大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程

前言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是工科院校一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，通過(guò)此課程可以使學(xué)生掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技巧、基本方法和基本技能，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。本書(shū)是根據(jù)國(guó)家教育部制訂的《高等工業(yè)學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》編寫(xiě)的，它的前身是20世紀(jì)80年代初編寫(xiě)的物理實(shí)驗(yàn)講義，在2000年又經(jīng)補(bǔ)充，改編為《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程》，此后又經(jīng)多次修改，前后經(jīng)過(guò)20余年的使用，使講義得到不斷充實(shí)、更新、調(diào)整和完善。所以本書(shū)凝聚了新老兩代物理實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員的心血，是集體智慧的結(jié)晶。在這里要特別感謝在80年代曾為本書(shū)作出貢獻(xiàn)的林守牧、陳嘉鵬、劉玉慧、汪征泫、王國(guó)英、胡式清、吳鐘民等教師。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，講義經(jīng)多次修改，在此次出版修訂中增加了很多新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。為了對(duì)測(cè)量進(jìn)行更加科學(xué)的評(píng)價(jià)，讓學(xué)生掌握誤差分析和數(shù)據(jù)處理方法以適應(yīng)將來(lái)工作的需要，本書(shū)統(tǒng)一使用了不確定度概念。本書(shū)由陳發(fā)堂擔(dān)任主編，熊慧萍、陳東生教師擔(dān)任副主編，參加編寫(xiě)的還有鄒乾林、張素才兩位教師。陳嘉鵬教授審閱了全稿，并提出了很多修改意見(jiàn)，在此表示深切的謝意。由于水平所限，書(shū)中難免有很多疏漏與不足，歡迎物理同行和同學(xué)們批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。    本書(shū)秉承“多層次、模塊化、組合式，且相互銜接”的教學(xué)原則，建立了較先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與課程新體系。全書(shū)共分為五章，包括實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和以層次劃分的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二，選做實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、研究性物理實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。本書(shū)較為全面地闡述了測(cè)量誤差、不確定度，以及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)。    本書(shū)涵蓋了力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、近代物理等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。本教材力求系統(tǒng)地反映出當(dāng)前主流的實(shí)驗(yàn)理論、技術(shù)與方法，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與課程體系的層次化、模塊化相結(jié)合。結(jié)合綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中增添了許多新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科研能力。    本書(shū)適用于普通高等學(xué)校理工科專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，也可供工程技術(shù)、實(shí)驗(yàn)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言學(xué)生實(shí)驗(yàn)須知第一章  緒論  1.1  物理量的測(cè)量與誤差  1.2  有效數(shù)字及其運(yùn)算  1.3  測(cè)量結(jié)果與不確定度  1.4  數(shù)據(jù)處理的基本方法  習(xí)題  討論題第二章  基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一  2.1  固體密度的測(cè)定  2.2  萬(wàn)用表使用  2.3  楊氏彈性模量的測(cè)定  2.4  用電位差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)  2.5  惠斯通電橋  2.6  薄透鏡焦距的測(cè)定  2.7  駐波  2.8  模擬法測(cè)靜電場(chǎng)分布第三章  基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)二  