大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生必修的重要基礎(chǔ)課程之一。根據(jù)全國(guó)工科物理實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)小組頒發(fā)的《高等工科學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》和國(guó)內(nèi)工科院校，特別是我校的具體情況，我們編寫了這本實(shí)驗(yàn)教材。編寫中我們參考了其他高校的物理實(shí)驗(yàn)教材，更重要的是編人了本教研室二十多年的教學(xué)成果和經(jīng)驗(yàn)。其中陳九疇老師的《實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尾數(shù)修約方法的研究》、《設(shè)計(jì)性教學(xué)探討》分別在1988年、1994年分別獲湖南省物理學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)和校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)；由何毅、管亮、向東等老師研制的“大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件”獲湖南省級(jí)一等獎(jiǎng)；由胡解生、向東、管亮等老師研制的近代光電綜合實(shí)驗(yàn)儀（用于光的干涉實(shí)驗(yàn)中的觀察和測(cè)量）獲第三屆全國(guó)高校物理教學(xué)儀器評(píng)比三等獎(jiǎng)。在編寫中我們注重了以下幾個(gè)特點(diǎn)：1．本書主要供非物理專業(yè)的理、工科學(xué)生使用，旨在使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本課程后能比較系統(tǒng)地掌握進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、學(xué)會(huì)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法、提高進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作、獨(dú)立思考、獨(dú)立處理問(wèn)題的能力。2．在測(cè)量與誤差及數(shù)據(jù)處理中注意強(qiáng)調(diào)建立正確的概念。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中逐步學(xué)會(huì)用誤差分析思想科學(xué)地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行、用誤差分析思想處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、用誤差分析思想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。為盡快與國(guó)際誤差處理方法接軌，還介紹了不確定度的概念和處理方法。在數(shù)據(jù)處理的中間結(jié)果中強(qiáng)調(diào)取兩位可疑數(shù)，最后結(jié)果只取一位可疑數(shù)。

內(nèi)容概要

《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》是理工科學(xué)生必修的重要基礎(chǔ)課程之一，《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》融入了編者在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的教學(xué)方法和成果，旨在使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本課程后能比較系統(tǒng)地掌握進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、學(xué)會(huì)進(jìn)行科學(xué)基本技能，并培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作、獨(dú)立思考、獨(dú)立處理問(wèn)題的能力。《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》共分11編，分別對(duì)基本實(shí)驗(yàn)方法；常用物理量測(cè)量簡(jiǎn)介；力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)；電學(xué)、磁學(xué)實(shí)驗(yàn)；光學(xué)實(shí)驗(yàn)；核物理實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行了詳細(xì)的講解。

書籍目錄

緒論第一編 測(cè)量、誤差及數(shù)據(jù)處理1.1 測(cè)量、誤差的基本概念1.2 隨機(jī)誤差的規(guī)律性研究1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、誤差計(jì)算及結(jié)果表示的方法1.4 測(cè)量的有效數(shù)字1.5 粗大誤差的剔除準(zhǔn)則和方法1.6 處理系統(tǒng)誤差的一般知識(shí)1.7 測(cè)量結(jié)果的不確定度1.8 非等精度測(cè)量結(jié)果的綜合評(píng)定1.9 處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的其他方法第二編 基本實(shí)驗(yàn)方法2.1 科學(xué)實(shí)驗(yàn)的形成、性質(zhì)及作用2.2 科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本類型2.3 基本實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)介第三編 基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)與操作規(guī)則3.1 科學(xué)儀器的作用3.2 物理實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)與系統(tǒng)誤差的消減3.3 物理實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則第四編 常用物理量測(cè)量簡(jiǎn)介4.1 基本物理量的計(jì)量4.2 常用物理量測(cè)量簡(jiǎn)介4.3 常用測(cè)量?jī)x器、主要技術(shù)性能、特點(diǎn)一覽表4.4 常用物理量測(cè)量及測(cè)量?jī)x器簡(jiǎn)介第五編 力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)5.1 長(zhǎng)度、體積和密度的測(cè)量5.2 氣墊技術(shù)5.3 用拉伸法測(cè)金屬絲的楊氏模量5.4 重力加速度的測(cè)定5.5 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定5.6 測(cè)金屬的線膨脹系數(shù)5.7 非良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的測(cè)定5.8 比熱容的測(cè)定5.9 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定5.10 液體粘滯系數(shù)的測(cè)定5.11 多普勒效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)第六編 電學(xué)、磁學(xué)實(shí)驗(yàn)6.1 萬(wàn)用電表的使用、制流與分壓6.2 電阻的測(cè)量6.3 晶體二極管整流電路6.4 單級(jí)低頻放大器的測(cè)試6.5 電偶極子電場(chǎng)的描記及描繪模擬心電圖6.6 滑線變阻器的使用與特性研究6.7 電表的改裝及設(shè)計(jì)方用電表6.8 模擬法測(cè)靜電場(chǎng)6.9 電位差計(jì)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)6.10 電子束在電磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)6.11 示波器的使用6.12 磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定6.13 靈敏電流計(jì)的研究第七編 光學(xué)實(shí)驗(yàn)7.1 薄透鏡焦距的測(cè)定7.2 分光計(jì)的調(diào)整及三棱鏡折射率的測(cè)定7.3 等厚干涉——牛頓環(huán)、劈尖7.4 光的衍射7.5 光的偏振第八編 綜合性實(shí)驗(yàn)8.1 非電量電測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介8.2 常用傳感器簡(jiǎn)介8.3 熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的觀測(cè)8.4 設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)第九篇 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)9.1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)簡(jiǎn)介9.2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目第十編 近代物理實(shí)驗(yàn)10.1 全息照相10.2 邁克爾遜干涉儀10.3 密立根油滴實(shí)驗(yàn)——電子電荷的測(cè)量10.4 光電效應(yīng)測(cè)普朗克常數(shù)10.5 夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)第十一編 核物理實(shí)驗(yàn)11.1 放射性探測(cè)的基本技術(shù)11.2 核磁共振附錄一 中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位附錄二 常用物理數(shù)據(jù)表附錄三 物理實(shí)驗(yàn)大事年表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

