大學(xué)物理實驗

內(nèi)容概要

《大學(xué)物理實驗》由張志東、魏懷鵬、展永主編，以培養(yǎng)學(xué)生進行科學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識、方法、技能和研究解決實際問題的能力，以及工程意識、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)為目的；根據(jù)“多層次、模塊化、組合式、相互銜接”
，“夯實基礎(chǔ)、激發(fā)興趣、創(chuàng)新教育、培養(yǎng)能力”的教學(xué)理念，建立實驗教學(xué)內(nèi)容與課程新體系；按層次化(基礎(chǔ)性，綜合與應(yīng)用性，設(shè)計性，研究性)
設(shè)置實驗教學(xué)內(nèi)容與課程，力圖把“設(shè)計性”貫穿層次化教學(xué)的全過程。
《大學(xué)物理實驗》分為三篇：第一篇“實驗理論與基礎(chǔ)知識”，系統(tǒng)性、完整性較強；第二篇“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性實驗”，內(nèi)容涵蓋力、熱、聲、光、電、電磁學(xué)實驗，以及近代物理與信息技術(shù)綜合實驗等；第三篇
“設(shè)計性、研究性實驗”，以“力熱聲光電”及近代物理與信息技術(shù)實驗、計算機在物理實際問題中的應(yīng)用等內(nèi)容為基礎(chǔ)，選編了一些設(shè)計性、工程性、研究性的專項實驗課題，以便學(xué)生自主研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實踐，進行研究性專題實驗教學(xué)。
本書適用于普通高等院校理、工、農(nóng)、醫(yī)、商、管科等各專業(yè)物理實驗課程的教學(xué)，也可供廣大物理愛好者及科研、工程技術(shù)、實驗人員參考。

書籍目錄

第四版前言
第一版前言
第一篇 實驗理論與基礎(chǔ)知識
　第一章 緒論
 1．1 大學(xué)物理實驗的地位、作用、目的和任務(wù)
 1．2 大學(xué)物理實驗教學(xué)體系和基本要求
 1．3 大學(xué)物理實驗教學(xué)主要環(huán)節(jié)與基本規(guī)則
 1．4 小結(jié)：怎樣學(xué)好大學(xué)物理實驗、實驗室主要規(guī)則
　第二章 誤差與數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識
 2．1 測量與誤差的基本概念
 2．2 系統(tǒng)誤差的理論分析和處理
 2．3 隨機誤差的理論分析和處理
 2．4 測量結(jié)果與不確定度的評定
 2．5 有效數(shù)字的記錄及其運算
 2．6 實驗數(shù)據(jù)處理基本方法和結(jié)果表示
 2．7 計算機數(shù)據(jù)處理軟件與計算器統(tǒng)計功能簡介
 習(xí)題
　第三章 測量方法與儀器調(diào)整原則和技術(shù)
 3．1 實驗的基本測量方法和技術(shù)
 3．2 儀器調(diào)整的基本原則
 3．3 物理實驗常用儀器
第二篇 基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性實驗
　第四章 力學(xué)與熱學(xué)實驗
 實驗1 力學(xué)基本測量——長度、質(zhì)量和物體密度的測定
 實驗2 用自由落體儀測定重力加速度
 實驗3 用三線擺測物體的轉(zhuǎn)動慣量
 實驗4 扭擺法測定物體轉(zhuǎn)動慣量
 實驗5 氣墊導(dǎo)軌上滑塊的碰撞——動量守恒定律的驗證
 實驗6 氣墊導(dǎo)軌上滑塊的簡諧振動
 實驗7 弦振動的研究
 實驗8 光杠桿鏡尺法測定鋼絲的楊氏彈性模量一一微小長度變化的測量
 實驗9 用拉脫法測液體表面張力系數(shù)——微小力的測定
 實驗10 用落球法測液體的黏滯系數(shù)
 實驗11 空氣比熱容比的測定
 實驗12 穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)
　第五章 電磁學(xué)實驗
 實驗13 電學(xué)基本測量——測繪線性電阻和非線性電阻的伏安特性曲線
 實驗14 黑盒子實驗
 實驗15 直流單臂電橋(惠斯通電橋)測電阻
 實驗16 用雙臂電橋(開爾文電橋)測小電阻及溫度系數(shù)
 實驗17 用電勢差計測量電動勢
 實驗18 靈敏電流計基本特性研究
 實驗19 用模擬法測繪靜電場
