大學(xué)物理實驗

前言

大學(xué)物理實驗是高等學(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，社會對學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和科學(xué)素質(zhì)的要求日益增長，大學(xué)物理實驗課在此方面起著其他課程不能替代的重要作用。同時大學(xué)物理實驗課本身的內(nèi)容和要求也應(yīng)隨著社會的發(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)分委員會制定的《大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》結(jié)合四川大學(xué)的大學(xué)物理實驗課程具體情況和多年教學(xué)的實踐經(jīng)驗，為適應(yīng)高等教育的發(fā)展對大學(xué)物理實驗課程與時俱進(jìn)的新要求而編寫的大學(xué)物理實驗教材。近20年的基礎(chǔ)物理實驗教學(xué)改革的一個重要內(nèi)容是保持基礎(chǔ)實驗在基本知識、基本方法、基本技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上加強與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，減少單純驗證性實驗，適度增加應(yīng)用性實驗。同時在用現(xiàn)代技術(shù)改造基礎(chǔ)物理實驗的過程中，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)計算機和傳感器在物理實驗中的應(yīng)用，另一方面對已采用成熟軟件控制的實驗都盡量讓學(xué)生了解實驗軟件的流程并為學(xué)生留有足夠的操作空間，防止所有實驗過程全部程序化、自動化。創(chuàng)新教育是教育的重要任務(wù)。在物理實驗教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是十分必要的。物理學(xué)的發(fā)展與物理實驗密不可分。物理學(xué)中許多重大的理論突破都起源于物理實驗或在物理實驗中得到確認(rèn)。本書利用一些重要的物理實驗作為平臺，介紹這些實驗的歷史背景和對傳統(tǒng)認(rèn)識的挑戰(zhàn)，強調(diào)對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，改變實驗教學(xué)局限于動手能力培養(yǎng)的傳統(tǒng)認(rèn)識。在實驗內(nèi)容安排上，隨著科學(xué)知識的普及和應(yīng)用需求的增長，一些過去被列入近代物理實驗的內(nèi)容如高溫超導(dǎo)、光纖傳輸、CCD圖像傳感器等的實驗也引入本教材中。實踐證明，只要在實驗介紹和要求上強調(diào)實驗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)知識是十分有益的。

內(nèi)容概要

　　《大學(xué)物理實驗》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材叢書。《大學(xué)物理實驗》根據(jù)教育部物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會制訂的《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)實驗課教學(xué)改革的成果編寫而成。《大學(xué)物理實驗》所選實驗項目豐富，原理敘述清晰。全書實驗共分五個單元：第一和第二單元為基本實驗知識和實驗基本過程訓(xùn)練，其余三個單元為開放自選實驗。

書籍目錄

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

章節(jié)摘錄

插圖：一、物理實驗和測量誤差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)實驗中會遇到各種類型的測量，可以從不同的角度對測量進(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，隨機因素影響很小，測量誤差主要是儀器的誤差，所用實驗方法對該測量結(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)果對整個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)實驗為了提高測量精度，減少偶然誤差對實驗最終結(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，用秒表測時間，用天平稱物體的質(zhì)量，用電流表測電流強度以及用溫度計測量溫度等，都是直接測量。

編輯推薦

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

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