大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 第2版

前言

　　本書是在北京工商大學(xué)物理教研室編寫的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》（第1版）的基礎(chǔ)上，參照教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)最新制定的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》修訂而成的。本書在修訂過(guò)程中保持了原書的特色，把實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計(jì)和研究四個(gè)層次，增加了“波爾共振實(shí)驗(yàn)”、“半導(dǎo)體熱電特性綜合實(shí)驗(yàn)”、“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(yáng)能電池伏-安特性的研究”、“光速的測(cè)定”、“干涉測(cè)量系列實(shí)驗(yàn)的研究”、“高溫超導(dǎo)材料特性的測(cè)試和低溫溫度計(jì)”和“掃描隧道顯微鏡的原理和應(yīng)用”等9個(gè)實(shí)驗(yàn)，改編了“金屬?gòu)椥阅Ａ康臏y(cè)定”、“熱電偶的原理與應(yīng)用”和“用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)”等7個(gè)實(shí)驗(yàn)，刪除了原書的“靈敏電流計(jì)的研究”、“物質(zhì)折射率的測(cè)定”和“利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守衡定律”等6個(gè)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，還增加了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的內(nèi)容和附錄D，更加注重對(duì)學(xué)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(shí)驗(yàn)4.10、實(shí)驗(yàn)4.11、實(shí)驗(yàn)5.8 、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)5.2 和實(shí)驗(yàn)5.7 ；馬廷鈞編寫第3章和實(shí)驗(yàn)4.6 ；劉漪編寫實(shí)驗(yàn)4.1 、實(shí)驗(yàn)4.2 和實(shí)驗(yàn)4.4 ；王秀娥編寫實(shí)驗(yàn)4.5 、實(shí)驗(yàn)4.12、實(shí)驗(yàn)4.13、實(shí)驗(yàn)4.14、實(shí)驗(yàn)4.1 5、實(shí)驗(yàn)5.4 、實(shí)驗(yàn)5.6 、實(shí)驗(yàn)6.3 和實(shí)驗(yàn)7.7 ；趙佳編寫實(shí)驗(yàn)4.7 、實(shí)驗(yàn)5.3 、實(shí)驗(yàn)6.5 和實(shí)驗(yàn)7.5 ；胡蓉編寫實(shí)驗(yàn)4.8 和實(shí)驗(yàn)7.4 ；李壯編寫實(shí)驗(yàn)4.9 ；陳曉白編寫第6章引言、實(shí)驗(yàn)5.5 、實(shí)驗(yàn)6.2 和實(shí)驗(yàn)6.4 ；李熊編寫實(shí)驗(yàn)6.1 、實(shí)驗(yàn)6.6 和實(shí)驗(yàn)7.8 ；耿愛(ài)叢編寫實(shí)驗(yàn)7.2 和實(shí)驗(yàn)7.6 ；徐登輝編寫實(shí)驗(yàn)4.3 、實(shí)驗(yàn)5.1 和實(shí)驗(yàn)7.3 ?！　”緯杀本┕ど檀髮W(xué)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(duì)第2版稿件的初審，陳曉白教授負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿。　　本書為高等學(xué)校理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教材，也可供相關(guān)專業(yè)選用和社會(huì)讀者閱讀。

內(nèi)容概要

本教材是參照教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)編制的最新《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》，借鑒國(guó)內(nèi)外面向21世紀(jì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的成果，結(jié)合北京工：商大學(xué)多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫而成的。全書共分七章，將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)各設(shè)為一章，以便學(xué)生在完成一定數(shù)量的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)后，能逐步學(xué)會(huì)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和開展具有研究性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)工作，從而培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)教學(xué)用書，也可作為其他專業(yè)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)參考書。

