大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校理、工、農(nóng)、醫(yī)、法等專業(yè)學(xué)生的重要基礎(chǔ)課之一。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，社會(huì)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和科學(xué)素質(zhì)的要求日益增長，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課在此方面起著其他課程不能替代的重要作用。同時(shí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課本身的內(nèi)容和要求也應(yīng)隨著社會(huì)的發(fā)展不斷的改革更新。本教材是根據(jù)教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)制定的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》結(jié)合四川大學(xué)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程具體情況和多年教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為適應(yīng)高等教育的發(fā)展對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程與時(shí)俱進(jìn)的新要求而編寫的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材。近20年的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)重要內(nèi)容是保持基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在基本知識(shí)、基本方法、基本技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上加強(qiáng)與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，減少單純驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，適度增加應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)在用現(xiàn)代技術(shù)改造基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的過程中，必須保持學(xué)生的主體地位，防止過度智能化、自動(dòng)化的傾向。本教材在物理量測量方面，一方面讓學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)和傳感器在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，另一方面對(duì)已采用成熟軟件控制的實(shí)驗(yàn)都盡量讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)軟件的流程并為學(xué)生留有足夠的操作空間，防止所有實(shí)驗(yàn)過程全部程序化、自動(dòng)化。創(chuàng)新教育是教育的重要任務(wù)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)是十分必要的。物理學(xué)的發(fā)展與物理實(shí)驗(yàn)密不可分。物理學(xué)中許多重大的理論突破都起源于物理實(shí)驗(yàn)或在物理實(shí)驗(yàn)中得到確認(rèn)。本書利用一些重要的物理實(shí)驗(yàn)作為平臺(tái)，介紹這些實(shí)驗(yàn)的歷史背景和對(duì)傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的挑戰(zhàn)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)局限于動(dòng)手能力培養(yǎng)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上，隨著科學(xué)知識(shí)的普及和應(yīng)用需求的增長，一些過去被列入近代物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容如高溫超導(dǎo)、光纖傳輸、CCD圖像傳感器等的實(shí)驗(yàn)也引入本教材中。實(shí)踐證明，只要在實(shí)驗(yàn)介紹和要求上強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的物理概念和使用方法，不拘泥于理論推導(dǎo)，學(xué)生是能理解的，而且這些內(nèi)容對(duì)于非物理類應(yīng)用性專業(yè)的學(xué)生在以后應(yīng)用有關(guān)知識(shí)是十分有益的。

內(nèi)容概要

　　《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》：普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材叢書?！洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)》根據(jù)教育部物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制訂的《大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》（討論稿），結(jié)合四川大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的成果編寫而成?！洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)》所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富，原理敘述清晰。全書實(shí)驗(yàn)共分五個(gè)單元：第一和第二單元為基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本過程訓(xùn)練，其余三個(gè)單元為開放自選實(shí)驗(yàn)。

