大學(xué)物理實驗教程

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：大學(xué)物理實驗教程》是按照教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的《高等工業(yè)學(xué)校物理實驗課程教學(xué)基本要求》和《高等工業(yè)學(xué)校物理學(xué)教學(xué)大綱》，結(jié)合編者多年大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)經(jīng)驗及教學(xué)改革的探索和實踐編寫的。本書主要內(nèi)容包括物理實驗的基本方法、基礎(chǔ)性實驗、綜合應(yīng)用性實驗以及設(shè)計性實驗，創(chuàng)新設(shè)計實踐涵蓋力學(xué)與熱學(xué)實驗、電磁學(xué)實驗、聲學(xué)實驗、光學(xué)實驗、現(xiàn)代工程技術(shù)與信息處理綜合實驗。在總體設(shè)計上，力求貫徹以學(xué)生為本的理念，注重基礎(chǔ)性、實踐性、探索性、開放性的有機(jī)統(tǒng)一。在突出基本技能訓(xùn)練的同時，加大了綜合性、設(shè)計性、研究性實驗的比重?！　”緯m合普通高等院校非物理類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)使用，也可作為教師或相關(guān)人員的參考用書。

書籍目錄

前言 0緒論 0.1物理實驗課的重要性 O.2物理實驗的方法 O.3物理實驗的步驟 O.3.1預(yù)習(xí) 0.3.2實驗觀測與記錄（實驗） 0.3.3實驗數(shù)據(jù)的整理與完成實驗報告 O.3.4實驗報告的格式 1誤差和數(shù)據(jù)處理 1.1測量及其分類 1.1.1 測量 1.1.2直接測量與間接測量 1.1.3等精度測量與非等精度測量 1.2誤差及其分類 1.2.1誤差的定義 1.2.2誤差的表示方法 1.2.3誤差的分類 1.3隨機(jī)誤差的統(tǒng)計分布 1.3.1隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律 1.3.2隨機(jī)誤差的處理 1.4誤差分析的應(yīng)用 1.4.1 算術(shù)平均偏差表示法 1.4.2標(biāo)準(zhǔn)誤差表示法 1.4.3有限次測量的情況和t因子 1.4.4儀器誤差 1.4.5儀器的標(biāo)準(zhǔn)誤差σ儀 1.5實驗的不確定度評定 1.5.1不確定度的概念 1.5.2 直接測量量的不確定度計算及結(jié)果表示 1.5.3 間接測量的結(jié)果和總不確定度的合成 1.6有效數(shù)字及其運(yùn)算 1.6.1有效數(shù)字的一般知識 1.6.2有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則 1.6.3誤差與有效數(shù)字的關(guān)系 1.7實驗數(shù)據(jù)處理的常用方法 1.7.1 列表法 1.7.2作圖法 1.7.3逐差法 1.7.4線性回歸法處理實驗數(shù)據(jù) 2物理實驗的基本知識 2.1物理實驗的基本測量方法 2.2基本物理量的測量及常用儀器 2.2.1 力學(xué)、熱學(xué)基本物理量的測量及常用測量儀器 2.2.2 電學(xué)基本物理量的測量及常用測量儀器 2.2.3光學(xué)基本儀器 2.3實驗室常用電源與光源 2.3.1 實驗室常用電源 2.3.2 實驗室常用光源 3力學(xué)實驗 3.1 長度測量 3.2測量物體的密度 3.3楊氏彈性模量的測定 3.3.1拉伸法楊氏彈性模量的測定 3.3.2 懸掛法楊氏彈性模量的測定 3.3.3霍爾位置傳感器楊氏彈性模量的測定 3.4用弦音實驗儀測定波的傳播速度 3.5液體表面張力系數(shù)的測定 3.6剛體轉(zhuǎn)動慣量測定 3.6.1扭擺法測物體轉(zhuǎn)動慣量 3.6.2轉(zhuǎn)動慣量儀測剛體的轉(zhuǎn)動慣量 3.7液體粘滯系數(shù)的測定 4熱學(xué)實驗 4.1導(dǎo)熱系數(shù)的測定 4.2溫度電測法 4.3溫差電偶的定標(biāo)和測量 4.4熱電偶的定標(biāo)和測量 4.5氣體比熱容比的測定 5光學(xué)實驗 