大學物理實驗

前言

本書是教育部高等農(nóng)林院校理科基礎課程教學指導委員會推薦示范教材。根據(jù)教育部關于實施質(zhì)量工程的文件精神，本書在編寫內(nèi)容方面和已有的實驗教材相比，更加突出引導學生加深對物理實驗總體的認識，即在培養(yǎng)學生基本知識、基本技能、做好重復性實驗的基礎上，強調(diào)了實驗方案的設計、實驗結(jié)果分析的重要性。本書在各實驗中增加了較多和科學研究、實際的生產(chǎn)、生活的聯(lián)系方面的內(nèi)容，其目的是使學生對自己所做實驗的設計思想的來龍去脈有較詳細的了解，以增強學習興趣，激發(fā)創(chuàng)新靈感，使實驗課在培養(yǎng)學生的實踐能力、獨立工作能力和創(chuàng)新能力等方面發(fā)揮更大的作用。本教材由緒論、物理實驗中的重要環(huán)節(jié)簡介、基本實驗、初級設計性實驗、設計性實驗、綜合性實驗、研究性實驗、近代物理實驗八部分組成。在基本實驗中我們給出了相關背景簡介、本實驗采用方法的詳細介紹、本實驗對學生的基本要求和參考文獻及閱讀材料推薦四個模塊；其中包括本實驗所研究的物理問題在生產(chǎn)、生活中的應用，對科學研究的意義，實驗的基本構(gòu)思與原理，重要儀器簡介，預習思考題，操作后思考題和作業(yè)等。使學生通過閱讀本教材能夠?qū)σ龅膶嶒炗幸粋€全方位的了解，對學生的科學研究的興趣和獨立思考的能力培養(yǎng)，以及對知識、技能及創(chuàng)新能力的提高有所幫助。綜合性實驗的結(jié)構(gòu)與基本實驗相似，這里我們更加強調(diào)對學生綜合實驗能力的培養(yǎng)。初級設計性實驗一章給出的是和基本實驗相關的實驗設計任務，在每一個實驗題目中都給出了設計該實驗的要求，培養(yǎng)學生舉一反三的能力，是學生由緊跟教材完成實驗到獨立設計實驗的過渡性訓練。而在設計性實驗中，就要求學生在沒有類似實驗借鑒的情況下，根據(jù)教材中給出的提示，通過閱讀參考讀物獨立設計、完成實驗。

內(nèi)容概要

本教材包括基本實驗、初級設計性實驗、設計性實驗、綜合性實驗、研究性實驗和近代物理實驗六類實驗。較之其他物理實驗教材，本書更加重視對生獨立制訂實驗方案的興趣和能力的培養(yǎng)。在各個實驗中，對有關的背景知識以及該實驗與科學研究、生產(chǎn)、生活的聯(lián)系進行了較詳細的介紹。    本書的實驗內(nèi)容涵蓋了農(nóng)林類和理工類各專業(yè)大學物理實驗課程所要求的范圍，可作為高等農(nóng)林院校農(nóng)林類和理工類各專業(yè)的大學物理實驗教材或?qū)嶒灲虒W參考書。

