大學(xué)物理實驗

前言

著名物理學(xué)家丁肇中教授說：“實驗是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。實驗可以推翻理論，理論不可以推翻實驗?！贝髮W(xué)物理實驗是高等院校理工科學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)課，它對培養(yǎng)大學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)、提高實驗技能、加深對物理的理解起著十分重要的作用。其基本任務(wù)是讓學(xué)生用實驗的方法去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。本書反映了近年來全國大學(xué)物理實驗的改革趨勢和我校《大學(xué)物理實驗》廣東省精品課程的建設(shè)成果。本書具有如下特點(diǎn)：①根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知和能力培養(yǎng)規(guī)律，新建了由基礎(chǔ)技能訓(xùn)練實驗、綜合技能訓(xùn)練實驗、設(shè)計與提高型實驗組成的結(jié)構(gòu)體系；②注重實驗內(nèi)容的新穎性、綜合性和應(yīng)用性，刪除了一些與中學(xué)物理實驗重疊或過時的實驗項目，更新了一批綜合性、設(shè)計性實驗項目，自主開發(fā)了一批反映科研成果的提高型實驗；③實驗原理敘述簡練，突出物理思想；④在介紹實驗原理之前，增加了“預(yù)備問題”，讓學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí)實驗和做實驗，以提高教學(xué)質(zhì)量；⑤實驗插圖用專業(yè)軟件繪制，清晰而美觀。全書共四章，31個實驗。第一章介紹誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理。第二章為基礎(chǔ)技能訓(xùn)練實驗，8個實驗，強(qiáng)調(diào)基本實驗原理、基本實驗技能、基本數(shù)據(jù)處理方法。第三章為綜合技能訓(xùn)練實驗，15個實驗，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識能力和綜合實驗技能。第四章為設(shè)計與提高型實驗，8個實驗，著重培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗、進(jìn)行科學(xué)研究和實驗創(chuàng)新的能力。本書由陳國杰、謝嘉寧、黃義清、張潞英、周有平、李斌、周紅仙、伍賢棟、王毅、曹輝、陳偉成等編寫。由于編寫倉促，水平有限，書中錯漏在所難免，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書分四章，共31個實驗，包括力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光纖通信、光電檢測等實驗。第一章介紹誤差及數(shù)據(jù)處理，第二章為基礎(chǔ)技能訓(xùn)練實驗，第三章為綜合技能訓(xùn)練實驗，第四章為設(shè)計與提高型實驗。實驗項目實用性和新穎性較強(qiáng)。    本書可作為本科院校大學(xué)物理實驗課程的教材，也可作為?？圃盒＝處熀蛯W(xué)生的參考書。

書籍目錄

緒論第一章  誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理的基本知識  1.1 測量與誤差  1.2 測量不確定度和測量結(jié)果的報道  1.3 有效數(shù)字及其運(yùn)算  1.4 常用數(shù)據(jù)處理方法第二章  基礎(chǔ)技能訓(xùn)練實驗  2.1 實驗1 基本測量  2.2 實驗2 示波器的原理與應(yīng)用  2.3 實驗3 電子元件伏安特性的測定  2.4 實驗4 光杠桿法測量楊氏模量  2.5 實驗5 剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定  2.6 實驗6 聲速測量  2.7 實驗7 分光計的調(diào)整與使用  2.8 實驗8 邁克爾遜干涉儀的調(diào)整與使用第三章  綜合技能訓(xùn)練實驗  3.1 實驗9 RLC電路的穩(wěn)態(tài)特性  3.2 實驗10 溫度傳感與測量  3.3 實驗11 用雙臂電橋測量低電阻  3.4 實驗12 霍耳效應(yīng)  3.5 實驗13 導(dǎo)熱系數(shù)的測定  3.6 實驗14 非平衡直流電橋原理與應(yīng)用  3.7 實驗15 音頻信號光纖傳輸實驗  3.8 實驗16 用分光計研究光柵光譜  3.9 實驗17 等厚干涉實驗  3.10 實驗18 激光全息照相  3.11 實驗19 折射與偏振光  3.12 實驗20 全息光柵的制作  3.13 實驗21 光纖通信原理實驗  3.14 實驗22 光速測量  3.15 實驗23 非線性混沌電路實驗第四章  設(shè)計與提高型實驗  4.1 實驗24 電阻測量的設(shè)計  4.2 實驗25 電表的設(shè)計與校準(zhǔn)  4.3 實驗26 用霍耳傳感器測量楊氏模量  4.4 實驗27 不規(guī)則面積的非接觸測量  4.5 實驗28 調(diào)制傳遞函數(shù)的測量與透鏡像質(zhì)評價  4.6 實驗29 光纖無源器件  4.7 實驗30 光纖傳感實驗  4.8 實驗31 基于計算機(jī)聲卡的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量附錄  附表1 國際基本單位制  附表2 國際制單位詞頭表  附表3 2006年CODATA基本物理常數(shù)推薦值簡表  附表4 在海平面上不同緯度處的重力加速度  附表5 常見材料的各向同性楊氏模量  附表6 相對濕度查對表  附表7 水的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系  附表8 不同濕度溫度時空氣中的聲速  附表9 20攝氏度時常見固體和液體的密度  附表10 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同溫度的純水密度  附表11 汞燈光譜線波長表  附表12 鈉燈光譜線波長表  附表13 氫燈光譜線波長表  附表14 常用物質(zhì)的折射率

