大學物理實驗 第2版

前言

　　本書是在北京工商大學物理教研室編寫的《大學物理實驗》（第1版）的基礎(chǔ)上，參照教育部高等學校物理基礎(chǔ)課程教學指導(dǎo)分委會最新制定的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》修訂而成的。本書在修訂過程中保持了原書的特色，把實驗分為基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計和研究四個層次，增加了“波爾共振實驗”、“半導(dǎo)體熱電特性綜合實驗”、“半導(dǎo)體光電特性的研究”、“光柵光譜儀原理及其應(yīng)用”、“太陽能電池伏-安特性的研究”、“光速的測定”、“干涉測量系列實驗的研究”、“高溫超導(dǎo)材料特性的測試和低溫溫度計”和“掃描隧道顯微鏡的原理和應(yīng)用”等9個實驗，改編了“金屬彈性模量的測定”、“熱電偶的原理與應(yīng)用”和“用模擬法測繪靜電場”等7個實驗，刪除了原書的“靈敏電流計的研究”、“物質(zhì)折射率的測定”和“利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守衡定律”等6個實驗，同時，還增加了計算機處理數(shù)據(jù)的內(nèi)容和附錄D，更加注重對學生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)?！　⒓颖緯帉懙娜藛T及分工為：李寶河編寫緒論、第1章、實驗4.10、實驗4.11、實驗5.8 、實驗7.1 以及附錄；黃英群編寫第2章的2.1 ～2.4 節(jié)和2.6 、2.7 節(jié)；趙慈編寫第2章的2.5 節(jié)、實驗5.2 和實驗5.7 ；馬廷鈞編寫第3章和實驗4.6 ；劉漪編寫實驗4.1 、實驗4.2 和實驗4.4 ；王秀娥編寫實驗4.5 、實驗4.12、實驗4.13、實驗4.14、實驗4.1 5、實驗5.4 、實驗5.6 、實驗6.3 和實驗7.7 ；趙佳編寫實驗4.7 、實驗5.3 、實驗6.5 和實驗7.5 ；胡蓉編寫實驗4.8 和實驗7.4 ；李壯編寫實驗4.9 ；陳曉白編寫第6章引言、實驗5.5 、實驗6.2 和實驗6.4 ；李熊編寫實驗6.1 、實驗6.6 和實驗7.8 ；耿愛叢編寫實驗7.2 和實驗7.6 ；徐登輝編寫實驗4.3 、實驗5.1 和實驗7.3 ?！　”緯杀本┕ど檀髮W物理教研室組織編寫。陳曉白教授、馬廷鈞教授和李寶河教授參加了對第2版稿件的初審，陳曉白教授負責全書的統(tǒng)稿?！　”緯鵀楦叩葘W校理工科類大學物理實驗課程的教材，也可供相關(guān)專業(yè)選用和社會讀者閱讀。

內(nèi)容概要

本教材是參照教育部高等學校物理基礎(chǔ)課程教學指導(dǎo)分委員會編制的最新《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》，借鑒國內(nèi)外面向21世紀物理實驗教學改革的成果，結(jié)合北京工：商大學多年教學實踐經(jīng)驗編寫而成的。全書共分七章，將基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和研究性實驗各設(shè)為一章，以便學生在完成一定數(shù)量的基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗后，能逐步學會獨立進行實驗設(shè)計和開展具有研究性內(nèi)容的實驗工作，從而培養(yǎng)學生的獨立實驗?zāi)芰?、分析與研究能力和創(chuàng)新能力。    本書為高等院校工科類專業(yè)和應(yīng)用物理專業(yè)的基礎(chǔ)物理實驗教學用書，也可作為其他專業(yè)基礎(chǔ)物理實驗的教學參考書。

