大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

物理實(shí)驗(yàn)課程是時代性、社會性十分強(qiáng)的一門課程。許多現(xiàn)代高新技術(shù)是隨著物理學(xué)及物理實(shí)驗(yàn)為代表的基礎(chǔ)學(xué)科的成長而發(fā)展起來的，如20世紀(jì)60年代的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，70－90年代迅速發(fā)展的高分子、半導(dǎo)體、激光、光學(xué)顯微術(shù)、高溫超導(dǎo)、激光生物醫(yī)學(xué)、納米等技術(shù)?？梢哉f，物理學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)的重要基礎(chǔ)，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才必須具備的自然科學(xué)素養(yǎng)之一。本書是以教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》為指導(dǎo)編寫的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材，是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。教材的編寫以培養(yǎng)學(xué)生“寬實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、獲取新技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰A(chǔ)、具備科技實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新基礎(chǔ)”為目的，以開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)為手段，以分層次、遞進(jìn)式（基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)）為教學(xué)體系，將物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)融于本科生整個培養(yǎng)過程，層析分明，便于學(xué)習(xí)，彰顯了物理實(shí)驗(yàn)課程在人才培養(yǎng)中的作用和地位。在教材編寫過程中，以學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)作為指導(dǎo)思想，凝練了一批實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)和科研成果轉(zhuǎn)化而來的內(nèi)容，以深化教學(xué)內(nèi)容和技術(shù)研究，不僅涉及面廣，而且內(nèi)容新穎，具有啟發(fā)性、研究性和實(shí)踐性。不同類型的學(xué)校與專業(yè)，可根據(jù)其特點(diǎn)及實(shí)際需要，靈活選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。針對本科生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，提出了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)思想，即：“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)個性是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的目的，注重實(shí)驗(yàn)過程創(chuàng)新是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的原則，總結(jié)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)成敗原因是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果”。全書共10章，分為三篇。第一篇：實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（1－6章），主要內(nèi)容有：測量誤差、數(shù)據(jù)處理方法、常用實(shí)驗(yàn)方法、基本測量儀器介紹、力學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)。第二篇：提高性實(shí)驗(yàn)（7－8章），主要內(nèi)容為綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。第三篇：研究性實(shí)驗(yàn)（9－10章），主要內(nèi)容為專題性實(shí)驗(yàn)儀器介紹和研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

內(nèi)容概要

　　《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（第2版）》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是在第一版普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材的基礎(chǔ)上，按照教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的（理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》（2008年版）編寫的。《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（第2版）》以培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)能力為宗旨，以開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)為手段，以分層次、遞進(jìn)式教學(xué)（基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)）為主線，重點(diǎn)突出了學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)，將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與研究或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來，更具有啟發(fā)性、研究性和實(shí)用性，層次分明，便于學(xué)習(xí)，適用于不同類型學(xué)校和不同層次教學(xué)的需要。全書共分三篇。第一篇：實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；第二篇：提高性實(shí)驗(yàn)（綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）；第三篇：研究性實(shí)驗(yàn)（專題性實(shí)驗(yàn)常用儀器介紹、研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)）?！洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)（第2版）》可作為高等學(xué)校理工科專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員和其他人員的參考書。

