大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

本教材是在借鑒國(guó)內(nèi)外面向21世紀(jì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革與研究的成果，結(jié)合國(guó)防科技大學(xué)多年來(lái)教學(xué)改革和課程建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并在原教材（2004年版）的基礎(chǔ)上重新編寫(xiě)而成的。本教材在課程體系的設(shè)計(jì)上，試圖尋求一種優(yōu)化的模式。由于實(shí)驗(yàn)課程往往受到條件限制，教學(xué)中學(xué)生必須循環(huán)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，很難按照教材上的順序來(lái)實(shí)施教學(xué)。因此，有必要研究和設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)際相適應(yīng)的最佳的內(nèi)容組合形式。實(shí)際上，掌握正確的實(shí)驗(yàn)思想、建立最佳的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、學(xué)會(huì)典型的實(shí)驗(yàn)方法、培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)技能和素養(yǎng)都是相通的，通過(guò)課程體系的設(shè)計(jì)，來(lái)追求整體的綜合效果，以更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)內(nèi)容的安排上，大力加強(qiáng)基礎(chǔ)，同時(shí)力求實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。20世紀(jì)以來(lái)科學(xué)技術(shù)的巨大成就，應(yīng)該使我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)面貌一新，應(yīng)當(dāng)把一個(gè)生機(jī)勃勃的、不斷發(fā)展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教給學(xué)生，以培養(yǎng)和激發(fā)他們的創(chuàng)新精神。另一方面，無(wú)論科學(xué)技術(shù)發(fā)展多么迅速，新的知識(shí)、新的技術(shù)總是在原有科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，掌握了基礎(chǔ)，就有了根基，就能不斷的自我發(fā)展。當(dāng)然，隨著時(shí)代的進(jìn)步，基礎(chǔ)也在不斷的發(fā)生變化，我們必須不斷地用現(xiàn)代的觀點(diǎn)來(lái)選擇內(nèi)容載體，用新的視野來(lái)確定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，從新的角度來(lái)描述經(jīng)典內(nèi)容，用新的技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。本書(shū)還引入了與現(xiàn)代軍事技術(shù)相結(jié)合的物理實(shí)驗(yàn)，是軍隊(duì)人才培養(yǎng)至關(guān)重要的一環(huán)，并使物理實(shí)驗(yàn)成為學(xué)員學(xué)習(xí)軍事高技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)踐基地。

內(nèi)容概要

本書(shū)在課程體系的設(shè)計(jì)上，試圖尋求一種優(yōu)化的模式。全書(shū)共分為六章。第1章介紹物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)；第2章為模塊化的基本實(shí)驗(yàn)，是物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的基本訓(xùn)練階段。書(shū)中采用單元實(shí)驗(yàn)的形式，每個(gè)單元按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或方法來(lái)突出一條主線，每個(gè)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)一個(gè)重點(diǎn)；第3章為綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，此階段為提高性階段。首先介紹一些關(guān)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和思維方式，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器，來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；第4章為小課題實(shí)驗(yàn)，提出一些新技術(shù)、新物理效應(yīng)或綜合性的小課題，由學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生也可以自提課題，由實(shí)驗(yàn)室提供條件；第5章為軍事系列物理實(shí)驗(yàn)，在物理實(shí)驗(yàn)中提煉或開(kāi)發(fā)了一些與軍事應(yīng)用背景有關(guān)的實(shí)驗(yàn)；第6章為計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，它以軍隊(duì)院校網(wǎng)上物理虛擬實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái)，介紹其操作使用。學(xué)生可以在網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和模擬實(shí)驗(yàn)，也可以在完成實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)后，再在網(wǎng)上進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，特別是可以在網(wǎng)上自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)，以及開(kāi)展學(xué)科競(jìng)賽等。
本教材為高等院校工科各專(zhuān)業(yè)的教科書(shū)或參考書(shū)，尤其是軍事院校，適合不同層次的教學(xué)需要。

書(shū)籍目錄

前言
第1章物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)
第2章單元實(shí)驗(yàn)
第3章綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
第4章小課題實(shí)驗(yàn)
第5章軍事系列物理實(shí)驗(yàn)
第6章物理虛擬實(shí)驗(yàn)室
附錄
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章物理實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)1.1緒論本章主要介紹的測(cè)量誤差理論、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述等初步知識(shí)，是進(jìn)入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)前必備的基礎(chǔ)，也是今后從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作所要了解和掌握的。由于這部分內(nèi)容涉及面廣，對(duì)它們進(jìn)行更深入的討論將超出本課程的范圍，如深入討論測(cè)量誤差理論，就應(yīng)屬于數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)或計(jì)量學(xué)的范圍。因此，本章僅側(cè)重于介紹一些基本概念，引用一些結(jié)論和計(jì)算公式，以滿(mǎn)足本課程教學(xué)的需要。在以后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還將適當(dāng)安排一些內(nèi)容，通過(guò)實(shí)際運(yùn)用加深理解，逐步掌握。1.1.1測(cè)量誤差1．測(cè)量及其誤差（1）測(cè)量及其分類(lèi)物理實(shí)驗(yàn)是以測(cè)量為基礎(chǔ)的。不論是研究物理現(xiàn)象、驗(yàn)證物理原理，還是研究物質(zhì)特性等，都要進(jìn)行測(cè)量。所謂測(cè)量，就是用一定的量具或儀器，通過(guò)一定的方法，直接或間接地與被測(cè)對(duì)象進(jìn)行定量比較。測(cè)量的結(jié)果應(yīng)包括數(shù)值、單位以及用不確定度表示的可信賴(lài)程度。測(cè)量可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量。如果待測(cè)量的大小可以直接從測(cè)量?jī)x器或量具上讀出，稱(chēng)為直接測(cè)量；如果待測(cè)量是由若干個(gè)直接測(cè)量量經(jīng)過(guò)一定的函數(shù)關(guān)系運(yùn)算后獲得，稱(chēng)為間接測(cè)量。例如，用米尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度、用秒表計(jì)時(shí)等都是直接測(cè)量；而測(cè)量物體的密度，需先測(cè)出物體的體積和質(zhì)量，再用公式p=m／V計(jì)算得出密度值，因此是間接測(cè)量。測(cè)量方式又可分為等精度測(cè)量與非等精度測(cè)量。如同一測(cè)量者，用同樣的方法，使用同樣的儀器并在相同的條件下對(duì)同一物理量進(jìn)行的多次測(cè)量，稱(chēng)作等精度測(cè)量。盡管各次測(cè)量值可能不相等，但沒(méi)有理由認(rèn)為哪一次（或幾次）的測(cè)量值更可靠或更不可靠。實(shí)際上，一切物質(zhì)都在運(yùn)動(dòng)中，沒(méi)有絕對(duì)不變的人和事物，只要其變化對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響很小乃至可以忽略，就可認(rèn)為是等精度測(cè)量。以上所述各項(xiàng)，如有一項(xiàng)發(fā)生變化，導(dǎo)致明顯影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即為非等精度測(cè)量。本章提到的多次測(cè)量，都是指等精度測(cè)量。

編輯推薦

《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(第2版)》為教育部評(píng)定的普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。

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