大學物理實驗教程

內(nèi)容概要

　　第一章詳細介紹了物理量的測量、誤差和數(shù)據(jù)處理，這是大學物理實驗課程中的基本知識之一。第二章為基礎性實驗，主要學習基本物理量的測量、基本實驗儀器的使用、基本實驗技能和基本測量方法、誤差與不確定度及數(shù)據(jù)處理的理論與方法等，可涉及力、熱、電、光、近代物理等各個領域的內(nèi)容。此類實驗為適應各專業(yè)的普及性實驗。第三章為綜合性實驗，綜合性實驗是指在同一個實驗中涉及到力學、熱學、電磁?、光學、近代物理等多個知識領域，綜合應用多種方法和技術(shù)的實驗。此類實驗的目的是鞏固學生在基礎性實驗階段的學習成果、開闊學生的眼界和思路，提高學生對實驗方法和實驗技術(shù)的綜合運用能力。第四章為設計性實驗，第五章為研究性實驗，設計性或研究性實驗的目的是使學生了解科學實驗的全過程、逐步掌握科學思想和科學方法，培養(yǎng)學生獨立實驗的能力和運用所學知識解決給定問題的能力。第六章為物理演示與探索實驗，此類實驗的目的是使學生通過一系列趣味物理實驗的學習，激發(fā)學生物理實驗興趣，培養(yǎng)學生探索精神與創(chuàng)新素質(zhì)。

