本書是根據(jù)教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎課程教學指導分委員會制定的《非物理類理工學科大學物理實驗課程教學基本要求》,借鑒國內(nèi)外近年來物理實驗教學內(nèi)容和課程體系改革與研究成果,結(jié)合大學物理實驗教學多年來的教改成果、課程建設的實踐經(jīng)驗編寫而成的。本套書體現(xiàn)分層教學、開放教學、研究性教學、成果導向教學的實驗教學新要求,為非物理類專業(yè)大學物理實驗教材。全套共分為兩冊,第一冊《大學物理實驗(基礎部分)》,適用于基礎實驗教學;第二冊《大學物理實驗(提高部分)》,適用于提高型、研究型實驗教學。全書通過穿插內(nèi)容,把物理學的發(fā)展簡史呈現(xiàn)出來,也反映物理實驗在物理學發(fā)展中的作用,并對目前先進測量技術作了介紹。
適讀人群:普通高校非物理專業(yè)本、專科生,以及大學物理教師
本書是為適應大學物理實驗教學改革的實際和新要求編寫而成,從內(nèi)容的安排、思維方法和動手能力的訓練等方面作了一些改革性的嘗試。本書在強調(diào)理論基礎的同時,注重培養(yǎng)學生提出問題、查找資料,解決問題的能力,為后續(xù)實驗課打下良好的實驗基礎。
《大學物理實驗》分“基礎部分”和“提高部分”兩冊,與課程網(wǎng)站上的微課教學資源配合使用,通過混合式教學設計,實現(xiàn)物理實驗的分層次、線上線下相結(jié)合的混合式教學。全套教材適合高等院校非物理類專業(yè)的本科學生使用,也可作為實驗技術人員和有關教師的參考用書。
本冊為提高部分,共分5章,第1章對物理實驗與計算機的應用、課程網(wǎng)站的應用作介紹;第2章介紹定性與半定量實驗;第3章為綜合性實驗;第4章為設計性實驗;第5章為研究性實驗。對于設計性與研究性實驗,書中只給定了其實驗任務、實驗要求、實驗條件和參考資料,具體的實驗設計和實驗研究由學生在探索中完成,并可從課程網(wǎng)站的教學資源中獲得設計引導或研究引導。
教材體現(xiàn)“成果為本”的新教學理念,每個實驗都進行了“成果導向教學設計”,從“知識”和“能力”兩個方面設計教學目標,引導學生的學習,以達到預期學習成果。書中的穿插內(nèi)容——歷史的回顧,使讀者能快捷地了解物理學的發(fā)展簡史,也能從一些典型的實驗例子中體會出物理實驗在物理學發(fā)展中的作用。
對重點實驗還制作了相應的微課視頻,學生可以通過掃描二維碼觀看相應微課內(nèi)容,加深對知識的理解和掌握。
與本教材、教學模式相配套,建設大批微課教學資源,利用云技術下的信息化教學管理平臺,能對整個教學過程進行信息化管理。采用翻轉(zhuǎn)課堂等新教學理念,實施線上、線下學習相結(jié)合的混合式教學,既充分保留傳統(tǒng)教學中教師的主導作用,又能發(fā)揮線上學習的靈活自主的優(yōu)勢,達到佳的學習效果。
本套教材圖、表、公式的編號為便于查閱分兩種編號方式:一為以實驗為主的編號方式,其圖、表、公式編號采用“×××”,如實驗31中圖、表、公式采用“31×”,其中,“31”表示實驗31,“×”表示圖、表、公式的順序號。二為除實驗以外其他章節(jié)的圖、表、公式編號方式采用“×.×.×”,如第2章2.1節(jié)中圖、表、公式采用“2.1.×”,其中“2.1”表示節(jié),“×”表示順序號。
朱基珍教授負責全套書的審定,肖榮軍主持本分冊的編寫和統(tǒng)稿工作。
本書編寫過程中得到了廣西教育廳、廣西科技大學的大力支持及經(jīng)費的資助,在此表示感謝。
由于我們的水平和條件有限,書中一定存在著不完善和不妥之處,真誠地希望各位讀者提出建議并指正。
朱基珍,教授,長期以來從事物理實驗教學與研究工作。1997年至今一直擔任大學物理實驗教學中心主任。主持物理實驗室的建設和管理工作,任物理實驗課程負責人,負責物理實驗課程的建設和改革工作,擔任全校物理實驗教學工作,擔任電子科學與技術專業(yè)畢業(yè)設計指導工作。
先后主持了6項省級教學改革項目(含教改項目、精品課程、實驗教學示范中心建設及重點教材建設項目等)的研究工作;主持了多個校級教學改革研究項目(包括教材建設、網(wǎng)站建設、計算機輔助教學、教學軟件開發(fā)、仿真實驗研究等),使大學物理實驗課程逐步從一般課程、校級重點課程、校級精品課程發(fā)展為省級精品課程,實驗室建設也由一般實驗室、校級重點實驗室到廣西省級實驗教學示范中心,實驗室管理也由普通管理走向了自動化、網(wǎng)絡化和信息化,實驗教學水平得到穩(wěn)步提高。近年來主持6項廣西科技廳科技攻關科研課題;獲廣西科技進步獎三等獎。
