大學(xué)物理實驗（提高部分）

前言

本套教材是根據(jù)教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會《非物理類學(xué)科大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》的要求，借鑒國內(nèi)外近年來物理實驗教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革與研究成果，結(jié)合廣西工學(xué)院多年來的教改成果、課程建設(shè)的實踐經(jīng)驗編寫而成的。本套教材體現(xiàn)分層教學(xué)、開放教學(xué)、研究性教學(xué)的實驗教學(xué)新要求，為非物理類專業(yè)大學(xué)物理實驗教材。全套共分為兩冊，第一冊《大學(xué)物理實驗（基礎(chǔ)部分）》，適用于基礎(chǔ)實驗教學(xué)；第二冊《大學(xué)物理實驗（提高部分）》，適用于提高型、研究型實驗教學(xué)。全書通過穿插“拓展閱讀”內(nèi)容，把物理學(xué)的發(fā)展簡史呈現(xiàn)出來，也反映物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用，并對目前先進(jìn)測量技術(shù)作了介紹。為方便教學(xué)，本套書提供配套的光盤。教學(xué)中實際采用的教材包括三大部分，即紙質(zhì)教材、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源及教學(xué)管理系統(tǒng)、光盤。三部分教材相輔相成，各有側(cè)重，構(gòu)成了立體教材，滿足網(wǎng)絡(luò)化、分層次、開放式的實驗教學(xué)需要，并對實驗教學(xué)實現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化的管理。紙質(zhì)教材：包括基礎(chǔ)和提高兩部分，分為兩冊。在內(nèi)容編排上主要體現(xiàn)教學(xué)方法的層次化，如分必做內(nèi)容、選做內(nèi)容，分常規(guī)性實驗教學(xué)、設(shè)計性實驗教學(xué)和研究性實驗教學(xué)等。紙質(zhì)教材中，對設(shè)計性實驗和研究性實驗，只給定了其實驗任務(wù)、實驗要求、實驗條件和參考資料，具體的實驗設(shè)計和實驗研究由學(xué)生探索完成，可從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源中獲得設(shè)計引導(dǎo)和研究引導(dǎo)。

內(nèi)容概要

《大學(xué)物理實驗》分“基礎(chǔ)部分”和“提高部分”兩冊，配合使用，實現(xiàn)物理實驗的分層教學(xué)。本冊為提高部分，適合高等院校非物理類專業(yè)的本科各專業(yè)學(xué)生使用，也可作為實驗技術(shù)人員和有關(guān)教師的參考用書。在內(nèi)容編排上主要體現(xiàn)教學(xué)方法的層次化，本書分為5章。第1章對物理實驗與計算機(jī)的應(yīng)用作介紹；第2章介紹定性與半定量實驗；第3章為綜合性實驗篇；第4章為設(shè)計性實驗篇；第5章為研究性實驗篇。對于設(shè)計性和研究性實驗，書中只給定了其實驗任務(wù)、實驗要求、實驗條件和參考資料，具體的實驗設(shè)計和實驗研究由學(xué)生探索完成，并可從課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源中獲得設(shè)計引導(dǎo)和研究引導(dǎo)。    全書通過穿插“拓展閱讀”內(nèi)容，使讀者對現(xiàn)代測量技術(shù)有概要性的了解。

