大學(xué)物理實驗

內(nèi)容概要

《大學(xué)物理實驗》第1版自2006年2月出版以來，經(jīng)過三年的使用，受到廣大師生的厚愛和好評。隨著教育形勢的變化和教育改革的不斷深人，大學(xué)物理實驗的教學(xué)目標(biāo)也有了一定的變化，與此同時，一批體現(xiàn)現(xiàn)代化信息的智能型實驗設(shè)備相繼走進(jìn)高校實驗室，基于上述原因，在第1版的基礎(chǔ)上，我們編寫了《大學(xué)物理實驗》第2版。    《大學(xué)物理實驗》第2版汲取第l版之所長，增加了一定數(shù)量的智能型實驗項目，改進(jìn)了原有個別實驗項目和實驗方法。全書體系完備、內(nèi)容翔實、圖文并茂，突出現(xiàn)代特征，具有廣泛的適用性和較強(qiáng)的操作性。

書籍目錄

0 緒論  0.1 物理實驗的地位與作用  0.2 實驗物理學(xué)的形成及其內(nèi)容  0.3 大學(xué)物理實驗的作用、任務(wù)和基本要求  0.4 大學(xué)物理實驗課的基本教學(xué)程序1 誤差理論與有效數(shù)字  1.1 測量與誤差）  1.2 實驗不確定度及測量結(jié)果的表示  1.3 有效數(shù)字及簡算方法2 實驗數(shù)據(jù)的處理方法  2.1 數(shù)據(jù)處理的基本程序  2.2 數(shù)據(jù)處理的基本方法  2.3 Excel軟件處理實驗數(shù)據(jù)的基本方法3 物理實驗中的基本測量方法和常用儀器  3.1 物理實驗中的基本測量方法  3.2 物理實驗常用儀器  3.3 實驗室常用電源、光源、信號源4 基礎(chǔ)物理實驗  4.1 長度測量  4.2 密度的測量  4.3 用單擺測量重力加速度  4.4 氣墊上物體運(yùn)動的測量與研究  4.5 用拉伸法測量金屬絲的楊氏模量  4.6 剛體轉(zhuǎn)動慣量的測定  4.7 液體表面張力系數(shù)的測定  4.8 金屬線脹系數(shù)的測定  4.9 透鏡焦距的測定  4.10 電橋法測電阻  4.11 電位差計測電動勢  4.12 電表的改裝和校正  4.13 靜電場的測繪  4.14 示波器的原理和應(yīng)用  4.15 霍耳效應(yīng)及其應(yīng)用  4.16 邁克耳遜干涉儀的調(diào)整與使用  4.17 電子束的電偏轉(zhuǎn)  4.18 電子束的磁偏轉(zhuǎn)與磁聚焦  4.19 聲速的測定  4.20 簡諧振動的研究  4.21 分光計的調(diào)整和使用  4.22 牛頓環(huán)裝置測量平凸鏡的曲率半徑  4.23 楊氏雙縫干涉  4.24 夫瑯禾費(fèi)單縫衍射  4.25 導(dǎo)熱系數(shù)的測定  4.26 鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線的測量  4.27 PN結(jié)正向壓降與溫度關(guān)系的研究和應(yīng)用  4.28 光速的測量5 近代物理實驗  5.1 光電效應(yīng)  5.2 密立根油滴實驗  5.3 夫蘭克?赫茲實驗  5.4 光學(xué)全息照相  5.5 核磁共振實驗  5.6 智能型光電效應(yīng)實驗儀測普朗克常數(shù)6 設(shè)計性實驗  6.1 設(shè)計性實驗的特點(diǎn)  6.2 設(shè)計性實驗舉例  6.3 電位差計校準(zhǔn)電表和測定電阻  6.4 RC串聯(lián)電路充電、放電過程研究  6.5 二極管伏安特性曲線的測繪  6.6 用光柵測光波波長  6.7 偏振光的特性研究  6.8 黑白照相技術(shù)  6.9 彩色照相技術(shù)  6.10 光柵特性的研究附錄  附表1 基本物理常數(shù)表  附表2 空氣的相對濕度與干濕球溫度計的關(guān)系  附表3 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同溫度時水的密度  附表4 20 ℃時常用固體和液體的密度  附表5 海平面上不同緯度處的重力加速度  附表6 20 ℃時某些金屬的楊氏模量  附表7 20 ℃時與空氣接觸的液體的表面張力系數(shù)  附表8 不同溫度時與空氣接觸的水的表面張力系數(shù)  附表9 液體的黏度  附表10 不同溫度時水的黏度  附表11 固體的線脹系數(shù)  附表12 固體的比熱容  附表13 液體的比熱容  附表14 一些金屬或合金的電阻率及其溫度系數(shù)  附表15 不同溫度時干燥空氣中的聲速  附表16 氣體的導(dǎo)熱系數(shù)  附表17 常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)

