物理量測量

前言

世界是物質(zhì)的，研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動規(guī)律是物理學(xué)的任務(wù)。科學(xué)地、理性地、正確地研究物質(zhì)世界的方法，就是伽利略首先倡導(dǎo)并身體力行的實驗方法。迄今為止，在研究、驗證、探索物質(zhì)世界的性質(zhì)和規(guī)律中，實驗仍然是極其重要、不可或缺的手段。物理實驗通常以測量物理量來驗證物理定律或檢測物質(zhì)的性質(zhì)。從這個意義上講，物理實驗就是對物理量的測量，大學(xué)物理實驗也是如此。在工科院校眾多的實驗課中，只有“大學(xué)物理實驗”單獨(dú)設(shè)課。這是因為“大學(xué)物理實驗”課不是“大學(xué)物理”課的附屬或延續(xù)，它具有自己獨(dú)立、獨(dú)特的教學(xué)目的和任務(wù)。僅就學(xué)習(xí)各種基本儀器的使用，掌握各種物理量的測量方法而言，它對理工類各專業(yè)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作都具有重要的意義。當(dāng)今任何重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)或高技術(shù)的發(fā)展，只要與物質(zhì)有關(guān)，都會與物理量測量或多或少相關(guān)聯(lián)。無論是機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、電子通訊，還是生命科學(xué)、考古學(xué)，甚至是歷史學(xué)研究領(lǐng)域，只要是涉及自然科學(xué)的，無一不存在對物理量的測定問題。基于上述考慮，將《大學(xué)物理實驗》定名為《物理量測量》以顯示其寬泛、深厚的內(nèi)涵。本書是編者根據(jù)《高等工業(yè)學(xué)校物理實驗課程教學(xué)基本要求》，以1996年出版的《物理實驗教程》為基礎(chǔ)，結(jié)合編者多年教學(xué)實踐，修改補(bǔ)充而成。全書共分7章。首先介紹了不確定度和誤差處理，以及部分儀器的使用，然后以物理量測量為主線，介紹了力學(xué)量、熱學(xué)量和波動特征量的測量，電磁學(xué)量測量，光學(xué)量測量和近代物理與綜合性實驗，以及設(shè)計性實驗。教學(xué)中，不一定按教材中順序進(jìn)行。在具體實驗項目選取上，力求新穎、現(xiàn)代。在編寫中，力求做到實驗原理敘述清楚、計算公式推導(dǎo)完整、實驗步驟簡明扼要，以適應(yīng)大學(xué)物理實驗獨(dú)立設(shè)課的要求。本書由袁長坤任主編，武步宇、王家政、閆興華任副主編。參加編寫的有劉玉金、李強(qiáng)、盛愛蘭、穆曉東、耿雪、王軍等。本書由榮瑋主審。編寫中，參考了兄弟院校的有關(guān)教材，在此表示衷心感謝。由于編者水平有限，疏漏和錯誤在所難免，懇請讀者不吝批評指正。。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)《高等工業(yè)學(xué)校物理實驗課程教學(xué)基本要求》編寫而成，立意新穎，突出物理量的測量。全書首先介紹了不確定度和測量誤差處理以及部分常用儀器的使用等基礎(chǔ)知識；其次分章節(jié)講述了力學(xué)量測量、熱學(xué)量測量、電磁學(xué)量測量、光學(xué)量測量及近代物理中物理量的測量；最后編排了部分具有綜合性與設(shè)計性的物理量測量實驗；書末附表還給出了常用物理量表。書中列出的不同層次的實驗，內(nèi)容比較全面，強(qiáng)調(diào)學(xué)生基本測量技能的培養(yǎng)和科學(xué)觀念、科學(xué)行為的養(yǎng)成教育。    本書可作為高等工業(yè)學(xué)校各專業(yè)本、?？萍袄砜祁悓W(xué)生的物理實驗教材，也可供成人教育學(xué)院、函授大學(xué)和職工大學(xué)選用或參考。