書籍目錄

第1章  物理實驗與計算機(jī)應(yīng)用篇  1.1  計算機(jī)在物理實驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用  1.2  虛擬實驗技術(shù)在物理實驗中的應(yīng)用  實驗1—1  虛擬仿真系統(tǒng)實驗  實驗1—2  虛擬仿真示波器的調(diào)節(jié)與使用  實驗1—3  虛實結(jié)合綜合光學(xué)實驗  拓展閱讀1  虛擬技術(shù)簡介  實驗1—4  虛實結(jié)合紅外掃描成像實驗  實驗1—5  非線性混沌實驗  實驗1—6  高溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的測定  拓展閱讀2  低溫技術(shù)簡介第2章  定性與半定量實驗篇  2.1  在物理實驗課程中引入定性與半定量實驗教學(xué)的必要性與可行性  2.2  定性與半定量物理實驗項目  實驗2—1  受迫振動與共振實驗研究  實驗2—2  轉(zhuǎn)動液體內(nèi)部壓強(qiáng)分布實驗研究  實驗2—3  光通信及互感現(xiàn)象  實驗2—4  尖端放電與靜電電動機(jī)、靜電除塵  實驗2—5  感應(yīng)電流的熱效應(yīng)  實驗2—6  通電斷電自感實驗  拓展閱讀3  真空與真空鍍膜技術(shù)簡介  實驗2—7  頻閃法測轉(zhuǎn)速的實驗探索  實驗2—8  磁懸浮實驗  實驗2—9  聲聚焦實驗  實驗2—10  神奇的輝光球  實驗2—11  激光監(jiān)聽  實驗2—12  霍爾傳感器測磁場分布的應(yīng)用探索  拓展閱讀4  顯微技術(shù)簡介第3章  綜合性實驗篇  實驗3—1  液晶電光效應(yīng)  實驗3—2  多種衍射綜合實驗  實驗3—3  光纖通信綜合實驗  實驗3—4  聲速測量  實驗3—5  電容式傳感器實驗  拓展閱讀5  傳感器技術(shù)簡介  實驗3—6  電渦流傳感器實驗  實驗3—7  邁克爾遜干涉儀綜合實驗  實驗3—8  全息照相實驗  實驗3—9  雙棱鏡干涉實驗  實驗3—10  聲波測距實驗  實驗3—11  核磁共振實驗  拓展閱讀6  磁共振簡介第4章  設(shè)計性實驗篇  4.1  設(shè)計性實驗的教學(xué)要求  4.2  設(shè)計性實驗的舉例  4.3  設(shè)計性實驗項目  實驗4—1  孔明燈的研究與設(shè)計  實驗4—2  電阻測量設(shè)計  實驗4—3  駐波實驗研究與簡單樂器的設(shè)計  實驗4—4  平行軸定理驗證設(shè)計  實驗4—5  酒精濃度儀的研究與設(shè)計  實驗4—6  光照強(qiáng)度計的研究與設(shè)計  實驗4—7  電感式接近開關(guān)的設(shè)計及應(yīng)用  實驗4—8  波長的相對測量實驗設(shè)計  拓展閱讀7  微波技術(shù)簡介  實驗4—9  根據(jù)“不確定度均分”原則進(jìn)行的實驗設(shè)計  實驗4—10  薄片厚度測量專題設(shè)計  實驗4—11  折射率測量專題設(shè)計  實驗4—12  用分光計測定液體折射率的實驗設(shè)計  實驗4—13  用極限折射法測定三棱鏡的折射率  實驗4—14  接地電阻測量設(shè)計  實驗4—15  利用光杠桿法測量薄片厚度的實驗設(shè)計  實驗4—16  光的偏振實驗設(shè)計  拓展閱讀8  等離子體技術(shù)簡介第5章  研究性實驗篇  5.1  研究性實驗的教學(xué)要求  5.2  研究性實驗的教學(xué)課題  實驗5—1  錐體上滾實驗與“怪坡”之謎研究  實驗5—2  氣墊導(dǎo)軌上研究物體的碰撞  實驗5—3  熱電偶測溫實驗研究  實驗5—4  伯努利方程應(yīng)用研究  實驗5—5  電磁驅(qū)動實驗研究  實驗5—6  學(xué)生興趣制作研究與實踐  實驗5—7  邁克爾遜干涉儀綜合應(yīng)用研究  實驗5—8  網(wǎng)上教學(xué)資源開發(fā)研究  實驗5—9  “歷史上最美的”物理實驗研究  實驗5—10  陀螺進(jìn)動實驗研究  實驗5—11  電子秤的研究  實驗5—12  全息技術(shù)研究  拓展閱讀9  全息技術(shù)簡介

章節(jié)摘錄

插圖：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為改進(jìn)普通物理實驗教學(xué)創(chuàng)造了很好的條件。利用計算機(jī)對實驗教學(xué)進(jìn)行輔助，很大程度上改善了實驗教學(xué)的效果，也為實驗教學(xué)新模式的構(gòu)建提供了最有力的支持。利用計算機(jī)，可以實現(xiàn)按教學(xué)需要實時監(jiān)控教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。計算機(jī)模擬仿真實驗、用微機(jī)控制實驗過程或采集實驗數(shù)據(jù)等計算機(jī)輔助系列，在物理實驗中被廣泛地運(yùn)用，如“虛擬示波器”、“虛實結(jié)合綜合光學(xué)實驗”等。1.1計算機(jī)在物理實驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用物理實驗中的數(shù)據(jù)處理是實驗的一個重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將計算機(jī)引入到實驗數(shù)據(jù)處理中，不但可以提高處理效率，同時還能避免在處理過程中計算錯誤的發(fā)生，實現(xiàn)數(shù)據(jù)圖表化、誤差分析標(biāo)準(zhǔn)化。1.數(shù)學(xué)計算軟件在物理實驗中的應(yīng)用所謂“萬物皆數(shù)”，一切知識的根基都來自于數(shù)學(xué)。在科學(xué)研究和工程應(yīng)用過程中，往往需要大量的數(shù)學(xué)計算，傳統(tǒng)的紙筆已經(jīng)不能從根本上滿足海量計算的要求。當(dāng)實驗數(shù)據(jù)處理需要復(fù)雜計算，要求較高時，往往使實驗者要花費(fèi)大量時間在數(shù)據(jù)處理過程上。而使用數(shù)學(xué)計算軟件（如Matlab、Mathematica等）來對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值計算則可以有效地減輕計算工作量，提高工作效率。現(xiàn)代數(shù)學(xué)計算軟件具有編程簡單、易于學(xué)習(xí)、能快速進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的特點，無論是在校學(xué)生，還是工程技術(shù)人員和科研人員，都可以快速學(xué)習(xí)Matlab、Mathematiea等軟件的使用并用它們來解決各種數(shù)值計算問題。

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