作標(biāo)準(zhǔn)單位的同類量直接進(jìn)行比較，其倍數(shù)即為待測(cè)量的測(cè)量值。如用天平稱物體的質(zhì)量，用秒表測(cè)時(shí)間，用米尺測(cè)物體的長(zhǎng)度，用電流計(jì)測(cè)電路中的電流強(qiáng)度等都是直接測(cè)量。有些物理量不能用儀器對(duì)它進(jìn)行直接測(cè)量，而必須利用直接測(cè)量的量與待測(cè)量之間的已知函數(shù)關(guān)系，從而得到待測(cè)量的測(cè)量值。這種測(cè)量稱為間接測(cè)量。

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