 實驗20 示波器的使用
 實驗21 用示波器觀測二極管伏安特性曲線
 實驗22 用霍爾元件測量磁場
 實驗23 用感應(yīng)法測量磁場
 實驗24 霍爾效應(yīng)法測螺線管磁場
 實驗25 電磁感應(yīng)法測磁場原理
 實驗26 鐵磁材料的磁化曲線和磁滯回線的測繪
 實驗27 電容器的充放電
 實驗28 用沖擊電流計測電容和高阻
　第六章 光學(xué)實驗
 實驗29 光學(xué)基本實驗(一)——薄透鏡焦距的測定
 實驗30 光學(xué)基本實驗(二)——組裝顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、幻燈機及放大倍數(shù)測量
 實驗31 分光儀的調(diào)節(jié)和使用
 實驗32 用分光儀測定三棱鏡頂角
 實驗33 用分光儀測量綠光最小偏向角和折射率
 實驗34 光的干涉實驗(一)一一薄膜干涉(牛頓環(huán))
 實驗35 光的干涉實驗(二)——劈尖干涉
 實驗36 光的干涉實驗(三)——雙棱鏡干涉實驗
 實驗37 光柵的衍射(一)——光柵常數(shù)測定及特性研究
 實驗38 光的衍射實驗(二)——光波波長的測量
 實驗39 光的衍射實驗(三)——單縫衍射的光強分布
 實驗40 光偏振及其應(yīng)用
　第七章 近代物理與信息處理綜合性、應(yīng)用性實驗
 實驗41 邁克耳孫干涉儀的調(diào)節(jié)與使用
 實驗42 微波干涉和布拉格衍射
 實驗43 密立根油滴儀測電子電量
 實驗44 夫蘭克一赫茲實驗
 實驗45 氫原子光譜及里德伯常量的測定
 實驗46 全息照相
 實驗47 光信息的調(diào)制與解調(diào)實驗
 實驗48 蓋革一彌勒計數(shù)器和核衰變的統(tǒng)計規(guī)律
 實驗49 用超聲光柵測定液體中的聲速
 實驗50 聲學(xué)實驗(一)——聲速測量
 實驗51 聲學(xué)實驗(二)——建筑聲學(xué)技術(shù)的應(yīng)用
 實驗52 光電效應(yīng)和普朗克常量的測量
第三篇 設(shè)計性、研究性實驗
　設(shè)計性、研究性實驗概述
　第八章 力學(xué)實驗
 實驗53 設(shè)計用單擺測重力加速度
 實驗54 設(shè)計測定輕質(zhì)固體密度
 實驗55 設(shè)計測定液體密度
 實驗56 設(shè)計用光杠桿測量金屬的線脹系數(shù)
 實驗57 設(shè)計用焦利秤測彈簧的有效質(zhì)量
 實驗58 設(shè)計測定偏心輪繞定軸的轉(zhuǎn)動慣量
 實驗59 設(shè)計用氣墊導(dǎo)軌測量滑塊的運動
 實驗60 設(shè)計用氣墊法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量
 實驗61 碰撞打靶
 實驗62 樂器(吉他)弦振動的研究
　第九章 熱學(xué)實驗
 實驗63 設(shè)計測量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)
 實驗64 設(shè)計測定氣體比熱容比Cp／Cv
 實驗65 電子溫度計的組裝
　第十章 電學(xué)、電磁學(xué)實驗
 實驗66 自組惠斯通電橋測電阻
 實驗67 設(shè)計用伏安法補償原理測電阻
 實驗68 電表內(nèi)阻測量設(shè)計
 實驗69 電容的測量設(shè)計
 實驗70 變阻器制流特性和分壓特性應(yīng)用設(shè)計
 實驗71 設(shè)計用電勢差計測電阻
 實驗72 設(shè)計用電勢差計校準(zhǔn)毫安表并測內(nèi)阻
 實驗73 設(shè)計用線式電勢差計校正伏特表
 實驗74 設(shè)計電表的改裝與校準(zhǔn)
 實驗75 萬用表組裝設(shè)計
 實驗76 設(shè)計用電流場模擬靜電場
 實驗77 設(shè)計用沖擊法測地磁場強度
 實驗78 設(shè)計用沖擊法測螺線管磁場
 實驗79 霍爾效應(yīng)及霍爾元件基本參數(shù)的測量
 實驗80 設(shè)計用霍爾開關(guān)測量彈簧的勁度系數(shù)
 實驗81 雙蹤示波器的應(yīng)用設(shè)計
 實驗82 交流電路的諧振現(xiàn)象
　第十一章 光學(xué)實驗
 實驗83 設(shè)計用分光計測定液體折射率
 實驗84 阿貝折射儀的原理和應(yīng)用設(shè)計
 實驗85 用平行光法測透鏡焦距
 實驗86 暗室技術(shù)——黑白照片的沖洗、印制與放大
　第十二章 傳感器技術(shù)應(yīng)用與設(shè)計實驗
