基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)

前言

本教材是北京航空航天大學(xué)教師長期堅(jiān)持教學(xué)改革與教學(xué)實(shí)踐的產(chǎn)物。在此之前該書已出版過三次，第一版由張士欣主編（北京科學(xué)技術(shù)出版社，1993年），第二版由鄔銘新主編（北京航空航天大學(xué)出版社，1998年），第三版由梁家惠主編（北京航空航天大學(xué)出版社，2005年）。此次是對第三版北京高等教育精品教材《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》進(jìn)行修訂。在第三版的基礎(chǔ)上，本版主要作了如下修改與繼承：①基本實(shí)驗(yàn)采用系列專題形式編排，每個(gè)專題包含不同層次的多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可根據(jù)自己的能力選做其中一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)，以激勵(lì)學(xué)生更好地發(fā)揮其潛能。②新增了一批具有鮮明特色或有較強(qiáng)訓(xùn)練價(jià)值的綜合性實(shí)驗(yàn)，其中包括由我們自行研制開發(fā)的光纖陀螺尋北實(shí)驗(yàn)、多普勒效應(yīng)測量超聲聲速、勞埃鏡的白光干涉等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。③將基本儀器的介紹改放到教學(xué)網(wǎng)站上，可讓學(xué)生更直觀地掌握儀器的使用方法和注意事項(xiàng)。④去掉了原版教材第5章設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一（選做實(shí)驗(yàn)），將其部分內(nèi)容移植到基本實(shí)驗(yàn)系列專題中。⑤去掉了原版教材的預(yù)習(xí)思考題，而將其歸并到預(yù)習(xí)要點(diǎn)中，以促使學(xué)生進(jìn)行全面的預(yù)習(xí)。⑥保留了原版教材獨(dú)具特色的“實(shí)驗(yàn)方法專題討論”欄目，共分10個(gè)專題，放在10個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)之后，旨在幫助學(xué)生歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)的基本理論與方法。該部分內(nèi)容也可單獨(dú)成篇，待做完全部實(shí)驗(yàn)后再通讀一遍，更有助于對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法的深入理解。⑦保留并修改了數(shù)據(jù)處理示例，以利于學(xué)生盡快克服數(shù)據(jù)處理中的困難。

內(nèi)容概要

本書從強(qiáng)化基本訓(xùn)練、便于學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和實(shí)踐出發(fā)，本著強(qiáng)化規(guī)范、突出自主的思想，對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教材的編寫進(jìn)行了認(rèn)真的探索。教材在基本實(shí)驗(yàn)部分采用系列專題形式編寫，每個(gè)專題包含不同層次的多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可根據(jù)自己的能力選做其中一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣有助于更好地發(fā)揮學(xué)生的潛能；基本實(shí)驗(yàn)后面分別設(shè)置“實(shí)驗(yàn)方法專題討論”，旨在幫助學(xué)生歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)的基本理論與方法；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中提出了怎樣做好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的討論，便于學(xué)生的自學(xué)、思考和提高；配有數(shù)據(jù)處理示例，可幫助學(xué)生盡快掌握數(shù)據(jù)處理的方法?？傊?，本教材力求既適應(yīng)多數(shù)學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律和教學(xué)的基本要求，又兼顧優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行深入研究的需求，為因材施教提供更多的教學(xué)層次和伸縮空間。    本書共分6章，前3章主要為實(shí)驗(yàn)基本理論和數(shù)據(jù)處理方法，以及實(shí)驗(yàn)的預(yù)備知識；后3章分別是基本實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。本書可作為60學(xué)時(shí)左右的理工科物理實(shí)驗(yàn)教材，也可供物理、農(nóng)醫(yī)等其他專業(yè)師生參考。

