大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程

前言

為適應(yīng)當(dāng)前高等院校教學(xué)改革的需要，根據(jù)教育部《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》和《高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃》的精神，遵循“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開(kāi)拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”的指導(dǎo)思想，我們結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)踐和改革成果編寫了本教程。本書(shū)共包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目約54個(gè)，涵蓋了力、熱、電、光和近代物理學(xué)的大量?jī)?nèi)容，涉及范圍比較廣泛，內(nèi)容比較詳盡而且深入淺出，并體現(xiàn)了當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)一些較新的成果和方法。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等理工科院校對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課。為了使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)豐富的實(shí)驗(yàn)思想，接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和活躍的創(chuàng)新意識(shí)，提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退刭|(zhì)，為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)，本教程在編寫過(guò)程中，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，采用基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、近代物理和綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性（或研究性）實(shí)驗(yàn)的三級(jí)模式。此外，還列入了部分計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，為充分利用多媒體教學(xué)軟件等現(xiàn)代教育技術(shù)、豐富教學(xué)資源、拓寬教學(xué)時(shí)間和空間提供了條件。多年的教學(xué)實(shí)踐證明，采取這種教學(xué)模式，既能使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，更好地理解和掌握理論知識(shí)；同時(shí)又能為開(kāi)展個(gè)性化教學(xué)、倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)提供一個(gè)有效的教學(xué)平臺(tái)。本教程主要內(nèi)容包括緒論、測(cè)量誤差與實(shí)驗(yàn)不確定度、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法、基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、近代物理與綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性（或研究性）實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)等。教程列入的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能基本滿足學(xué)生未來(lái)從事科學(xué)研究和工程技術(shù)工作時(shí)所需的基本知識(shí)和基本技能，為培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的復(fù)合型人才提供科學(xué)知識(shí)、方法和能力的保證。緒論簡(jiǎn)要介紹了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程地位、任務(wù)和要求；介紹了課程主要教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)室規(guī)則，幫助學(xué)生對(duì)“為什么要上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課”，“怎么上好這門課”建立正確的感性認(rèn)識(shí)。第1章、第2章主要介紹誤差理論及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)。以較大篇幅重點(diǎn)介紹了不確定度理論，此外，還列入較多例題供學(xué)生閱讀和思考。通過(guò)對(duì)測(cè)量誤差的估計(jì)、數(shù)據(jù)記錄和處理、誤差分析方法的運(yùn)用，能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神。第3章是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。涉及力、熱、電、光、近代物理等各個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容，對(duì)基本實(shí)驗(yàn)儀器、基本實(shí)驗(yàn)技能和基本測(cè)量方法作了系統(tǒng)介紹，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中都對(duì)教學(xué)目標(biāo)和原理作了簡(jiǎn)要論述，并提出了誤差估計(jì)與不確定度計(jì)算的要求，使學(xué)生容易理解重點(diǎn)、明確思路、掌握方法，加深對(duì)物理理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。

內(nèi)容概要

本書(shū)依據(jù)2004年教育部制定的《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》，借鑒國(guó)內(nèi)外物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的研究成果編寫而成，并力圖在“基本要求”的指導(dǎo)下，構(gòu)建出一個(gè)分層次、模塊化、點(diǎn)面結(jié)合的開(kāi)放的物理實(shí)驗(yàn)課程體系。全書(shū)內(nèi)容分為七部分，包括緒論、誤差理論與數(shù)據(jù)處理、基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、近代物理和綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性(或研究性)實(shí)驗(yàn)，考慮到現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)中，計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)日益成為一種重要的實(shí)驗(yàn)方法，還列入了部分計(jì)算機(jī)仿真物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。　　本書(shū)可作為理、工科高等院校各專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書(shū)及其他專業(yè)的教學(xué)參考書(shū)，也可作為廣大實(shí)驗(yàn)工作者的參考資料。

