大學物理實驗

內(nèi)容概要

大學物理實驗是為理、工科各專業(yè)學生獨立設置的一門必修課程，是學生進入大學后系統(tǒng)接受科學實驗能力培養(yǎng)的開端，是進行科學實驗方法和實驗技能訓練的重要基礎。    本書是編者在多年物理實驗教學實踐的基礎上編寫而成的。全書內(nèi)容共分為5篇：第1篇不確定度與數(shù)據(jù)處理基礎，第2篇力學及熱學實驗，第3篇電磁學實驗，第4篇光學實驗，第5篇近代物理和綜合實驗。本書實驗項目總計59個。    本書可作為高等院校物理及其他各專業(yè)大學物理實驗課程的教學用書，也可供相關(guān)人員參考。

書籍目錄

第1篇  不確定度與數(shù)據(jù)處理基礎  1.1 測量與誤差的基本概念  1.2 隨機誤差的估算  1.3 測量的不確定度  1.4 有效數(shù)字及測量結(jié)果的表示  1.5 實驗數(shù)據(jù)處理方法  習題第2篇  力學及熱學實驗  2.1 力學及熱學實驗基礎知識  2.2 實驗2-1 長度的測量  2.3 實驗2-2 物體密度的測定  2.4 實驗2-3 氣墊導軌上滑塊的速度和加速度的測定  2.5 實驗2-4 氣墊導軌上動量守恒定律的研究  2.6 實驗2-5 氣墊導軌上簡諧振動的研究  2.7 實驗2-6 固體線膨脹系數(shù)的測定及溫度的PID調(diào)節(jié)  2.8 實驗2-7 動力學法測定材料的楊氏彈性模量  2.9 實驗2-8 扭擺法測定物體轉(zhuǎn)動慣量  2.10 實驗2-9 落球法測定液體在不同溫度下的黏度  2.11 實驗2-10 拉伸法測定金屬絲的楊氏彈性模量第3篇  電磁學實驗  3.1 電磁學實驗基礎知識  3.2 實驗3-1 伏安法測電阻  3.3 實驗3-2 電表的改裝和校正  3.4 實驗3-3 線性電阻和非線性電阻的伏安特性曲線  3.5 實驗3-4 三極管的伏安特性曲線  3.6 實驗3-5 RC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程  3.7 實驗3-6 直流電橋法測量電阻  3.8 實驗3-7 雙臂電橋法測量電阻  3.9 實驗3-8 非平衡電橋的原理和應用  3.10 實驗3-9 電位差計的使用  3.11 實驗3-10 模擬法測繪靜電場  3.12 實驗3-11用霍爾元件測量磁場  3.13 實驗3-12示波器的使用第4篇  光學實驗  4.1 光學實驗基礎知識  4.2 實驗4-1 薄透鏡焦距的測定  4.3 實驗4-2 分光計的調(diào)整  4.4 實驗4-3 玻璃三棱鏡折射率的測定  4.5 實驗4-4 折射極限法測定液體的折射率  4.6 實驗4-5 光柵特性及光的波長的測定  4.7 實驗4-6 牛頓環(huán)法測量平凸透鏡的曲率半徑  4.8 實驗4-7 劈尖干涉  4.9 實驗4-8 光的偏振現(xiàn)象  4.10 實驗4-9 照相技術(shù)  4.11 實驗4-10 暗室技術(shù)基礎  4.12 實驗4-11 翻拍技術(shù)  4.13 實驗4-12 菲涅耳雙棱鏡干涉現(xiàn)象  4.14 實驗4-13 用超聲光柵測量聲速  4.15 實驗4-14 顯微鏡和望遠鏡的組裝  4.16 實驗4-15 楊氏雙縫干涉實驗第5篇  近代物理和綜合實驗  5.1 實驗5-1 邁克爾遜干涉儀  5.2 實驗5-2 小型棱鏡攝譜儀  5.3 實驗5-3 光電效應法測定普朗克常量  5.4 實驗5-4 穩(wěn)態(tài)平板法測定不良導體的導熱系數(shù)  5.5 實驗5-5 聲速的測量  5.6 實驗5-6 全息照相技術(shù)基礎  5.7 實驗5-7 密立根油滴法測定電子電荷  5.8 實驗5-8 溫度傳感器  5.9 實驗5-9 光纖傳感實驗儀  5.10 實驗5-10 LED光源I-P特性曲線測試  5.11 實驗5-11 光纖纖端光場徑（軸）向分布的測試  5.12 實驗5-12 反射式光纖位移傳感器  5.13 實驗5-13 微彎式光纖壓力（位移）傳感器  5.14 實驗5-14 多普勒效應綜合實驗  5.15 實驗5-15 核磁共振（NMR）  5.16 實驗5-16 脈沖核磁共振  5.17 實驗5-17 PN結(jié)伏安特性隨溫度變化的測定  5.18 實驗5-18 用波爾共振儀研究受迫振動  5.19 實驗5-19 掃描隧道顯微鏡的使用  5.20 實驗5-20 原子力顯微鏡的使用  5.21 實驗5-21 靜態(tài)磁致伸縮系數(shù)的測量  5.22 實驗5-22 鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線附錄第2版后記參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（2）找出修正值對測量結(jié)果進行修正。如用標準儀器校準一般儀器，作出校正曲線進行修正；對理論公式進行修正，找出修正項大??；修正千分尺的零點等。（3）在系統(tǒng)誤差值不易被確切地找出時，可選擇適當?shù)臏y量方法設法抵消它的影響。如替換法、交換法、對稱觀測法、半周期偶數(shù)觀測法，等等。這些測量方法后續(xù)章節(jié)將結(jié)合有關(guān)實驗加以介紹。（4）培養(yǎng)實驗者的良好習慣。2）隨機誤差在相同條件下，多次測量同一物理量時，每次出現(xiàn)的誤差的大小、正負沒有確定的規(guī)律，以不可預知的方式變化著，這類誤差稱為隨機誤差。大多數(shù)情況下，隨機誤差是由對測量值影響不大的、相互獨立的多種變化因素造成的綜合效果。如各種實驗條件在控制范圍內(nèi)的波動使測量儀器和測量對象產(chǎn)生的微小起伏變化；重復測量中實驗者每次在對準、估讀、判斷、辨認上產(chǎn)生的微小差異；其他一些未知的偶然因素的影響等。在多次測量中，由于隨機誤差具有時大時小、時正時負的特點，因此，把多次測量值取平均值，必然會抵消掉部分影響。在采用多次重復測量的方法取得大量數(shù)據(jù)以后，需加以分析。分析表明：雖然每一個數(shù)據(jù)中所含隨機誤差是不可預知的，但大量數(shù)據(jù)中所含隨機誤差是服從統(tǒng)計學分布規(guī)律的。隨機誤差的特點是隨機性。如果在相同的宏觀條件下，對某一物理量進行多次測量，當測量次數(shù)足夠多時，便可以發(fā)現(xiàn)這些測量值呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。在一個實驗中，隨機誤差和系統(tǒng)誤差一般同時存在。除此以外，還可能存在因?qū)嶒炚叩拇中拇笠舛斐傻腻e誤，如讀錯數(shù)、記錯數(shù)等。這些錯誤雖然不屬于誤差，但是實驗者必須避免的。1.2 隨機誤差的估算本節(jié)中，假定系統(tǒng)誤差已經(jīng)被減弱到足以被忽略的程度。1.隨機誤差的統(tǒng)計學分布規(guī)律如前所述，隨機誤差是由一些不確定的因素或無法控制的隨機因素引起的。這些因素使得每一次測量中誤差的大小和正負沒有規(guī)律，從表面上看純屬偶然。但是，大量實踐證明：當對某個被測量物重復進行測量時，測量結(jié)果的隨機誤差卻服從一定的統(tǒng)計學分布規(guī)律。常見的一種是隨機誤差服從正態(tài)分布（高斯分布規(guī)律，其分布曲線如圖1.2.1 所示。該分布曲線的橫坐標4為誤差，縱坐標）為誤差的概率密度分布函數(shù)。分布曲線的含義是：在誤差4附近，單位誤差范圍內(nèi)誤差出現(xiàn)的概率。即誤差出現(xiàn)在區(qū)間內(nèi)的概率。由圖1.2.1 可見，服從正態(tài)分布的隨機誤差具有以下特點。（1）單峰性：絕對值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對值大的誤差出現(xiàn)的概率大。（2）對稱性：絕對值相同的正負誤差出現(xiàn)的概率相同。（3）有界性：絕對值很大的誤差出現(xiàn)的概率接近于零。（4）抵償性：隨機誤差的算術(shù)平均值隨著測量次數(shù)的增加而減少，最后趨于零。