書籍目錄

第二版前言第一版前言緒論第一章 測量的不確定度與數(shù)據(jù)處理  1.1 測量、測量誤差與誤差處理  1.2 測量的不確定度  1.3 數(shù)據(jù)處理第二章 力學(xué)量、熱學(xué)量與波動特征量測量  2.0 力學(xué)、熱學(xué)量測量基本知識  2.1 密度測量  2.2 氣墊導(dǎo)軌的應(yīng)用  2.3 慣性質(zhì)量測量  2.4 重力加速度測量  2.5 轉(zhuǎn)動慣量測量  2.6 楊氏模量測量  2.7 液體表面張力系數(shù)測量  2.8 空氣絕熱指數(shù)測量  2.9 不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)測量  2.10 比熱容測量  2.11 金屬線膨脹系數(shù)測量  2.12 冰的熔解熱測量  2.13 聲速測量  2.14 機(jī)械波波長測量第三章 電磁學(xué)量測量  3.0 電磁學(xué)量測量基本知識  3.1 電表使用  3.2 靜電場測繪  3.3 電阻測量  3.4 電動勢測量  3.5 示波器原理與使用  3.6 非線性元件伏安特性曲線測繪  3.7 PN結(jié)溫度傳感器研究  3.8 熱敏電阻特性與溫度系數(shù)測量  3.9 霍爾效應(yīng)及應(yīng)用  3.10 霍爾效應(yīng)法測量亥姆霍茲線圈磁場  3.11 磁滯回線和磁化曲線測繪  3.12 電子比荷測量第四章 光學(xué)量測量  4.0 光學(xué)量測量基本知識  4.1 兩次成像法測量凸透鏡焦距  4.2 讀數(shù)顯微鏡的調(diào)節(jié)與使用  4.3 分光計的調(diào)整與使用  4.4 單色光波長測量  4.5 透明材料折射率測量  4.6 旋光物質(zhì)溶液濃度測量  4.7 光強(qiáng)分布的測量  4.8 橢圓偏振消光法測薄膜厚度及折射率第五章 近代物理與綜合性實驗  5.0 近代物理與綜合性實驗基本知識  5.1 電子電量測量  5.2 愛因斯坦方程驗證及普朗克常量測量  5.3 金屬電子逸出功的測量  5.4 原子能級與激發(fā)電勢測量  5.5 德布羅意波長及普朗克常量測量  5.6 波的傅里葉分解與合成  5.7 全息照相  5.8 霍爾元件傳感器測量楊氏模量  5.9 動態(tài)懸掛法、支撐法測量楊氏模量  5.10 玻爾共振儀使用與相差測量  5.11 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法測量導(dǎo)熱系數(shù)和比熱  5.12 溫度傳感器特性測量和溫度計設(shè)計  5.13 自組邁克耳孫干涉儀——空氣折射率測量第六章 設(shè)計性實驗  6.1 固體密度測量  6.2 氣軌斜面上測滑塊的瞬時速度  6.3 單臂電橋法測微安表內(nèi)阻  6.4 測定電流計內(nèi)阻R和電流計靈敏度Si  6.5 研究熱敏電阻的溫度特性  6.6 菲涅耳雙棱鏡干涉  6.7 楊氏雙縫干涉  6.8 勞埃德鏡干涉  6.9 夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射  6.10 菲涅耳單縫衍射  6.11 光柵衍射附表  附表1 基本物理常數(shù)、常量表  附表2 在海平面上不同緯度處的重力加速度  附表3 20℃時某些金屬的彈性模量  附表4 水的表面張力與溫度的關(guān)系  附表5 液體的比熱容  附表6 固體的比熱容  附表7 固體的線膨脹系數(shù)  附表8 水的沸點隨壓強(qiáng)變化的參考值  附表9 不同溫度下干燥空氣中的聲速  附表10 某些金屬合金的電阻率及其溫度系數(shù)  附表11 幾種標(biāo)準(zhǔn)溫差電偶  附表12 銅一康銅熱電偶分度表  附表13 常用光源的譜線波長  附表14 幾種常用激光器的主要譜線波長  附表15 常溫下某些物質(zhì)相對于空氣的折射率  附表16 一毫米厚石英片的旋光率  附表17 光在有機(jī)物中偏振面的旋轉(zhuǎn)  附表18 常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)  附表19 Cu-50銅電阻的電阻一溫度特性參考書目

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 測量的不確定度與數(shù)據(jù)處理1.1 測量、測量誤差與誤差處理1.1 測量與測量誤差自然科學(xué)的發(fā)展過程是通過對客觀世界的觀察研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，找出物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律，并作出正確解釋的過程。為了更準(zhǔn)確地分析事物，測量物理量的大小是必不可少的，因此要借助于實驗的方法來測量數(shù)據(jù)。物理量須有一個標(biāo)準(zhǔn)單位來與之比較方能知道其大小。被測物理量與所選的標(biāo)準(zhǔn)單位進(jìn)行比較，得到的倍數(shù)即為測量值。例如長度選擇米（m）為標(biāo)準(zhǔn)單位（它是光在真空中1／299792458s傳播的距離）。顯然，測量值的大小與所選用單位有關(guān)。因此，表示一個物理量的測量值時必須包括數(shù)值和單位。1）直接測量與間接測量測量分為兩類，直接測量和間接測量。直接測量是用能直接讀出被測值的儀器進(jìn)行測量的方法，相應(yīng)測量值稱為直接測量值。例如用米尺測物體的長度，用天平測物體的質(zhì)量，用電流表測量電路中的電流強(qiáng)度等都是直接測量。實際測量中，很多物理量是沒有專門儀器來直接測量的。通常的方法是先用直接測量的方法測出幾個物理量，然后代入公式計算得到所需物理量，這種方法稱為間接測量。例如用單擺測量重力加速度時，先測出擺長l和周期T，然后代人公式得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取嶋H接觸到的測量，大部分屬于間接測量。2）等精度測量和不等精度測量對某一物理量進(jìn)行多次測量時，如果測量條件保持不變（同一的測量者、儀器、方法及相同的外部環(huán)境），是無法判斷測量精度有何差異的，即無法判斷某一次測量比另一次測量是否更準(zhǔn)確，那么只能認(rèn)為每次測量的精度是同等級別的，這樣進(jìn)行的重復(fù)測量稱為等精度測量。如果測量條件中，一個或幾個發(fā)生了變化，這時所進(jìn)行的測量就稱為不等精度測量。實際測量中應(yīng)盡量保持為等精度測量。

編輯推薦

《物理量測量(第2版)》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材

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