書籍目錄

緒論第一篇 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)第1章 測量誤差及其數(shù)據(jù)處理方法1.1 測量與誤差的關(guān)系1.2 測量結(jié)果誤差估算及評定方法尸1.3 直接測量結(jié)果誤差估算及評定方法1.4 間接測量結(jié)果誤差估算及評定方法1.5 有效數(shù)字及其運(yùn)算1.6 常用數(shù)據(jù)處理方法1.7 數(shù)據(jù)處理在物理實(shí)驗(yàn)中的其他應(yīng)用第2章 常用物理實(shí)驗(yàn)方法2.1 比較法2.2 放大法2.3 補(bǔ)償法2.4 轉(zhuǎn)換法及傳感器2.5 模擬法2.6 測量寬度展延法第3章 一般常用基礎(chǔ)性物理實(shí)驗(yàn)測量儀器介紹3.1 長度測量儀器3.2 時間測量儀器3.3 質(zhì)量測量儀器3.4 溫度測量儀器3.5 電流測量儀器3.6 電壓測量儀器3.7 電阻、電容和電感測量儀器3.8 常用光學(xué)儀器參考文獻(xiàn)第4章 力學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定實(shí)驗(yàn)2 金屬楊氏模量的測量實(shí)驗(yàn)3 固體線膨脹系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)4 高溫超導(dǎo)體電阻－溫度測量的研究實(shí)驗(yàn)5 液體表面張力系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)6 用穩(wěn)態(tài)法測定橡膠板導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)7 氣體比熱容比的測定實(shí)驗(yàn)8 用波爾共振儀研究受迫振動實(shí)驗(yàn)9 聲速測定參考文獻(xiàn)第5章 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)10 弱電流測量及PN結(jié)物理特性的研究實(shí)驗(yàn)11 直流電橋?qū)嶒?yàn)12 半導(dǎo)體熱敏電阻特性研究實(shí)驗(yàn)13 伏安特性曲線的測繪實(shí)驗(yàn)14 示波器的使用實(shí)驗(yàn)15 霍耳效應(yīng)法測量磁場實(shí)驗(yàn)16 磁阻效應(yīng)參考文獻(xiàn)第6章 光學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)17 雙棱鏡實(shí)驗(yàn)18 牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)19 氫原子光譜實(shí)驗(yàn)20 衍射光柵實(shí)驗(yàn)21 光的偏振特性實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)22 邁克耳孫干涉儀實(shí)驗(yàn)23 旋光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)24 雙光柵實(shí)驗(yàn)研究第二篇 提高性實(shí)驗(yàn)第7章 近代物理和綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)25 光電效應(yīng)和普朗克常量測定實(shí)驗(yàn)26 全息照相實(shí)驗(yàn)27 弗蘭克－赫茲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)28 微波分光計(jì)實(shí)驗(yàn)29 核磁共振實(shí)驗(yàn)30 鐵磁共振實(shí)驗(yàn)31 光磁共振實(shí)驗(yàn)32 順磁共振實(shí)驗(yàn)33 表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)34 脈沖固體激光器的輸出特性實(shí)驗(yàn)35 多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)36 鎖定放大器測量微弱信號實(shí)驗(yàn)37 法拉第－塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)38 光纖通信實(shí)驗(yàn)39 納米微粒材料制備參考文獻(xiàn)第8章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 用氣墊導(dǎo)軌測定物體傾斜時的運(yùn)動加速度實(shí)驗(yàn)2 測量重力加速度實(shí)驗(yàn)3 弦駐波法測定音叉固有頻率實(shí)驗(yàn)4 用弦音儀測定弦上傳播的橫波波速實(shí)驗(yàn)5 組裝電阻表實(shí)驗(yàn)6 用示波器測量電容實(shí)驗(yàn)7 用補(bǔ)償法測量電流實(shí)驗(yàn)8 用RLC諧振電路法分析諧振電路的選頻特性實(shí)驗(yàn)9 用激光反射法間接測定光學(xué)黑匣子中物體的形狀實(shí)驗(yàn)10 用溶膠－凝膠法制備納米TiO2薄膜實(shí)驗(yàn)1l 用邁克耳孫干涉儀測量空氣折射率實(shí)驗(yàn)12 測定未知光波長及角色散率實(shí)驗(yàn)13 用霍耳效應(yīng)測量通電線圈的匝數(shù)實(shí)驗(yàn)14 液體體膨脹系數(shù)測量實(shí)驗(yàn)15 用劈尖法測量細(xì)絲的直徑實(shí)驗(yàn)16 用自準(zhǔn)直法測凹透鏡焦距實(shí)驗(yàn)17 用Lous效應(yīng)測定透鏡焦距實(shí)驗(yàn)18 混合法測定金屬的比熱容實(shí)驗(yàn)19 透明薄膜折射率(或厚度)的測量實(shí)驗(yàn)20 薄膜光吸收系數(shù)的測量實(shí)驗(yàn)21 使用分光計(jì)測量三棱鏡材料的折射率實(shí)驗(yàn)22 用全息方法制作光柵實(shí)驗(yàn)23 測量銅絲的電阻溫度系數(shù)實(shí)驗(yàn)24 用偏振片設(shè)計(jì)角位移傳感器實(shí)驗(yàn)25 阻尼對擺輪受迫振動特性影響的測量實(shí)驗(yàn)26 水中聲速與溫度關(guān)系測量參考文獻(xiàn)第三篇 研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)第9章 專題性實(shí)驗(yàn)常用儀器介紹9.1 B－H特性測試儀9.2 四探針測試儀9.3 單光子計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)9.4 色度測量儀9.5 紫外近紅外光譜儀9.6 雙光束紫外可見分光光度計(jì)9.7 熒光分光光度計(jì)9.8 激光拉曼光譜儀9.9 橢偏儀9.10 1.5 GHz矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀9.11 移相式數(shù)字波面干涉儀9.12 掃描探針顯微鏡9.13 超聲探傷儀9.14 激光光束分析儀9.15 HD150手持激光測距儀9.16 自動粉末壓片機(jī)9.17 可拆卸裝調(diào)方便小型TEACO2激光實(shí)驗(yàn)儀參考文獻(xiàn)第10章 研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 Co摻雜ZnO薄膜的磁光克爾效應(yīng)研究實(shí)驗(yàn)2 Mg摻雜ZnO薄膜的光譜研究實(shí)驗(yàn)3 雙電極對間距及放電脈沖時間選擇研究實(shí)驗(yàn)4 多電極對脈沖放電同步觸發(fā)時的能量增強(qiáng)效應(yīng)研究實(shí)驗(yàn)5 納米ZnO薄膜的反射和偏振特性研究實(shí)驗(yàn)6 毫米量級口徑的球面曲率半徑的測量實(shí)驗(yàn)7 用牛頓環(huán)法測量光纖連接器端面的頂點(diǎn)偏移實(shí)驗(yàn)8 光纖彎曲損耗實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)9 磁阻傳感器測量地磁場實(shí)驗(yàn)10 亥姆霍茲線圈擴(kuò)展應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)11 條碼定位測長技術(shù)應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)12 超導(dǎo)磁懸浮力測量研究實(shí)驗(yàn)13 激光束在水中傳輸特性的研究實(shí)驗(yàn)14 生物組織光學(xué)特性測試方法研究實(shí)驗(yàn)15 聲波在水中的傳播特性和水中目標(biāo)探測的研究實(shí)驗(yàn)16 激光束發(fā)散角在空間的傳輸特性研究實(shí)驗(yàn)17 氣體組分對TEACO2激光器輸出特性影響的研究實(shí)驗(yàn)18 非金屬材料線膨脹系數(shù)精密測量研究