書籍目錄

緒論第一單元  測量不確定度及數(shù)據(jù)處理  一、物理實(shí)驗(yàn)和測量誤差  二、測量結(jié)果的不確定度  三、常用數(shù)據(jù)處理方法 第二單元  實(shí)驗(yàn)1  用扭擺法測剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量  實(shí)驗(yàn)2  鋼絲楊氏模量的測定  實(shí)驗(yàn)3  惠斯通電橋  實(shí)驗(yàn)4  模擬示波器與RC串聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)特性  實(shí)驗(yàn)5  霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)6  分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用  實(shí)驗(yàn)7  邁克耳孫干涉儀第三單元  實(shí)驗(yàn)8  用復(fù)擺測重力加速度  實(shí)驗(yàn)9  用玻爾共振儀研究受迫振動(dòng)   實(shí)驗(yàn)10  空氣比熱容比的測定  實(shí)驗(yàn)11  固體材料線膨脹系數(shù)的測定  實(shí)驗(yàn)12  動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證  實(shí)驗(yàn)13  不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的測定  實(shí)驗(yàn)14  聲速的測量  實(shí)驗(yàn)15  落球法測定液體的黏度  實(shí)驗(yàn)16  多普勒效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)17  RLC電路諧振特性的研究  實(shí)驗(yàn)18  數(shù)字示波器與RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程  實(shí)驗(yàn)19  薄透鏡焦距的測定及望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的組裝  實(shí)驗(yàn)20  用雙棱鏡干涉測鈉光波長  實(shí)驗(yàn)21  等厚干涉——牛頓環(huán)、劈尖  實(shí)驗(yàn)22  用阿貝折射儀測量折射率  實(shí)驗(yàn)23  偏振光的觀察與分析  實(shí)驗(yàn)24  變壓器性能的研究  實(shí)驗(yàn)25  霍爾效應(yīng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)26  靜電場的模擬描繪  實(shí)驗(yàn)27  鐵磁材料居里點(diǎn)的測定  實(shí)驗(yàn)28  用微機(jī)觀測交流磁滯回線第四單元  實(shí)驗(yàn)29  密立根油滴實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)30  半導(dǎo)體熱偶  實(shí)驗(yàn)31  弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)32  空氣熱機(jī)  實(shí)驗(yàn)33  光電效應(yīng)和普朗克常數(shù)的測定  實(shí)驗(yàn)34  光學(xué)多道分析儀的使用  實(shí)驗(yàn)35  高溫超導(dǎo)體臨界轉(zhuǎn)變溫度的測量  實(shí)驗(yàn)36  旋光儀  實(shí)驗(yàn)37  電阻應(yīng)變傳感器性能的研究   實(shí)驗(yàn)38  半導(dǎo)體光電二極管伏安特性的測定  實(shí)驗(yàn)39  CCD圖像傳感器  實(shí)驗(yàn)40  全息照相  實(shí)驗(yàn)41  反射全息與光致聚合物材料  實(shí)驗(yàn)42  數(shù)字信號(hào)光纖傳輸技術(shù)實(shí)驗(yàn)第五單元  實(shí)驗(yàn)43  用三線擺法測剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量  實(shí)驗(yàn)44  氣墊導(dǎo)軌上驗(yàn)證牛頓第二定律  實(shí)驗(yàn)45  氣墊導(dǎo)軌上簡諧振動(dòng)的研究  實(shí)驗(yàn)46  用復(fù)擺法測量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量  實(shí)驗(yàn)47  自由落體法測量重力加速度  實(shí)驗(yàn)48  用氣墊導(dǎo)軌測量重力加速度  實(shí)驗(yàn)49  單擺法測量重力加速度  實(shí)驗(yàn)50  用雙臂電橋測金屬棒材的電阻及電阻率  實(shí)驗(yàn)51  直流隔離測量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)52  數(shù)字式萬用電表的組裝  實(shí)驗(yàn)53  指針式萬用電表的組裝  實(shí)驗(yàn)54  超聲波實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)55  計(jì)算機(jī)實(shí)測技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)56  虛擬儀器與周期信號(hào)的傅里葉分析  實(shí)驗(yàn)57  薄凹透鏡焦距的測定及伽利略望遠(yuǎn)鏡的組裝  實(shí)驗(yàn)58  用極限法測固體的折射率  實(shí)驗(yàn)59  分光計(jì)的應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)60  測量氫燈可見光譜線波長  實(shí)驗(yàn)6l  像面全息  實(shí)驗(yàn)62  全息光柵的制備及參數(shù)測定  實(shí)驗(yàn)63  半導(dǎo)體制冷與制熱480  實(shí)驗(yàn)64  測量變壓器的交流磁滯回線  實(shí)驗(yàn)65  變壓器鐵損的測量  實(shí)驗(yàn)66  Fourier analysis of signals  實(shí)驗(yàn)67  Acoustic Doppler effect with Cobra3  實(shí)驗(yàn)68  Measuring the velocity of light  實(shí)驗(yàn)69  Demonstrating the Pockels effect in a conoscopic beam path

章節(jié)摘錄

插圖：一、物理實(shí)驗(yàn)和測量誤差1．測量測量  就是用某種方法將待測量與同類標(biāo)準(zhǔn)量（量具）進(jìn)行定量比較得出結(jié)果的過程。比較的結(jié)果為測量值數(shù)值大小，用于比較的標(biāo)準(zhǔn)量確定了測量單位，進(jìn)行比較的精確程度確定了測量的準(zhǔn)確度。一個(gè)完整的測量數(shù)據(jù)應(yīng)包含待測量的名稱、測量數(shù)值、單位和準(zhǔn)確度。測量對(duì)象、測量單位、測量方法和測量準(zhǔn)確度通稱為測量四要素。測量分類在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)遇到各種類型的測量，可以從不同的角度對(duì)測量進(jìn)行分類：根據(jù)測景次數(shù)町分為單次測量和多次測量；根據(jù)測量方法可分為直接測量和問接測量；根據(jù)測量條件可分為重復(fù)性測量（等精度測量）和復(fù)現(xiàn)性測量（非等精度測量）。（1）單次測量和多次測量有些測量比較簡單，隨機(jī)因素影響很小，測量誤差主要是儀器的誤差，所用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)該測量結(jié)果準(zhǔn)確度要求不高或該測量在間接測量的最終結(jié)果中影響較小，我們就只需進(jìn)行單次測量。例如，一般情況下用天平測物體質(zhì)量或用鋼卷尺測量長桿的長度，單次測量與多次測量結(jié)果幾乎一致，而且測量結(jié)果對(duì)整個(gè)測量誤差的影響很小，為簡化操作一般只進(jìn)行單次測量。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)為了提高測量精度，減少偶然誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果的影響，一般都采用多次測量。（2）直接測量和間接測量直接測量：直接由儀器標(biāo)尺（刻度）讀數(shù)而得到被測量值的測量，稱為直接測量。例如，用米尺測物體的長度，用秒表測時(shí)間，用天平稱物體的質(zhì)量，用電流表測電流強(qiáng)度以及用溫度計(jì)測量溫度等，都是直接測量。

編輯推薦

王植恒等編著的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》是關(guān)于介紹“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)用書。書中所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目豐富，原理敘述清晰。全書實(shí)驗(yàn)共分五個(gè)單元：第一和第二單元為基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本過程訓(xùn)練，其余三個(gè)單元為開放自選實(shí)驗(yàn)。    《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》可作為高等院校理工科非物理專業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教材，也可供其他專業(yè)師生參考。

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