3.1  分光計(jì)的調(diào)節(jié)和三棱鏡頂角的測(cè)量  3.2  示波器的使用及音叉固有頻率的測(cè)定  3.3  液體黏滯系數(shù)的測(cè)定  3.4  鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線  3.5  電子荷質(zhì)比的測(cè)定  3.6  霍爾效應(yīng)  3.7  密立根油滴法測(cè)定電子電荷  3.8  邁克爾遜干涉儀第四章  選做實(shí)驗(yàn)  4.1  重力加速度的測(cè)定  4.2  用三線懸盤(pán)擺測(cè)定物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量  4.3  電表的改裝和校正  4.4  用雙臂電橋測(cè)低值電阻  4.5  測(cè)量超聲波在空氣中的傳播速度  4.6  非均勻磁場(chǎng)的測(cè)定  4.7  用光柵測(cè)量光波波長(zhǎng)  4.8  牛頓環(huán)曲率半徑的測(cè)定  4.9  光電效應(yīng)——普朗克常數(shù)的測(cè)定  4.10  熱學(xué)實(shí)驗(yàn)  4.11  PN結(jié)正向壓降與溫度關(guān)系的研究  4.12  非電量電測(cè)  4.13  多普勒效應(yīng)  4.14  用超聲光柵測(cè)定液體中的聲速  4.15  鐵磁性物質(zhì)居里點(diǎn)的測(cè)定  4.16  環(huán)形復(fù)擺振動(dòng)的研究  4.17  夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)  4.18  氫原子光譜  4.19  激光全息照相  4.20  微波的研究第五章  設(shè)計(jì)性、研究性物理實(shí)驗(yàn)  5.1  利用旋轉(zhuǎn)液體的形狀測(cè)量重力加速度  5.2  硅光電池特性曲線測(cè)試  5.3  電阻溫度計(jì)與不平衡電橋  5.4  用機(jī)械振動(dòng)法合成李薩如圖形  5.5  用計(jì)算機(jī)實(shí)測(cè)變音鐘受擊發(fā)音頻譜  5.6  利用傳感器探測(cè)金屬鐵磁物質(zhì)  5.7  樂(lè)器（吉他）弦振動(dòng)的研究  5.8  懸鏈線的實(shí)驗(yàn)研究附表  附表1  基本物理常數(shù)  附表2  國(guó)際制詞頭  附表3  在20℃時(shí)常用固體和液體的密度  附表4  在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同溫度的水的密度  附表5  在海平面上不同緯度處的重力加速度  附表6  0℃時(shí)某些金屬的彈性模量（楊氏模量）  附表7  固體的線膨脹系數(shù)  附表8  液體的比熱  附表9  在20℃時(shí)與空氣接觸的液體的表面張力系數(shù)  附表10  在不同溫度下與空氣接觸的水的表面張力系數(shù)  附表11  不同溫度時(shí)水的黏滯系數(shù)  附表12  液體的黏滯系數(shù)  附表13  某些金屬和合金的電阻率及其溫度系數(shù)  附表14  不同金屬或合金與鉑（化學(xué)純）構(gòu)成熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)（熱端在100℃，冷端在0℃時(shí)）    附表15  在常溫下某些物質(zhì)相對(duì)于空氣的光的折射率  附表16  常用光源的譜線波長(zhǎng)表（單位：rim）附錄  高等工業(yè)學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 緒論1.1 物理量的測(cè)量與誤差一、測(cè)量與單位物理學(xué)研究物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這就需要定量地描述物理量與物理量之間的關(guān)系，而要獲得這些關(guān)系首先必須對(duì)物理量進(jìn)行精確的測(cè)量。測(cè)量就是將被測(cè)量與選作計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)單位的同類(lèi)物理量進(jìn)行比較的過(guò)程，在比較中得到它們之間的倍數(shù)關(guān)系，這倍數(shù)便是物理量的測(cè)量值。物理量是客觀存在的，選擇的單位不同，相應(yīng)的測(cè)量值就有所不同。單位越大，測(cè)量值就越小，反之也亦然。1987年我國(guó)計(jì)量局規(guī)定以國(guó)際單位制（SI制）為國(guó)家法定計(jì)量單位，即以米（長(zhǎng)度）、千克、秒、安培、開(kāi)爾文、摩爾、坎德拉七個(gè)物理量作為基本單位。其他物理量單位，如速度、電流、力都可以根據(jù)物理學(xué)定義、公式、定理來(lái)導(dǎo)出，稱(chēng)為導(dǎo)出單位。二、直接測(cè)量與間接測(cè)量根據(jù)獲得數(shù)據(jù)的途徑不同，測(cè)量可分為直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N。1.直接測(cè)量一些基本物理量，例如，長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量等，可以直接和標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較以獲得其量值，這種測(cè)量稱(chēng)為直接測(cè)量。例如，測(cè)量桌子的長(zhǎng)度可以直接用米尺，而測(cè)量時(shí)間則可以用秒表。

編輯推薦

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