書籍目錄

第1章  緒論　1.1　物理實驗的任務及作用　1.2　物理實驗的發(fā)展方向　1.3　大學物理實驗課程的教學目的和本教材簡介　1.4　關于學好大學物理實驗課程的要求及建議第2章　物理實驗中的重要環(huán)節(jié)簡介’　2.1　實驗方案的制訂    2.1.1　實驗現(xiàn)象的展示和測量方式的設計    2.1.2　展示實驗現(xiàn)象和測量中常用的方法與技巧（放大法、轉(zhuǎn)換法、代替法、對稱法、相對測量法、乎衡法、補償法、模擬法、組合測量法）    2.1.3　實驗方案設計中需要注意的問題　2.2　物理量的測量    2.2.1  單次直接測量（直接測量的誤差、單次測量的誤差估計、單次直接測量的讀數(shù)、有效數(shù)字、不確定度、單次測量的不確定度、單次直接測量結(jié)果的表示）    2.2.2  多次重復性直接測量（多次重復性直接測量值的特點、多次直接測量隨機誤差的估計、多次測量的平均值與真值偏差的估計、多次重復性直接測量的不確定度、多次直接測量數(shù)據(jù)的表示、直接測量的質(zhì)量的評價）    2.2.3  間接測量（單次間接測量結(jié)果的計算與表示、由多次重復直接測量結(jié)果給出的間接測量結(jié)果與表示）  2.3　組合測量實驗數(shù)據(jù)的處理    2.3.1  組合測量結(jié)果的表示（列表法表示、作圖法表示）    2.3.2  組合測量數(shù)據(jù)的分析與回歸（逐差法回歸、最小二乘法多項式回歸、曲線方程轉(zhuǎn)化為直線方程的回歸問題）  2.4　實驗結(jié)論的得出  附　物理量的單位    附表2-1  國際單位制的基本單位與定義    附表2-2  國際單位制的輔助單位    附表2-3　國際單位制中的一些導出單位　　附表2-4　與國際單位制并行使用的一些單位第3章　基本實驗第4章　初級設計性實驗第5章　設計性實驗第6章　綜合性實驗第7章　研究性實驗第8章　近代物理實驗附錄　重要儀器設備簡介索引

章節(jié)摘錄

插圖：物理學是研究物體運動一般規(guī)律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學，是一門以實驗為基礎的科學。對于物理學科，物理實驗的任務主要有兩個方面：一方面，是探索物理規(guī)律’人類對物理規(guī)律乃至自然規(guī)律的認識和掌握是從物理實驗開始的；另一方面，物理實驗是檢驗物理學的定律、理論、假說是否正確的唯一標準，因而也是物理學理論發(fā)展的重要源泉與動力。物理學是一切自然科學的基礎，因此，物理實驗對于促進自然科學的發(fā)展起著重要的作用，物理實驗是自然科學中最基本、最重要的科學實驗之一。在材料科學中各種材料的物性測試、許多新材料的發(fā)現(xiàn)（如高溫超導材料）、新材料制備方法的研究（如離子束注人、激光蒸發(fā)等）都離不開物理實驗；在化學中，從光譜分析到量子化學，從放射性測量到激光分離同位素，都是應用物理實驗；而生物學離不開各類顯微鏡（光學顯微鏡、電子顯微鏡、X光顯微鏡、原子力顯微鏡等）的貢獻；生命科學中DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，就是美國遺傳學家與英國物理學家共同建立的，并被X光衍射實驗所證實的，而對DNA的操縱、切割、重組也要借助實驗物理學家的幫助；在醫(yī)學領域，從X光透視、B超診斷、CT診斷、核磁共振診斷到各種理療手段，包括放射性治療、激光治療、丁手術刀等，都是以物理實驗為基礎；在農(nóng)業(yè)科學中，現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)這一新的研究領域正在蓬勃發(fā)展，對人類的生活產(chǎn)生著越來越大的影響。物理實驗對人類社會發(fā)展的影響還不僅局限于自然科學。物理實驗可以使人類對整個世界，整個宇宙的結(jié)構(gòu)、起源及發(fā)展方向的認識不斷加深、不斷完善，對人類的意識形態(tài)、世界觀、人生觀都有著重要的影響。例如，邁克耳遜一莫雷實驗，促進了相對論理論的提出；電子在晶體上的衍射實驗驗證了物質(zhì)具有波粒二相性的德布洛意理論，都對人類關于世界本質(zhì)的認識產(chǎn)生了重大的影響。人類認識自然的過程，大到天體宇宙，小到微觀粒子無不顯示著這個過程的各個歷史時期的前進步伐。對自然界認識的深化，必然引發(fā)生產(chǎn)力的革命。

編輯推薦

《大學物理實驗》為教育部高等農(nóng)林院校理科基礎課程,教學指導委員會推薦示范教材。

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