《大學(xué)物理實驗(第2版)》是根據(jù)《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》(2010版)的精神并結(jié)合實驗教學(xué)改革的實際情況編寫的。全書分為誤差理論與數(shù)據(jù)處理、基本測量方法、基本實驗儀器、基本實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、研究性實驗共7章,70多個實驗項目,包含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理及應(yīng)用等多方面內(nèi)容。書中概括介紹了物理實驗中的基本測量方法和一些常見儀器的使用方法,附表列出了一些常用物理數(shù)據(jù)。
《大學(xué)物理實驗(第2版)》可作為高等理工科院校各專業(yè)的大學(xué)物理實驗課程教材或教學(xué)參考書,也可作為與物理學(xué)相關(guān)的廣大實驗工作者的參考書。
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大學(xué)物理實驗是理工科學(xué)生必修的一門重要的基礎(chǔ)實驗課程,也是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后較早接觸到的一門系統(tǒng)的實驗課程。為了使學(xué)生在有限的時間內(nèi)能系統(tǒng)地掌握物理實驗的基本知識和基本方法,培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力,促使學(xué)生積極參與實驗,為后續(xù)實驗課程奠定基礎(chǔ),龍濤、王琰、王代新編著的《大學(xué)物理實驗(第2版)》在修訂過程中保持了原有的實驗教學(xué)內(nèi)容體系,保證學(xué)生通過實驗課能較好地掌握和運用理論知識,并能提高實驗技能。
本書是為適應(yīng)當(dāng)前實驗教學(xué)改革的要求,根據(jù)教育部《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》(2010版)的精神,在2008年出版的《大學(xué)物理實驗》教材基礎(chǔ)上,經(jīng)過幾年教學(xué)實踐并根據(jù)廣大師生的意見和建議,結(jié)合我校新增的儀器設(shè)備而編寫的。對第1版的內(nèi)容作了部分調(diào)整和修改,增加和刪減了部分實驗項目,使修訂后的內(nèi)容更完善。全書共列出實驗項目70多個,內(nèi)容廣泛,敘述深入淺出。
大學(xué)物理實驗是理工科學(xué)生必修的一門重要的基礎(chǔ)實驗課程,也是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后較早接觸到的一門系統(tǒng)的實驗課程。為了使學(xué)生在有限的時間內(nèi)能系統(tǒng)地掌握物理實驗的基本知識和基本方法,培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力,促使學(xué)生積極參與實驗,為后續(xù)實驗課程奠定基礎(chǔ),本書在修訂過程中保持了原有的實驗教學(xué)內(nèi)容體系,保證學(xué)生通過實驗課能較好地掌握和運用理論知識,并能提高實驗技能。
本書第1~3章采用較多的篇幅對誤差理論及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識進(jìn)行了詳細(xì)介紹,通過一些實驗項目的舉例對測量誤差的估計、完整的數(shù)據(jù)記錄和處理、誤差分析方法等方面進(jìn)行了介紹并提出具體要求,以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。
第4章是基礎(chǔ)實驗,這類實驗對實驗項目的目的、實驗原理和實驗儀器作了簡明扼要的闡述,給出了實驗思路和方法。通過這類實驗項目的訓(xùn)練使學(xué)生能正確使用基本儀器,掌握基本物理量的測量方法和基本實驗操作技能,加深對物理基礎(chǔ)理論知識的理解。
第5章和第6章是綜合設(shè)計性實驗。這類題目的實驗過程要求非常明確,學(xué)生可按實驗原理、實驗步驟、實驗方法及參考儀器的合理選擇來完成。通過該類實驗可提高學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力,同時也有助于學(xué)生綜合實踐能力的提高。
第7章是研究性實驗。這類實驗注重趣味性、科學(xué)性,還帶有科學(xué)研究的性質(zhì)。學(xué)生通過查閱參考書和相關(guān)的資料,獨立地寫出實驗原理、實驗步驟、實驗方法,合理選擇實驗儀器。通過這類實驗項目的訓(xùn)練可以幫助學(xué)生初步學(xué)習(xí)如何獨立地完成一項研究性課題,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神。
本書是以第1版教材為基礎(chǔ),同時也參考了兄弟院校最新的相關(guān)實驗教材修訂完成。參與本次修訂的有龍濤、王琰、王代新、洪云、陳剛、劉英、唐裕霞、林睿等老師。
本書的修訂出版得到了重慶工商大學(xué)和清華大學(xué)出版社的大力支持,重慶工商大學(xué)資助了再版經(jīng)費,在此,我們一并表示衷心的感謝!