 實驗87 壓力傳感器特性及應(yīng)用設(shè)計
 實驗88 電阻應(yīng)變式傳感器的特性研究及應(yīng)用
 實驗89 PN結(jié)溫度傳感器測溫設(shè)計
 實驗90 溫度傳感器的特性及應(yīng)用設(shè)計
 實驗91 光電傳感器特性及應(yīng)用設(shè)計
 實驗92 硅光電池特性研究與應(yīng)用設(shè)計
 實驗93 霍爾開關(guān)(傳感器)的特性及應(yīng)用設(shè)計
 實驗94 霍爾位置傳感器與彎曲法測量楊氏模量
 實驗95 磁阻傳感器與地磁場測量
 實驗96 傳感器系統(tǒng)實驗儀
 實驗97 超聲波技術(shù)應(yīng)用設(shè)計
　第十三章 近代物理與信息處理實驗
 實驗98 弦駐波法測量交流電頻率的裝置
 實驗99 自組邁克耳孫干涉儀測量某種單色光波長
 實驗100 玻爾共振實驗
 實驗101 全息光柵的制作與檢驗
　第十四章 計算機在物理量測量中的應(yīng)用探索
 14．1 非電量電測技術(shù)應(yīng)用簡介
 14．2 傳感器和實驗數(shù)據(jù)采集裝置簡介
 14．3 計算機在物理測量中的應(yīng)用探索提示
 14．4 計算機模擬仿真技術(shù)簡介
 14．5 計算機模擬仿真物理實驗簡介
 14．6計算機數(shù)值模擬與數(shù)據(jù)處理實驗
參考文獻
附錄 物理學(xué)常用數(shù)表
 附錄1 常用物理常量
 附錄2 物質(zhì)的密度
 附錄3 我國部分城市的重力加速度
 附錄4 海平面上不同緯度的重力加速度
 附錄5 20℃時某些金屬的楊氏彈性模量
 附錄6 某些物質(zhì)中的聲速
 附錄7 20℃時與空氣接觸的液體表面張力系數(shù)
 附錄8 不同溫度下與空氣接觸的水的表面張力系數(shù)
 附錄9 液體的黏度(黏滯系數(shù)η)
 附錄10 金屬和合金的電阻率及其溫度系數(shù)
 附錄11 物質(zhì)的折射率
 附錄12 部分固體和液體的比熱容
 附錄13 國際單位制
 附錄14 常用光源的譜線波長
 附錄15 物理實驗中常見的儀器誤差限值△ins

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：第一篇 實驗理論與基礎(chǔ)知識第一章 緒論1.1 大學(xué)物理實驗的地位、作用、目的和任務(wù)物理學(xué)（physics，源于希臘文矱νσιζ，意為自然規(guī)律）是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，是研究物質(zhì)運動一般規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。物理學(xué)的發(fā)展不僅推動了整個自然科學(xué)，而且對人類的物質(zhì)觀、時空觀、宇宙觀乃至人類文化都產(chǎn)生了深刻的影響。物理學(xué)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最主要的源泉，其理論與實驗的發(fā)展哺育著近代高新技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，其思想、方法、技術(shù)、手段、儀器設(shè)備已經(jīng)被普遍地應(yīng)用在各個自然科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)部門，常常成為自然科學(xué)研究和工程技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的生長點。物理學(xué)是自然科學(xué)中最重要、最活躍的一門實驗科學(xué)之一，其理論與實驗相輔相成，既緊密聯(lián)系，又相互獨立。物理實驗在物理學(xué)的發(fā)展過程中起著重要的和直接的作用。物理學(xué)的研究必須以客觀事實的觀察和實驗為基礎(chǔ)，實驗可以發(fā)現(xiàn)新事實，實驗結(jié)果可以為物理規(guī)律的建立提供依據(jù)。無論物理概念的建立還是物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都必須以嚴(yán)格的科學(xué)實驗為基礎(chǔ)，必須通過科學(xué)實驗來證實。規(guī)律、公式是否正確必須經(jīng)受實踐檢驗。只有經(jīng)受住實驗的檢驗，由實驗所證實，才會得到公認(rèn)。