章節(jié)摘錄

插圖：2.實驗操作實驗環(huán)節(jié)是實驗的主體，要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成實驗操作的全過程。該環(huán)節(jié)要求如下：（1）對照實驗圖正確連接實驗儀或?qū)嶒炑b置，儀器擺設(shè)要合理，便于檢查、操作和讀數(shù)。仔細(xì)檢查無誤后才開始做實驗。（2）按儀器操作規(guī)程調(diào)整儀器，合理選擇量程。（3）細(xì)心操作，注意觀察實驗現(xiàn)象，認(rèn)真記錄測量數(shù)據(jù)，正確表示測量值的有效數(shù)字和單位。要注意思考分析，看是否有異?，F(xiàn)象或數(shù)據(jù)，如有就及時找出原因并加以解決。（4）記錄實驗條件和儀器的主要參數(shù)、型號、編號，以及實驗組別。如實記錄實驗中遇到的問題、故障及可疑現(xiàn)象。（5）要科學(xué)分析實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。實驗數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)有所差別，不能籠統(tǒng)說實驗結(jié)果不好。因為任何實驗結(jié)果都是有誤差的，問題是誤差有多大？是否合理？如果誤差在允許范圍內(nèi)，那就正常。如果誤差太大，要分析檢查誤差的原因，首先要檢查自己操作和讀數(shù)是否正確？實驗條件是否滿足？其次檢查儀器和裝置是否工作正常？不要拼湊數(shù)據(jù)。3.實驗報告實驗報告是實驗工作的總結(jié)，是實驗課的重要組成部分。實驗報告一般包括以下幾個部分：（1）實驗名稱。（2）實驗原理摘要。扼要地敘述實驗的物理思想和實驗方法，計算公式及成立條件，畫出實驗原理圖。（3）數(shù)據(jù)記錄及處理。合理設(shè)計數(shù)據(jù)表格，填入有關(guān)原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和計算，繪制圖線，計算及分析誤差，求出實驗結(jié)果，要特別注意有效數(shù)字和單位的正確表達(dá)。（4）討論。討論是實驗的升華。包括實驗是否達(dá)到實驗?zāi)康暮鸵螅繉嶒炛杏^察到哪些物理現(xiàn)象？怎樣解析這些現(xiàn)象？實驗誤差的主要原因及對實驗結(jié)果的影響如何？等等。（5）體會。包括通過實驗取得了哪些收獲？對實驗過程及結(jié)果的評價如何？實驗方法或?qū)嶒炑b置有哪些改進(jìn)建議？等等。實驗課是學(xué)生在教師指導(dǎo)下充分發(fā)揮能動性的學(xué)習(xí)過程，因此必須強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的自覺性和主動性，要將教師的要求變成自己的追求。實驗前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，思考如何做好這個實驗，應(yīng)該注意哪些問題；實驗后要對實驗進(jìn)行總結(jié)和評價。在整個實驗過程中一定要既動手又動腦，這樣才能提高實驗?zāi)芰Γ囵B(yǎng)科學(xué)素質(zhì)。三、用MATLAB處理物理實驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理是物理實驗的組成部分和重要環(huán)節(jié)。在基礎(chǔ)物理實驗中，通常采用手工方法（如列表法、作圖法、逐差法等）來處理數(shù)據(jù)和誤差，這對于掌握誤差理論和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神是必要的。由于物理實驗的數(shù)據(jù)多、計算公式多，在設(shè)計性和研究性物理實驗中，用手工方法來處理實驗數(shù)據(jù)，不僅煩瑣、效率低，而且容易引入人為誤差，難以準(zhǔn)確繪制流暢、美觀的圖線。

編輯推薦

《大學(xué)物理實驗》特點(diǎn)：插圖由專業(yè)軟件繪制，清晰、美觀；新建由基礎(chǔ)技能訓(xùn)練實驗、綜合技能訓(xùn)練實驗、設(shè)計與提高型實驗組成的教學(xué)體系；實驗項目突出應(yīng)用，反映省級精品課程建設(shè)成果；編寫淺顯，方便教與學(xué)。

圖書封面

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