大學物理實驗教程

前言

本書是根據(jù)教育部高等學校物理基礎(chǔ)課程教學指導分委會制定的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》，結(jié)合蚌埠學院物理實驗課程建設(shè)和教學改革以及實驗室儀器設(shè)備的情況，總結(jié)多年來的實驗教學經(jīng)驗，在對自編試用的《大學物理實驗講義》反復實踐、不斷改進、充實、完善的基礎(chǔ)上改編而成的。它是我院長期從事實驗教學的教師辛勤勞動的成果，是集體智慧的結(jié)晶。全書內(nèi)容共五章，第一章闡述測量誤差、不確定度及數(shù)據(jù)處理的基本知識。第二章至第五章介紹了力學、熱學、電磁學、光學、近代物理實驗項目29個。該書編寫時，力求將每個實驗原理敘述清楚，計算公式推導完整，便于學生在預習時掌握理論依據(jù)；實驗內(nèi)容與實驗步驟盡可能具體，并附有思考題，為教師教學和學生學習提供了方便。實驗內(nèi)容以加強基礎(chǔ)訓練為主，讓學生在學習物理實驗知識、掌握物理實驗方法和實驗技能等方面受到系統(tǒng)的基本訓練，為學生今后的學習、工作奠定良好的實驗基礎(chǔ)。本書由許永紅任主編，劉曉偉、高光明任副主編，參加編寫的有呂思斌、湯慶國、葛立新、宮昊、傅院霞、曾愛云、沈國浩、奚永康。其中許永紅編寫緒論和第一章，許永紅、呂思斌、湯慶國編寫第二章，劉曉偉、葛立新、傅院霞、沈國浩編寫第三章，宮昊、曾愛云、奚永康編寫第四章，高光明編寫第五章，全書由許永紅統(tǒng)稿。本書在編寫過程中還參閱了一些兄弟院校的教材，借鑒和吸取了許多寶貴的經(jīng)驗，在此一并表示感謝！由于編者水平有限，《大學物理實驗教程》不妥之處在所難免，懇請讀者和專家批評指正。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)教育部高等學校物理基礎(chǔ)課程教學指導分委會制定的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》，結(jié)合蚌埠學院的實驗教學大綱、教學計劃及實驗室現(xiàn)有儀器設(shè)備情況，總結(jié)多年來物理實驗教學的實踐經(jīng)驗，在自編試用的《大學物理實驗講義》基礎(chǔ)上進行改編而成的。    全書根據(jù)課程教學的基本要求，由誤差的分析及計算方法、力學與熱學、電磁學、光學、近代物理實驗5個部分組成，共分為5章，29個實驗項目，可作為高等院校工科專業(yè)和理科非物理專業(yè)的大學物理實驗教材或教學參考書。

