《大學物理實驗》介紹了誤差和實驗數(shù)據(jù)處理方法及基本知識,精選了力學、熱學、電學、光學、近代物理學等55個實驗,其中基礎實驗20個,綜合性實驗11個,設計性實驗10個,演示實驗14個,并按照基礎實驗、綜合性實驗、設計性實驗、演示實驗分類編排。
《大學物理實驗》適合普通高等院校理、工、農(nóng)等專業(yè)學生使用。
物理學是一切自然科學的基礎,是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和科學思維方法、提高學生科研能力的重要基礎課程。大學物理實驗是大學物理課程的重要組成部分,它對培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、實事求是的科學態(tài)度,嚴謹踏實的工作作風,勇于探索、堅忍不拔的鉆研精神,以及遵守紀律、團結(jié)協(xié)作、開拓創(chuàng)新、愛護國家財產(chǎn)的優(yōu)良品德,都起著其他課程無法替代的重要作用。
為了滿足大學物理重點課程建設的需要以及模塊化、層次性的教學手段改革要求,更好地發(fā)揮大學物理實驗在大學物理教學中的基礎作用,我們本著以學生為中心的理念,組織了具有多年大學物理實驗教學經(jīng)驗的老師編寫了本教材。
本教材介紹了誤差和實驗數(shù)據(jù)處理的方法和基本知識,精選了力、熱、電、光、近代物理學等55個實驗,其中基礎實驗20個,綜合性實驗11個,設計性實驗10個,演示實驗14個。教材章節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊,實驗內(nèi)容豐富,按照基礎實驗、綜合性實驗、設計性實驗和演示實驗分類編排,為模塊化、層次性、演示性的教學模式提供了便利,并突出了物理實驗的綜合應用性特點。本教材部分內(nèi)容反映新的實驗技術(shù)和實驗儀器的發(fā)展,具有較好的可讀性和實用性。
本教材由塔里木大學的張景川、楊瑛擔任主編,柴學平、石魯珍、楚合營擔任副主編,華中大學的盧軍、王賢鋒、孔德國、劉金秀任參編。本教材的編寫得到物理學科全體教師的積極支持和配合,是集體智慧的結(jié)晶。同時,在本書編寫過程中得到學校教務處和學院相關(guān)領(lǐng)導的大力支持,在此表示衷心的感謝!
由于編者水平有限,錯誤和疏漏之處在所難免,敬請讀者指正。
前言
緒論
第1章 誤差與數(shù)據(jù)處理
1.1 物理實驗課的特點與內(nèi)容
1.1.1 物理實驗儀器知識
1.1.2 物理實驗的基本測量方法
1.1.3 物理實驗的數(shù)據(jù)處理
1.2 物理量的測量與測量中的誤差
1.2.1 基本概念
1.2.2 誤差的分類
1.3 系統(tǒng)誤差的處理
1.3.1 方法或理論誤差
1.3.2 減小系統(tǒng)誤差的測量方法
1.3.3 儀器準確度導致的誤差
1.4 隨機誤差的處理
1.4.1 直接測量的誤差估算
1.4.2 間接測量的誤差計算
1.5 不確定度
1.5.1 直接測量結(jié)果的不確定度
1.5.2 間接測量結(jié)果的不確定度
1.6 有效數(shù)字與運算法則
1.6.1 有效數(shù)字概念
1.6.2 有效數(shù)字的運算規(guī)則
1.7 實驗數(shù)據(jù)的處理方法
1.7.1 列表法
1.7.2 作圖法
1.7.3 逐差法
1.7.4 最小二乘法
1.8 物理實驗的規(guī)范化操作要求
1.9 物理實驗課的基本程序
1.9.1 課前預習
1.9.2 實驗操作
1.9.3 實驗報告
第2章 基礎性實驗
2.1 重力加速度的測量
2.1.1 單擺法
2.1.2 自由落體法
2.2 動量守恒定律的驗證
2.3 轉(zhuǎn)動慣量的測定(用剛體轉(zhuǎn)動實驗儀)
2.4 金屬線脹系數(shù)的測定
2.5 拉伸法測量金屬的彈性模量
2.6 拉脫法測量液體的表面張力系數(shù)
2.7 落針法測量液體的黏滯系數(shù)
2.8 用電流場模擬靜電場
2.9 用霍爾元件測螺線管磁場
2.10 電子荷質(zhì)比的測定
2.11 示波器的調(diào)整和使用
2.12 超聲波聲速的測定
2.13 惠斯通電橋測電阻
2.14 數(shù)字電位差計測電源電動勢和內(nèi)阻
2.15 分光計的調(diào)整與使用
2.16 分光計測定光柵常數(shù)及黃光波長
2.17 邁克爾遜干涉儀測量He-Ne激光波長
2.18 楊氏雙縫干涉實驗
2.19 用牛頓環(huán)測量平凸透鏡的曲率半徑
2.20 PN結(jié)正向壓降溫度特性研究
第3章 綜合性實驗
3.1 組裝邁克爾遜干涉儀測量空氣折射率
3.2 激光全息照相的基本技術(shù)
3.3 單色儀的定標
3.4 照相技術(shù)
3.5 偏振光實驗
3.6 單縫衍射光強分布及縫寬的測量
3.7 簡諧振動
3.8 介電常數(shù)的測量
3.9 數(shù)字萬用表的使用
3.10 仿真實驗
3.11 密立根油滴實驗
第4章 設計性實驗
4.1 自組顯微鏡與望遠鏡
4.2 電表的改裝與校準
4.3 地磁場水平分量測量
4.4 普朗克常量的測定
4.5 溫差電偶定標實驗
4.6 物質(zhì)旋光現(xiàn)象的觀察和分析
4.7 劈尖干涉法測微小直徑
4.8 磁滯回線和磁化曲線的測量
4.9 阻尼與受迫振動特性研究
4.10 音頻信號光纖傳輸技術(shù)實驗
第5章 演示實驗
5.1 靜電除塵
5.2 尖端放電
5.3 靜電跳球
5.4 安培力演示
5.5 電磁炮
5.6 超導磁懸浮
5.7 角動量守恒
5.8 機械能守恒演示
5.9 簡諧運動與圓周運動等效演示
5.10 角速度矢量合成演示
5.11 縱波演示
5.12 分子運動演示
5.13 磁懸浮動力學實驗
5.14 智能剛體轉(zhuǎn)動慣量實驗
附錄
附錄A 國際單位制
附錄B 常用物理參數(shù)