對書中存在的缺點和不妥之處,懇請讀者批評指正。
編者
2012年6月
緒論
第1章 誤差理論與數(shù)據(jù)處理
1.1 測量與誤差
1.1.1 測量的基本概念
1.1.2 誤差的基本概念
1.1.3 有效數(shù)字及其運算規(guī)則
習(xí)題
1.2 測量結(jié)果的評定和不確定度
1.2.1 不確定度及其分類
1.2.2 直接測量結(jié)果不確定度的計算
1.2.3 間接測量結(jié)果不確定度的合成
1.2.4 直接測量和間接測量結(jié)果的表達(dá)式
1.3 實驗數(shù)據(jù)的常用處理方法
第2章 基本測量方法
2.1 比較法
2.2 放大法
2.3 補(bǔ)償法
2.4 模擬法
2.5 轉(zhuǎn)換法及傳感器
2.6 平衡法(零示法)
第3章 基本實驗儀器
3.1 氣墊導(dǎo)軌
3.2 溫度測量儀器
3.2.1 液體溫度計
3.2.2 熱電偶溫度計
3.2.3 電阻溫度計
3.3 電子天平
3.4 福廷式氣壓計
3.5 電磁測量儀器
3.5.1 電學(xué)實驗中常見的電表
3.5.2 數(shù)字式儀表
3.5.3 電阻器
3.5.4 實驗室中常用的電源
3.5.5 電學(xué)度量器
3.5.6 電磁學(xué)實驗規(guī)程
3.6 光學(xué)實驗儀器
3.6.1 實驗室常用光源
3.6.2 常用光電探測器
3.6.3 常用光學(xué)儀器
3.6.4 光學(xué)實驗注意事項
第4章 基本實驗
實驗1 長度和固體密度測量
實驗2 驗證牛頓第二定律
實驗3 驗證動量守恒定律
實驗4 簡諧振動的研究
實驗5 扭擺法測定物體轉(zhuǎn)動慣量
實驗6 伸長法測定楊氏彈性模量
實驗7 弦線上波的傳播規(guī)律的研究
實驗8 落球法測量液體粘滯系數(shù)
實驗9 電熱當(dāng)量的測定
實驗10 液體表面張力系數(shù)的測定
實驗11 測量冰的熔解熱
實驗12 固體比熱容的測量
實驗13 用電流量熱器法測定液體的比熱容
實驗14 氣體比熱容比的測定
實驗15 氣體體膨脹系數(shù)的測定
實驗16 滑線變阻器特性的研究
實驗17 伏安法測電阻
實驗18 惠斯通電橋
實驗19 用電位差計測量電池的電動勢和內(nèi)阻
實驗20 用模擬法測繪靜電場
實驗21 示波器的原理和使用
實驗22 靈敏電流計
實驗23 電子束線的偏轉(zhuǎn)
實驗24 電子束線的聚焦
實驗25 用雙臂電橋測低電阻
實驗26 薄透鏡焦距的測定
實驗27 用牛頓環(huán)測定透鏡的曲率半徑
實驗28 分光計的調(diào)節(jié) 及棱鏡頂角的測量
實驗29 單縫衍射光強(qiáng)分布及單縫寬度的測量
實驗30 光柵衍射
實驗31 棱鏡折射率的測量
實驗32 雙棱鏡干涉測光波波長
實驗33 透鏡組基點的測定
實驗34 偏振現(xiàn)象的觀察
實驗35 密立根油滴實驗
實驗36 弗蘭克一赫茲實驗
實驗37 原子光譜實驗--小型棱鏡讀(攝)譜儀測汞原子光譜
實驗38 光電效應(yīng)
實驗39 塞曼效應(yīng)
實驗40 邁克耳孫干涉儀實驗
實驗41 旋光現(xiàn)象及應(yīng)用
第5章 綜合性實驗
實驗1 聲速的測量
實驗2 用霍爾位置傳感器法測楊氏模量(彎曲法)
實驗3 金屬線膨脹系數(shù)的測定
實驗4 傳感器電阻溫度系數(shù)的研究
實驗5 不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測定
實驗6 RLC電路特性的研究
實驗7 用示波器觀測動態(tài)磁滯回線和磁化曲線
實驗8 電表的擴(kuò)程與校準(zhǔn)
實驗9 用霍爾效應(yīng)測量磁場
實驗10 交流電橋的原理和應(yīng)用
實驗11 非平衡電橋--半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計
實驗12 橢圓偏振光的產(chǎn)生和檢驗
實驗13 光電池特性研究
實驗14 聲光衍射與液體聲學(xué)特性的測定
實驗15 真空的獲得和真空鍍膜
實驗16 全息照相及再現(xiàn)
第6章 設(shè)計性實驗
實驗1 氣墊導(dǎo)軌上空氣膜厚度的粗略測定
實驗2 銅絲的電阻溫度系數(shù)測量設(shè)計
實驗3 熱敏電阻溫度開關(guān)設(shè)計
實驗4 數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作
實驗5 液體表面張力系數(shù)的測量設(shè)計
實驗6 液體體膨脹系數(shù)測量設(shè)計
實驗7 用伏安法測量電源的輸出特性
實驗8 用電位差計校準(zhǔn)改裝電流表
實驗9 設(shè)計內(nèi)阻無限大的指針式電壓表
實驗10 設(shè)計組裝歐姆表
實驗11 用掠入射法測定透明介質(zhì)的折射率
實驗12 用干涉法測定透明介質(zhì)的折射率
第7章 研究性實驗
實驗1 全息光柵的制作及光柵特性的研究
實驗2 傅里葉頻譜的觀察和分析
實驗3 彩虹全息的研究
實驗4 全息照相的研究
實驗5 電磁感應(yīng)與磁懸浮力
實驗6 偏振光反射率與入射角的關(guān)系及折射率的測定
實驗7 望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡的組裝
實驗8 用激光顯示李薩如圖形
附錄常用數(shù)據(jù)表
參考文獻(xiàn)