章節(jié)摘錄

插圖：1）系統(tǒng)誤差的主要來源①儀器誤差。這是由于測量工具或儀器本身的缺陷而產(chǎn)生的，如天平臂不等長、砝碼標(biāo)稱質(zhì)量不準(zhǔn)確、尺子刻度偏大、表盤刻度不均勻等。②方法誤差。這是由于實驗方法或理論不完善而導(dǎo)致的。如采用伏安法測電阻時電表內(nèi)阻產(chǎn)生的誤差、采用單擺周期公式測量周期時擺角引起的誤差，這些都是方法誤差。③環(huán)境誤差。這是由于周圍環(huán)境與實驗要求不一致而引起的誤差。如測量時實際溫度與所要求的溫度有偏差，測量過程中溫度、濕度、氣壓等按一定規(guī)律變化引起的誤差。④人身誤差。這是由于測量者本身的生理特點(diǎn)或固有習(xí)慣所引起的誤差，例如某些人在進(jìn)行動態(tài)測量記錄某一信號時有滯后的傾向等。系統(tǒng)誤差一般都有較明顯的原因，因此可以采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右韵拗苹蛳鼘y量結(jié)果的影響。系統(tǒng)誤差是測量誤差的重要組成部分，所以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差，弄清其產(chǎn)生原因，進(jìn)而消除它對測量結(jié)果的影響是物理實驗的一項重要任務(wù)。2）發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的方法提高測量精度的首要問題是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差，然而在測量過程中形成系統(tǒng)誤差的因素是復(fù)雜的，目前還沒有能夠適用于發(fā)現(xiàn)各種系統(tǒng)誤差的普遍方法，只有根據(jù)具體測量過程和測量儀器進(jìn)行全面的仔細(xì)分析，針對不同情況合理選擇一種或幾種方法加以校驗，才能最終確定有無系統(tǒng)誤差。下面簡單介紹幾種適用于發(fā)現(xiàn)某些系統(tǒng)誤差的常用方法。①實驗對比法。這種方法主要適用于發(fā)現(xiàn)固定系統(tǒng)誤差，其基本思想是改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件，進(jìn)行不同條件的測量。例如，采用不同方法測同一物理量，若其結(jié)果不一致，表明至少有一種方法存在系統(tǒng)誤差。還可采用儀器對比法、參量改變對比法、改變實驗條件對比法、改變實驗操作人員對比法等，測量時可根據(jù)具體實驗情況選用。②理論分析法。主要是通過進(jìn)行定性分析來判斷是否有系統(tǒng)誤差。如分析儀器所要求的工作條件是否滿足、實驗依據(jù)的理論公式所要求的條件在測量過程中能否滿足，如果這些要求沒有滿足，則實驗必有系統(tǒng)誤差。③數(shù)據(jù)分析法。主要是通過進(jìn)行定量分析來判斷是否有系統(tǒng)誤差。一般可采用殘余誤差觀察法、殘余誤差校驗法、不同公式計算標(biāo)準(zhǔn)差比較法、計算數(shù)據(jù)比較法等。3）系統(tǒng)誤差的減小和消除在實際測量中，如果判斷出有系統(tǒng)誤差存在，就必須進(jìn)一步分析可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素，設(shè)法減小和消除系統(tǒng)誤差。由于測量方法、測量對象、測量環(huán)境及測量人員不盡相同，因而沒有一個普遍適用的方法來減小或消除系統(tǒng)誤差。下面簡單介紹幾種減小和消除系統(tǒng)誤差的方法和途徑。①從產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源上消除。從產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源上消除誤差是最根本的方法，通過對實驗過程中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的各種因素。可以從下面幾個方面采取措施從根源上消除或減小系統(tǒng)誤差：采用近似性較好又比較切合實際的理論公式，盡可能滿足理論公式所要求的實驗條件；選用能滿足測量誤差所要求的實驗儀器裝置，嚴(yán)格保證儀器設(shè)備所要求的測量條件；采用多人合作，重復(fù)實驗的方法。②引入修正項消除系統(tǒng)誤差。通過預(yù)先對儀器設(shè)備將要產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析計算，找出誤差規(guī)律，從而找出修正公式或修正值，對測量結(jié)果進(jìn)行修正。

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