例如，經(jīng)典物理學(xué)（力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)）規(guī)律是由無數(shù)實驗事實為依據(jù)總結(jié)出來的。而電磁場理論從提出到公認(rèn)先后經(jīng)歷了20多年時間（圖示如下）。又如，X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)等為原子物理學(xué)、核物理學(xué)等的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。盧瑟福從大角度α粒子散射實驗結(jié)果提出了原子核基本模型。1905年愛因斯坦的光量子假說總結(jié)了光的微粒說和波動說之間的爭論，很好地解釋了勒納德等人的光電效應(yīng)實驗結(jié)果，但是直到1916年當(dāng)密立根及其嚴(yán)密的實驗證實了愛因斯坦的光電效應(yīng)之后，光的粒子性才為人們所接受。1974年J／ψ粒子的發(fā)現(xiàn)更進一步證實蓋爾曼1964年提出的夸克理論，等等。再如，科學(xué)家曾通過對氫原子量實驗值不確定度的研究，認(rèn)定其為系統(tǒng)誤差，最終發(fā)現(xiàn)了氫的同位素氘和氚，并發(fā)明了質(zhì)譜儀。19世紀(jì)，許多科學(xué)家歷經(jīng)多年實驗，排除了多種系統(tǒng)誤差，不斷提高實驗準(zhǔn)確度，從而較準(zhǔn)確地測定了熱功當(dāng)量值。這為人類認(rèn)知能量轉(zhuǎn)化和守恒定律起到了奠基作用。大學(xué)物理實驗（experimentcourseofphysics）是高等院校獨立設(shè)置的一門基礎(chǔ)實驗課程，是學(xué)生在科學(xué)實驗思想、方法、技能諸方面，接受較為系統(tǒng)、嚴(yán)格訓(xùn)練的開端，是學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、為后續(xù)課程及科學(xué)研究打好基礎(chǔ)的第一步．其各個層次的實驗題目和內(nèi)容都經(jīng)過了精心設(shè)計和安排，它不僅可以使學(xué)生在理論和實驗兩方面融會貫通，更重要的是在培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)實驗?zāi)芰Α⒖茖W(xué)世界觀和良好素質(zhì)等方面，具有特殊重要的作用。本課程的主要目的和任務(wù)（1）通過對多層次實驗現(xiàn)象的觀察、分析、研究和對物理量的測量，使學(xué)生進一步掌握物理學(xué)及其實驗的“基本知識，基本方法和基本技能”（即“三基”能力）；并能運用物理學(xué)原理和物理實驗方法來研究物理現(xiàn)象和規(guī)律，鞏固、拓展、加深對物理學(xué)原理的理解并提高應(yīng)用水平。（2）培養(yǎng)和提高學(xué)生從事科學(xué)實驗的能力，包括進行綜合實驗、應(yīng)用實驗和設(shè)計實驗的能力，以及自主學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的能力，提高自主創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)。通過“親自動手又動腦”的課程訓(xùn)練，學(xué)習(xí)掌握物理實驗及科學(xué)實驗的主要過程和方法（如閱讀實驗教材，查閱參考資料，正確理解理論與實驗內(nèi)容，學(xué)習(xí)正確使用儀器設(shè)備，實際測量物理量，觀察分析實驗現(xiàn)象，正確記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，分析討論實驗結(jié)果，撰寫合格的實驗報告、設(shè)計報告等）；獨立自主完成適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)性、提高性、綜合性、應(yīng)用性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗任務(wù)及小課題；培養(yǎng)、提高獨立解決實際問題的工作能力，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及進行課題設(shè)計、科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。