大學(xué)物理實驗

前言

本教材是在借鑒國內(nèi)外面向21世紀(jì)物理實驗教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革與研究的成果，結(jié)合國防科技大學(xué)多年來教學(xué)改革和課程建設(shè)的實踐經(jīng)驗，并在原教材（2004年版）的基礎(chǔ)上重新編寫而成的。本教材在課程體系的設(shè)計上，試圖尋求一種優(yōu)化的模式。由于實驗課程往往受到條件限制，教學(xué)中學(xué)生必須循環(huán)進行實驗，很難按照教材上的順序來實施教學(xué)。因此，有必要研究和設(shè)計與教學(xué)實際相適應(yīng)的最佳的內(nèi)容組合形式。實際上，掌握正確的實驗思想、建立最佳的實驗?zāi)Ｐ?、學(xué)會典型的實驗方法、培養(yǎng)良好的實驗技能和素養(yǎng)都是相通的，通過課程體系的設(shè)計，來追求整體的綜合效果，以更好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)內(nèi)容的安排上，大力加強基礎(chǔ)，同時力求實現(xiàn)現(xiàn)代化。20世紀(jì)以來科學(xué)技術(shù)的巨大成就，應(yīng)該使我們的實驗教學(xué)面貌一新，應(yīng)當(dāng)把一個生機勃勃的、不斷發(fā)展的實驗內(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，無論科學(xué)技術(shù)發(fā)展多么迅速，新的知識、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，隨著時代的進步，基礎(chǔ)也在不斷的發(fā)生變化，我們必須不斷地用現(xiàn)代的觀點來選擇內(nèi)容載體，用新的視野來確定實驗基礎(chǔ)，從新的角度來描述經(jīng)典內(nèi)容，用新的技術(shù)來改造傳統(tǒng)實驗。本書還引入了與現(xiàn)代軍事技術(shù)相結(jié)合的物理實驗，是軍隊人才培養(yǎng)至關(guān)重要的一環(huán)，并使物理實驗成為學(xué)員學(xué)習(xí)軍事高技術(shù)的創(chuàng)新實踐基地。

內(nèi)容概要

本書在課程體系的設(shè)計上，試圖尋求一種優(yōu)化的模式。全書共分為六章。第1章介紹物理實驗基本知識；第2章為模塊化的基本實驗，是物理實驗知識、能力、素質(zhì)的基本訓(xùn)練階段。書中采用單元實驗的形式，每個單元按照實驗內(nèi)容或方法來突出一條主線，每個實驗體現(xiàn)一個重點；第3章為綜合設(shè)計性實驗，此階段為提高性階段。首先介紹一些關(guān)于科學(xué)實驗的基本方法和思維方式，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用實驗方法和實驗儀器，來解決實際問題的能力；第4章為小課題實驗，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)生自主完成實驗。學(xué)生也可以自提課題，由實驗室提供條件；第5章為軍事系列物理實驗，在物理實驗中提煉或開發(fā)了一些與軍事應(yīng)用背景有關(guān)的實驗；第6章為計算機模擬實驗，它以軍隊院校網(wǎng)上物理虛擬實驗室為平臺，介紹其操作使用。學(xué)生可以在網(wǎng)上進行實驗預(yù)習(xí)和模擬實驗，也可以在完成實驗室實驗后，再在網(wǎng)上進行深入學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，特別是可以在網(wǎng)上自行設(shè)計實驗和進行探索性實驗，以及開展學(xué)科競賽等。
本教材為高等院校工科各專業(yè)的教科書或參考書，尤其是軍事院校，適合不同層次的教學(xué)需要。

書籍目錄

前言
第1章物理實驗基本知識
第2章單元實驗
第3章綜合設(shè)計性實驗
第4章小課題實驗
第5章軍事系列物理實驗
第6章物理虛擬實驗室
附錄
參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章物理實驗基本知識1.1緒論本章主要介紹的測量誤差理論、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)果表述等初步知識，是進入大學(xué)物理實驗前必備的基礎(chǔ)，也是今后從事科學(xué)實驗工作所要了解和掌握的。由于這部分內(nèi)容涉及面廣，對它們進行更深入的討論將超出本課程的范圍，如深入討論測量誤差理論，就應(yīng)屬于數(shù)理統(tǒng)計學(xué)或計量學(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)論和計算公式，以滿足本課程教學(xué)的需要。在以后的實驗過程中，還將適當(dāng)安排一些內(nèi)容，通過實際運用加深理解，逐步掌握。1.1.1測量誤差1．測量及其誤差（1）測量及其分類物理實驗是以測量為基礎(chǔ)的。不論是研究物理現(xiàn)象、驗證物理原理，還是研究物質(zhì)特性等，都要進行測量。所謂測量，就是用一定的量具或儀器，通過一定的方法，直接或間接地與被測對象進行定量比較。測量的結(jié)果應(yīng)包括數(shù)值、單位以及用不確定度表示的可信賴程度。測量可分為直接測量和間接測量。如果待測量的大小可以直接從測量儀器或量具上讀出，稱為直接測量；如果待測量是由若干個直接測量量經(jīng)過一定的函數(shù)關(guān)系運算后獲得，稱為間接測量。例如，用米尺測量物體的長度、用秒表計時等都是直接測量；而測量物體的密度，需先測出物體的體積和質(zhì)量，再用公式p=m／V計算得出密度值，因此是間接測量。測量方式又可分為等精度測量與非等精度測量。如同一測量者，用同樣的方法，使用同樣的儀器并在相同的條件下對同一物理量進行的多次測量，稱作等精度測量。盡管各次測量值可能不相等，但沒有理由認(rèn)為哪一次（或幾次）的測量值更可靠或更不可靠。實際上，一切物質(zhì)都在運動中，沒有絕對不變的人和事物，只要其變化對實驗的影響很小乃至可以忽略，就可認(rèn)為是等精度測量。以上所述各項，如有一項發(fā)生變化，導(dǎo)致明顯影響實驗結(jié)果，即為非等精度測量。本章提到的多次測量，都是指等精度測量。

編輯推薦

《大學(xué)物理實驗(第2版)》為教育部評定的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。

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