書籍目錄

緒論  怎樣做好物理實(shí)驗(yàn)第1章  實(shí)驗(yàn)誤差與不確定度評定  1.1  測量、誤差和不確定度  1.2  隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)處理  1.3  儀器誤差(限)  1.4  不確定度分量的評定和方差合成  1.5  有效數(shù)字及其運(yùn)算法則  1.6  系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和減消  1.7  *粗大誤差的判別與處理  1.8  *幾種主要的統(tǒng)計(jì)分布和置信概率  1.9  *平均值的方差和不確定度的方差合成  1.10  第1章練習(xí)題第2章  物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法  2.1  列表法  2.2  圖示法  2.3  最小二乘法和一元線性回歸  2.4  逐差法  2.5  第2章練習(xí)題第3章  實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識  3.1  電學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識  3.2  光學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識  3.3  數(shù)據(jù)處理示例    示例1  測鋼絲的彈性模量    示例2  氣軌上研究簡諧振動    示例3  自組電橋測電阻    示例4  測條紋間距  數(shù)據(jù)處理小結(jié)第4章  基本實(shí)驗(yàn)  4.1  金屬彈性模量的測量    實(shí)驗(yàn)1  拉伸法測鋼絲彈性模量    實(shí)驗(yàn)2  彎曲法測橫梁彈性模量    實(shí)驗(yàn)3  動態(tài)法測彈性模量    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之一——對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論  4.2  測定剛體的轉(zhuǎn)動慣量    實(shí)驗(yàn)1  扭擺法測定轉(zhuǎn)動慣量    實(shí)驗(yàn)2  三線擺法測定轉(zhuǎn)動慣量  4.3  氣墊導(dǎo)軌上的系列實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)1  動量守恒的研究    實(shí)驗(yàn)2  氣軌上研究簡諧振動    實(shí)驗(yàn)3  粘滯性阻尼常數(shù)的測定    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之二——關(guān)于有效數(shù)字  4.4  數(shù)字測量實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之三——關(guān)于數(shù)字化測量  4.5  熱學(xué)系列實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)1  測定冰的熔解熱實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)2  電熱法測量焦耳熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)3  穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體的熱導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之四——線性擬合和一元線性回歸  4.6  示波器的應(yīng)用    實(shí)驗(yàn)1  模擬示波器的使用    實(shí)驗(yàn)2  觀察二極管伏安特性曲線并測動態(tài)電阻    實(shí)驗(yàn)3  聲速測量    實(shí)驗(yàn)4  數(shù)字示波器及其應(yīng)用    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之五——幾種減小誤差的測量方法  4.7  電阻的測量    方法1  伏安法測電阻    方法2  電橋法測電阻    (1)惠斯通電橋測中電阻    (2)雙電橋測低電阻    方法3  充放電法測高電阻    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之六——故障排除  4.8  電位差計(jì)及其應(yīng)用    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之七——不確定度計(jì)算  4.9  薄透鏡和單球面鏡焦距的測量    實(shí)驗(yàn)1  物距像距法測量透鏡焦距    實(shí)驗(yàn)2  自準(zhǔn)直法測量透鏡焦距    實(shí)驗(yàn)3  共軛法測量凸透鏡焦距    實(shí)驗(yàn)4  平行光管法測量透鏡焦距    實(shí)驗(yàn)5  單球面鏡焦距的測量  4.10  分光儀的調(diào)整及其應(yīng)用    實(shí)驗(yàn)1  分光儀的調(diào)整    實(shí)驗(yàn)2  三棱鏡頂角的測量    實(shí)驗(yàn)3  棱鏡折射率的測量    實(shí)驗(yàn)4  平板玻璃折射率的測量    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之八——光學(xué)儀器的調(diào)整  4.11  光的干涉實(shí)驗(yàn)1(分波面法)    1.菲涅耳雙棱鏡干涉    2.