物理實(shí)驗(yàn)

前言

　　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等理工科院校一門獨(dú)立的必修基礎(chǔ)課程，是理工科大學(xué)生入學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的開端。通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)理論、方法和技能等方面受到系統(tǒng)而嚴(yán)格的訓(xùn)練，不斷提高實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力?！　”緯凑昭驖u進(jìn)的原則，分四個(gè)層次，由淺入深地編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開頭都介紹了一些背景知識(shí)，這些內(nèi)容可以幫助學(xué)生理解有關(guān)概念或方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和熱情?！　”緯卜?章。第1章為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論，包括緒論和數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容；第2章為預(yù)備性實(shí)驗(yàn)，共9個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目的是彌補(bǔ)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練不足的缺陷，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打下良好基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用；第3章為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，共19個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀察、分析和對(duì)物理量的測(cè)量中學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的基本方法和基本技能，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般方法與特點(diǎn)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的獨(dú)立動(dòng)手能力；第4章為綜合性實(shí)驗(yàn)，共6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目的是鞏固學(xué)生基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí)成果，開闊學(xué)生的眼界和思路，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的綜合運(yùn)用能力；第5章是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，安排4個(gè)項(xiàng)目供學(xué)生選擇，一般由指導(dǎo)教師給出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和要求，實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)方案，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，以發(fā)揮學(xué)生最大的學(xué)習(xí)潛能。附錄部分有3項(xiàng)內(nèi)容，附錄1為“用Ms Excel繪制實(shí)驗(yàn)曲線”，用實(shí)例介紹了用Ms Excel的圖表功能繪制實(shí)驗(yàn)曲線的方法；附錄2為“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告式樣”，以幫助并規(guī)范學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；附錄3為“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)練習(xí)題”，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)過(guò)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論、方法等內(nèi)容。　　本書凝聚了沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)部物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心全體教師多年教學(xué)的智慧和成果。參加本次教材編寫的教師有：魯剛、谷玉亭、李欣、楊松、李玉潔、楊艷、王智勇、陸大偉、劉揚(yáng)、孫旸、樊柏村、李紀(jì)樹、王莉、楊全成、李云飛、姜翠等。本書借鑒了相關(guān)文獻(xiàn)，并參閱了兄弟院校的部分資料，在此深表感謝?！　∫蚓帉憰r(shí)間和水平有限，書中難免有錯(cuò)誤和疏漏之處，誠(chéng)請(qǐng)廣大讀者不吝指正。

