《應(yīng)用型本科規(guī)劃教材:大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》是根據(jù)教育部頒發(fā)的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》和《基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》,融入近年來(lái)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究成果,結(jié)合南陽(yáng)理工學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐,在我們?cè)械囊呀?jīng)使用多年的教材的基礎(chǔ)上編寫而成的。
全書共分5章,即測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理、基本物理量的測(cè)量、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性或研究性實(shí)驗(yàn)、綜合與近代物理實(shí)驗(yàn)!稇(yīng)用型本科規(guī)劃教材:大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》列出了42個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,內(nèi)容覆蓋力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和近代物理等各分支學(xué)科領(lǐng)域。
《應(yīng)用型本科規(guī)劃教材:大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》可以作為高等理工院校各專業(yè)不同層次的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材或教學(xué)參考書,也可作為其他相關(guān)教學(xué)、研究和技術(shù)人員參考。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是面向理工科各專業(yè)本科生的重要基礎(chǔ)課之一,是理工科大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后最早接受到的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。物理學(xué)本質(zhì)上是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的先驅(qū),體現(xiàn)了大多數(shù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的共性,在實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)手段等方面是各學(xué)科科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。該課程教學(xué)在人才培養(yǎng)過(guò)程中的作用非常重要,不僅能教給學(xué)生一些后續(xù)學(xué)習(xí)必需的物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,更能引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的過(guò)程中,逐漸形成正確的科學(xué)觀念,掌握科學(xué)方法,培養(yǎng)科學(xué)精神。
本書是根據(jù)教育部頒發(fā)的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》和《基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》,結(jié)合當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)際,充分考慮南陽(yáng)理工學(xué)院實(shí)情,融入編者多年來(lái)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究成果編寫而成。
內(nèi)容上,本教材包括普通物理實(shí)驗(yàn)(力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn))和近代物理實(shí)驗(yàn),具體包括:①測(cè)量誤差的基本知識(shí):測(cè)量誤差與不確定度的基本概念;②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的一些常用方法;③基本物理量的測(cè)量方法,并引入數(shù)字化測(cè)量技術(shù)和計(jì)算技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用;④介紹常用的物理實(shí)驗(yàn)方法,融入近代科學(xué)研究和工程技術(shù)中的廣泛應(yīng)用的各類實(shí)驗(yàn)方法;⑤涉及眾多物理實(shí)驗(yàn)室常用儀器;⑥介紹常用的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù),普及近代科學(xué)研究與工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的儀器的調(diào)節(jié)方法;⑦穿插介紹物理實(shí)驗(yàn)史料和物理實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用知識(shí)。