書籍目錄

前言緒論第1章　測量誤差與實驗數(shù)據(jù)處理　1.1　測量的基本概念　1.2　測量不確定度的評定與表示　1.3　數(shù)據(jù)處理的基本方法　1.4　數(shù)據(jù)處理的工具——計算器和計算機第2章　物理實驗常用儀器設(shè)備及其使用　2.1　長度測量器具　2.2　質(zhì)量測量儀器　2.3　時間測量儀器　2.4　溫度測量儀器　2.5　電磁學實驗儀器　2.6　普通物理實驗室常用光源　2.7　氣壓計第3章　物理實驗的基本測量方法　3.1　比較法　3.2　平衡法　3.3　放大法　3.4　補償法　3.5　模擬法　3.6　干涉法　3.7　光譜法　3.8　轉(zhuǎn)換測量法　3.9　其他測量方法第4章　基礎(chǔ)性實驗　實驗4.1　長度的測量　實驗4.2　物體密度的測量　實驗4.3　金屬彈性模量的測定　實驗4.4　物體轉(zhuǎn)動慣量的測定　實驗4.5　線脹系數(shù)的測量　實驗4.6　空氣比熱容比的測定　實驗4.7　用直流電橋測電阻　實驗4.8　熱電偶的原理與應(yīng)用　實驗4.9　用模擬法測繪靜電場　實驗4.10　用霍爾元件測磁場　實驗4.11　示波器的使用　實驗4.12　利用等厚干涉測量透鏡的曲率半徑　實驗4.13　分光計的調(diào)整和使用　實驗4.14　用透射光柵測定光波波　實驗4.15　邁克爾遜干涉儀第5章　綜合性實驗　實驗5.1　弗蘭克-赫茲實驗　實驗5.2　用光電效應(yīng)測普朗克常量　實驗5.3　密立根油滴實驗　實驗5.4　金屬電子逸出功的測量　實驗5.5　用超聲波測量固體的彈性模量　實驗5.6　非良導(dǎo)體導(dǎo)熱率的測量　實驗5.7　波爾共振實驗　實驗5.8　半導(dǎo)體熱電特性綜合實驗第6章　設(shè)計性實驗　引言　實驗6.1　測定冰的熔解熱　實驗6.2　滑線變阻器的分壓特性研究　實驗6.3　伏安法測電阻　實驗6.4　電表的改裝與校準　實驗6.5　用交流電橋測電阻　實驗6.6　半導(dǎo)體光電特性的研究第7章　研究性實驗　實驗7.1　用箔式應(yīng)變片測試應(yīng)變梁的變形　實驗7.2　塞曼效應(yīng)實驗　實驗7.3　光柵光譜儀原理及其應(yīng)用　實驗7.4　太陽能電池伏-安特性的研究　實驗7.5　光速的測定　實驗7.6　干涉測量系列實驗的研究　實驗7.7　高溫超導(dǎo)材料特性的測試和低溫溫度計　實驗7.8　掃描隧道顯微鏡的原理和應(yīng)用附錄　附錄A　國際單位制（SI）　附錄B　物理實驗中常用儀器的基本誤差允許極限（△值）　附錄C　物理實驗報告標準格式　附錄D　在不同置信概率與自由度下的t因子表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　7）測量標準（包括標準裝置、標準器具、實物量具和標準物質(zhì)）給定值的不確定度。測量通常是將被測量與測量標準的給定值進行比較而實現(xiàn)的，因此，標準器的不確定度直接引入測量結(jié)果中，如用天平測質(zhì)量時，測得的質(zhì)量的不確定度中包括了砝碼的不確定度。　　8）在數(shù)據(jù)處理時所引用的常數(shù)及其他參數(shù)的不確定度。　　9）測量方法、測量系統(tǒng)和測量程序引起的不確定度。例如被測量的表達式的近似程度、自動測試程序的迭代程度等引起的不確定度?！　?0）被測量的各種隨機影響，使測量時重復(fù)觀測值隨機變化?！　y量過程中的隨機效應(yīng)及系統(tǒng)效應(yīng)均會導(dǎo)致測量不確定度，數(shù)據(jù)處理中的修約也會導(dǎo)致不確定度。這些是從產(chǎn)生不確定度的原因上所作的分類，與評定方法上所作的A、B類不確定度的分類之間不存在任何聯(lián)系?！　?.2.3 測量不確定度與測量誤差的區(qū)別　　誤差與不確定度是兩個不同的概念，不能混淆或誤用。按照誤差的定義，對同一被測量，不論其測量程序、條件如何，相同測量結(jié)果的誤差相同，不同測量結(jié)果的誤差肯定不相等。但是，在重復(fù)條件下，不同測量結(jié)果可有相同的不確定度；由于測量條件不同，相同的測量結(jié)果可能有不同的不確定度。例如：第一次用分度值為0.05g的物理天平，測量得到某銅塊的質(zhì)量為45.2 0g，第二次用分度值為0.02g的物理天平測得該銅塊的質(zhì)量仍為45.2 0g，假定銅塊的真實質(zhì)量為45.1 9g，則兩次測量的誤差均為0.01g，但這兩次測量的結(jié)果顯然具有不同的不確定度?！　y量誤差是客觀存在的，由于無法獲得被測量的真值，所以測量誤差的真實大小也無法知道。測量不確定度是人們對被測量認識不足的程度，是可以定量評定的量。測量不確定度中不包括已確定的修正值和異常值。例如，某力的未修正結(jié)果為1000.00N，用高一級標準裝置校準得到該力值的修正值為2.3 0N，由于標準裝置的校準不準引起的修正值的不確定度為0.01N。若其他因素引起的不確定度可以忽略，則該力的修正結(jié)果為1002.3 0N，其不確定度為0.01N，修正值本身不包括在不確定度之內(nèi)。在測量中，由于粗心大意、儀器的使用不當、突然故障或突然的環(huán)境條件變化（如突然沖擊或振動、電源電壓突變等）等都會產(chǎn)生異常的測量值，經(jīng)判別確為異常的數(shù)據(jù)應(yīng)剔除，不應(yīng)包括在測量值內(nèi)，因此，不確定度的評定中不應(yīng)包括異常值。

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