肖榮軍,實驗師,長期從事實驗教學,有豐富的理論和實驗教學經(jīng)驗。目前主要研究方向:物理實驗教學及現(xiàn)代教育技術在教學中的應用。
第1章物理實驗與計算機應用(1)
1.1計算機在物理實驗數(shù)據(jù)處理中的應用(1)
1.2虛擬實驗技術在物理實驗中的應用(16)
實驗11虛擬仿真系統(tǒng)實驗(16)
實驗12虛實結(jié)合綜合光學實驗(19)
實驗13非線性混沌實驗(24)
拓展閱讀1虛擬技術簡介(30)
第2章定性與半定量實驗(32)
2.1在物理實驗課程中引入定性與半定量實驗教學的必要性與可行性(32)
2.2定性與半定量實驗的教學項目(34)
實驗21受迫振動與共振實驗(34)
實驗22光通信及互感現(xiàn)象(37)
實驗23尖端放電與靜電電動機、靜電除塵(41)
實驗24磁懸浮實驗(46)
實驗25水 波 實 驗(49)
拓展閱讀2真空與真空鍍膜技術簡介(53)
第3章綜合性實驗(55)
實驗31液晶電光效應實驗(55)
實驗32全息照相實驗(58)
實驗33聲波測距實驗(63)
實驗34材料熱膨脹系數(shù)的測試(67)
實驗35光電通信傳輸特性測量(70)
實驗36光敏電阻基本特性的測量(73)
實驗37電子荷質(zhì)比的測量(78)
實驗38單結(jié)晶體管振蕩器(82)
實驗39可控硅調(diào)光電路(87)
實驗310萬用電表組裝實驗(92)
實驗311用感應法測量螺線管磁場(94)
實驗312綜合光學實驗平臺——夫瑯禾費單縫衍射、圓孔衍射綜合實驗(98)
實驗313太陽能電池基本特性測量(105)
實驗314集成電路溫度傳感器的特性測量(109)
實驗315動態(tài)法測量金屬的楊氏模量(113)
實驗316模擬法測繪靜電場(116)
實驗317楊氏雙縫干涉實驗(119)
實驗318雙棱鏡干涉實驗(123)
實驗319菲涅耳雙鏡干涉實驗(125)
實驗320勞埃德鏡干涉實驗(126)
實驗321整流、濾波和穩(wěn)壓電路(128)
實驗322微小伸長量的多途徑測量(130)
實驗323雙光柵測量微弱振動位移量(133)
實驗324光杠桿法測量微小伸長量(136)
拓展閱讀3等離子體技術簡介(140)
拓展閱讀4顯微技術簡介(142)
第4章設計性實驗(144)
4.1設計性實驗的教學要求(144)
4.2設計性實驗的舉例(146)
4.3設計性實驗的教學項目(150)
實驗41電阻測量設計(150)
實驗42駐波實驗研究與簡單樂器的設計(151)
實驗43用恒力矩轉(zhuǎn)動法驗證平行軸定理(154)
實驗44波長的相對測量實驗設計(155)
實驗45空氣折射率測量設計(156)
實驗46綜合光學實驗平臺——由物像放大率測目鏡焦距(158)
實驗47綜合光學實驗平臺——薄透鏡焦距的測量(自準法、貝塞爾法、物距像距法)
(159)
實驗48綜合光學實驗平臺——透鏡組節(jié)點和焦距的測定(160)
實驗49綜合光學實驗平臺——自組投影儀(161)
實驗410綜合光學實驗平臺——光的偏振實驗設計(163)
實驗411綜合光學實驗平臺——測自組望遠鏡的放大率(167)
實驗412綜合光學實驗平臺——自組帶正像棱鏡的望遠鏡(168)
實驗413根據(jù)“不確定度均分”原則進行的實驗設計(169)
實驗414用分光計測定液體折射率的實驗設計(170)
實驗415用折射極限法測定三棱鏡的折射率(171)
實驗416接地電阻測量設計(172)
實驗417酒精濃度儀的研究與設計(174)
實驗418照度計的研究與設計(175)
實驗419電容傳感器實驗(176)
實驗420電渦流傳感器實驗(177)
實驗421傳感器的設計實驗(179)
實驗422光敏傳感器實驗(180)
實驗423細絲直徑測量設計(181)
實驗424智能建筑綜合設計平臺實驗(182)
拓展閱讀5微波技術簡介(184)
拓展閱讀6傳感器技術簡介(186)
第5章研究性實驗(188)
5.1研究性實驗的教學要求(188)
5.2研究性實驗的教學課題(191)
實驗51電子秤的研究(191)
實驗52全息技術研究(192)
實驗53直流電源參數(shù)及輸出伏安特性(194)
實驗54用感應式落球法測量液體的粘滯系數(shù)的實驗研究(194)
實驗55綜合光學實驗平臺——θ調(diào)制(196)
實驗56用拉脫法測定液體表面張力系數(shù)的實驗研究(198)
實驗57穩(wěn)壓二極管反向伏安特性研究(200)
拓展閱讀7全息技術簡介(202)