大學(xué)物理實驗

前言

本書為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。大學(xué)物理實驗課程是高等理工科院校對學(xué)生進(jìn)行系列科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的必修公共課程，也是學(xué)生接受系統(tǒng)實驗方法與實驗技能訓(xùn)練的開端。大學(xué)物理實驗課程覆蓋面廣，具有豐富的實驗思想、方法和手段，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰?，提高科學(xué)素質(zhì)的搖籃。它在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識以及適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力等方面具有其他課程所不可替代的作用。抓好大學(xué)物理實驗課程的建設(shè)對于培養(yǎng)國家所需的科技人才具有重要作用。進(jìn)入21世紀(jì)以來，大學(xué)物理實驗課程發(fā)生了很大變化，概括來說，本課程必須擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的任務(wù)。這就要求大學(xué)物理實驗課程與時俱進(jìn)，對教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行深入的改革。在重新審視以往教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，上海電機(jī)學(xué)院大學(xué)物理實驗室非常重視大學(xué)物理實驗課程教學(xué)體系改革，同時以學(xué)校的實驗室建設(shè)投資作為硬件環(huán)境支撐，對原有實驗項目內(nèi)容進(jìn)行整合，并對相應(yīng)實驗儀器進(jìn)行了更新。本教材正是在總結(jié)近幾年的工作基礎(chǔ)上寫成的。和幾年前的教材相比較，本教材納入了一些具有時代氣息的實驗項目，比如計算機(jī)虛擬實驗、數(shù)字示波器的使用等；本教材打破了近代物理實驗與大學(xué)物理實驗的界限，把一批近代物理實驗融人大學(xué)物理實驗中，如密立根油滴實驗、光電效應(yīng)、夫蘭克一赫茲實驗等；本教材還增加了一些與生產(chǎn)實踐和科研有密切聯(lián)系的實驗，如溫度傳感器特性研究、CCD器件的特性及應(yīng)用、霍爾傳感器特性及應(yīng)用等。本教材共分7章，第1章是緒論，主要介紹物理實驗課程的目的和任務(wù)，以及告訴學(xué)生本課程應(yīng)注意的教學(xué)環(huán)節(jié)及介紹測量不確定度以及主要的數(shù)據(jù)處理方法，該內(nèi)容為課程的重點和難點，要求學(xué)生必須掌握；第2章為基礎(chǔ)性實驗，第3-5章分別為力熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)實驗，根據(jù)專業(yè)的不同選擇不同的實驗項目，學(xué)生應(yīng)完成該部分實驗項目的60％-70％；第6章為近代物理以及綜合設(shè)計性實驗，目的是鞏固學(xué)生在基本實驗階段的學(xué)習(xí)成果，開闊眼界及思路，提高學(xué)生對實驗方法和技術(shù)的綜合運(yùn)用能力；第7章為計算機(jī)虛擬實驗。在本教材中，每個實驗均對學(xué)生提出了相應(yīng)的要求，并且留有思考題，以提高學(xué)生對該實驗的認(rèn)識。全書由楊黨強(qiáng)、吳綱、金亞平編寫，具體分工如下：楊黨強(qiáng)編寫了緒論，第1章，第2章中的實驗1、實驗4，第3章中的實驗5、實驗8、實驗10，第4章中的實驗12至實驗16，第6章中的實驗24、實驗28、實驗29、實驗32，第7章中的實驗33-實驗35，第3章和第4章的儀器介紹及附錄；吳綱編寫了第2章中的實驗2、實驗3，第3章中的實驗7、實驗9，第4章中的實驗11，第5章中的光學(xué)實驗概述、實驗儀介紹及實驗17至實驗21，第6章中的實驗25、實驗27、實驗30；金亞平編寫了第3章中的實驗6；第5章中的實驗22、實驗23；第6章中的實驗26、實驗31。

內(nèi)容概要

本書介紹了不確定度的基礎(chǔ)知識和數(shù)據(jù)處理的基本方法，并涉及力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理、虛擬儀器等多方面的實驗內(nèi)容，其中包括綜合、設(shè)計性實驗；在實驗內(nèi)容的選擇和編排上，注重突出物理實驗的基本知識、基本方法、基本測量技術(shù)，反映了若干物理學(xué)的最新進(jìn)展和科技發(fā)展的最新成就與技術(shù)。工科各專業(yè)的本科生可根據(jù)自身專業(yè)的特點和需求，選擇適合的實驗內(nèi)容，學(xué)有余力的同學(xué)可以增選設(shè)計和專題實驗。    本書可作為理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理實驗課程的教材，也可供其他專業(yè)的學(xué)生和社會讀者閱讀、參考。