書(shū)籍目錄

緒論 第1章 測(cè)量誤差與實(shí)驗(yàn)不確定度 　1.1 測(cè)量與測(cè)量誤差 　1.2 不確定度及其有關(guān)概念 　1.3 B類不確定度的估算 　1.4 直接測(cè)量結(jié)果與不確定度的估算 　1.5 間接測(cè)量結(jié)果與不確定度的合成 　1.6 有效數(shù)字與近似計(jì)算 第2章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法 　2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法之一——列表法 　2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法之二——作圖法 　2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法之三——逐差法 　2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法之四——線性回歸法 第3章 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn) 　3.1 固體和液體密度的測(cè)量 　3.2 液體黏滯系數(shù)的測(cè)量（落球法） 　3.3 速度和加速度的測(cè)量 　3.4 驗(yàn)證牛頓第二定律 　3.5 動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)研究 　3.6 金屬絲楊氏彈性模量的測(cè)量 　3.7 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量（扭擺法） 　3.8 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量（轉(zhuǎn)動(dòng)法） 　3.9 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)及比熱容 　3.10 空氣比熱容比的測(cè)量 　3.11 模擬法測(cè)量靜電場(chǎng)的分布 　3.12 電表的改裝與校正 　3.13 電子束在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 　3.14 示波器的使用 　3.15 鐵磁材料動(dòng)態(tài)磁滯回線的觀測(cè)與研究 　3.16 霍耳效應(yīng)法測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度 　3.17 薄透鏡焦距的測(cè)量 　3.18 平行光管法測(cè)量薄透鏡的焦距及分辨力 　3.19 棱鏡角和材料折射率的測(cè)量 　3.20 光柵常數(shù)及角色散率的測(cè)量 　3.21 等厚干涉的實(shí)驗(yàn)研究 　3.22 雙棱鏡干涉測(cè)量光波波長(zhǎng) 　3.23 弦線上波的傳播規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究 第4章 近代物理與綜合性實(shí)驗(yàn) 　4.1 聲速的測(cè)量 　4.2 多普勒效應(yīng) 　4.3 半導(dǎo)體熱敏電阻特性的研究 　4.4 電位差計(jì)測(cè)量溫差電動(dòng)勢(shì) 　4.5 電子電荷的測(cè)量（密立根油滴法） 　4.6 夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn) 　4.7 液晶的電光效應(yīng) 　4.8 邁克爾遜干涉儀 　4.9 全息照片的拍攝 　4.10 小型棱鏡攝譜儀的使用 　4.11 用光柵光譜儀測(cè)量氦燈波長(zhǎng) 　4.12 光電效應(yīng)和普朗克常量的測(cè)量 　4.13 超聲光柵測(cè)量液體中的聲速 　4.14 光速測(cè)量 　4.15 玻爾共振實(shí)驗(yàn) 　4.16 單縫衍射相對(duì)光強(qiáng)分布及縫寬的測(cè)量 第5章 設(shè)計(jì)性（或研究性）實(shí)驗(yàn) 　5.1 氣墊導(dǎo)軌上簡(jiǎn)諧振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究 　5.2 電路元件伏安特性的研究 　5.3 偏振光的研究 　5.4 衍射法測(cè)量細(xì)絲直徑 　5.5 全息光柵的設(shè)計(jì)制作與檢測(cè) 　5.6 重力加速度的實(shí)驗(yàn)研究 　5.7 光敏電阻光電特性的研究 　5.8 自動(dòng)聚光太陽(yáng)能充電器的研究 　5.9 超聲波技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì) 　5.10 硅光電池光照伏安特性的測(cè)量與研究 第6章 計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn) 　6.1 凱特?cái)[測(cè)重力加速度 　6.2 示波器實(shí)驗(yàn) 　6.3 法布里—泊羅標(biāo)準(zhǔn)具實(shí)驗(yàn) 　6.4 核磁共振（NMR） 　6.5 半導(dǎo)體溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式及相互作用的過(guò)程中，物理概念的建立、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都以嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)事實(shí)作基礎(chǔ)，并且不斷地受到實(shí)驗(yàn)事實(shí)的檢驗(yàn)?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)的基礎(chǔ)，是物理知識(shí)的源泉，是物理科學(xué)理論的試金石。不僅如此，物理實(shí)驗(yàn)還是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的先驅(qū)，它充分體現(xiàn)了大多數(shù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的共性，在實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)手段等方面是各學(xué)科科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。縱觀物理學(xué)發(fā)展的歷程不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)不僅為物理科學(xué)開(kāi)拓新理論、新領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為拓展物理學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域提供了有力武器。最近幾十年來(lái)，物理學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展迅速，尤其在核物理、新能源、激光、傳感與自動(dòng)控制、新型材料、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面，更是反映了物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的新水平?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展越來(lái)越體現(xiàn)出物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的重要性，基于以上原因，在高等理工科院校開(kāi)設(shè)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程，可以使本科生系統(tǒng)接受豐富的實(shí)驗(yàn)思想、方法和技能訓(xùn)練；提高獲取知識(shí)的自學(xué)能力、運(yùn)用知識(shí)的綜合分析能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、理論聯(lián)系實(shí)際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合素質(zhì)。學(xué)好《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程，是新一代科技工作者培養(yǎng)良好科學(xué)素養(yǎng)、樹(shù)立正確科學(xué)世界觀的重要途徑。一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的主要任務(wù)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》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)練的必修基礎(chǔ)課，是學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和技能訓(xùn)練的開(kāi)端。它有如下的主要任務(wù)。1.培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素質(zhì)要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)了解或使用儀器，正確地進(jìn)行測(cè)量、處理數(shù)據(jù)、分析結(jié)果以及撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)，以獲得必要的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和操作技能；掌握實(shí)驗(yàn)研究的科學(xué)思想和基本方法；培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)；提高分析能力和創(chuàng)新能力。2.培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，嚴(yán)格細(xì)致、實(shí)事求是、刻苦鉆研和一絲不茍，培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，積極主動(dòng)的探索精神；培養(yǎng)遵守紀(jì)律，團(tuán)結(jié)協(xié)作，愛(ài)護(hù)公共財(cái)產(chǎn)的優(yōu)良品德。

編輯推薦

《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程》是由國(guó)防工業(yè)出版社出版的。

圖書(shū)封面

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