大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它本身以及它與各個(gè)自然學(xué)科、工程技術(shù)部門(mén)的相互作用對(duì)人類(lèi)文明歷史的發(fā)展，對(duì)當(dāng)代與未來(lái)的高新科技的進(jìn)步和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的建議都提供了巨大的推動(dòng)力；作為人類(lèi)追求真理，探索未知世界的工具，物理學(xué)是一種哲學(xué)觀和方法論，它深刻地影響著人類(lèi)對(duì)自然的基本認(rèn)識(shí)、人類(lèi)的思維方式和社會(huì)生活，在科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中具有重要的地位。實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，它反映了理工科及各個(gè)學(xué)科科學(xué)實(shí)驗(yàn)的共性和普遍性的問(wèn)題。它在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，特別是與科學(xué)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的綜合能力，適應(yīng)科技發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步對(duì)人才的需求方面有著不可替代的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等理工科院校對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修通識(shí)課程，是大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端。物理實(shí)驗(yàn)課覆蓋廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，具有多樣化的實(shí)驗(yàn)方法和手段，以及綜合性很強(qiáng)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)訓(xùn)練，它是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、引導(dǎo)學(xué)生確立正確科學(xué)思想和科學(xué)方法、提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)教材是遵照全國(guó)工科物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的基本要求及上級(jí)主管部門(mén)頒布的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合學(xué)校學(xué)科專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備情況，針對(duì)工科學(xué)校大學(xué)低年級(jí)學(xué)員的認(rèn)知特點(diǎn)和知識(shí)水平，在總結(jié)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的。本實(shí)驗(yàn)教材按照測(cè)量與誤差理論、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等四章編寫(xiě)。在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)夯實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，突出綜合設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)提高能力，盡量做到基礎(chǔ)性和綜合設(shè)計(jì)性兼顧。全書(shū)共安排33項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)可根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)、專(zhuān)業(yè)要求等，選擇其中的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行。每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理表格、注意事項(xiàng)、思考題和重點(diǎn)儀器介紹等部分組成，盡量做到系統(tǒng)完整，以方便學(xué)員課前預(yù)習(xí)。本書(shū)由孫越勝主編，黃濤副主編，孫越勝、黃濤、馮素平，王瑜、白秀軍參加編寫(xiě)。物理實(shí)驗(yàn)中心的其他教員為本書(shū)的編寫(xiě)提供了大量的寶貴資料和修改意見(jiàn)。本書(shū)的出版也得到了有關(guān)高校老師的大力支持，同時(shí)，國(guó)防工業(yè)出版社的同志對(duì)本書(shū)的出版給出了許多中肯的意見(jiàn)，付出了大量的心血，在此表示衷心的感謝。本書(shū)由楊華教授和余大斌教授擔(dān)任主審。兩位專(zhuān)家不僅仔細(xì)地審閱了全部書(shū)稿，而且對(duì)很多具體內(nèi)容都提出了極好的修改意見(jiàn)，為本書(shū)特色的形成和質(zhì)量的提高起到了極大的作用。由于編者水平有限，本書(shū)難免有缺點(diǎn)與不足，懇切希望讀者批評(píng)指正。編  者2009年1月

內(nèi)容概要

　　本書(shū)是根據(jù)教育部高等學(xué)校非物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2004年制定的《非物理類(lèi)理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》和上級(jí)主管部門(mén)頒布的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，借鑒21世紀(jì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與改革成果，總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成的。全書(shū)包括緒論、誤差與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)共4章，33個(gè)實(shí)驗(yàn)。全書(shū)編寫(xiě)力求體現(xiàn)時(shí)代性和先進(jìn)性，注重個(gè)性發(fā)展和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，提高綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，適應(yīng)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需要?！　”緯?shū)各章節(jié)內(nèi)容既相互獨(dú)立、自成體系，又循序漸進(jìn)、相互配合。本書(shū)可作為高等工科院校、高等職業(yè)學(xué)校和高等專(zhuān)科學(xué)校各專(zhuān)業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)用書(shū)或參考書(shū)，也可作為中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽培訓(xùn)教材和實(shí)驗(yàn)工作者的參考資料。