章節(jié)摘錄

插圖：作為基礎(chǔ)課的物理實(shí)驗(yàn)，其目的與作用，并不是粗略地去驗(yàn)證理論，而是在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的同時，培養(yǎng)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上，注重實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理、方法有機(jī)結(jié)合，例如，三線擺轉(zhuǎn)動慣量與智能化慣量實(shí)驗(yàn)儀并存；分立元件組裝的低電阻測量與型號產(chǎn)品低值電阻實(shí)驗(yàn)儀并存；可拆卸固體激光器與測量參量的固體激光器相并存等，前者突出實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，后者突出實(shí)驗(yàn)儀器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，這種方法有利于學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)與提高。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與新技術(shù)并存，原則上每個實(shí)驗(yàn)大類配置1－2臺反映現(xiàn)代技術(shù)水平和物理實(shí)驗(yàn)原理、方法緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)儀器，例如：基本長度實(shí)驗(yàn)類中配置激光測距儀、數(shù)字式水準(zhǔn)儀等；光譜和光柵實(shí)驗(yàn)中配置光柵光譜儀、全息頭盔目鏡等；電磁學(xué)類實(shí)驗(yàn)中配置B－H特性測試儀、磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀、電光效應(yīng)和磁光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，等等。通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練與現(xiàn)代技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀器的觀摩相結(jié)合，有利于學(xué)生在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過程中了解現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，有利于拓寬學(xué)生知識面，引領(lǐng)學(xué)生站在新技術(shù)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域高度來審視實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的過程，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)與提高相結(jié)合以學(xué)生為主體，采用啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方式，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣與積極性。例如，通過熱電偶測量溫差實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，了解其他測溫方法，如輻射測溫法、聲學(xué)測溫法、核定向測溫法、磁學(xué)測溫法等。又如，示波器實(shí)驗(yàn)中，有時會出現(xiàn)示波器掃描基線傾斜，或測得的信號周期與信號發(fā)生器輸出信號的實(shí)際周期不吻合現(xiàn)象，通過教師的啟發(fā)和引導(dǎo)，可使學(xué)生找到排除簡單故障的方法.采用分層次、遞進(jìn)式教學(xué)模式，有利于提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生解決新問題的能力。例如，對薄膜厚度的測量，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，使同學(xué)們掌握了劈尖干涉法；通過提高性實(shí)驗(yàn)，又使其學(xué)會了基于邁克耳孫干涉儀的白光干涉法；通過創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，又使其進(jìn)一步領(lǐng)會了橢圓偏振法，再比如，在衍射光柵實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，適時引導(dǎo)學(xué)生思考能否用兩塊光柵常量相同的光柵構(gòu)成光柵腔，來測定平板玻璃的折射率和光束相干性；在弦駐波實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，適時引導(dǎo)學(xué)生思考能否用此原理及方法測定流場的速度，總之，科學(xué)的教學(xué)方法與循序漸進(jìn)的教學(xué)模式，有利于激發(fā)學(xué)生的求知熱情，提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新意識。

編輯推薦

《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(第2版)》由高等教育出版社出版。

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