大學(xué)物理實驗

前言

物理學(xué)的本質(zhì)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律。物理學(xué)及其發(fā)展是揭示自然奧秘，認(rèn)識自然規(guī)律從而推動人類科學(xué)文明歷史前進的動力。實驗物理和理論物理作為物理學(xué)的兩大組成，其發(fā)展共同形成整個物理學(xué)史的前進足跡，二者之間并無伯仲之分，而是相互促進、共同發(fā)展。當(dāng)實驗物理中有新的發(fā)現(xiàn)、出現(xiàn)新結(jié)果時，就會激勵和促進理論物理研究出現(xiàn)新的模型、理論，使人類對自然規(guī)律的探索向廣、深推進。世界最著名獎項之一的諾貝爾物理學(xué)獎，今年分別授予俄羅斯和美國的三位科學(xué)家，獎勵他們在快速晶體管、激光二極管和集成電路芯片方面的研究和發(fā)明，為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。這充分說明物理學(xué)是科學(xué)的基礎(chǔ)，實驗物理是物理學(xué)的基礎(chǔ)。對擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)面向21世紀(jì)人才這一艱巨任務(wù)的大學(xué)教育來說，物理實驗教學(xué)是關(guān)系人才科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，教材是實施教學(xué)的基本保證。由霍劍青等人編寫的《大學(xué)物理實驗》是一套創(chuàng)新體系的實驗教材，編者都是在教學(xué)第一線艱辛兢業(yè)多年，具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教師。新實驗體系在中國科技大學(xué)經(jīng)過教學(xué)實踐考驗并幾經(jīng)完善。這套教材既有堅實的實踐基礎(chǔ)，又適應(yīng)新世紀(jì)對人才科學(xué)素質(zhì)能力培養(yǎng)的需求，是時代發(fā)展趨勢的必然。教材新體系結(jié)構(gòu)是，按實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)普遍性、難易程度與學(xué)生知識水平相適應(yīng)等分為四級實驗，對應(yīng)為四冊教材。該體系中引入了計算機虛擬（仿真）實驗，這是與將大規(guī)模啟動的教育手段現(xiàn)代化規(guī)劃相一致的先行操作。特別在第四冊教材中，以科研實踐為主題，采用科學(xué)研究的方法進行教學(xué)實驗，縮短了教與學(xué)、教學(xué)與科研以及教科書與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿之間的距離，使學(xué)生獨立進行科學(xué)研究的能力得以較多的鍛煉和提高。這套教材適用面相當(dāng)廣泛，有豐富的選擇余地和靈活的運用空間。每級實驗都包含有大學(xué)物理實驗的各個知識面，既具有知識系統(tǒng)性又有相對獨立性。不僅適用于如中國科技大學(xué)等綜合性大學(xué)，也適用于廣大理工科及其他各類大學(xué)。作為面向21世紀(jì)的實驗教材，在新世紀(jì)之始將本書奉獻給讀者也是一大幸事，她飽含著物理實驗工作者的智慧、艱辛、奉獻與光榮。

書籍目錄

第一章 科學(xué)研究的方法和若干前沿1．1 科學(xué)研究的思想和方法1．2 物理學(xué)研究中的若干前沿第二章 綜合與現(xiàn)代實驗實驗2．1 非線性光學(xué)系列實驗實驗2．2 激光系列實驗實驗2．3 半導(dǎo)體電性能測試實驗2．4 γ相機成像實驗實驗2．5 CT——計算機斷層掃描成像實驗實驗2．6 常溫及變溫下的吸收和發(fā)射光譜實驗實驗2．7 紅外圖像信息處理第三章 小型科研課題型實驗實驗3．1 薄膜制備技術(shù)及性能測試實驗3．2 納米材料的制備與物性研究實驗3．3 等離子體特性實驗實驗3．4 x射線光刻技術(shù)及其應(yīng)用實驗3．5 掃描隧穿顯微鏡實驗3．6 穆斯堡爾譜學(xué)實驗實驗3．7 x射線光電子能譜實驗實驗3．8 軟x射線顯微術(shù)實驗3．9 計算機虛擬實驗設(shè)計物理學(xué)常量表中華人民共和國法定計量單位

章節(jié)摘錄

插圖：科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展對于人類生活與社會進步起著愈來愈重要的影響。20世紀(jì)中葉電視和通訊的發(fā)展已無不影響人們的日常生活，而計算機技術(shù)的發(fā)展已開始將社會帶入信息時代。20世紀(jì)50年代DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)使生物科學(xué)發(fā)展到分子水平，迅速發(fā)展的基因工程對于農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響。新興的生物工程已經(jīng)開始，生命科學(xué)時代即將到來?？茖W(xué)和技術(shù)已成為當(dāng)今社會最重要的時代特征，科學(xué)研究成為人類社會生活中最受關(guān)注的部分之一。作為大學(xué)教育的一部分，應(yīng)該使學(xué)生充分認(rèn)識到科學(xué)研究的重要性，引導(dǎo)他們在大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中親自參加科學(xué)研究的實踐，學(xué)會進行科學(xué)研究的方法。對于理科的大學(xué)生，在學(xué)校里進行科學(xué)研究素質(zhì)的教育和訓(xùn)練則尤為重要。學(xué)者和專家對科學(xué)研究的思想和方法有深入的研究和探討，在此我們僅對于同學(xué)在開始從事科研課題研究時需要重視和認(rèn)識的幾個問題進行討論。希望他們通過參加一些小型的科學(xué)研究實驗得到科研工作的鍛煉，為今后參加科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。1?？茖W(xué)研究中的創(chuàng)新意識創(chuàng)新是科學(xué)發(fā)展的前提。創(chuàng)新常常會改變科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的進程。比如計算機的發(fā)展以硬件為基礎(chǔ)，計算機使用的器件由電子管、晶體管、集成電路，到大規(guī)模集成電路等，使得計算機的性能愈來愈好。但是軟件技術(shù)的發(fā)展，使得可以用軟件代替硬件的某些功能。20世紀(jì)80年代至90年代軟件視窗技術(shù)的應(yīng)用不但大大推廣了計算機的普及，也在功能和應(yīng)用上有許多新突破。從事科研課題的研究最重要的也是創(chuàng)新。首先必須有一個好的想法（idea），它不應(yīng)該是陳舊的或重復(fù)別人的思想，而需要自己創(chuàng)新的意念。這樣的研究工作才能有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)造。2?？茖W(xué)研究需要知識的積累和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)科學(xué)研究的創(chuàng)新性并不意味著排斥知識的積累，創(chuàng)新的基礎(chǔ)是知識的繼承和積累，新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)也是在前人工作的積累下發(fā)展起來的。現(xiàn)在的科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展更加復(fù)雜和深化，研究工作者更需要有廣博和深厚的知識基礎(chǔ)。

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