大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

　　物理學(xué)一詞早先源于希臘文，意為自然。其現(xiàn)代內(nèi)涵是指研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，凡物理學(xué)的概念、規(guī)律及公式等都是以客觀實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的?？茖W(xué)家提出某些假設(shè)和預(yù)見，為對其進(jìn)行證明，籌劃適當(dāng)?shù)氖侄魏头椒ǎ鶕?jù)由此產(chǎn)生的現(xiàn)象來判斷假設(shè)和預(yù)見的真?zhèn)?。因此，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性是不言而喻的?！　‘?dāng)代最為人們注目的諾貝爾獎(jiǎng)，其宗旨是獎(jiǎng)給有最重要發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的人。因此，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)標(biāo)志著物理學(xué)中里程碑級的重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。從1901年第一次授獎(jiǎng)至今已有近百年的歷史，有得主近150名，其中以實(shí)驗(yàn)物理學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明而獲獎(jiǎng)?wù)呒s占73％?！　≌麄€(gè)物理學(xué)的發(fā)展史是人類不斷了解自然、認(rèn)識自然的過程。實(shí)驗(yàn)物理和理論物理是物理學(xué)的兩大分支，實(shí)驗(yàn)事實(shí)是檢驗(yàn)物理模型、確立物理規(guī)律的終審裁判。理論物理與實(shí)驗(yàn)物理相輔相成，互相促進(jìn)，恰如鳥之雙翼，人之雙足，缺一不可。物理學(xué)正是靠著實(shí)驗(yàn)物理和理論物理的相互配合、相互激勵(lì)、探索前進(jìn)，而不斷向前發(fā)展的。在物理學(xué)的發(fā)展過程中，這種相互促進(jìn)、相互激勵(lì)、相互完善的過程的實(shí)例是數(shù)不勝數(shù)的?！　o論是物理學(xué)還是整個(gè)自然科學(xué)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)和理論的相互作用都是一種內(nèi)在的根本動(dòng)力。這種作用引起量的漸進(jìn)積累和質(zhì)的突變飛躍的交替潛進(jìn)，推動(dòng)著科學(xué)進(jìn)程一浪一浪地不斷高漲?！　≌缰锢韺W(xué)家密立根（R.A.密立根）所說：“我僅僅在理論和實(shí)驗(yàn)這兩個(gè)領(lǐng)域里作了微小的貢獻(xiàn)，就得到1923年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，我感到非常榮幸?！边@件事很好地說明科學(xué)是在用理論和實(shí)驗(yàn)這兩只腳前進(jìn)的，有時(shí)是這只腳先邁出一步，有時(shí)是另一只腳先邁出一步，但是前進(jìn)要靠兩只腳，先建立理論然后做實(shí)驗(yàn)，或者是先在實(shí)驗(yàn)中得出新的關(guān)系，然后再邁出理論這只腳，并推動(dòng)實(shí)驗(yàn)前進(jìn)，如此不斷交替進(jìn)行。　　對于物理學(xué)學(xué)習(xí)者來說，物理實(shí)驗(yàn)不僅是物理學(xué)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(shí)，它還是增強(qiáng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力、提高綜合素質(zhì)的有效途徑。

內(nèi)容概要

物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)是工程技術(shù)的基礎(chǔ)，是學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法、儀器使用、數(shù)據(jù)處理等技能的良好訓(xùn)練平臺，因此它是理工科學(xué)生不可或缺的一門重要基礎(chǔ)課程。    本書系根據(jù)教育部《非物理類理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》，針對學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合多年來物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)踐編寫而成的。主要特點(diǎn)如下：    （1）通俗易懂，便于自學(xué)和預(yù)習(xí)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都給出了簡明扼要的操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，對初學(xué)者易出現(xiàn)問題，有較為詳細(xì)的解釋。此外，還給出了實(shí)驗(yàn)報(bào)告范例，便于自學(xué)和按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行預(yù)習(xí)。    （2）重點(diǎn)突出，便于理解和掌握。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都提出了完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體任務(wù)及數(shù)據(jù)測量要求，便于操作和數(shù)據(jù)處理。    （3）注重歸納總結(jié)，便于綜合運(yùn)用。對一些物理量的測量，提供了多種方法，給學(xué)生更多的選擇余地。擴(kuò)展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

書籍目錄

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

章節(jié)摘錄

　　第2章　力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)　　實(shí)驗(yàn)1　長度測量　　長度是一個(gè)基本的物理量，在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中被廣泛應(yīng)用，除數(shù)字顯示儀器外，幾乎所有測量儀器最終都按長度進(jìn)行標(biāo)度。如水銀溫度計(jì)是用標(biāo)度尺指示水銀柱在毛細(xì)管中液面的高度；指針式電表是依據(jù)指針在弧形刻度盤上的位置來讀數(shù)。所以，長度測量幾乎是一切測量的基礎(chǔ)，掌握長度測量方法十分重要?！　　緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊　。?）掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微計(jì)裝置的原理。　?。?）學(xué)會正確使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微計(jì)?！　。?）練習(xí)正確讀取和記錄測量數(shù)據(jù)?！　。?）掌握數(shù)據(jù)處理的一般程序，熟悉直接和間接測量中的不確定度計(jì)算?！　　緦?shí)驗(yàn)儀器】　　游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)、銅柱體、小鋼球?！　　緦?shí)驗(yàn)原理】　　長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(shí)驗(yàn)中最常用的測量長度的量具是米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)（千分尺）和讀數(shù)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(zhǔn)確讀到的最小數(shù)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(yīng)也越小?！　　?/pre>








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