大學物理實驗

內容概要

本書是根據高等學校理工科大學物理實驗課程教學的基本要求編寫而成的。全書共分6章，第1章為緒論；第2章講述測量誤差和實驗數據處理的基本知識；第3章給出物理實驗的基本知識，可供學生隨時查看；第4章共有14個基礎性實驗，以鞏固和加強學生的物理實驗基本能力訓練；第5章編寫了7個綜合性實驗；第6章提供了7個設計性實驗。在這些實驗中，既有經過長期教學實踐、內容比較成熟的實驗，又有自行研發(fā)的新實驗，有利于訓練學生的實驗方法和實驗技術，以及培養(yǎng)學生的個性發(fā)展和創(chuàng)新能力。

書籍目錄

第1章 緒論1
1.1 物理實驗課的目的與任務1
1.2 大學物理實驗的基本要求2
1.3 大學物理實驗的主要教學環(huán)節(jié)4
第2章 誤差和實驗數據處理的基本知識6
2.1 測量與誤差的概念6
2.2 誤差來源與分類7
2.3 誤差分析的應用8
2.4 實驗不確定度的評定13
2.5 有效數字及其運算15
第3章 物理實驗的基本知識19
3.1 物理實驗的基本測量方法19
3.2 基本物理量的測量及常用儀器22
3.2.1 力學、熱學基本物理量和測量及常用測量儀器22
3.2.2 電學基本物理量的測量及常用測量儀器27
3.2.3 光學基本儀器34
3.3 實驗室常用電源與光源40
3.3.1 實驗室常用電源40
3.3.2 實驗室常用光源42
3.4 常用的處理實驗數據的基本方法44
第4章 基礎性實驗50
4.1 長度測量50
4.2 非電量測量——溫度電測法57
4.3 物體密度的測量60
4.4 楊氏彈性模量的測定63
4.4.1 拉伸法楊氏彈性模量的測定64
4.4.2 懸掛法楊氏彈性模量的測定68
4.4.3 霍爾位置傳感器楊氏彈性模量的測定72
4.5 超聲聲速測定75
4.6 電學元件伏安特性的測量80
4.7 電橋測電阻84
4.7.1 電橋的基本原理84
4.7.2 平衡電橋測電阻86
4.7.3 非平衡電橋測電阻88
4.8 溫差電偶的定標和測量91
4.9 示波器的調節(jié)與使用96
4.10 霍爾效應實驗101
4.11 光的干涉——牛頓環(huán)103
4.12 用旋光測糖溶液的濃度110
4.13 邁克爾遜干涉儀——測波長116
4.14 液體表面張力系數的測定實驗125
第5章 綜合性實驗130
5.1 剛體轉動慣量測定130
5.1.1 扭擺法測物體轉動慣量130
5.1.2 轉動慣量儀測剛體的轉動慣量135
5.2 密立根油滴實驗141
5.3 光電效應法測量普朗克常數144
5.4 測定鐵磁材料的磁化曲線147
5.5 分光計實驗158
5.5.1 分光計的調整與使用158
5.5.2 三棱鏡頂角的測定160
5.5.3 折射率的測定163
5.5.4 光柵常數的測定165
5.5.5 譜線波長的測定169
5.6 液體黏滯系數的測定171
5.7 導熱系數的測定178
第6章 設計性實驗186
6.1 重力加速度的測定186
6.2 楊氏模量測量方法的研究187
6.3 非線性伏安法特性研究188
6.4 流體力學特性研究——硬幣起飛192
6.5 太陽能電池特性的研究193
6.6 磁電阻元件的研究195
6.7 自組望遠鏡196
附錄198
參考文獻202

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   直接測量值有效數字位數的多少，既與被測量本身的大小有關，又與測量儀器的精度有關。 關于有效數字，必須注意如下幾點。 （1）有效數字的位數與小數點的位置無關。故在小數點前后表示小數點位置的“0”不是有效數字。例如，1.35、0.135、0.0135、0.00135都具有三位有效數字，但是當“0”不再用于表示小數點的位置時，0和其他字碼1，2，3，…具有同等地位，都是有效數字，如10.50、1.000、3.400×106都具有四位有效數字。因此，數據最后的“0”既不能任意增加，也不能任意刪減。 （2）有效數字的位數不能隨單位的變換而增減。例如，某物體的質量為103kg，改為以克作為單位，應寫成1.03×105g，而不能寫成l03000g。這種以一個有效數字乘以10的冪次表示的形式稱為標準形式。在表達較大或較小的數值時，往往采用標準形式。 （3）某些不能夠估讀的儀器如數字式儀表，可以把直接讀取的數據作為有效數字記錄，仍然認為最后一位是可疑的。事實上，數字式儀表讀數的最后一位也確實存在某些誤差。 （4）在舍棄測量數據中多余的有效數字時，采用“四舍五入”的原則。 （5）一般情況下，誤差的有效數字位數只取一位，其舍棄原則是進一法。 （6）對三角函數等一些特定函數的有效數字位數，應根據測量誤差的大小，按具體情況分別確定。 二、有效數字運算規(guī)則 間接測量值是由直接測量值通過計算得到的，因此，有效數字需要參加各種數學運算。為了不因為計算而引進“誤差”，也為了少做徒勞的運算，規(guī)定了以下運算法則。 （1）加減時，尾對齊：幾個量相加或相減時，所得結果的有效數字末位的位置，和各加減數中小數點后位數最少的那一個數的末位對齊。 例如，1000.0+0.100=1000.1。 （2）乘除時，位對齊：幾個量相乘除時，結果的有效數字一般和有效數字位數最少的那個因子的有效數字位數相同。 例如，1000.0×0.100=100。 遇到有效數字與定數相乘除（如2.4、rd等）時，有效數字位數不變。因為定數是準確數字，故可以視為其有效數字位數足夠多。 （3）乘方、開方：乘方、開方的有效數字與其底數的有效數字位數相同。 （4）對數的有效數字：一般規(guī)定，以10為底的對數1gA或以e為底的對數InA的尾數的有效數字位數與A的位數相同。 例如，A=4.178，則1gA=0.6210，InA=1.429。

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