書籍目錄

前言緒論第1章　測(cè)量誤差與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理　1.1　測(cè)量的基本概念　1.2　測(cè)量不確定度的評(píng)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(jì)算器和計(jì)算機(jī)第2章　物理實(shí)驗(yàn)常用儀器設(shè)備及其使用　2.1　長(zhǎng)度測(cè)量器具　2.2　質(zhì)量測(cè)量?jī)x器　2.3　時(shí)間測(cè)量?jī)x器　2.4　溫度測(cè)量?jī)x器　2.5　電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器　2.6　普通物理實(shí)驗(yàn)室常用光源　2.7　氣壓計(jì)第3章　物理實(shí)驗(yàn)的基本測(cè)量方法　3.1　比較法　3.2　平衡法　3.3　放大法　3.4　補(bǔ)償法　3.5　模擬法　3.6　干涉法　3.7　光譜法　3.8　轉(zhuǎn)換測(cè)量法　3.9　其他測(cè)量方法第4章　基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)4.1　長(zhǎng)度的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)4.2　物體密度的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)4.3　金屬?gòu)椥阅Ａ康臏y(cè)定　實(shí)驗(yàn)4.4　物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)4.5　線脹系數(shù)的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)4.6　空氣比熱容比的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)4.7　用直流電橋測(cè)電阻　實(shí)驗(yàn)4.8　熱電偶的原理與應(yīng)用　實(shí)驗(yàn)4.9　用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)　實(shí)驗(yàn)4.10　用霍爾元件測(cè)磁場(chǎng)　實(shí)驗(yàn)4.11　示波器的使用　實(shí)驗(yàn)4.12　利用等厚干涉測(cè)量透鏡的曲率半徑　實(shí)驗(yàn)4.13　分光計(jì)的調(diào)整和使用　實(shí)驗(yàn)4.14　用透射光柵測(cè)定光波波　實(shí)驗(yàn)4.15　邁克爾遜干涉儀第5章　綜合性實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)5.1　弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)5.2　用光電效應(yīng)測(cè)普朗克常量　實(shí)驗(yàn)5.3　密立根油滴實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)5.4　金屬電子逸出功的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)5.5　用超聲波測(cè)量固體的彈性模量　實(shí)驗(yàn)5.6　非良導(dǎo)體導(dǎo)熱率的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)5.7　波爾共振實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)5.8　半導(dǎo)體熱電特性綜合實(shí)驗(yàn)第6章　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)　引言　實(shí)驗(yàn)6.1　測(cè)定冰的熔解熱　實(shí)驗(yàn)6.2　滑線變阻器的分壓特性研究　實(shí)驗(yàn)6.3　伏安法測(cè)電阻　實(shí)驗(yàn)6.4　電表的改裝與校準(zhǔn)　實(shí)驗(yàn)6.5　用交流電橋測(cè)電阻　實(shí)驗(yàn)6.6　半導(dǎo)體光電特性的研究第7章　研究性實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)7.1　用箔式應(yīng)變片測(cè)試應(yīng)變梁的變形　實(shí)驗(yàn)7.2　塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)7.3　光柵光譜儀原理及其應(yīng)用　實(shí)驗(yàn)7.4　太陽(yáng)能電池伏-安特性的研究　實(shí)驗(yàn)7.5　光速的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)7.6　干涉測(cè)量系列實(shí)驗(yàn)的研究　實(shí)驗(yàn)7.7　高溫超導(dǎo)材料特性的測(cè)試和低溫溫度計(jì)　實(shí)驗(yàn)7.8　掃描隧道顯微鏡的原理和應(yīng)用附錄　附錄A　國(guó)際單位制（SI）　附錄B　物理實(shí)驗(yàn)中常用儀器的基本誤差允許極限（△值）　附錄C　物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　7）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)（包括標(biāo)準(zhǔn)裝置、標(biāo)準(zhǔn)器具、實(shí)物量具和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）給定值的不確定度。測(cè)量通常是將被測(cè)量與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的給定值進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)的，因此，標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度直接引入測(cè)量結(jié)果中，如用天平測(cè)質(zhì)量時(shí)，測(cè)得的質(zhì)量的不確定度中包括了砝碼的不確定度?！　?）在數(shù)據(jù)處理時(shí)所引用的常數(shù)及其他參數(shù)的不確定度?！　?）測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量程序引起的不確定度。例如被測(cè)量的表達(dá)式的近似程度、自動(dòng)測(cè)試程序的迭代程度等引起的不確定度?！　?0）被測(cè)量的各種隨機(jī)影響，使測(cè)量時(shí)重復(fù)觀測(cè)值隨機(jī)變化?！　y(cè)量過(guò)程中的隨機(jī)效應(yīng)及系統(tǒng)效應(yīng)均會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不確定度，數(shù)據(jù)處理中的修約也會(huì)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(píng)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(cè)量不確定度與測(cè)量誤差的區(qū)別　　誤差與不確定度是兩個(gè)不同的概念，不能混淆或誤用。按照誤差的定義，對(duì)同一被測(cè)量，不論其測(cè)量程序、條件如何，相同測(cè)量結(jié)果的誤差相同，不同測(cè)量結(jié)果的誤差肯定不相等。但是，在重復(fù)條件下，不同測(cè)量結(jié)果可有相同的不確定度；由于測(cè)量條件不同，相同的測(cè)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(cè)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(cè)得該銅塊的質(zhì)量仍為45.2 0g，假定銅塊的真實(shí)質(zhì)量為45.1 9g，則兩次測(cè)量的誤差均為0.01g，但這兩次測(cè)量的結(jié)果顯然具有不同的不確定度?！　y(cè)量誤差是客觀存在的，由于無(wú)法獲得被測(cè)量的真值，所以測(cè)量誤差的真實(shí)大小也無(wú)法知道。測(cè)量不確定度是人們對(duì)被測(cè)量認(rèn)識(shí)不足的程度，是可以定量評(píng)定的量。測(cè)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)得到該力值的修正值為2.3 0N，由于標(biāo)準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)不準(zhǔn)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(cè)量中，由于粗心大意、儀器的使用不當(dāng)、突然故障或突然的環(huán)境條件變化（如突然沖擊或振動(dòng)、電源電壓突變等）等都會(huì)產(chǎn)生異常的測(cè)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(cè)量值內(nèi)，因此，不確定度的評(píng)定中不應(yīng)包括異常值。

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