大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

本書是在符合國家教育部制定的《高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)基本要求》的前提下，結(jié)合應(yīng)用型本科院校及獨(dú)立學(xué)院的特點(diǎn)，根據(jù)應(yīng)用型本科院校學(xué)生對物理概念與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識的掌握情況，尤其是近幾年來通過對我院物理實(shí)驗(yàn)課時要求較少的各專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐，經(jīng)過精煉和篩選編寫而成的物理實(shí)驗(yàn)簡明教材。本書是哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部物理教研室全體教師長期辛勤勞動的結(jié)果，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)與改革的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。高等應(yīng)用技術(shù)型人才，不僅要具備比較深入廣博的理論知識，而且要具有較強(qiáng)的從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)往往是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生在高等學(xué)校受到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端。它在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段去發(fā)現(xiàn)、觀察、分析和研究、解決問題的能力方面，在提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)方面都起著重要的作用。物理實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)該讓學(xué)生受到比較嚴(yán)格和系統(tǒng)的基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中使學(xué)生逐步養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，為他們今后的成長打下良好的基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

本書在緒論部分除對物理實(shí)驗(yàn)課的地位、作用和任務(wù)做一論述外，還重點(diǎn)向?qū)W生介紹了如何上好實(shí)驗(yàn)課，詳細(xì)地介紹了如何做好課前預(yù)習(xí)、課堂實(shí)驗(yàn)和書寫實(shí)驗(yàn)報告三個環(huán)節(jié)；在第一章中，闡述了測量誤差及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識；第二章是物理實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)技能；第三章是基礎(chǔ)與綜合性實(shí)驗(yàn)，精選出的14個實(shí)驗(yàn)覆蓋了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理各個領(lǐng)域；第四章是演示實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)是深受學(xué)生歡迎的實(shí)驗(yàn)形式，它能化抽象為具體，化枯燥為生動，把要研究的物理現(xiàn)象清楚地展示在學(xué)生面前；最后一部分是學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告，編者們根據(jù)每個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程和內(nèi)容特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告，便于讓學(xué)生獨(dú)立及時地將實(shí)驗(yàn)結(jié)果完整而真實(shí)地表達(dá)出來。