后記

本書根據(jù)現(xiàn)行的“高等工業(yè)院校物理實驗基本要求”以及國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局1999年發(fā)布的“邶1059-1999測量的不確定度評定與表示”，為培養(yǎng)知識學習與實踐能力并重的復合型人才，適應高?！笆濉币?guī)劃的需要，在多年物理實驗教學實踐的基礎上編寫而成-本書共分5篇，實驗項目總計59個。本書由劉躍、張志津擔任主編，其中實驗2-4、3-1、4-1、4-2、5-6、5-19、5-20及電磁學實驗基礎知識由張志津編寫，緒論、第1篇不確定度與數(shù)據(jù)處理基礎、實驗2-2、2-10、3-7、3-9、4-9、4-10、5-4、5-15、5-16由劉躍編寫，實驗3-6、3-8、4-13、4-14、4-15、5-1、5-18及附錄由祝威編寫，實驗2-3、4-12、5-3、5-9、5-10、5-1l、5-12、5-13由張麗芳編寫，實驗2-7、3-3、4-3、4-5、4-11、5-5由馬巧云編寫，實驗2-8、3-10、3-12、4-6、4-8、5-7、5-2l、5-22由周嚴編寫，實驗2-6、2-9、3-2、3-11、5-2、5-14由田雅麗編寫，實驗2-1、2-5、3-4、3-5、4-4、4-7、5-8、5-17、力學及熱學實驗基礎知識、光學實驗基礎知識由黃書彬編寫，彩色插頁由姚天偉提供。需要特別指出的是，本書是在教研室全體教師的共同努力下完成的，吳夢吉老師、張學義老師、齊敏老師和張與鴻老師都曾為本書的建設做了許多工作，在此，全體參編人員對上述老師作出的貢獻表示衷心的感謝。在本書的編寫過程中，得到了許多兄弟院校和天津商業(yè)大學教材科的大力支持和幫助，在此一并表示感謝。由于編者水平有限，書中難免存在疏漏之處，敬請廣大讀者批評、指正。

編輯推薦

《大學物理實驗(第2版)》：21世紀全國高等院校實用規(guī)劃教材。

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