書籍目錄

前言緒論第1章  測量誤差與實驗數(shù)據(jù)處理  1.1  測量的定義與基礎(chǔ)知識  1.2  有效數(shù)字及其運(yùn)算  1.3  測量誤差  1.4  誤差處理  1.5  測量不確定度與測量結(jié)果表示  1.6  實驗數(shù)據(jù)處理的基本方法第2章  基礎(chǔ)實驗  實驗1  物體密度及長度的測量  實驗2  伏-安法測電阻  實驗3  薄透鏡焦距的測量  實驗4  示波器的使用第3章  力學(xué)、熱學(xué)和聲學(xué)實驗  3.1  長度測量器具  3.2  計時器  3.3  質(zhì)量測量儀器  3.4  溫度測量儀器  3.5  氣壓計與濕度計  實驗5  用拉伸法測量金屬彈性模量  實驗6  液體表面張力系數(shù)的測定  實驗7  落球法測定液體的黏滯系數(shù)  實驗8  轉(zhuǎn)動慣量的測量  實驗9  冰的溶解熱測定  實驗10  聲速的測定第4章  電磁學(xué)  4.1  電磁學(xué)實驗基本知識  4.2  標(biāo)準(zhǔn)電池  4.3  標(biāo)準(zhǔn)電阻  4.4  指針式檢流計  實驗11  電學(xué)元件伏安特性的測量  實驗12  直流電橋與電阻測量  實驗13  直流電位差計的使用  實驗14  電表改裝與校準(zhǔn)  實驗15  集成霍耳傳感器的特性研究及應(yīng)用  實驗16  用電流場模擬靜電場第5章  光學(xué)實驗  5.1  概述  5.2  光學(xué)實驗的特點和注意事項  5.3  常用光源、光學(xué)元件和儀器  實驗17  分光計及其應(yīng)用  實驗18  測量顯微鏡及其應(yīng)用  實驗19  邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及其應(yīng)用  實驗20  用CCD成像系統(tǒng)觀測牛頓環(huán)  實驗21  光敏電阻基本特性的測量  實驗22  激光偏振實驗  實驗23  單縫衍射的光強(qiáng)分布第6章  近代物理與綜合設(shè)計性實驗  實驗24  用密立根油滴儀測量電子電量  實驗25  普朗克常數(shù)測定  實驗26  夫蘭克-赫茲實驗  實驗27  全息照相  實驗28  穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)  實驗29  磁性材料基本特性的研究  實驗30  太陽電池伏一安特性的測量  實驗31  溫度傳感器特性的研究  實驗32  簡易萬用表的設(shè)計與校準(zhǔn)第7章  計算機(jī)仿真實驗  實驗33  氣墊上的直線運(yùn)動  實驗34  碰撞和動量守恒  實驗35  真空實驗附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（1）本實驗是如何滿足無限廣延條件的？（2）觀察小球通過紅色激光束時，應(yīng)如何避免誤差？（3）小球下落時液體應(yīng)是靜止的，在實驗過程中要保持靜止?fàn)顟B(tài)，應(yīng)采取什么措施？（4）除管子不鉛直，小球不在管子中心下落和液體中有氣泡等外，還有哪些因素會給實驗造成誤差？如何克服這些因素來減小誤差？（5）根據(jù)相對不確定度公式，由各測量數(shù)據(jù)分析造成結(jié)果不確定度的主要原因，為了盡量減小不確定度，實驗時應(yīng)采取哪些措施改進(jìn)？（6）如何判斷小球已進(jìn)入勻速運(yùn)動狀態(tài)？如何用實驗方法測定？轉(zhuǎn)動噴量是剛體在轉(zhuǎn)動中慣性大小的量度。它取決于剛體的總質(zhì)量、質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸的位置。它是研究、設(shè)計、控制轉(zhuǎn)動物體運(yùn)動規(guī)律的重要參數(shù)。對于形狀簡單而又規(guī)則的剛體，可以通過數(shù)學(xué)方法算出它繞特定軸的轉(zhuǎn)動慣量。但是，對于形狀較復(fù)雜的剛體。用數(shù)學(xué)方法計算它的轉(zhuǎn)動慣量非常困難，故大都用實驗方法測定。測定轉(zhuǎn)動隕量的方法較多，本實驗介紹用三線扭擺測定轉(zhuǎn)動慣量的方法。

編輯推薦

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