操縱物理儀器獲取實驗方法

前言

正如奧爾特加·加塞特在《大學(xué)的使命》（Mission of the university）一書中所指出的：“人類從事和熱衷于教育是基于一個簡單明了、毫無浪漫色彩的原因：人類為了能夠滿懷信心、自由自在和卓有成效地生活必須知道很多事情，但兒童和青年的學(xué)習(xí)能力都非常有限，這就是原因所在。假如童年期和青年期的時間分別都持續(xù)100年，或者兒童和青少年都具有無限的智慧和注意力，那么就不會有教學(xué)活動的存在。然而，童年和青年的時光非常短暫，兒童和青年的學(xué)習(xí)能力也非常有限，因此，需要教育的存在?！薄霸谠紩r期，幾乎沒有什么教育存在。那時候知識內(nèi)容嚴(yán)重不足，任何人都不必特別費力就能學(xué)會和掌握，幾乎沒有教育的必要。當(dāng)需要獲得的知識與學(xué)習(xí)能力不成比例時，教育就出現(xiàn)了。”中國教育在先秦時期由于十分豐富的諸子百家思想，形成了我國古代文化教育的繁榮期。“而歐洲，教育在接近18世紀(jì)中期時蓬勃興起，持續(xù)發(fā)展到現(xiàn)在并影響了全球。理由很簡單：正是那個時期近代文化首次走向繁榮，短時間內(nèi)人類的知識寶庫得以擴(kuò)展。人類此時迫切需要學(xué)習(xí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其學(xué)習(xí)能力的大量知識，教育學(xué)也因此得以迅速發(fā)展?！薄叭狈W(xué)習(xí)能力是教育的基本原理。由于學(xué)習(xí)者不會學(xué)習(xí)，就必須要為教學(xué)做好恰如其分的準(zhǔn)備?！蔽锢韺W(xué)是一門實驗科學(xué)，是理論和實驗高度結(jié)合的精確科學(xué)。它研究物質(zhì)、能量和它們之間的相互作用。物理學(xué)探索著自然，驅(qū)動著技術(shù)發(fā)展，是自然科學(xué)、人類文明、技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。因而對于物理學(xué)的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)理工科大學(xué)生基本實驗技能和科學(xué)素質(zhì)、形成主動探索精神的重要手段。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)教育部2008年《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》，結(jié)合哈爾濱工程大學(xué)多年來物理實驗教學(xué)的實踐經(jīng)驗，在歷年來所用物理實驗教材的基礎(chǔ)上，并吸收了具有現(xiàn)代觀點和時代氣息的成果及兄弟院校教學(xué)改革的經(jīng)驗編寫而成的。    本書介紹了測量誤差、不確定度概念及數(shù)據(jù)處理的基本知識，精選了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理、綜合性和設(shè)計性實驗共40個。在每個實驗中，以各種物理現(xiàn)象、歷史、科學(xué)家小傳為背景，從多角度、多方面充分展示各種現(xiàn)象背后蘊含的物理學(xué)原理，增加了對應(yīng)的實驗在生產(chǎn)實踐、生活和科研方面的應(yīng)用。同時考慮到各高校所使用的儀器和實驗內(nèi)容不同，還增加了相關(guān)的擴(kuò)展實驗，以便為其他高校參考使用。    本書可作為理工科院校各專業(yè)的物理實驗教材，也可供其他專業(yè)學(xué)生選用。

書籍目錄

物理實驗前導(dǎo)知識　實驗1　基本測量與數(shù)據(jù)處理　實驗2　物體密度的測定　實驗3　用扭擺法測量物體的轉(zhuǎn)動慣量　實驗4　拉伸法測金屬絲的楊氏模量　實驗5　毛細(xì)管法測液體的表面張力系數(shù)　實驗6　液體變溫黏滯系數(shù)的測定　實驗7　金屬線膨脹系數(shù)的測定　實驗8　測定空氣的比熱容比電磁學(xué)實驗預(yù)備知識　實驗9　用模擬法測繪靜電場　實驗10　用霍耳效應(yīng)法測量螺線管磁場　實驗11　動態(tài)磁滯回線的測定　實驗12　電子束的電偏轉(zhuǎn)和電子比荷的測定光學(xué)實驗預(yù)備知識　實驗13　薄透鏡焦距的測定　實驗14　分光計的調(diào)整與使用　實驗15　等厚干涉　實驗　實驗16　平行光管的調(diào)整與使用　實驗17　阿貝折射儀的使用　實驗18　示波器的使用與聲速的測量　實驗19　用玻爾共振儀研究受迫振動　實驗20　金屬電子逸出功的測定　實驗21　棱鏡色散關(guān)系的研究　實驗22　邁克爾遜干涉儀　實驗23　法布里一珀羅（F-P）干涉儀　實驗24　光的偏振　實驗　實驗25　全息照相　實驗26　阿貝成像原理和空間濾波　實驗27　密立根油滴　實驗　實驗28　夫蘭克—赫茲　實驗　實驗29　光電效應(yīng)　實驗　實驗30　光纖傳感基礎(chǔ)　實驗　實驗31　光纖傳感器的設(shè)計　實驗32　光通信　實驗　實驗33　碰撞打靶　實驗　實驗34　重力加速度的測量　實驗35　電阻伏安特性的測量　實驗36　電表的改裝與校準(zhǔn)　實驗37　自組電橋測電阻　實驗38　補(bǔ)償原理和電位差計　實驗39　自組望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡　實驗40　透明薄片折射率的測定參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：物理實驗前導(dǎo)知識實驗2物體密度的測定物質(zhì)的密度（The Density of a Substance）是指物質(zhì)的質(zhì)量（Mass）和其體積（Volume）的比值，即單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量。密度是反映物質(zhì)特性的物理量，物質(zhì)的特性是指物質(zhì)本身具有的而又能相互區(qū)別的一種性質(zhì)，人們往往感覺密度大的物質(zhì)“重”，密度小的物質(zhì)“輕”，這里的“重”和“輕”實質(zhì)上指的是密度的大小。密度不隨質(zhì)量、體積的改變而改變，同種物質(zhì)的密度不變。每種物質(zhì)都有一定的密度，不同物質(zhì)的密度一般是不同的。人體的密度僅有1.O7g/cm3，只比水的密度多出一點，所以學(xué)游泳不會很難，汽油的密度比水小，所以你會發(fā)現(xiàn)，在路上看到的油漬，都會浮在水面上。海水的密度大于水，人體在海水中比較容易浮起來。水的密度大于冰。物質(zhì)的密度會受溫度的影響而改變。一般而言，物質(zhì)的質(zhì)量不受溫度影響，但是體積會熱脹冷縮。所以溫度上升時體積膨脹，密度相對就變小了。相反的，物質(zhì)在溫度下降時體積縮小，密度會變大。不過水是例外，因為水的密度在4℃時最大，水溫只要從4℃上升或下降，密度都會變小。也就是說4℃的水，體積在受熱時也膨脹、冷卻時也膨脹。所以水總是由表面開始結(jié)冰，密度最大的4。C的水會沉入最底層。這個性質(zhì)非常重要，在嚴(yán)寒的冬天，雖然水的表面已結(jié)冰，但在湖泊的底層仍維持4℃左右，使水中的生物可安然度過冬天。密度在生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用，可從以下幾個方面反映出來。

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《操縱物理儀器獲取實驗方法:物理實驗教程》由國防工業(yè)出版社出版。

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