大學(xué)物理實驗教程

內(nèi)容概要

　　《大學(xué)物理實驗教程》是廣東省精品課程 “大學(xué)物理實驗”配套教材和廣東省高等學(xué)校物理實驗教學(xué)示范中心建設(shè)成果。
《大學(xué)物理實驗教程》分4章，共37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1章介紹誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理知識，第2章為基礎(chǔ)性實驗，第3章為綜合與應(yīng)用性實驗，第4
章為設(shè)計與研究性實驗。實驗項目實用性和新穎性較強，插圖（包括儀器接線圖）清晰而美觀。敘述淺易，教學(xué)方便。

書籍目錄

緒論
第1章 誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理的基本知識
 第1節(jié) 測量與誤差
 第2節(jié) 測量不確定度和測量結(jié)果的報道
 第3節(jié) 有效數(shù)字及其運算
 第4節(jié) 常用數(shù)據(jù)處理方法
第2章 基礎(chǔ)性實驗
 實驗1 基本測量
 實驗2 示波器的原理與應(yīng)用
 實驗3 液體粘滯系數(shù)的測定
 實驗4 剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定
 實驗5 光杠桿法測金屬絲的楊氏模量
 實驗6 聲速測量
 實驗7 用非平衡直流電橋研究熱電阻的溫度特性
 實驗8 用雙臂電橋測低電阻
 實驗9 RLC串聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)特性
 實驗10 分光計的調(diào)節(jié)及棱鏡折射率的測定
 實驗11 邁克爾遜干涉儀測光波波長
 實驗12 光的等厚干涉
第3章 綜合與應(yīng)用性實驗
 實驗13 不同材料導(dǎo)熱系數(shù)的測定
 實驗14 溫度傳感與測量
 實驗15 霍爾效應(yīng)與應(yīng)用
 實驗16 用霍爾傳感器測楊氏模量
 實驗17 音頻信號光纖傳輸技術(shù)
 實驗18 磁化曲線和磁滯回線測量
 實驗19 大功率白光LED特性測量
 實驗20 太陽能電池特性的測量
 實驗21 用非線性電路研究混沌現(xiàn)象
 實驗22 光調(diào)制法測量光速
 實驗23 雙光柵測量微弱振動位移量
 實驗24 偏振光的研究
 實驗25 用分光計測光柵常數(shù)及角色散率
 實驗26 激光全息照相
 實驗27 調(diào)制傳遞函數(shù)的測量與透鏡像質(zhì)評價
 實驗28 光電效應(yīng)與普朗克常數(shù)的測定
 實驗29 電光調(diào)制
第4章 設(shè)計與研究性實驗
 實驗30 用單擺測量重力加速度
 實驗31 電路元件伏安特性的研究
 實驗32 電阻測量的設(shè)計
 實驗33 電表的設(shè)計與校準(zhǔn)
 實驗34 全息光柵的制作
 實驗35 水波多普勒效應(yīng)的研究
 實驗36 不規(guī)則面積的非接觸測量
 實驗37 基于計算機聲卡的電機轉(zhuǎn)速測量
附錄A 常用物理量表
附錄B 諾貝爾物理學(xué)獎與物理實驗

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   1.全息照相與普通照相的主要區(qū)別 物體上各點發(fā)出（或反射）的光（簡稱物光波）是電磁波，借助它們的頻率、振幅和相位信息的不同，人們可以區(qū)別物體的顏色、明暗、形狀和遠近。普通照相是運用幾何光學(xué)中透鏡成像的原理，把被拍攝物體成像在一張感光底片上，沖洗后就得到了一張記錄物體表面光強分布的平面圖像，像的亮暗和物體表面反射光的強弱完全對應(yīng)，但是無法記錄光振動的相位，所以普通照相沒有立體感，它得到的只能是物體的一個平面像。所謂全息照相，是指利用光的干涉原理把被拍攝物體的全部信息——物光波的振幅和相位，都記錄下來，并能夠完全再現(xiàn)被攝物的全部信息，從而再現(xiàn)形象逼真的物體立體像。全息照相的過程分兩步：記錄和再現(xiàn)。全息照相的數(shù)學(xué)描述見本實驗附錄26—A。 2.光的干涉——全息記錄 全息照相是一種干涉技術(shù)，為了能夠清晰地記錄干涉條紋，要求記錄的光源必須是相干性能很好的激光光源。圖26—1是拍攝全息照片的光路示意圖。 由激光器發(fā)出的激光束，通過分束鏡分成兩束相干的透射光和反射光：一束光經(jīng)反射鏡M1反射，再經(jīng)擴束鏡L1擴束后照射到被拍攝物體上，然后從物體投向全息底片H上，這部分光稱為物光。另一束光經(jīng)反射鏡M2反射，再經(jīng)擴束鏡L2擴束直接照射到底片上，稱為參考光。由于同一束激光分成的兩束光具有高度的時間相干性和空間相干性，在照相底片上相遇后，形成干涉條紋。由于被攝物體發(fā)出的物光波是不規(guī)則的，這種復(fù)雜的物光光波是由無數(shù)的球面波疊加而成的，因此，在全息底片上記錄的干涉圖樣是一些無規(guī)則的干涉條紋，這就是全息圖。 全息照相采用了一種將相位關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)振幅關(guān)系的方法，把相位關(guān)系以干涉條紋明暗變化的形式記錄在全息底片上。干涉條紋上各點的明暗主要取決于兩相干光波在該點的相位關(guān)系（與兩光波的振幅也有關(guān)）。干涉條紋的明暗對比度（即反差）決定于物光和參考光的振幅，即條紋的反差包含有物光光波的振幅信息。在全息照相中，無規(guī)則的干涉條紋的間距是由參考光與物光波投射到照相底片時二者之間的夾角決定的，夾角大的地方條紋細密，夾角小的地方條紋稀疏。物光波的全部信息以干涉條紋的形式記錄在全息底片上，經(jīng)顯影、定影等處理就得到全息照片。 3.光的衍射——全息照相的再現(xiàn) 全息圖上看不到如普通照片那樣的拍攝物體的像，只有在高倍顯微鏡下可看到濃淡、疏密、走向不同的干涉條紋。所以，一張全息圖片相當(dāng)于一塊復(fù)雜的“衍射光柵”，而物像再現(xiàn)的過程就是光的衍射過程。一般采用拍攝時所用的激光作為照明光，并以特定方向或與原參考光相同的方向照射全息圖片，就能在全息圖片的衍射光波中得到0級衍射光波和±1級衍射光波。 0級衍射光：具有再現(xiàn)光的相位特性，其方向與再現(xiàn)光相同。 +1級衍射波：發(fā)散光，具有原始物光波的一切特性，可以觀察到與原物體完全相同的再現(xiàn)虛像。 -級衍射波：會聚光，具有與原物光波共軛的相位，在虛像的相反一側(cè)觀察到實像。 最簡單的再現(xiàn)方法是按原參考光的方向照射全息圖片。如光路圖26—2所示，把拍好的全息照片放回底片架上，遮擋住光路中的物光（轉(zhuǎn)動其反射鏡M1或其他辦法），移走光路中的被拍物體，只讓參考光照在全息圖片上。這樣在拍攝物體方向可看到物的虛像，在全息照片另一側(cè)有一個與虛像共軛的對稱實像。

編輯推薦

《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材:大學(xué)物理實驗教程》可作為本科院校“大學(xué)物理實驗”課程教材，也可作為?？圃盒＝處熀蛯W(xué)生的參考書。

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