書(shū)籍目錄

緒論第一節(jié) 物理學(xué)與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系第二節(jié) 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)室規(guī)則第一章 測(cè)量、誤差與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理第一節(jié) 測(cè)量與誤差第二節(jié) 測(cè)量不確定度和結(jié)果表達(dá)第三節(jié) 不確定度的計(jì)算第四節(jié) 有效數(shù)字及其運(yùn)算第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理思考與練習(xí)第二章 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)第一節(jié) 基本測(cè)量方法第二節(jié) 基本實(shí)驗(yàn)儀器第三節(jié) 基本調(diào)整技術(shù)第四節(jié) 基本操作規(guī)程第三章 基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3.1 長(zhǎng)度、密度測(cè)量實(shí)驗(yàn)3.2 單擺的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)3.3 制流與分壓電路特性研究實(shí)驗(yàn)3.4 萬(wàn)用表的使用實(shí)驗(yàn)3.5 示波器的使用實(shí)驗(yàn)3.6 薄透鏡焦距的測(cè)量實(shí)驗(yàn)3.7 氣墊導(dǎo)軌上物體運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)3.8 楊氏模量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)3.9 金屬膨脹系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)3.10 落球法測(cè)定液體的粘滯系數(shù)實(shí)驗(yàn)3.11 用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)3.12 用電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)3.13 霍爾效應(yīng)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)3.14 PN結(jié)特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)3.15 分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用第四章 綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.1 碰撞與能量守恒研究實(shí)驗(yàn)4.2 聲速測(cè)定實(shí)驗(yàn)4.3 光電效應(yīng)法測(cè)定普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)4.4 密立根油滴實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.5 光的干涉——牛頓環(huán)與劈尖實(shí)驗(yàn)4.6 線(xiàn)性與非線(xiàn)性電學(xué)元件測(cè)定實(shí)驗(yàn)4.7 補(bǔ)償原理與電位差計(jì)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)4.8 非平衡電橋的設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)4.9 邁克耳遜干涉儀的調(diào)整和使用實(shí)驗(yàn)4.10 光柵衍射與全息光柵制作實(shí)驗(yàn)4.11 熱敏電阻溫度特性研究與數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4.12 黑盒實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.13 偏振光旋光的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)4.14 光電傳感器綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.15 夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.16 微波光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.17 多普勒效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.18 電表改裝與校準(zhǔn)附錄 國(guó)際單位制和某些常用物理數(shù)據(jù)附表一 單位制和單位附表二 國(guó)際單位制中具有專(zhuān)門(mén)名稱(chēng)的導(dǎo)出單位附表三 基本和重要的物理常數(shù)表附表四 常用的物理實(shí)驗(yàn)參數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：實(shí)驗(yàn)3.11 用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)自然現(xiàn)象千差萬(wàn)別。有的稍縱即逝，有的延續(xù)若干世紀(jì)，有的百年不遇，有的不時(shí)出現(xiàn)在你眼前。對(duì)這些現(xiàn)象的實(shí)地測(cè)量是很困難的，有時(shí)甚至是不可能的。但是，在科學(xué)研究和工程建設(shè)中又往往必須研究它們。于是，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中，模仿實(shí)際情況，使現(xiàn)象重現(xiàn)、延緩或加速，并進(jìn)行測(cè)量。這種實(shí)驗(yàn)方法叫模擬法。例如，利用風(fēng)洞來(lái)研究飛行器在大氣中飛行時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性，就是一種模擬法。還有一種模擬，如果某個(gè)物理量的直接測(cè)量有困難，人們就轉(zhuǎn)向另一個(gè)物理量，而這兩個(gè)物理量具有相同的空間（或時(shí)間）分布。這樣，從比較容易測(cè)量的物理量間接得到難于直接測(cè)量的物理量的時(shí)空分布。本實(shí)驗(yàn)就是用電流場(chǎng)來(lái)模擬靜電場(chǎng)的。[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯（1）學(xué)習(xí)用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)的方法。（2）測(cè)繪幾種靜電場(chǎng)的等位線(xiàn)。[實(shí)驗(yàn)原理]靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是描述靜電場(chǎng)的兩個(gè)基本量，這兩個(gè)量的直接測(cè)量是很困難的。首先，難于保持場(chǎng)源電荷電量的持久不變，這是因?yàn)殡姾煽傄ㄟ^(guò)大氣或支持物不斷地泄漏。其次，在測(cè)量時(shí)將探針引入靜電場(chǎng)的同時(shí)，在探針上會(huì)感應(yīng)電荷，這些電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)疊加在原電場(chǎng)，使電場(chǎng)發(fā)生顯著畸變，測(cè)量亦失去了意義。

編輯推薦

《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》可作為高等工科院校、高等職業(yè)學(xué)校和高等專(zhuān)科學(xué)校各專(zhuān)業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)用書(shū)或參考書(shū),也可作為中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽培訓(xùn)教材和實(shí)驗(yàn)工作者的參考資料。

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