大學物理實驗

前言

　　物理學一詞早先源于希臘文，意為自然。其現代內涵是指研究物質運動最一般規(guī)律及物質基本結構的科學。物理學是實驗科學，凡物理學的概念、規(guī)律及公式等都是以客觀實驗為基礎的?？茖W家提出某些假設和預見，為對其進行證明，籌劃適當的手段和方法，根據由此產生的現象來判斷假設和預見的真?zhèn)?。因此，科學實驗的重要性是不言而喻的。　　當代最為人們注目的諾貝爾獎，其宗旨是獎給有最重要發(fā)現或發(fā)明的人。因此，諾貝爾物理學獎標志著物理學中里程碑級的重大發(fā)現和發(fā)明。從1901年第一次授獎至今已有近百年的歷史，有得主近150名，其中以實驗物理學方面的發(fā)現或發(fā)明而獲獎者約占73％?！　≌麄€物理學的發(fā)展史是人類不斷了解自然、認識自然的過程。實驗物理和理論物理是物理學的兩大分支，實驗事實是檢驗物理模型、確立物理規(guī)律的終審裁判。理論物理與實驗物理相輔相成，互相促進，恰如鳥之雙翼，人之雙足，缺一不可。物理學正是靠著實驗物理和理論物理的相互配合、相互激勵、探索前進，而不斷向前發(fā)展的。在物理學的發(fā)展過程中，這種相互促進、相互激勵、相互完善的過程的實例是數不勝數的。　　無論是物理學還是整個自然科學的發(fā)展，實驗和理論的相互作用都是一種內在的根本動力。這種作用引起量的漸進積累和質的突變飛躍的交替潛進，推動著科學進程一浪一浪地不斷高漲?！　≌缰锢韺W家密立根（R.A.密立根）所說：“我僅僅在理論和實驗這兩個領域里作了微小的貢獻，就得到1923年的諾貝爾物理學獎，我感到非常榮幸?！边@件事很好地說明科學是在用理論和實驗這兩只腳前進的，有時是這只腳先邁出一步，有時是另一只腳先邁出一步，但是前進要靠兩只腳，先建立理論然后做實驗，或者是先在實驗中得出新的關系，然后再邁出理論這只腳，并推動實驗前進，如此不斷交替進行?！　τ谖锢韺W學習者來說，物理實驗不僅是物理學科的重要組成部分，也是深入理解和掌握物理定律和原理必不可少的環(huán)節(jié)，同時，它還是增強學生分析和解決實際問題的能力、提高綜合素質的有效途徑。

內容概要

物理實驗技術是工程技術的基礎，是學生系統地學習實驗方法、儀器使用、數據處理等技能的良好訓練平臺，因此它是理工科學生不可或缺的一門重要基礎課程。    本書系根據教育部《非物理類理工科大學物理實驗課程教學基本要求》，針對學生的專業(yè)特點，結合多年來物理實驗課程的教學實踐編寫而成的。主要特點如下：    （1）通俗易懂，便于自學和預習。每個實驗都給出了簡明扼要的操作要點和注意事項，對初學者易出現問題，有較為詳細的解釋。此外，還給出了實驗報告范例，便于自學和按照實驗要求進行預習。    （2）重點突出，便于理解和掌握。每個實驗都提出了完成實驗項目的具體任務及數據測量要求，便于操作和數據處理。    （3）注重歸納總結，便于綜合運用。對一些物理量的測量，提供了多種方法，給學生更多的選擇余地。擴展相關的實驗內容，引導學生自主思考，培養(yǎng)良好的實驗素養(yǎng)。

書籍目錄

緒論第1章  實驗誤差及測量數據的處理　第1節(jié)  測量　第2節(jié)  誤差及誤差分類　第3節(jié)  測量的準確度和精密度　第4節(jié)  直接測量結果的表示　第5節(jié)  有效數字　第6節(jié)  間接測量結果的表示　第7節(jié)  處理實驗數據的方法　第8節(jié)  誤差與有效數字練習題第2章  力學、熱學實驗　實驗1  長度測量　實驗2  固體密度的測量　實驗3  牛頓第二定律　實驗4  動量守恒和機械能守恒　實驗5  簡諧振動　實驗6  用三線擺測物體的轉動慣量　實驗7  拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量　實驗8  液體表面張力系數的測定　實驗9  液體黏滯系數的測定　實驗10  固體線膨脹系數的測定　實驗11  液固體比熱容的測定第3章  電學、磁學實驗　電磁學實驗操作規(guī)程　實驗1  歐姆定律的應用　實驗2  線性電阻和非線性電阻的伏安特性曲線　實驗3  用單臂電橋測電阻　實驗4  用雙臂電橋測低電阻　實驗5  示波器的使用　實驗6  靜電場的描繪　實驗7  用電位差計測量電動勢　實驗8  用電位差計測量電流和電阻　實驗9  磁場描繪　實驗10  用霍耳元件測量磁場　實驗11  鐵磁材料的磁化曲線和磁滯回線第4章  光學、近代物理實驗　光學實驗預備知識　實驗1  薄透鏡焦距的測定　實驗2  分光計的調整和測量三棱鏡玻璃的折射率　實驗3  用透射光柵測定光波波長　實驗4  光的等厚干涉現象及其應用　實驗5  邁克爾遜干涉儀　實驗6  光電效應與普朗克常量的測定　實驗7  夫蘭克赫茲實驗　實驗8  密立根油滴實驗第5章  設計性實驗　概述　實驗1  重力加速度的研究　實驗2  焦利秤測定不規(guī)則物體的密度　實驗3  簡易萬用電表的制作　實驗4  電阻溫度系數的測定　實驗5  基爾霍夫定律和電位的研究　實驗6  電源特性研究　實驗7  補償法測量電源電動勢　實驗8  測量細絲直徑附錄　附錄1  希臘字母表　附錄2  常用數字符號　附錄3  一些常用數字　附錄4  幾種單位的換算　附錄5  基本物理常數　附錄6  一些固體的密度　附錄7  一些物質的熔點、熔解熱、沸點、汽化熱參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第2章　力學、熱學實驗　　實驗1　長度測量　　長度是一個基本的物理量，在生產和科學實驗中被廣泛應用，除數字顯示儀器外，幾乎所有測量儀器最終都按長度進行標度。如水銀溫度計是用標度尺指示水銀柱在毛細管中液面的高度；指針式電表是依據指針在弧形刻度盤上的位置來讀數。所以，長度測量幾乎是一切測量的基礎，掌握長度測量方法十分重要。　　【實驗目的】　?。?）掌握游標卡尺和螺旋測微計裝置的原理?！　。?）學會正確使用游標卡尺和螺旋測微計?！　。?）練習正確讀取和記錄測量數據?！　。?）掌握數據處理的一般程序，熟悉直接和間接測量中的不確定度計算?！　　緦嶒瀮x器】　　游標卡尺、螺旋測微計、銅柱體、小鋼球?！　　緦嶒炘怼俊　￠L度的測量方法和測量工具按測量精度要求的不同而相同。實驗中最常用的測量長度的量具是米尺、游標卡尺、螺旋測微計（千分尺）和讀數顯微鏡。表征這些儀器的主要規(guī)格有量程和分度值。量程表示儀器的測量范圍；分度值表示儀器所能準確讀到的最小數值。分度值的大小反映儀器的精密程度，分度值越小，儀器越精密，儀器的誤差相應也越小。　　……

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