新編基礎物理實驗

內容概要

本書是北京大學基礎物理實驗教學中心十年教學改革的成果之一，是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材?；A物理實驗的首要任務是“加強基礎”，本書的選題反映了作者對什么是物理實驗“基礎”的理解?；A實驗-Ⅰ和基礎實驗-Ⅱ是本書的重點，既保留了原“普通物理實驗”中的精華，又引進了一批有近代物理內容和實驗技術的實驗，如低溫、真空、超導、傳感器、虛擬儀器、光纖、光譜、微波、核物理、X光、核磁共振等方面的實驗。
本書的編排打破了原普通物理實驗中力、熱、電、光的界線和普通物理實驗與近代物理實驗的界線，分為預科實驗、基礎實驗-Ⅰ、基礎實驗-Ⅱ、設計實驗和綜合物理實驗五部分。綜合物理實驗部分（基礎物理階段）的課題均來自教學、科研和生產，學生可以用一個學期的時間完成一個課題，這些題目能夠激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的實踐能力，并能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，作者精選部分題目以論文和講稿的形式收錄在光盤中，供讀者參考。
本書可作為高等學校理科各專業(yè)教科書或參考書，并適合不同層次的教學需要。

書籍目錄

緒論
預科實驗
實驗一 單擺實驗
實驗二 測定冰的熔化熱
實驗三 電學實驗基本知識
實驗四 測量非線性元件的伏安特性
實驗五 普通模擬示波器的使用
實驗六 測量薄透鏡的焦距
實驗七 顯微鏡
基礎實驗-Ⅰ
實驗八 測量誤差和不確定度
一、測量誤差和測量結果的不確定度
二、處理數(shù)據(jù)的幾種方法
三、關于不確定度的進一步的知識
實驗九 測定金屬的楊氏模量
一、CCD成像系統(tǒng)測定楊氏模量
二、光杠桿裝置測定楊氏模量
三、梁的彎曲測定楊氏模量
實驗十 剛體轉動實驗
一、轉動法測定剛體轉動慣量
二、扭擺法測定剛體轉動慣量
實驗十一 氣軌上彈簧振子的簡諧振動
實驗十二 扭擺的受迫振動
實驗十三 復擺實驗
實驗十四 測定空氣的密度
實驗十五 測定媒質中的聲速
實驗十六 弦上駐波實驗
實驗十七 冷卻法測定液體的比熱容
實驗十八 直流電橋測量電阻
實驗十九 非平衡電橋測量鉑電阻的溫度系數(shù)
實驗二十 霍爾效應測量磁場
實驗二十一 RC和RL串聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)特性
實驗二十二 LCR電路的諧振現(xiàn)象
[附錄]讀出示波器的使用
實驗二十三 弗蘭克-赫茲實驗
實驗二十四 虛擬儀器基礎——LabVIEW入門
實驗二十五 分光計的調節(jié)和用掠入射法測折射率
實驗二十六 光學成像系統(tǒng)的分辨本領
實驗二十七 光的干涉現(xiàn)象
實驗二十八 夫瑯禾費衍射現(xiàn)象
實驗二十九 光衍射的定量研究
實驗三十觀 察光的偏振現(xiàn)象
實驗三十一 邁克耳孫干涉儀
實驗三十二 光纖光學
基礎實驗-Ⅱ
實驗三十三 用玻爾共振儀研究受迫振動
實驗三十四 共振法測定楊氏模量及其與溫度的關系
實驗三十五 高溫超導材料特性測試和低溫溫度計
實驗三十六 閃光法測定不良導體的熱導率
實驗三十七 動態(tài)法測定良導體的熱導率
實驗三十八 真空鍍膜
實驗三十九 交流電橋
實驗四十 交流電路
一、單相供電電路及單相異步電動機
二、測量交流電路功率
實驗四十一 RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程
[附錄]數(shù)字存儲示波器
實驗四十二 虛擬儀器在物理實驗中的應用——伏安法測電阻與非線性元件
實驗四十三 磁滯回線的測量
一、靜態(tài)法測量軟磁材料的磁滯回線
二、示波器觀測動態(tài)磁滯回線
實驗四十四 介電常數(shù)的測量
實驗四十五 集成運算放大器的應用
實驗四十六 測定物質的色散曲線
實驗四十七 光柵特性及測定光波波長
實驗四十八 偏振光的定量研究
實驗四十九 全息照相
實驗五十 阿貝成像原理和空間濾波
實驗五十一 光源的時間相干性
實驗五十二 光柵光譜儀的校準和使用
實驗五十三 顏色的測定
實驗五十四 黑體輻射實驗
實驗五十五 激光相位調制干涉型光纖溫度傳感器
實驗五十六 用光學多通道分析器(OMA)研究氫原子光譜
實驗五十七 用8粒子驗證狹義相對論的動量-動能關系
實驗五十八 微波的布拉格衍射
實驗五十九 X射線的吸收
實驗六十 X射線衍射
實驗六十一 核磁共振
實驗六十二 核磁共振成像
一、用自旋回波法測弛豫時間
二、核磁共振成像
設計實驗
設計實驗一 測定速度和加速度
一、用極限法測定瞬時速度
二、測定瞬時速度和加速度
三、測定重力加速度
設計實驗二 測量質量和密度
一、測量質量
二、測定密度
設計實驗三 測定角速度和角加速度
設計實驗四 用應變片研究碰撞過程
一、瞬時力的微機實時測量
二、沖量的測量和直接檢驗動量定理
設計實驗五 用霍爾傳感器研究碰撞過程
設計實驗六 用傳感器測彎曲應變并測定材料的楊氏模量
設計實驗七 自組光路用伸長法測定金屬絲的楊氏模量
設計實驗八 冷卻規(guī)律的研究
設計實驗九 溫差電偶和P-N結溫度計在77～300K溫區(qū)的標定
設計實驗十 簡易萬用電表的設計及校準
設計實驗十一 測定光電二極管特性
設計實驗十二 研究P-N結的溫度特性
設計實驗十三 熱敏電阻溫度開關
設計實驗十四 制作數(shù)字溫度計
設計實驗十五 制作數(shù)字頻率計
設計實驗十六 用電流場模擬靜電場
設計實驗十七 測量地磁場強度的水平分量
設計實驗十八 測量磁場分布
設計實驗十九 測定互感器的互感系數(shù)
設計實驗二十 用霍爾傳感器測量電機轉速
設計實驗二十一 RC移相電路及測量相位差
設計實驗二十二 研究F-H實驗中柵極電位和溫度的影響
設計實驗二十三 用F-H實驗裝置研究Hg的高激發(fā)態(tài)
設計實驗二十四 測定真空二極管陰極材料的逸出功
設計實驗二十五 紅外傳感探測器
設計實驗二十六 超聲測距
設計實驗二十七 智能檢測
設計實驗二十八 虛擬頻譜分析儀
設計實驗二十九 基于LabVIEW的線性刻度的熱敏電阻虛擬體溫計
設計實驗三十 虛擬相關法測量相位差
設計實驗三十一 虛擬RLC測試儀
設計實驗三十二 用M-干涉儀測量物質折射率和物體厚度
設計實驗三十三 用光柵多色儀測量藍光發(fā)光材料的光吸收特性
設計實驗三十四 標定棱鏡單色儀波長與鼓輪讀數(shù)的關系
設計實驗三十五 用極限法測液體折射率
設計實驗三十六 比較CD和VCD光盤的刻線密度
設計實驗三十七 測定太陽鏡防紫外線的能
設計實驗三十八 制作全息光柵
設計實驗三十九 像面全息
綜合物理實驗(光盤)
一、學生已發(fā)表的論文
二、綜合物理實驗報告(選編)

