大學(xué)物理實(shí)驗教程

前言

本書是根據(jù)教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會制定的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗課程教學(xué)基本要求》，結(jié)合蚌埠學(xué)院物理實(shí)驗課程建設(shè)和教學(xué)改革以及實(shí)驗室儀器設(shè)備的情況，總結(jié)多年來的實(shí)驗教學(xué)經(jīng)驗，在對自編試用的《大學(xué)物理實(shí)驗講義》反復(fù)實(shí)踐、不斷改進(jìn)、充實(shí)、完善的基礎(chǔ)上改編而成的。它是我院長期從事實(shí)驗教學(xué)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(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理實(shí)驗項目29個。該書編寫時，力求將每個實(shí)驗原理敘述清楚，計算公式推導(dǎo)完整，便于學(xué)生在預(yù)習(xí)時掌握理論依據(jù)；實(shí)驗內(nèi)容與實(shí)驗步驟盡可能具體，并附有思考題，為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供了方便。實(shí)驗內(nèi)容以加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練為主，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理實(shí)驗知識、掌握物理實(shí)驗方法和實(shí)驗技能等方面受到系統(tǒng)的基本訓(xùn)練，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、工作奠定良好的實(shí)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(xué)物理實(shí)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(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會制定的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗課程教學(xué)基本要求》，結(jié)合蚌埠學(xué)院的實(shí)驗教學(xué)大綱、教學(xué)計劃及實(shí)驗室現(xiàn)有儀器設(shè)備情況，總結(jié)多年來物理實(shí)驗教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗，在自編試用的《大學(xué)物理實(shí)驗講義》基礎(chǔ)上進(jìn)行改編而成的。    全書根據(jù)課程教學(xué)的基本要求，由誤差的分析及計算方法、力學(xué)與熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理實(shí)驗5個部分組成，共分為5章，29個實(shí)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(xué)物理實(shí)驗教材或教學(xué)參考書。

書籍目錄

緒論  1 大學(xué)物理實(shí)驗課程的基本要求  2 大學(xué)物理實(shí)驗課的基本教學(xué)環(huán)節(jié)  3 如何學(xué)好大學(xué)物理實(shí)驗課  4 遵守實(shí)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(jī)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(yùn)算法則    5.2 數(shù)據(jù)處理的一般方法  習(xí)題第2章 力學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗  實(shí)驗1 基本力學(xué)量測量  實(shí)驗2 楊氏模量的測定  實(shí)驗3 用扭擺法測物體的轉(zhuǎn)動慣量  實(shí)驗4 聲速的測量  實(shí)驗5 用落球法測液體的粘滯系數(shù)  實(shí)驗6 金屬線脹系數(shù)的測定  實(shí)驗7 液體表面張力系數(shù)的測定  實(shí)驗8 在氣墊導(dǎo)軌上測定滑塊的速度和加速度  實(shí)驗9 氣軌上動量守恒定律的研究第3章 電磁學(xué)實(shí)驗  實(shí)驗10 線性電阻與非線性電阻的伏安特性  實(shí)驗11 示波器的使用  實(shí)驗12 電橋法測電阻  實(shí)驗13 用穩(wěn)恒電流場模擬靜電場  實(shí)驗14 霍爾效應(yīng)及其研究  實(shí)驗15 電表改裝與校準(zhǔn)  實(shí)驗16 電子在電磁場中運(yùn)動的研究  實(shí)驗17 萬用電表的原理和初步使用方法  實(shí)驗18 LRC電路的穩(wěn)態(tài)特性研究  實(shí)驗19 滑線變阻器在電路中的應(yīng)用第4章 光學(xué)實(shí)驗  實(shí)驗20 薄透鏡焦距的測量  實(shí)驗21 光的干涉——牛頓環(huán)  實(shí)驗22 邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)及使用  實(shí)驗23 分光計的調(diào)整與三棱鏡頂角的測定  實(shí)驗24 用衍射光柵測定光波波長  實(shí)驗25 光的偏振——布儒斯特角法第5章 近代物理實(shí)驗  實(shí)驗26 密立根油滴實(shí)驗  實(shí)驗27 夫蘭克-赫茲實(shí)驗  實(shí)驗28 氫原子光譜的測定  實(shí)驗29 光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)的測定附表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：單地認(rèn)為已經(jīng)學(xué)好了這次實(shí)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(shí)驗教學(xué)和一切實(shí)驗研究活動所不可取的。實(shí)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(shí)比實(shí)驗所處的環(huán)境條件要復(fù)雜得多，實(shí)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(yīng)逐步學(xué)會分析實(shí)驗，找出成敗的原因。誤差與數(shù)據(jù)處理知識是物理實(shí)驗的特殊語言。實(shí)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(shí)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(shí)驗數(shù)據(jù)和實(shí)驗誤差來下斷言。領(lǐng)悟并運(yùn)用這種語言，才能真正置身于實(shí)驗之中，親身感受到成功的喜悅或失敗的困惑。希望同學(xué)們注意糾正自己的不良習(xí)慣，從一開始就不斷培養(yǎng)良好的科學(xué)作風(fēng)。實(shí)驗結(jié)束，要把測得的數(shù)據(jù)交給指導(dǎo)老師審閱簽字，對不合理的或者錯誤的實(shí)驗結(jié)果，經(jīng)分析后還要補(bǔ)做或重做。離開實(shí)驗室前要整理好使用過的儀器，做好清潔工作。2.3 實(shí)驗后的報告實(shí)驗報告可以在預(yù)習(xí)報告的基礎(chǔ)上繼續(xù)寫，也可以重寫一份。對于實(shí)驗報告，有些同學(xué)往往只重視數(shù)據(jù)處理和得出實(shí)驗結(jié)果，對于實(shí)驗的記錄及原理、步驟等的撰寫很不重視。這是很不對的。實(shí)驗報告的撰寫是培養(yǎng)實(shí)驗研究人才的重要環(huán)節(jié)。從事實(shí)驗研究工作一般都需要有一個實(shí)驗研究的記錄本，用以記錄實(shí)驗中發(fā)生的各種現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，這是科學(xué)研究的寶貴資料，一般將長期保存在實(shí)驗室中。為了養(yǎng)成良好的完整記錄的習(xí)慣，從而掌握從事實(shí)驗研究工作的基本功，在實(shí)驗報告中，要求詳細(xì)記錄實(shí)驗條件、實(shí)驗儀器、實(shí)驗環(huán)境、實(shí)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(xùn)練這種對實(shí)驗成果的文字表達(dá)能力，在實(shí)驗報告中，要求用自己的語言簡要地寫明實(shí)驗?zāi)康?、原理和步驟，進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠懻?。?shí)驗后要對實(shí)驗數(shù)據(jù)及時進(jìn)行處理。如果原始記錄刪改較多，應(yīng)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(yīng)給出實(shí)驗結(jié)果。最后要求撰寫出一份簡潔、明了、工整、有見解的實(shí)驗報告。寫實(shí)驗報告的目的是為了培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生以書面形式總結(jié)工作或報告科學(xué)成果的能力。報告是實(shí)驗成果的文字報告，所以最起碼應(yīng)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(yīng)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(xué)生必須具備的報告工作成果的能力。一般應(yīng)寫在專用的實(shí)驗報告紙上，下次實(shí)驗時交指導(dǎo)教師批閱。

編輯推薦

《大學(xué)物理實(shí)驗教程》是高等院校21世紀(jì)課程教材。

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