大學(xué)物理實驗

前言

物理學(xué)就其本質(zhì)來講是一門實驗的科學(xué)。在物理學(xué)的發(fā)展過程中，每一個物理概念的確立，原理和定律的發(fā)展，無不需要堅實的實驗基礎(chǔ)。而且，物理實驗有它自身的一套知識、方法、操作技能等獨特內(nèi)容。所以，高等學(xué)校在開設(shè)大學(xué)物理理論課的同時，往往還要開設(shè)一定量的大學(xué)物理實驗課。通過《大學(xué)物理實驗》這門課的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會一些基本的實驗方法、基本儀器的使用和基本的數(shù)據(jù)處理方法，得到規(guī)范化訓(xùn)練，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，即在實驗?zāi)芰蛯嶒炈仞B(yǎng)方面得到培養(yǎng)。物理實驗是物理工作者和其他科學(xué)技術(shù)人才不可缺少的一門基礎(chǔ)課。作為獨立設(shè)課的物理實驗，必須有自己的教材。實驗教材離不開實驗室的建設(shè)和發(fā)展，為了滿足實驗教學(xué)手段與科學(xué)技術(shù)進(jìn)步同步發(fā)展的需求，各校實驗室都在不斷地改善和更新實驗教學(xué)的軟硬件。本書在我校原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)近年來新購置的大批設(shè)備和儀器對2008年的教材進(jìn)行大量的修改編寫而成。同時，在編寫本書的過程中廣泛參閱了兄弟院校的有關(guān)教材，吸收了其中富有啟發(fā)性的觀點和優(yōu)秀內(nèi)容。測量結(jié)果采用不確定度來評價，對不確定度的描述進(jìn)行了一些簡化，讓學(xué)生掌握評定不確定度的基本方法而不陷入過于嚴(yán)格的繁瑣計算，以適合普通物理實驗教學(xué)要求。為了適合學(xué)生預(yù)習(xí)和課堂獨立操作，在敘述介紹基本原理與實驗方法、實驗內(nèi)容與步驟時，力求繁簡適當(dāng)、通俗易懂。本書的內(nèi)容基本上都是學(xué)生未來從事科學(xué)研究時經(jīng)常要用到的基礎(chǔ)知識。本教材的學(xué)生實驗守則、緒論、第一章由張清編寫；實驗一至六由張忠厚編寫；實驗七至九由孫雪松編寫；實驗十至十二、實驗三十七至四十二由張立萍編寫；實驗十三至十八由王愛群編寫；實驗十九至二十四由張永義編寫；實驗二十五至二十八由公衍梅編寫；實驗二十九和實驗三十由張曉瑩編寫；實驗三十一至三十六、附表由丁紅旗編寫，最后由丁紅旗統(tǒng)稿。由于編寫時問倉促，編者水平有限，難免有不當(dāng)和錯誤，希望讀者指正，以便于今后的修訂。

內(nèi)容概要

本教材的主要內(nèi)容包括實驗基礎(chǔ)理論和42個物理實驗。    實驗基礎(chǔ)理論中給出了一些在實驗數(shù)據(jù)處理中必須要用到的計算公式(如求測量與實驗結(jié)果的不確定度)，同時介紹了有關(guān)隨機(jī)誤差概念的概率統(tǒng)計分析理論。    實驗部分分基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和設(shè)計實驗3種，每個實驗安排了實驗?zāi)康?、儀器、原理、步驟、注意事項、思考題等實驗相關(guān)內(nèi)容。    本教材符合國家教委制定的《高等學(xué)校物理實驗教學(xué)基本要求》，根據(jù)大學(xué)一年級學(xué)生所掌握的物理概念與實驗基礎(chǔ)知識編寫而成，可以作為大學(xué)物理實驗教材使用。