5.1用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑 5.2用邁克爾遜干涉儀測波長 5.3分光計實驗 5.3.1 分光計的調(diào)整與使用 5.3.2三棱鏡頂角的測定 5.3.3折射率的測定 5.3.4光柵常數(shù)的測定 5.3.5譜線波長的測定 5.4薄凸透鏡焦距的測定 5.5測節(jié)點(diǎn)位置及透鏡組焦距 5.6 自組干涉實驗系列 5.6.1楊氏雙縫干涉 5.6.2菲涅爾雙棱鏡干涉 5.6.3牛頓環(huán)裝置 5.7 自組衍射實驗系列 5.7.1夫瑯禾費(fèi)單縫衍射 5.7.2夫瑯禾費(fèi)圓孔衍射 5.7.3菲涅爾單縫衍射 5.7.4菲涅爾圓孔衍射 5.7.5菲涅爾直邊衍射 5.8氦氖激光器系列實驗 5.8.1 氦氖激光器諧振腔調(diào)節(jié)實驗 5.8.2氦氖激光器功率穩(wěn)定性的測量實驗 5.8.3氦氖激光器發(fā)散角的測量 5.8.4氦氖激光器模式分析 5.9偏振光分析 5.10色度學(xué)測量實驗 5.11用旋光測糖溶液的濃度 5.12晶體聲光效應(yīng)實驗 6電磁學(xué)實驗 6.1電學(xué)元件伏安特性的測量 6.1.1 線性元件的伏安特性 6.1.2二極管伏安特性曲線的研究 6.2直流電橋 6.2.1單臂電橋（惠斯通電橋） 6.2.2雙臂電橋測量低電阻 6.2.3非平衡電橋 6.3示波器的調(diào)節(jié)與使用 6.4霍爾效應(yīng)實驗 6.4.1 利用霍爾效應(yīng)測磁場 6.4.2 霍爾法測量圓線圈和亥姆霍茲線圈的磁場 6.5密立根油滴實驗 6.6光電效應(yīng)法測量普朗克常數(shù) 6.7測定鐵磁材料的磁化曲線 6.8模擬法測繪靜電場 6.9 RLC電路特性的研究 7聲學(xué)實驗 7.1聲速的測定 7.1.1超聲聲速測定 7.1.2用振動合成法測聲速 7.1.3超聲光柵測量聲速 7.2超聲定位和形貌成像實驗 7.3脈沖回波型聲成像實驗 8綜合設(shè)計性實驗 8.1重力加速度的測定 8.2楊氏模量測量方法的研究 8.3非線性伏安法特性研究 8.4流體力學(xué)特性研究（硬幣起飛） 8.5太陽能電池特性的研究 8.6磁電阻元件的研究 8.7組裝望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 8.8用自準(zhǔn)直法測凹透鏡焦距 8.9用劈尖法測量細(xì)絲的直徑 8.10透明薄膜折射率（或厚度）的測量 8.11用焦利氏秤測彈簧的倔強(qiáng)系數(shù) 8.12簡諧振動的實驗設(shè)計與研究 8.13液體粘滯系數(shù)的測定 8.14液體表面張力系數(shù)的測定 8.15光的衍射法測楊氏模量 8.16用凸透鏡測狹縫寬度 8.17替代法測電阻 8.18伏安法測電阻 8.19安培表內(nèi)阻的測定 8.20變阻器的使用與電路控制 8.21 比較法測互感系數(shù) 8.22補(bǔ)償法、電橋伏安法測電阻 8.23非平衡電橋與熱敏電阻 8.24恒流源法測導(dǎo)體電阻溫度系數(shù) 8.25溫差電動勢的測量 8.26用電諧振法測膜層厚度 8.27 RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的研究 8.28用干涉法測量載流康銅絲的溫度 8.29用霍爾器件測量地磁水平分量 8.30溫度傳感器的設(shè)計與應(yīng)用 8.31硅光電池特性的研究 8.32用示波器測量諧振頻率及電感 8.33測電源的電動勢和內(nèi)阻 8.34用磁聚焦法測定電子荷質(zhì)比 8.35光電傳感器的設(shè)計與應(yīng)用 8.36暫態(tài)過程的實時測量及曲線圖的描繪 8.37用計算機(jī)測繪磁場分布 9創(chuàng)新性設(shè)計型實驗 9.1差動變面積式電容傳感的靜態(tài)及動態(tài)特性 9.2擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實驗 9.3氣敏電阻實驗 9.4濕敏電阻實驗 9.5光電傳感器測轉(zhuǎn)速實驗 9.6熱釋電人體接近實驗 9.7光電傳感器物理設(shè)計性實驗裝置 9.8熱電阻特性實驗 9.9熱電偶溫差電動勢測量與研究 9.10 PN結(jié)正向壓降與溫度關(guān)系的研究和應(yīng)用 9.11集成溫度傳感器