內(nèi)容概要

本書分四個(gè)層次編排了38項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，涵蓋力、熱、光、電磁、量子等內(nèi)容，可供不同專業(yè)學(xué)生選擇,既有培養(yǎng)學(xué)生基本技能、提高學(xué)生動(dòng)手能力的基礎(chǔ)性項(xiàng)目，又有開闊學(xué)生眼界和思路，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和技能的綜合運(yùn)用能力，以發(fā)揮學(xué)生最大潛能的綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)開頭都介紹一些背景知識(shí)，便于學(xué)生理解有關(guān)概念或方法，有助于提高他們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和熱情。     本書可作為高等院校各專業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)用書，也可供高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院工科學(xué)生使用，還可作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論　1.1　緒論　　1.1.1　物理實(shí)驗(yàn)課的作用　　1.1.2　物理實(shí)驗(yàn)課的要求　　1.1.3　物理實(shí)驗(yàn)課的過(guò)程　1.2　數(shù)據(jù)處理　　1.2.1　測(cè)量及其分類　　1.2.2　誤差理論　　1.2.3　測(cè)量結(jié)果的表示　　1.2.4　有效數(shù)字　　1.2.5　其他數(shù)據(jù)處理方法第2章　預(yù)備性實(shí)驗(yàn)　2.1　儀器設(shè)置　2.2　長(zhǎng)度測(cè)量　2.3　密度測(cè)量　2.4　單擺實(shí)驗(yàn)　2.5　變溫曲線測(cè)繪　2.6　壓縮空氣　2.7　電表使用　2.8　回路接線法　2.9　隨機(jī)現(xiàn)象第3章　基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)　3.1　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量　3.2　簡(jiǎn)諧振動(dòng)研究  3.3　拉伸法測(cè)楊氏模量  3.4　液體黏度測(cè)量　3.5　氣體摩爾熱容比測(cè)定　3.6　固體線脹系數(shù)測(cè)量　3.7　熱管傳熱特性研究　3.8　模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)　3.9　電橋法測(cè)電阻　3.10　示波器使用　3.11　電位差計(jì)的使用　3.12　鐵磁材料磁滯研究　3.13　夫蘭克?赫茲實(shí)驗(yàn)　3.14　等厚干涉　3.15　棱鏡折射率測(cè)定　3.16　光柵衍射　3.17　邁克爾遜干涉儀　3.18　微波光學(xué)實(shí)驗(yàn)　3.19　光纖傳輸實(shí)驗(yàn)　　3.19.1　信息光纖傳輸　　3.19.2　光纖傳感器位移特性　　3.19.3　光纖傳感器轉(zhuǎn)速特性第4章　綜合性實(shí)驗(yàn)　4.1　聲速測(cè)量　4.2　溫度傳感器特性研究　4.3　霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)　4.4　密立根油滴實(shí)驗(yàn)　4.5　光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)　4.6　光電池基本特性研究第5章　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)　5.1　電學(xué)元件伏安特性研究　5.2　電阻率測(cè)量　5.3　電表改裝與校準(zhǔn)　5.4　用電位差計(jì)校準(zhǔn)電表附錄　附錄1　用Ms Excel繪制實(shí)驗(yàn)曲線　附錄2　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告式樣　附錄3　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)練習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　溫度是表征物體冷熱程度的物理量，物體冷熱程度依賴于人們的直覺，具有主觀性。通過(guò)直覺判斷溫度有時(shí)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果，嚴(yán)格的溫度定義是建立在熱平衡定律基礎(chǔ)上的?！　崞胶舛桑ㄒ喾Q熱力學(xué)第零定律）指出：處于同一熱平衡狀態(tài)的所有熱力學(xué)系統(tǒng)都具有相同的宏觀性質(zhì)，這個(gè)宏觀性質(zhì)稱為溫度。溫度是決定一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)是否與其他熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡的宏觀性質(zhì)，其特征是一切互為熱平衡的熱力學(xué)系統(tǒng)都具有相同的溫度。　　從微觀上看，溫度反映了組成宏觀物體的大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均能量的量度。溫度愈高，分子平均能量愈大?！　崞胶舛刹粌H給出了溫度的概念，而且指明了比較溫度的方法：處于熱平衡的一切物體都具有相同的溫度。比較各個(gè)物體的溫度時(shí)，只需將一個(gè)物體選作標(biāo)準(zhǔn)，分別與其他物體接觸，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，兩者達(dá)到熱平衡，標(biāo)準(zhǔn)物體的溫度就是待測(cè)物體的溫度，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物體就是溫度計(jì)。溫度計(jì)的熱容量必須足夠小，使得它在與待測(cè)物體接觸而進(jìn)行熱交換的過(guò)程中，待測(cè)物體原狀態(tài)幾乎不變?！　榱藴y(cè)量溫度，需要規(guī)定溫度的數(shù)值表示法——溫標(biāo)，它是溫度的標(biāo)尺，也是溫度的單位制，為量度溫度高低而對(duì)溫度零點(diǎn)和分度方法所作的一種規(guī)定。　　歷史上曾采用了經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)，包括華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)等，對(duì)應(yīng)于各種溫標(biāo)可以得到溫度的不同表示，如華氏溫度、攝氏溫度等。由熱力學(xué)溫標(biāo)定義的熱力學(xué)溫度具有嚴(yán)格的科學(xué)意義?！　∪A氏溫標(biāo)，符號(hào)為F，單位是華氏度，單位符號(hào)為°F，華氏溫標(biāo)至今只有美國(guó)等少數(shù)國(guó)家使用。規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為32°F，水的沸點(diǎn)為212°F，中間分為180等分，每等分為1°F?！　z氏溫標(biāo)，符號(hào)為t，單位是攝氏度，單位符號(hào)為℃。攝氏溫標(biāo)為目前世界上絕大多數(shù)國(guó)家采用的溫標(biāo)。規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的冰點(diǎn)為0度，沸點(diǎn)為100度，中間分為100等分，每等分代表1℃，比如29攝氏度記作29℃。

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