（3）培養(yǎng)和提高學(xué)生從事科學(xué)實驗的素質(zhì)，包括理論聯(lián)系實際、實事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的工作態(tài)度，勤奮努力、刻苦鉆研、主動進取、積極創(chuàng)新的探索精神，遵守紀(jì)律、嚴(yán)格執(zhí)行科學(xué)實驗操作規(guī)程，愛護公共財物的優(yōu)良品德，相互協(xié)作，共同探索的團隊合作精神。1.2大學(xué)物理實驗教學(xué)體系和基本要求1.2.1大學(xué)物理實驗教學(xué)新體系樹立“以學(xué)生為本，知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展”的教學(xué)理念，以自主學(xué)習(xí)、綜合實踐、研究和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)新觀念。根據(jù)“多層次、模塊化、組合式，且相互銜接”的原則，為強化自主學(xué)習(xí)實踐、注重探索研究、創(chuàng)新能力訓(xùn)練，構(gòu)建科學(xué)的物理實驗教學(xué)內(nèi)容新體系。將實驗教學(xué)內(nèi)容按“層次化”進行設(shè)置。并把“設(shè)計性”貫穿層次化教學(xué)全過程。以“夯實基礎(chǔ)、激發(fā)興趣、創(chuàng)新教育、培養(yǎng)能力”為目的．在基礎(chǔ)性、提高性、綜合性、應(yīng)用性實驗教學(xué)中，扎扎實實夯實基礎(chǔ)，訓(xùn)練好基本功；在設(shè)計性、研究性教學(xué)層次中，著力激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)提高實際能力、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。設(shè)置了一些研究性與創(chuàng)新性課題，學(xué)生也可以通過實驗學(xué)習(xí)自選題目，或選擇在實踐中感興趣的題目進行研究與創(chuàng)新的探索與訓(xùn)練。對于完成效果優(yōu)秀的題目和學(xué)生可鼓勵參加校級及以上的實踐競賽活動。在各層次實驗中，都選擇一定的題目按“設(shè)計性”實驗進行教學(xué)；根據(jù)實際情況，進行一定時間范圍內(nèi)的“開放式”選課與教學(xué)，擴大實驗教學(xué)的信息量，拓展學(xué)生的視野和知識面；同時，留給大學(xué)生充分的想像空間，為大學(xué)生搭建一個親自動手進行自主學(xué)習(xí)、自主實驗、創(chuàng)新訓(xùn)練的平臺。

編輯推薦

《大學(xué)物理實驗(第4版)》由張志東、魏懷鵬、展永主編，共分為三篇，并將其部分標(biāo)題和內(nèi)容進行了調(diào)整。第一篇“實驗理論與基礎(chǔ)知識”，第二篇“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性實驗”，第三篇“設(shè)計性、研究性實驗”?！洞髮W(xué)物理實驗(第4版)》選編了一些設(shè)計性、工程性、研究性的專項實驗課題，便于學(xué)生進行自主研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實踐，教師進行研究性專題實驗教學(xué)?！洞髮W(xué)物理實驗(第4版)》按照高等工業(yè)學(xué)校物理實驗課程教學(xué)基本要求，以培養(yǎng)學(xué)生進行科學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識、方法、技能和獨立研究解決實際問題的能力，工程意識、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)為目的；根據(jù)“夯實基礎(chǔ)、激發(fā)興趣、創(chuàng)新教育、培養(yǎng)能力”的教學(xué)理念；著力完善“多層次、模塊化、組合式、相互銜接”的實驗教學(xué)內(nèi)容與課程新體系；把“設(shè)計性”貫穿、融入各層次化教學(xué)內(nèi)容與課題中；力求通過激發(fā)學(xué)生“動手又動腦”的實踐學(xué)習(xí)，夯實基礎(chǔ)，培養(yǎng)和提高綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力。

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