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   【實驗原理】 1.旋光性的原因 單糖等有機(jī)物是否有旋光性，與它的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)是對稱的（如具有對稱面、對稱中心、對稱軸等），就沒有旋光性；反之就有旋光性。 生物體內(nèi)存在的有機(jī)分子主要是由C，H，O，N四種元素組成的，其中只有C原子有可能形成不對稱性。原因是C原子表現(xiàn)為四價，即可與4個原子或原子團(tuán)共價連接，如果連接的4個原子或原子團(tuán)是能對稱排列的，這個分子就表現(xiàn)為對稱性；否則就表現(xiàn)為不對稱牲，這個C原子就稱為不對稱碳原子，或稱為不對稱中心、手性碳原子、手性中心。大部分單糖都有至少一個不對稱中心（二羥丙酮除外）。 2.偏振光的基本概念 根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，光是一種電磁波。光的傳播就是電場強(qiáng)度E和磁場強(qiáng)度H以橫波的形式傳播的過程。而E與H互相垂直，也都垂直于光的傳播方向，因此光波是一種橫波。由于引起視覺和光化學(xué)反應(yīng)的是E，所以E矢量又稱為光矢量，把E的振動稱為光振動，E與光波傳播方向之間組成的平面叫振動面。光在傳播過程中，光振動始終在某一確定方向的光稱為線偏振光，簡稱偏振光（圖5—11—5（a））。普通光源發(fā)射的光是由大量原子或分子輻射而產(chǎn)生，單個原子或分子輻射的光是偏振的，但由于熱運(yùn)動和輻射的隨機(jī)性，大量原子或分子所發(fā)射的光的光矢量出現(xiàn)在各個方向的概率是相同的，沒有哪個方向的光振動占優(yōu)勢，這種光源發(fā)射的光不顯現(xiàn)偏振的性質(zhì)，稱為自然光（圖5—11—5（b））。還有一種光線，光矢量在某個特定方向上出現(xiàn)的概率比較大，也就是光振動在某一方向上較強(qiáng)，這樣的光稱為部分偏振光（圖5—11—5（c））。 3.偏振光的獲得和檢測 將自然光變成偏振光的過程稱為起偏，起偏的裝置稱為起偏器。常用的起偏器有人工制造的偏振片、晶體起偏器和利用反射或多次透射（光的入射角為布儒斯特角）而獲得偏振光。自然光通過偏振片后，所形成偏振光的光矢量方向與偏振片的偏振化方向（或稱透光軸）一致。在偏振片上用符號表示其偏振化方向。 鑒別光的偏振狀態(tài)的過程稱為檢偏，檢偏的裝置稱為檢偏器。

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