設(shè)置上,本書為適應(yīng)分層次教學(xué)的基本要求,按基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性或研究性實(shí)驗(yàn)、綜合性與近代物理實(shí)驗(yàn)三大類進(jìn)行設(shè)置,并加入了多個(gè)實(shí)驗(yàn)拓展與研究專題,展現(xiàn)編者多年來(lái)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的研究成果。①基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn):主要學(xué)習(xí)基本物理量的測(cè)量、基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)技能和基本測(cè)量方法、誤差與不確定度及數(shù)據(jù)處理的理論與方法等,涉及力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理等各個(gè)領(lǐng)域的內(nèi)容。此類實(shí)驗(yàn)為適應(yīng)各專業(yè)的普及性實(shí)驗(yàn)。②設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求和實(shí)驗(yàn)條件,由學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案并基本獨(dú)立完成全過(guò)程的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性或研究性實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程、逐步掌握科學(xué)思想和科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決給定問(wèn)題的能力。③綜合性實(shí)驗(yàn):在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中涉及力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理等多個(gè)知識(shí)領(lǐng)域,綜合應(yīng)用多種方法和技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。此類實(shí)驗(yàn)的目的是鞏固學(xué)生在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí)成果、開(kāi)闊學(xué)生的眼界和思路,提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用能力。
本書主編是南陽(yáng)理工學(xué)院陳蘭莉老師。全書共分5章,其中緒論、第1章、第5章和第3章(3.1到3.5、3.10、研究與拓展1、3.19到3.21)由陳蘭莉老師編寫;第2章、第3章(3.16到3.18)和附錄由王生釗老師編寫;第3章(3.6到3.8)由羅鵬暉老師編寫;第4章和第3章(3.9、3.11到3.15研究與拓展2)由石明吉老師編寫。
緒論
第1章 測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理
1.1 測(cè)量與誤差
1.2 隨機(jī)誤差的處理
1.3 系統(tǒng)誤差的處理
1.4 測(cè)量結(jié)果的評(píng)定和不確定度
1.5 有效數(shù)字及運(yùn)算
1.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法
第2章 基本物理量的測(cè)量
2.1 長(zhǎng)度
2.2 時(shí)間
2.3 質(zhì)量
2.4 電流
2.5 溫度
2.6 發(fā)光強(qiáng)度
第3章 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
3.1 金屬楊氏模量的測(cè)量
3.2 金屬線脹系數(shù)的測(cè)量
3.3 物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量
3.4 液體表面張力系數(shù)的測(cè)量
3.5 電橋測(cè)電阻
3.6 用十一線電位差計(jì)測(cè)電動(dòng)勢(shì)
3.7 用電位差計(jì)測(cè)電阻
3.8 用電位差計(jì)校準(zhǔn)電表
3.9 電表的改裝與校準(zhǔn)
3.10 用模擬法描繪靜電場(chǎng)
[研究與拓展1]用模擬法描繪靜電場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究
3.11 電子束的聚焦和偏轉(zhuǎn)
3.12 示波器的原理和應(yīng)用
3.13 RLC電路諧振特性的研究
3.14 交流電橋
3.15 磁場(chǎng)描繪
[研究與拓展2]載流圓線圈及亥姆霍茲線圈軸線上磁場(chǎng)的探究
3.16 鐵磁物質(zhì)動(dòng)態(tài)磁滯回線的測(cè)試
3.17 靈敏電流計(jì)的實(shí)驗(yàn)研究
3.18 分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用
3.19 等厚干涉——牛頓環(huán)、劈尖
3.20 單縫衍射實(shí)驗(yàn)
3.21 偏振光實(shí)驗(yàn)
第4章 設(shè)計(jì)性或研究性實(shí)驗(yàn)
4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
4.2 固體密度的測(cè)定
4.3 伏安法測(cè)電阻和二極管的伏安特性
[研究與拓展3]單晶硅太陽(yáng)能電池在黑暗和恒定光照下的正向伏安特性
4.4 電阻的分壓特性和限流特性
4.5 電表內(nèi)阻的測(cè)量與歐姆表的改裝
4.6 用鋼尺測(cè)量激光的波長(zhǎng)
4.7 非平衡電橋的原理和設(shè)計(jì)應(yīng)用
[研究與拓展4]基于非平衡電橋的熱敏電阻數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)
第5章 綜合與近代物理實(shí)驗(yàn)
5.1 聲速的測(cè)定
5.2 霍爾元件基本參數(shù)測(cè)量
5.3 邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用
5.4 光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)的測(cè)定
5.5 弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)
附錄
附錄1 國(guó)際制基本單位及輔助單位
附錄2 基本物理常量
附錄3 在20℃時(shí)固體和液體的密度
附錄4 固體的線膨脹系數(shù)
附錄5 常見(jiàn)材料的各向同性楊氏模量
附錄6 不同溫度時(shí)干燥空氣中的聲速
附錄7 某些金屬和合金的電阻率及其溫度系數(shù)
附錄8 常用電氣測(cè)量指示儀表和附件的符號(hào)
附錄9 常用光源的譜線波長(zhǎng)表
參考文獻(xiàn)