勞埃鏡干涉    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之九——原始數(shù)據(jù)的記錄  4.12  光的干涉實(shí)驗(yàn)2(分振幅法)    實(shí)驗(yàn)1  邁克爾遜干涉    實(shí)驗(yàn)2  牛頓環(huán)干涉    實(shí)驗(yàn)3  劈尖干涉    實(shí)驗(yàn)方法專題討論之十——實(shí)驗(yàn)儀器的創(chuàng)新構(gòu)思第5章  綜合性實(shí)驗(yàn)  5.1  高溫超導(dǎo)材料特性測試和低溫溫度計(jì)  5.2  非線性電路中的混沌現(xiàn)象  5.3  聲源定位和GPS模擬  5.4  多普勒效應(yīng)測量超聲聲速  5.5  光電效應(yīng)法測定普朗克常數(shù)  5.6  光纖陀螺尋北實(shí)驗(yàn)  5.7  晶體的電光效應(yīng)  5.8  超聲駐波中的光衍射與聲光調(diào)制  5.9  液晶光閥的特性研究  5.10  微波實(shí)驗(yàn)和布拉格衍射  5.11  阿貝成像原理和空間濾波  5.12  全息照相和全息干涉法的應(yīng)用  5.13  氫原子光譜和里德伯常數(shù)的測量  5.14  勞埃鏡的白光干涉  5.15  多光束干涉和法布里-珀羅干涉儀第6章  設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(考試實(shí)驗(yàn))  6.0  怎樣做好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)  6.1  單量程三用表的設(shè)計(jì)與校準(zhǔn)  6.2  伏安法的應(yīng)用(玻耳茲曼常數(shù)的測量)  6.3  補(bǔ)償法的應(yīng)用(電流補(bǔ)償測光電流)  6.4  非平衡電橋的應(yīng)用(自組熱敏電阻溫度計(jì))  6.5  分光儀的應(yīng)用(棱鏡光譜儀)  6.6  分光儀的應(yīng)用(測定閃耀光柵的空間頻率)  6.7  偏振光的研究  6.8  邁克爾遜干涉儀的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課程的目的物理實(shí)驗(yàn)是高等理工科院校對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，也是本科生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端。完成設(shè)定內(nèi)容的系列實(shí)驗(yàn)，將使學(xué)生得到系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要過程和基本方法，為實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高奠定基礎(chǔ)；同時(shí)，本課程的實(shí)驗(yàn)思想和方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測量方法以及分析問題與解決問題的方法也將對學(xué)生的智力發(fā)展特別是創(chuàng)新意識的開發(fā)大有裨益。2.物理實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)本課程的具體任務(wù)如下：①培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)，使學(xué)生初步掌握實(shí)驗(yàn)科學(xué)的思想和方法。通過物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，使學(xué)生掌握誤差分析、數(shù)據(jù)處理的基本理論和方法；學(xué)會常用儀器的調(diào)整和使用；了解常用的實(shí)驗(yàn)方法；能夠?qū)ΤＳ梦锢砹窟M(jìn)行一般測量；具有初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。②培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識，使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)研究的基本方法，提高學(xué)生的分析能力和創(chuàng)新能力。通過物理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生深入觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，建立合理的模型，定量研究物理規(guī)律；能夠運(yùn)用物理學(xué)理論對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步的分析判斷，逐步學(xué)會提出問題、分析問題和解決問題，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維；能夠完成符合規(guī)范要求的設(shè)計(jì)性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行簡單的具有研究性或創(chuàng)意性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)。③提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，積極主動的探索精神，遵守紀(jì)律、愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn)的優(yōu)良品德以及互助合作的團(tuán)隊(duì)意識。

編輯推薦

基本實(shí)驗(yàn)采用系列專題形式編排，每個(gè)專題包含不同層次的多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可根據(jù)自己的能力選做其中一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)，以激勵(lì)學(xué)生更好地發(fā)揮其潛能。《普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材:基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)(修訂版)》新增了一批具有鮮明特色或有較強(qiáng)訓(xùn)練價(jià)值的綜合性實(shí)驗(yàn)，其中包括由我們自行研制開發(fā)的光纖陀螺尋北實(shí)驗(yàn)、多普勒效應(yīng)測量超聲聲速、勞埃鏡的白光干涉等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?！镀胀ǜ叩冉逃晃鍑壹壱?guī)劃教材:基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)(修訂版)》保留了原版教材獨(dú)具特色的“實(shí)驗(yàn)方法專題討論”欄目，共分10個(gè)專題，放在10個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)之后，旨在幫助學(xué)生歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)的基本理論與方法。

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