大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

本書是根據(jù)教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)最新頒布的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》，結(jié)合當(dāng)前我校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)際情況，根據(jù)編者多年的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在校內(nèi)物理實(shí)驗(yàn)講義的基礎(chǔ)上編寫而成。在教材編寫過程中，吸取了國(guó)內(nèi)近幾年出版的許多優(yōu)秀物理實(shí)驗(yàn)教材的優(yōu)點(diǎn)。本教材在內(nèi)容選擇和編寫過程中，主要考慮以下幾個(gè)方面：1.將物理實(shí)驗(yàn)的基本理論和方法集中進(jìn)行歸納總結(jié)，編寫在第1章、第2章和第4章中。這些理論包括測(cè)量誤差與不確定度及數(shù)據(jù)處理、基本物理實(shí)驗(yàn)方法、基本物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的方法等。其中對(duì)不確定度的簡(jiǎn)化處理方法進(jìn)行了較好的介紹。2.在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類上，根據(jù)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，按實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的性質(zhì)和層次分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、近代和綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次，按照由基礎(chǔ)到綜合、由淺入深、逐步提高的原則進(jìn)行編排。3.在編寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的過程中，從實(shí)驗(yàn)全過程出發(fā)，按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的順序介紹實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，便于學(xué)生規(guī)范地實(shí)驗(yàn)。按預(yù)習(xí)要求和實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖珜戭A(yù)習(xí)報(bào)告，閱讀實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，了解儀器結(jié)構(gòu)和原理，實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和思考題回答及實(shí)驗(yàn)討論。4.在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選擇上，既考慮了學(xué)校的實(shí)際，也兼顧了教學(xué)基本要求的滿足；既有設(shè)計(jì)操作的內(nèi)容，也有原理性設(shè)計(jì)的內(nèi)容，這種選擇有利于拓展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。5.在一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的編寫中，考慮到相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可通過不同的實(shí)驗(yàn)方法加以實(shí)現(xiàn)，對(duì)部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目我們列舉了不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行描述，使本書可有不同的適用對(duì)象。6.本書在編寫實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，比物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求所規(guī)定的最低學(xué)時(shí)多選編了一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，其中基礎(chǔ)和綜合性實(shí)驗(yàn)24項(xiàng)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)13項(xiàng)，以適應(yīng)不同的專業(yè)選擇。

內(nèi)容概要

　　本書是根據(jù)教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)最新頒布的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》編寫而成?！　∪珪卜?章，分別是：物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)、物理實(shí)驗(yàn)的基本測(cè)量方法、近代與綜合性物理實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，各類實(shí)驗(yàn)共計(jì)37個(gè)。　　本書適用于高等院校非物理類專業(yè)的本?？茖W(xué)生使用，也可作為實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和有關(guān)教師的參考用書。