章節(jié)摘錄

插圖：【電學實驗操作規(guī)程】（1）準備：到實驗室前通過預習先準備好數(shù)據(jù)表。實驗時，先要把本組實驗儀器的規(guī)格搞清楚，然后根據(jù)電路圖要求擺好元器件位置（基本按電路圖排列次序，但也要考慮到讀數(shù)和操作方便）。（2）連線：要在理解電路的基礎上連線。例如圖3—7的電路，應當這樣理解：分壓器先把電源電壓分為兩部分：Uac和Ubc用電壓表測出Uac部分電壓，再把這部分電壓送到用電的電阻R上，并由毫安計測出通過R的電流。連線時的次序及思路（以圖3—7電路為例）：可以從電源開始（但絕對不可先接通電源），用兩根導線連到開關的兩個接線柱上，然后從開關引出兩根線連到電位器的兩個固定端A和B，再從A、C兩端引線到電壓表上測量分壓Uac，最后從電壓表兩端引線到電阻R與毫安計串聯(lián)的電路上。在連接時還應注意利用不同顏色的導線，這樣可以表現(xiàn)出電路電位高低，也便于檢查。一般，用紅色或淺色導線接正極，或高電位；用黑色或深色導線接負極，或低電位。最后，應特別指出，在連線過程中，電源要在所有開關打開的情況下最后連入電路。（3）檢查：接好電路后，先復查電路連接正確與否，再檢查其他的要求是否都做妥。例如開關是否全部打開，電表和電源正負極是否連接正確，量程是否正確，電阻箱數(shù)值是否正確設置，電位器C的電阻箱各擋旋鈕位置是否正確等等。直到一切都做好，再請教員檢查，經同意后，方可接通電源。（4）通電：在通電合閘時，要事先想好通電瞬間各儀表的正常反應是怎樣的（例如電表指針是指零不動還是應偏轉到什么位置）。合閘時要密切注意儀表反應是否正常，并隨時準備在出現(xiàn)不正常情況時斷開電閘，即采用躍接法接通電源，以防因電路接錯，造成儀器損壞。實驗過程中需要暫停時，應斷開相應的開關。若需要更換電路或元器件時，應將電路中各個儀器的有關旋鈕撥到安全位置，然后斷開開關，再改接電路，經教員重新檢查后才可接通電源繼續(xù)做實驗。（5）安全：不管電路中有無高壓，要養(yǎng)成避免用手或身體直接接觸電路中裸露導體的習慣。（6）歸整：實驗完畢，應將電路中儀器旋鈕撥到安全位置，打開開關，經教員檢查實驗數(shù)據(jù)后再拆線。拆線時應先斷開電源。最后將所有儀器放回原處，再離開實驗室。注意：做電學實驗時絕對不能先把電源插頭插入電源插座再連接實驗電路。做完實驗后，一定要先把電源斷開，如把電源插頭拔下，再拆實驗線路。這是在做電學實驗時必須養(yǎng)成的習慣，以確保實驗過程中的人身安全。

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