大學(xué)物理實驗

內(nèi)容概要

本教材是依照教育部《高等工業(yè)學(xué)校物理實驗課程的教學(xué)基本要求》，結(jié)合我院多年大學(xué)物理實驗教學(xué)研究成果及普通工科物理實驗室的條件和教學(xué)特點，按面向21世紀大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的思路和構(gòu)想編寫的，適用于培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才工科院校的大學(xué)物理實驗教學(xué)。    在科學(xué)教育中，人們已越來越深刻地認識到實驗教學(xué)的作用和地位。物理實驗是理工科院校進行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的一門必修基礎(chǔ)課，是大學(xué)生接受系統(tǒng)實驗方法和技能訓(xùn)練的開始，是進行科學(xué)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。物理學(xué)是具有實踐、創(chuàng)造特點的學(xué)科，物理教學(xué)除了向?qū)W生傳授物理學(xué)的知識，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實踐、分析能力外，也重視對學(xué)生進行創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。在物理實驗教學(xué)中，學(xué)生在接受一定基礎(chǔ)訓(xùn)練的前提下，開展設(shè)計性實驗訓(xùn)練，在一些特定的要求和條件下，自行查閱資料，設(shè)計新的實驗方案，完成實驗要求，這是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的有效途徑。設(shè)計性實驗?zāi)芴岣邔W(xué)生對物理實驗的興趣，使教學(xué)過程變成學(xué)生發(fā)現(xiàn)信息、捕捉信息、加工信息、研究問題、增長知識的過程。設(shè)計性實驗教學(xué)較基礎(chǔ)實驗教學(xué)有更廣闊的活動空間和思維空間，具有更大的靈活性，可以激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)新欲望。本教材在注重基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能訓(xùn)練的同時，增加了設(shè)計性與課題型實驗的內(nèi)容。    本教材內(nèi)容分為基本實驗與近代綜合實驗、設(shè)計性與課題型實驗三大部分。主要特點是：在使用誤差概念的同時，主要以不確定度作為實驗結(jié)果的表達評定；在實驗內(nèi)容設(shè)置上，注意吸收最新的實驗教學(xué)研究成果，引進最新的實驗教學(xué)內(nèi)容，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供條件。依照由淺入深的原則，由詳?shù)铰缘亟o出了實驗步驟、數(shù)據(jù)處理，由基礎(chǔ)訓(xùn)練到課題設(shè)計，循序漸進，培養(yǎng)和提高學(xué)生的分析思維能力、處理問題能力，在注重實驗技能訓(xùn)練的同時更強調(diào)了對學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。