書籍目錄

緒論第一章  測量誤差和不確定度  第一節(jié)  物理量的測量及分類  第二節(jié)  測量的誤差和不確定度  第三節(jié)  直接測量結(jié)果與不確定度的估算  第四節(jié)  間接測量結(jié)果與不確定度的估算  第五節(jié)  測量的有效數(shù)字及其運算規(guī)則  第六節(jié)  數(shù)據(jù)處理第二章  基礎(chǔ)實驗  實驗一  測量固體的密度  實驗二  用單擺測重力加速度  實驗三  用拉伸法測鋼絲的楊氏模量  實驗四  用轉(zhuǎn)動慣量儀測圓盤的轉(zhuǎn)動慣量  實驗五  用焦利秤測液體的表面張力系數(shù)  實驗六  用轉(zhuǎn)筒法測定液體的黏滯系數(shù)  實驗七  測定不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)    測定不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)(一)    測定不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)(二)  實驗八  電橋測電阻    電橋測電阻(一)    電橋測電阻(二)  實驗九  測晶體二極管伏安特性  實驗十  用直流電位差計測電動勢    用直流電位差計測電動勢(一)    用直流電位差計測電動勢(二)  實驗十一  固體線脹系數(shù)的測定  實驗十二  示波器的使用    示波器的使用(一)    示波器的使用(二)  實驗十三  聲速的測量  實驗十四  牛頓環(huán)  實驗十五  氣墊導(dǎo)軌上的實驗  實驗十六  駐波  實驗十七  測量薄透鏡的焦距  實驗十八  彈簧振子周期經(jīng)驗公式總結(jié)  實驗十九  霍耳效應(yīng)    霍耳效應(yīng)(一)    霍耳效應(yīng)(二)  實驗二十  霍耳效應(yīng)測定螺線管軸向磁感應(yīng)強度分布    霍耳效應(yīng)測定螺線管軸向磁感應(yīng)強度分布(一)    霍耳效應(yīng)測定螺線管軸向磁感應(yīng)強度分布(二)  實驗二十一  分光儀的調(diào)整與光柵測波長  實驗二十二  用分光儀測定棱鏡的頂角及折射率  實驗二十三  偏振現(xiàn)象的觀察與布儒斯特角的測定  實驗二十四  光電效應(yīng)伏安特性及光電特性  實驗二十五  單縫衍射的光強分布第三章  綜合實驗  實驗二十六  電表的改裝與校正    電表的改裝與校正(一)    電表的改裝與校正(二)  實驗二十七  用模擬法測繪靜電場    用模擬法測繪靜電場(一)    用模擬法測繪靜電場(二)  實驗二十八  用雙臂電橋測低電阻    用雙臂電橋測低電阻(一)    用雙臂電橋測低電阻(二)  實驗二十九  傳感器綜合實驗  實驗三十  應(yīng)用示波器的測試與觀測  實驗三十一  密立根油滴法測電子電荷  實驗三十二  用光電效應(yīng)測定普朗克常數(shù)    用光電效應(yīng)測定普朗克常數(shù)(一)    用光電效應(yīng)測定普朗克常數(shù)(二)  實驗三十三  鎢的逸出電位的測定  實驗三十四  邁克耳孫干涉儀  實驗三十五  照相技術(shù)  實驗三十六  勻變速直線運動的特性研究第四章  設(shè)計性實驗  實驗三十七  重力加速度的研究  實驗三十八  簡諧振動的研究  實驗三十九  測量小燈泡的伏安特性曲線  實驗四十  測量給定電阻絲的電阻  實驗四十一  用電位差計測電阻  實驗四十二  電表的改裝研究附表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（1）如圖24-3所示，將光柵放置在載物臺上，光柵平面應(yīng)垂直于載物臺下的調(diào)平螺絲的連線，用望遠(yuǎn)鏡觀察光柵平面反射回來的綠色小亮“+”字像。輕微轉(zhuǎn)動載物臺，并通過調(diào)平螺絲Sz或S。使綠色小亮“+”字像與分劃板上方的水平叉絲線重合，此時光柵平面與平行光管光軸就垂直了。同時，也可通過下述方法檢查是否已經(jīng)調(diào)節(jié)好：先將望遠(yuǎn)鏡的叉絲對準(zhǔn)零級譜線的中心，從刻度盤讀出入射光的方位，再測出零級譜線左右兩側(cè)一對對應(yīng)級次的譜線方位，分別算出它們與入射光的夾角。如果兩者相差不超過2，就可以認(rèn)為平行光線垂直入射光柵平面，即光柵平面與平行光管的光軸垂直。（2）松開望遠(yuǎn)鏡的制動螺絲，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡觀察汞燈衍射光譜，中央零級（k＝0）為白色亮線，望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)至兩邊時，均可看到分立的紫、紫藍(lán)、綠、兩黃共五條彩色譜線。若發(fā)現(xiàn)左右兩邊光譜線不在同一水平線上時，說明光柵刻線與分光儀旋轉(zhuǎn)主軸不平行，可調(diào)節(jié)螺絲s1，使兩邊譜線處于同一水平線上即可。

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《大學(xué)物理實驗》是高等院校物理系列教材

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