書籍目錄

前言緒論第1章　物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)　1.1　測(cè)量與誤差　　1.1.1　測(cè)量　　1.1.2　直接測(cè)量與間接測(cè)量　　1.1.3　測(cè)量誤差　　1.1.4　誤差的分類　1.2　隨機(jī)誤差及其估算　　1.2.1　隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律　　1.2.2　測(cè)量結(jié)果的最佳值——算術(shù)平均值　　1.2.3　隨機(jī)誤差的表示　1.3　儀器誤差　　1.3.1　儀器的最大允差　　1.3.2　儀器的標(biāo)準(zhǔn)誤差　1.4　間接測(cè)量的誤差傳遞　　1.4.1　誤差傳遞的基本公式　　1.4.2　標(biāo)準(zhǔn)誤差的傳遞和合成　　1.4.3　間接測(cè)量的平均值標(biāo)準(zhǔn)差　1.5　不確定度　　1.5.1　不確定度的概念　　1.5.2　不確定度評(píng)定的簡(jiǎn)化方法　　1.5.3　不確定度的計(jì)算　1.6　有效數(shù)字及其運(yùn)算　　1.6.1　有效數(shù)字　　1.6.2　有效數(shù)字的書寫規(guī)則　　1.6.3　有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則　1.7　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理　　1.7.1　列表法　　1.7.2　作圖法　　1.7.3　逐差法　　1.7.4　最小二乘法　習(xí)題第2章　物理實(shí)驗(yàn)的基本測(cè)量方法　2.1　基本實(shí)驗(yàn)方法　　2.1.1　比較法　　2.1.2　放大法　　2.1.3　補(bǔ)償法　　2.1.4　轉(zhuǎn)換法　　2.1.5　模擬法　2.2　基本物理實(shí)驗(yàn)儀器　　2.2.1　力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器　　2.2.2　電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器　　2.2.3　光學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器　2.3　基本操作技術(shù)　　2.3.1　零位調(diào)整　　2.3.2　水平、鉛直調(diào)整　　2.3.3　共軸調(diào)整　　2.3.4　消視差　　2.3.5　逐次逼近調(diào)整　　2.3.6　電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程　　2.3.7　光學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程　2.4　基本物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)　　2.4.1　非電量電測(cè)技術(shù)　　2.4.2　測(cè)磁技術(shù)　　2.4.3　基本光學(xué)測(cè)量技術(shù)　實(shí)驗(yàn)一　基本測(cè)量　實(shí)驗(yàn)二　氣墊導(dǎo)軌　實(shí)驗(yàn)三　剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)四　落球法測(cè)量液體的粘度　實(shí)驗(yàn)五　拉伸法測(cè)量金屬絲的彈性模量　實(shí)驗(yàn)六　液體表面張力系數(shù)的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)七　電橋法測(cè)量電阻　實(shí)驗(yàn)八　用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)　實(shí)驗(yàn)九　太陽(yáng)能電池特性研究　實(shí)驗(yàn)十　陰極射線示波器　實(shí)驗(yàn)十一　伏安特性的研究　實(shí)驗(yàn)十二　霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)　實(shí)驗(yàn)十三　分光計(jì)　實(shí)驗(yàn)十四　等厚干涉——牛頓環(huán)第3章　近代與綜合性物理實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)十五　聲速的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)十六　電子荷質(zhì)比的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)十七　鐵磁材料磁滯回線　實(shí)驗(yàn)十八　光電效應(yīng)　實(shí)驗(yàn)十九　夫蘭克·赫茲實(shí)驗(yàn)……第4章　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)總附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第2章 物理實(shí)驗(yàn)的基本測(cè)量方法物理實(shí)驗(yàn)包括在實(shí)驗(yàn)室人為再現(xiàn)自然界的物理現(xiàn)象、尋找物理規(guī)律和對(duì)物理量進(jìn)行測(cè)量三部分。因此，物理實(shí)驗(yàn)與物理測(cè)量既有區(qū)別，又有緊密的聯(lián)系。在任何物理實(shí)驗(yàn)中，幾乎都要對(duì)物理量進(jìn)行測(cè)量，故人們有時(shí)也把物理測(cè)量稱為物理實(shí)驗(yàn)，而且物理測(cè)量是泛指以物理理論為依據(jù)，以實(shí)驗(yàn)儀器、裝置及實(shí)驗(yàn)技術(shù)為手段進(jìn)行測(cè)量的過程。物理測(cè)量的內(nèi)容廣泛，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等。所以，根據(jù)不同的出發(fā)點(diǎn)和所考慮的內(nèi)容對(duì)測(cè)量方法有不同的分法，如直接測(cè)量、間接測(cè)量、組合測(cè)量、電學(xué)量測(cè)量、非電量測(cè)量、靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量等。這里介紹幾種基本的物理測(cè)量方法，有些方法之間有著必然的聯(lián)系，不能截然分開。但為了敘述方便，分別歸入不同的方法之中。在有些物理量測(cè)量中，可能同時(shí)包含了多種測(cè)量方法。2.1 基本實(shí)驗(yàn)方法2.1.1 比較法比較法是物理測(cè)量中最普遍、最基本的測(cè)量方法，它是將被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較而得到測(cè)量值的。通常將被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量通過測(cè)量裝置進(jìn)行比較，當(dāng)它們產(chǎn)生的效應(yīng)相同時(shí)，兩者相等。測(cè)量裝置稱為比較系統(tǒng)。比較法分為直接比較法和間接比較法。1.直接比較法直接比較法是將被測(cè)量與同類物理量的標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行比較，通過被測(cè)量是標(biāo)準(zhǔn)量的多少倍可直接得到被測(cè)量。其特點(diǎn)是：（1）同量綱：標(biāo)準(zhǔn)量和被測(cè)量的量綱相同。例如，米尺測(cè)量長(zhǎng)度，秒表測(cè)量時(shí)間。（2）直接可比：標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量直接比較，不需要繁雜運(yùn)算即可得到結(jié)果。例如，天平稱質(zhì)量，只要天平平衡，砝碼質(zhì)量就是被測(cè)物的質(zhì)量。（3）同時(shí)性：標(biāo)準(zhǔn)量與待測(cè)量在比較的同時(shí)，結(jié)果即可得出，沒有時(shí)間的延遲和滯后。直接比較法是直接與事先制成的很多供比較的標(biāo)準(zhǔn)量具，如砝碼、直尺、角規(guī)等進(jìn)行比較，測(cè)量中根據(jù)不同的被測(cè)對(duì)象及誤差要求，選用不同的標(biāo)準(zhǔn)量（儀器），所以測(cè)量精度受儀器的限制。

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《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》由機(jī)械工業(yè)出版社出版。

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