書籍目錄

第一章緒論
第一節(jié)大學物理實驗課的目的和任務
第二節(jié)測量和誤差的基本概念
第三節(jié)有效數(shù)字及其運算
第四節(jié)實驗結(jié)果的表示
第五節(jié)處理實驗數(shù)據(jù)的常用方法
第六節(jié)常用電學儀器的系統(tǒng)誤差
第七節(jié)物理實驗課的基本程序
第二章基礎性實驗
實驗2-1碰撞實驗
實驗2-2楊氏模量的測定
實驗2-3單擺的基礎實驗
實驗2-4剛體轉(zhuǎn)動的研究
實驗2-5液體比熱容的測定
實驗2-6冰熔化熱的測定
實驗2-7用惠斯通電橋測電阻
實驗2-8薄透鏡焦距的測定及其成像規(guī)律的研究
實驗2-9夫郎和費單縫衍射實驗
實驗2-10楊氏雙縫干涉實驗
第三章綜合性實驗
實驗3-1復擺特性的研究
實驗3-2自由落體綜合實驗
實驗3-3轉(zhuǎn)動慣量和切變模量的測定
實驗3-4空氣比熱容比測量方法的研究
實驗3-5金屬線脹系數(shù)的測量(用電子版置換)
實驗3-6非良導體熱導率的測量
實驗3-7用利薩如圖形法測量音叉的頻率
實驗3-8硅光電池特性的研究
實驗3-9二極管伏安特性曲線的研究
實驗3-10整流、濾波和穩(wěn)壓電路實驗
實驗3-11RLC電路的穩(wěn)態(tài)特性實驗
實驗3-12邁克爾遜干涉儀的調(diào)整與使用
實驗3-13用透射光柵測定光波的波長
實驗3-14偏振光分析實驗
第四章設計性實驗
實驗4-1單擺的設計性實驗
實驗4-2熱?偶數(shù)字溫度計設計
實驗4-3PN結(jié)數(shù)字溫度計設計
實驗4-4電表的設計與定標
實驗4-5電阻溫度計與非平衡直流電橋
實驗4-6空氣折射率測量設計實驗
實驗4-7自組光學系統(tǒng)實驗
第五章研究性實驗
實驗5-1磁阻尼效應的研究
實驗5-2多普勒效應綜合實驗
實驗5-3壓力傳感器特性的研究及液體表面張力系數(shù)的測量
實驗5-4集成溫度傳感器特性的研究
實驗5-5音頻信號光纖傳輸實驗
實驗5-6 CD原理與應用
實驗5-7光電效應實驗
實驗5-8聲光效應實驗
實驗5-9光速的測量
第六章物理演示與探索實驗
實驗6-1魚洗實驗
實驗6-2彈性碰撞實驗
實驗6-3錐體上滾實驗
實驗6-4角動量守恒實驗
實驗6-5角速度矢量合成演示實驗
實驗6-6直升機的角動量守恒實驗
實驗6-7飛機升力實驗
實驗6-8雙向翻轉(zhuǎn)伽耳頓板實驗
實驗6-9超聲霧化系統(tǒng)實驗
實驗6-10共振演示實驗
實驗6-11記憶合金熱機實驗
實驗6-12靜電?應盤演示實驗
實驗6-13感應起電機演示實驗
實驗6-14富蘭克林輪演示實驗
實驗6-15避雷針工作原理演示實驗
實驗6-16低氣壓下輝光放電演示實驗
實驗6-17電介質(zhì)極化演示實驗
實驗6-18手觸式蓄電池演示實驗
實驗6-19投影式洛侖茲力演示實驗
實驗6-20巴比輪演示實驗
實驗6-21電磁感應現(xiàn)象演示實驗
實驗6-22跳環(huán)式楞次定律演示實驗
實驗6-23渦流熱效應演示實驗
實驗6-24互感現(xiàn)象演示實驗
實驗6-25帕爾帖效應演示實驗
實驗6-26電磁波的發(fā)射、接收與趨膚效應演示實驗
實驗6-27光學分形實驗
實驗6-28人造火焰實驗
實驗6-29光學幻影實驗
實驗6-30窺視無窮實驗
實驗6-31海市蜃樓實驗
實驗6-32旋轉(zhuǎn)式小孔衍射實驗
實驗6-33光柵視鏡實驗
實驗6-34散射光干涉演示實驗
實驗6-35偏振光狀態(tài)演示系統(tǒng)
實驗6-36旋光色散演示實驗
實驗6-37偏振光干涉、應力演示儀
實驗6-38夢幻時鐘實驗
實驗6-393D立體影像演示實驗
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：（1）系統(tǒng)誤差，在一定的條件下（指儀器方法環(huán)境和觀測者），對同一物理量進行多次測量時其測量結(jié)果總是向一個方向偏離（偏大或偏?。?，即測量誤差的符號與大小總是保持不變或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱系統(tǒng)誤差。其來源有：①觀測者的生理缺陷，不良的實驗習慣或?qū)嶒灱寄懿患褞淼钠?，所造成的誤差，稱為個人誤差。例如：反應的快慢、分辨能力的高低總使讀數(shù)偏大或偏?。ㄈ绨幢頃r總是稍早或稍遲）。這種誤差只有實驗者細心體察和經(jīng)過訓練才能有所減小。②實驗儀器制造上的缺陷或使用時調(diào)節(jié)不當或未加校準、元件老化所造成的誤差，稱為儀器誤差。例如，米尺刻度不精確或不均勻或因溫度變化而熱脹冷縮等造成讀數(shù)不準。這類誤差只有對儀器進行校準才能減小。應注意：第一，儀器誤差通常標記在儀器銘牌上或說明書中，有時也用儀器的精度級別表示，故應當養(yǎng)成實驗者先仔細看儀器銘牌的習慣，并記住儀器型號、量程、等級、接線圖等，以便正確使用。第二，若未給出儀器誤差，則可作如下估計：對有游標量具和非連續(xù)讀數(shù)的儀表（如電子表、數(shù)字儀表）?。▎未螠y量而言）其最小分度值；對能連續(xù)讀數(shù)儀表，則取最小分度值的一半。③實驗理論和方法的不完善。間接測量時所利用的公式，一般是在很嚴格的條件下導出來的，而實驗往往難于全部滿足這些條件，因此用測量值計算的結(jié)果，無論測量如何準確，計算如何精細，也必然與理論值有偏差，這種偏差稱之為理論誤差。這些誤差可通過對公式的修正（如加修正項）而減小。系統(tǒng)誤差中有的難免確定其符號和大小，可對觀測值加以修正，但有些系統(tǒng)誤差的大小和符號都不知道，則應在實驗中采取一些辦法去限制和減小它對測量結(jié)果的影響。當然在實驗中，一般不考慮系統(tǒng)誤差的修正，但同學們在思想上必須明確，在測量結(jié)果中，包含著系統(tǒng)誤差的因素在內(nèi)。（2）偶然誤差，又稱隨機誤差，在相同的條件下對同一物理量進行多次測量，其誤差的大小和符號的變化時大時小，時正時負，沒有確定的規(guī)律，也不可能預料這種誤差叫做偶然誤差。它的可能來源是：①外界偶然因素的干擾和影響。例如，使用物體天平稱衡時，外界系統(tǒng)的影響；地板或桌子的規(guī)則振動造成測量結(jié)果的大小不一。②實驗者的感官（如聽覺、視覺、觸覺）的分辨能力不盡相同；（同一個人不同時刻也可能不同）表現(xiàn)為估讀能力不一致，以及實驗者技術(shù)水平的限制。例如，用溫度計測溫度，用米尺或螺旋測微器測長度時，最后一位讀數(shù)是估計的，由于受到眼睛分辨本領的限制，讀數(shù)可能偏大，也可能偏小，根據(jù)1-1式求時而為正，時而為負，而且正或負的誤差發(fā)生的機會（概率）服從統(tǒng)計規(guī)律——各次測量值總是在其真值附近漲落，且正負概率均等。據(jù)此，在實驗中，偶然誤差雖然是不能消除的但可以減少。在相同條件下，對同一待測量進行多次重復測量所求得的算術(shù)平均值最為接近真值。

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《大學物理實驗教程》是高等院校工科大學實驗教材之一。

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