物理學(xué)從本質(zhì)上來(lái)講是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)．物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、物理定律的建立、物理理論的發(fā)展都必須以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并受到物理實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。實(shí)際上任何科學(xué)理論都是以其科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、并受其檢驗(yàn)的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。一、實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)研究方法要改造世界必先認(rèn)識(shí)世界。在古代，人們主要靠直接觀察自然現(xiàn)象來(lái)總結(jié)和掌握自然規(guī)律，隨著人們對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的發(fā)展和深入，單憑直接觀察滿足不了人們的需要，故逐漸產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)，來(lái)加快認(rèn)識(shí)的過(guò)程。1）實(shí)驗(yàn)：用人為的方法有控制地再現(xiàn)自然現(xiàn)象，并從中進(jìn)行仔細(xì)的觀察和認(rèn)真的探測(cè)，這一過(guò)程就是實(shí)驗(yàn)。2）實(shí)驗(yàn)研究的方法科學(xué)研究的方法有兩種：一種是實(shí)驗(yàn)研究的方法，另一種是理論研究的方法。把實(shí)驗(yàn)中觀察到的大量現(xiàn)象和探測(cè)到的眾多數(shù)據(jù)，加以總結(jié)、歸納和抽象，找出事物的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，這種研究科學(xué)的方法叫實(shí)驗(yàn)研究方法。理論研究的方法雖不直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但理論研究課題的提出及研究結(jié)果的檢驗(yàn)都必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)是理論的源泉和裁判。二、實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的形成在古老的物理學(xué)領(lǐng)域中，同樣主要靠直接觀察物理現(xiàn)象來(lái)總結(jié)物理規(guī)律，隨著物理學(xué)的深入發(fā)展，逐漸產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)，但早期的實(shí)驗(yàn)并不重要，直到伽利略用實(shí)驗(yàn)的方法否定了亞里士多德“力是速度的原因”的論斷后，物理實(shí)驗(yàn)才成為研究物理學(xué)不可缺少的前提和條件，才逐步形成了“物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)”的說(shuō)法，大量的實(shí)驗(yàn)及測(cè)量得到大量的數(shù)據(jù)，迫使人們研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，這樣就逐漸形成了專門的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的理論，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理有了完整的理論基礎(chǔ)。亞里士多德認(rèn)為物體運(yùn)動(dòng)速度的有無(wú)和大小，是由它是否受力以及力的大小直接決定的，當(dāng)“推一個(gè)物體的力不再推它時(shí)，物體便歸于靜止”。還認(rèn)為地面上輕重不同的物體下落的速度不同，重物下落較快，輕物下落較慢。這位“圣哲”的錯(cuò)誤觀念維持了兩千年之久，直到伽利略用實(shí)驗(yàn)才弄清物體保持運(yùn)動(dòng)是不需要力的，加速度才是力作用的結(jié)果；且自由落體的加速度與物體的重量無(wú)關(guān)。

編輯推薦

《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》由湖南師范大學(xué)出版社出版。

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