書籍目錄

緒論  第一節(jié) 物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用  第二節(jié) 物理實驗與科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)  第三節(jié) 物理實驗程序第一章 誤差與不確定度  第一節(jié) 測量誤差理論  第二節(jié) 測量結(jié)果的不確定度評定第二章 數(shù)據(jù)處理基本知識  第一節(jié) 有效數(shù)字  第二節(jié) 列表與作圖  第三節(jié) 差值法與逐差法  第四節(jié) 線性函數(shù)的最小二乘法  第五節(jié) 作圖法和線性回歸法的比較  第六節(jié) 測量結(jié)果的處理程序第三章 力學(xué)和熱學(xué)實驗  實驗一 基本測量  實驗二 重力加速度的測定  實驗三 拉伸法測金屬絲的彈性模量  實驗四 氣墊導(dǎo)軌上牛頓運動定律的研究  實驗五 氣墊導(dǎo)軌上動量守恒定律的研究  實驗六 氣墊導(dǎo)軌上簡諧振動的研究  實驗七 波爾共振實驗  實驗八 固體線膨脹系數(shù)的測定  實驗九 剛體定軸轉(zhuǎn)動的研究  實驗十 比熱容的測量  實驗十一 空氣熱機效率測定第四章 電磁學(xué)實驗  實驗一 伏一安法測電阻  實驗二 電表的改裝與校準  實驗三 用惠斯通電橋測電阻  實驗四 電位差計測量電動勢  實驗五 模擬法測繪靜電場  實驗六靈敏電流計的研究  實驗七 示波器的使用  實驗八 用霍耳效應(yīng)測霍耳電勢和磁感應(yīng)強度第五章 光學(xué)實驗  實驗一 薄透鏡焦距的測定  實驗二 分光儀的調(diào)整與使用  實驗三 等厚干涉  實驗四 衍射光柵  實驗五 偏振光的研究  實驗六 雙棱鏡干涉第六章 近代物理及綜合實驗  實驗一 用光電效應(yīng)測普朗克常數(shù)  實驗二 全息照相實驗  實驗三 熱電偶定標  實驗四 邁克耳孫干涉儀的使用  實驗五 聲速的測量  實驗六 照相技術(shù)第七章 設(shè)計性與課題型實驗  實驗一 動態(tài)懸掛法測金屬材料的彈性模量  實驗二 傳感器測定空氣比熱容比  實驗三 半導(dǎo)體PN結(jié)的物理特性及弱電流測量  實驗四 非線性電路混沌現(xiàn)象研究  實驗五 全息光柵的制作和光柵常數(shù)的測定  實驗六 節(jié)能控制型路燈的設(shè)計  實驗七 自行設(shè)計非線性混沌電路  實驗八 電子順磁共振  實驗九 數(shù)字光纖通訊  實驗十 超聲波測試原理及應(yīng)用  實驗十一 液晶電光效應(yīng)  ……附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一節(jié) 物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用　　科學(xué)實驗是人類文明發(fā)展的積極推動力之一，物理實驗在其中占據(jù)了重要位置。科學(xué)實驗同單純的觀察、被動的經(jīng)驗之間存在很大的區(qū)別，觀察是實驗的前提，實驗是觀察的發(fā)展。觀察是搜集自然現(xiàn)象所提供的東西，而實驗是從自然現(xiàn)象中提取它所要的東西。科學(xué)史表明：只有依靠實驗的方法，并借助理性思維，才能達到“必然性的證明”。由此可見，實驗和觀察是兩種不同層次的認識手段，起著不同的作用。　　物理實驗是人們根據(jù)研究的目的，運用科學(xué)儀器設(shè)備，人為地控制、創(chuàng)造或純化某種自然過程，使之按預(yù)期的進程發(fā)展，同時在盡可能減少干擾客觀狀態(tài)的前提下進行觀測，以探究物理過程變化規(guī)律的一種科學(xué)活動。物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，在物理學(xué)中，每個概念的建立、每個定律的發(fā)現(xiàn)，都有其堅實的實驗基礎(chǔ)。實驗在物理學(xué)的發(fā)展中有著重要的意義和巨大的推動作用。當代最引人注目的諾貝爾物理學(xué)獎金，從1901年至今擁有上百年歷史，有l(wèi)50多人獲獎，其中因為實驗物理學(xué)方面的偉大發(fā)現(xiàn)而獲獎的占據(jù)三分之二以上。　　從物理學(xué)發(fā)展的歷史看，物理實驗是物理學(xué)理論的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)發(fā)展的基本動力。物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：在經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展中，伽俐略的斜面實驗、胡克的彈性實驗、玻意耳的空氣壓縮實驗等都為經(jīng)典力學(xué)提供了實驗事實，并在此基礎(chǔ)上建立了新規(guī)律。在電學(xué)方面，庫侖定律、歐姆定律、法拉第電解定律和電磁感應(yīng)定律等的建立，無一不是在大量的實驗中做出來的。在光學(xué)方面，光的干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象也都是首先在實驗中發(fā)現(xiàn)。在19世紀和20世紀之交，正當人們紛紛認為物理學(xué)已發(fā)展到頂點的時候，也正是X射線、放射性和電子等的發(fā)現(xiàn)，打破了沉悶的空氣，揭示了經(jīng)典物理的不足，從而開拓了新的領(lǐng)域，誕生了現(xiàn)代物理學(xué)?！　　?/pre>








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