書籍目錄

緒論  1 大學物理實驗課程的基本要求  2 大學物理實驗課的基本教學環(huán)節(jié)  3 如何學好大學物理實驗課  4 遵守實驗規(guī)則第1章 測量、測量誤差和不確定度  第1節(jié) 測量與誤差    1.1 測量和單位    1.2 誤差的定義與分類  第2節(jié) 誤差的處理    2.1 系統(tǒng)誤差    2.2 隨機誤差及其估算  第3節(jié) 測量不確定度的估計    3.1 直接測量值總不確定度的估計    3.2 間接測量值的結(jié)果和不確定度的合成  第4節(jié) 常用儀器的誤差介紹    4.1 有關(guān)儀器的幾個概念    4.2 常用儀器的儀器誤差  第5節(jié) 數(shù)據(jù)處理的基本方法    5.1 有效數(shù)字及其運算法則    5.2 數(shù)據(jù)處理的一般方法  習題第2章 力學和熱學實驗  實驗1 基本力學量測量  實驗2 楊氏模量的測定  實驗3 用扭擺法測物體的轉(zhuǎn)動慣量  實驗4 聲速的測量  實驗5 用落球法測液體的粘滯系數(shù)  實驗6 金屬線脹系數(shù)的測定  實驗7 液體表面張力系數(shù)的測定  實驗8 在氣墊導軌上測定滑塊的速度和加速度  實驗9 氣軌上動量守恒定律的研究第3章 電磁學實驗  實驗10 線性電阻與非線性電阻的伏安特性  實驗11 示波器的使用  實驗12 電橋法測電阻  實驗13 用穩(wěn)恒電流場模擬靜電場  實驗14 霍爾效應及其研究  實驗15 電表改裝與校準  實驗16 電子在電磁場中運動的研究  實驗17 萬用電表的原理和初步使用方法  實驗18 LRC電路的穩(wěn)態(tài)特性研究  實驗19 滑線變阻器在電路中的應用第4章 光學實驗  實驗20 薄透鏡焦距的測量  實驗21 光的干涉——牛頓環(huán)  實驗22 邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)及使用  實驗23 分光計的調(diào)整與三棱鏡頂角的測定  實驗24 用衍射光柵測定光波波長  實驗25 光的偏振——布儒斯特角法第5章 近代物理實驗  實驗26 密立根油滴實驗  實驗27 夫蘭克-赫茲實驗  實驗28 氫原子光譜的測定  實驗29 光電效應及普朗克常數(shù)的測定附表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：單地認為已經(jīng)學好了這次實驗；而一旦數(shù)據(jù)和計算差別較大，又會感到失望，抱怨儀器裝置甚至拼湊數(shù)據(jù)。這兩種態(tài)度都是實驗教學和一切實驗研究活動所不可取的。實際上，任何理論公式都是一定的理論上的抽象和簡單化，而客觀現(xiàn)實比實驗所處的環(huán)境條件要復雜得多，實驗結(jié)果必然帶來和理論公式的差異，問題在于差異的大小是否合理。所以不論數(shù)據(jù)好壞，都應逐步學會分析實驗，找出成敗的原因。誤差與數(shù)據(jù)處理知識是物理實驗的特殊語言。實驗做得好與差、兩種方法測量同一物理量其結(jié)果是否一致、實驗驗證或沒有驗證理論等，這些都不能憑感覺判斷，而必須用實驗數(shù)據(jù)和實驗誤差來下斷言。領(lǐng)悟并運用這種語言，才能真正置身于實驗之中，親身感受到成功的喜悅或失敗的困惑。希望同學們注意糾正自己的不良習慣，從一開始就不斷培養(yǎng)良好的科學作風。實驗結(jié)束，要把測得的數(shù)據(jù)交給指導老師審閱簽字，對不合理的或者錯誤的實驗結(jié)果，經(jīng)分析后還要補做或重做。離開實驗室前要整理好使用過的儀器，做好清潔工作。2.3 實驗后的報告實驗報告可以在預習報告的基礎(chǔ)上繼續(xù)寫，也可以重寫一份。對于實驗報告，有些同學往往只重視數(shù)據(jù)處理和得出實驗結(jié)果，對于實驗的記錄及原理、步驟等的撰寫很不重視。這是很不對的。實驗報告的撰寫是培養(yǎng)實驗研究人才的重要環(huán)節(jié)。從事實驗研究工作一般都需要有一個實驗研究的記錄本，用以記錄實驗中發(fā)生的各種現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，這是科學研究的寶貴資料，一般將長期保存在實驗室中。為了養(yǎng)成良好的完整記錄的習慣，從而掌握從事實驗研究工作的基本功，在實驗報告中，要求詳細記錄實驗條件、實驗儀器、實驗環(huán)境、實驗現(xiàn)象和測量數(shù)據(jù)。研究工作取得的成果，一般都要寫成論文形式發(fā)表。為了訓練這種對實驗成果的文字表達能力，在實驗報告中，要求用自己的語言簡要地寫明實驗目的、原理和步驟，進行適當?shù)挠懻?。實驗后要對實驗?shù)據(jù)及時進行處理。如果原始記錄刪改較多，應加以整理，對重要的數(shù)據(jù)要重新列表。數(shù)據(jù)處理過程包括計算、作圖、誤差分析等。計算要有計算式，代入的數(shù)據(jù)都要有根據(jù)，便于別人看懂，也便于自己檢查。作圖要按照作圖規(guī)則，圖線要規(guī)矩、美觀。數(shù)據(jù)處理后應給出實驗結(jié)果。最后要求撰寫出一份簡潔、明了、工整、有見解的實驗報告。寫實驗報告的目的是為了培養(yǎng)和訓練學生以書面形式總結(jié)工作或報告科學成果的能力。報告是實驗成果的文字報告，所以最起碼應該做到字跡清楚，文理通順，圖表正確，數(shù)據(jù)完備和結(jié)論明確。報告應予同行以清晰的思路、見解和新的啟迪才算得上一份成功的報告。這是每一個大學生必須具備的報告工作成果的能力。一般應寫在專用的實驗報告紙上，下次實驗時交指導教師批閱。

編輯推薦

《大學物理實驗教程》是高等院校21世紀課程教材。

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