書籍目錄

緒論第一章  測量誤差與數(shù)據(jù)處理  1.1  測量與誤差  1.2  系統(tǒng)誤差  1.3  偶然誤差  1.4  測量結(jié)果的不確定度  1.5  直接測量與間接測量的數(shù)據(jù)處理  1.6  有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則  1.7  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法  1.8  計(jì)算器在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用  1.9  實(shí)驗(yàn)習(xí)題第二章  基本實(shí)驗(yàn)技能  2.1  基本物理量的測量  2.2  物理實(shí)驗(yàn)的基本方法  2.3  實(shí)驗(yàn)儀器的基本調(diào)整與操作技術(shù)  2.4  常用實(shí)驗(yàn)儀器介紹第三章  基礎(chǔ)與綜合性實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)一  長度測量與數(shù)據(jù)處理練習(xí)  實(shí)驗(yàn)二  拉伸法測定金屬絲的楊氏彈性模量  實(shí)驗(yàn)三  扭擺法測量物體的轉(zhuǎn)動慣量  實(shí)驗(yàn)四  簡諧振動與彈簧勁度系數(shù)實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)五  熱電偶定標(biāo)及熔融金屬冷卻曲線的測定  實(shí)驗(yàn)六  伏安法測電阻  實(shí)驗(yàn)七  惠斯通電橋測電阻  實(shí)驗(yàn)八  霍耳元件測磁場  實(shí)驗(yàn)九  密立根油滴實(shí)驗(yàn)——電子電荷的測量  實(shí)驗(yàn)十  電子在電場、磁場中的運(yùn)動規(guī)律  實(shí)驗(yàn)十一  薄透鏡焦距的測量  實(shí)驗(yàn)十二  自組望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡  實(shí)驗(yàn)十三  等厚干涉現(xiàn)象的研究  實(shí)驗(yàn)十四  全息照相第四章  演示實(shí)驗(yàn)  演示實(shí)驗(yàn)一  錐體上滾輪演示裝置  演示實(shí)驗(yàn)二  陀螺儀  演示實(shí)驗(yàn)三  海市蜃樓演示  演示實(shí)驗(yàn)四  視覺暫留  演示實(shí)驗(yàn)五  湯姆遜電磁鐵  演示實(shí)驗(yàn)六  手觸式蓄電池  演示實(shí)驗(yàn)七  神奇的輝光盤  演示實(shí)驗(yàn)八  磁懸浮列車  演示實(shí)驗(yàn)九  渦流熱效應(yīng)演示  演示實(shí)驗(yàn)十  磁聚焦現(xiàn)象演示  演示實(shí)驗(yàn)十一  錯覺畫  演示實(shí)驗(yàn)十二  光纖通訊演示儀  演示實(shí)驗(yàn)十三  范德格拉夫起電機(jī)第五章  實(shí)驗(yàn)報告參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.系統(tǒng)誤差的成因誤差按照產(chǎn)生的原因和基本性質(zhì)，可將其分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差（或稱隨機(jī)誤差）兩類，下面我們先介紹系統(tǒng)誤差。在相同條件下多次測量同一量時，測量結(jié)果出現(xiàn)固定的偏差，即誤差的大小和符號始終保持恒定，或者按某種確定的規(guī)律變化，這種誤差就稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差按產(chǎn)生原因的不同可以分為以下幾種：（1）儀器誤差。由于測量所用的儀器本身的缺陷造成的誤差稱為儀器誤差。如儀器零點(diǎn)未對準(zhǔn)，天平砝碼有缺損而又未經(jīng)校準(zhǔn)，儀器水平或鉛直未調(diào)整，天平不等臂等。儀器誤差通常是系統(tǒng)誤差的最重要的組成部分。（2）方法誤差。由于實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理不夠完善，或者測量所依據(jù)的理論公式帶有近似性，或者實(shí)驗(yàn)條件達(dá)不到理論公式規(guī)定的要求所造成的誤差稱為方法誤差。例如，單擺的周期計(jì)算公式成立的條件是擺角趨于零，而在實(shí)驗(yàn)測定周期時又必然有一定的擺角，再加上公式中沒有考慮空氣浮力、擺線質(zhì)量影響等因素，這就決定了測量結(jié)果必然存有誤差。（3）個人誤差。由于測試者感覺器官的不完善或者個人不正確的習(xí)慣所造成的誤差稱為個人誤差。如有的人按秒表總提前、有的人總滯后。這種誤差往往因人而異并與測試者當(dāng)時的心理狀態(tài)有關(guān)。（4）環(huán)境條件誤差。由于外界環(huán)境因素發(fā)生變化，或者測量儀器規(guī)定的適用條件沒有滿足所造成的誤差稱為環(huán)境條件誤差。例如：標(biāo)準(zhǔn)電池是以20℃時的電動勢數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)的，若在30℃的條件下使用，不加以修正，就引入了系統(tǒng)誤差。以上這些系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是可知的，它們的出現(xiàn)一般也是有規(guī)律的。因此，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該對測量中可能產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差作充分的分析和估計(jì)，并采取必要的措施盡量消除其影響。測量后應(yīng)該設(shè)法估計(jì)未能消除的系統(tǒng)誤差的值，并對測量結(jié)果加以修正。應(yīng)該指出，系統(tǒng)誤差經(jīng)常是一些實(shí)驗(yàn)測量的主要誤差來源。依靠多次重復(fù)測量，都不能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的存在，處理不妥往往會給測量結(jié)果的準(zhǔn)確度帶來很大影響。因此，實(shí)驗(yàn)工作者必須經(jīng)?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)，掌握各種不同的測量儀器、各種不同的實(shí)驗(yàn)方法以及各種環(huán)境因素引起的系統(tǒng)誤差的變化規(guī)律，以提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平。

編輯推薦

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