21世紀高等院校通識教育規(guī)劃教材:大學物理實驗
定 價:20 元
- 作者:王紅梅 著
- 出版時間:2010/10/1
- ISBN:9787115237941
- 出 版 社:人民郵電出版社
- 中圖法分類:O4-33
- 頁碼:165
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《大學物理實驗》是為獨立開設大學物理實驗課程的普通高等院校理工類非物理專業(yè)學生編寫的教材。全書除緒論外共分4章,第1章為測量誤差與數(shù)據(jù)處理的基礎知識;第2章為基礎實驗,包括7個實驗;第3章為綜合性實驗,包括14個實驗;第4章為設計性實驗,包括8個實驗。每個實驗包括實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗內容、數(shù)據(jù)處理、注意事項等內容,并附有思考題。
《大學物理實驗》可作為高等院校理工類各專業(yè)的大學物理實驗課程的教材或參考書。
本教材是根據(jù)《非物理專業(yè)大學物理實驗課程教學基本要求》,結合學校的實際情況,在幾經(jīng)修改的自編教材《大學物理實驗》的基礎上編寫而成的。
本教材除緒論外將《大學物理實驗》內容分為4章。緒論著重闡述物理實驗課的地位和對人才科學素質培養(yǎng)方面的作用,以及學習物理實驗的一般方法。第1章介紹測量與誤差的基礎知識,包括測量及其誤差、測量的不確定度、實驗數(shù)據(jù)處理的常用方法、測量結果表達等內容,在誤差估算中引進“不確定度”的概念,但做了必要的簡化處理,使之既能讓學生逐步學會用不確定度對直接測量和間接測量的結果進行評估,又使物理實驗教學跟上當前誤差理論研究和應用的發(fā)展趨勢。第2章為基礎性物理實驗,包括常用物理實驗儀器的使用、常見物理量的測量以及基本的測量方法等內容。第3章為綜合性實驗。第4章為設計性實驗。本書在內容上包括了力學、熱學、電磁學、光學及近代物理學等,其中基礎實驗7個,綜合性實驗14個、設計性實驗8個,供各專業(yè)選用。
本教材加強了設計性實驗和綜合性實驗,主要目的是根據(jù)現(xiàn)代社會對人才知識、技能和創(chuàng)新能力的要求,通過“大學物理實驗”這門課程的教學,讓學生在實驗知識、實驗方法、實驗技能和誤差與數(shù)據(jù)處理各方面能夠得到由淺入深、由易到難、由簡到繁、循序漸進的系統(tǒng)訓練,掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧;培養(yǎng)學生敏銳的觀察力、嚴謹?shù)目茖W思維能力;培養(yǎng)學生進行科學實驗所必需的創(chuàng)新意識和開拓精神;培養(yǎng)學生動手能力、研究能力和創(chuàng)新能力;A性實驗寫得比較細致、具體,給出了有關的數(shù)據(jù)記錄表格、數(shù)據(jù)處理要求以及誤差計算和結果表示,以便于學生參考學習。在綜合性、設計性實驗中,重點突出實驗原理和思路,將一些細節(jié)問題留給學生去思考和探索,以利于學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,每個實驗后都配了思考題,供學生預習和課后思考。
緒論
第1章 測量誤差與數(shù)據(jù)處理的基礎知識
1.1 測量
1.1.1 測量的概念
1.1.2 等精度測量和非等精度測量
1.2 誤差
1.2.1 誤差的定義
1.2.2 誤差的分類
1.2.3 測量的精密度、準確度和精確度
1.3 系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和消除
1.3.1 系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)
1.3.2 系統(tǒng)誤差的處理
1.4 隨機誤差的統(tǒng)計分布
1.4.1 隨機誤差的正態(tài)分布
1.4.2 標準誤差及其計算
1.5 測量結果的不確定度估算
1.5.1 不確定度的概念
1.5.2 A類不確定度分量的估算
1.5.3 B類不確定度分量的估算
1.5.4 直接測量量的不確定度估算及測量結果表示
1.5.5 間接測量量的不確定度估算及測量結果表示
1.6 有效數(shù)字及其運算
1.6.1 有效數(shù)字的概念
1.6.2 有效數(shù)字的舍入規(guī)則
1.6.3 有效數(shù)字的運算規(guī)則
1.7 常用的數(shù)據(jù)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(線性回歸)
第2章 基礎實驗
實驗2.1 長度測量
實驗2.2 剛體轉動慣量的測定
實驗2-3弦振動實驗
實驗2.4 用拉伸法測金屬絲楊氏模量
實驗2.5 用惠斯通電橋測電阻
實驗2.6 模擬法描繪靜電場
實驗2.7 示波器的使用
第3章 綜合性實驗
實驗3.1 液體粘滯系數(shù)的測定
實驗3.2 壓力傳感器特性研究及其應用
實驗3.3 動態(tài)法測金屬楊氏模量
實驗3.4 空氣比熱容比的測定
實驗3.5 電子束的電偏轉和電聚焦
實驗3.6 電子束的磁偏轉及磁聚焦
實驗3.7 霍爾效應法測量磁場
實驗3.8 偏振光的觀測與研究
實驗3.9 分光計的調節(jié)及使用
實驗3.10邁克爾遜干涉儀的調整和使用
實驗3.11 金屬電子逸出功的測定
實驗3.12 太陽能電池特性研究
實驗3.13 用密立根油滴法測量電子電荷
實驗3.14 夫蘭克一赫茲實驗
第4章 設計性實驗
實驗4.1 物體密度的測量
實驗4.2 不良導體導熱系數(shù)的測定
實驗4_3數(shù)字萬用表的設計
(一)數(shù)字電壓表的設計
(二)數(shù)字電流表的設計
(三)數(shù)字歐姆表的設計
實驗4.4 用示波器測量電容
實驗4.5 電子荷質比的測量
實驗4.6 三棱鏡折射率與色散率的測定
實驗4.7 全息照相的研究
實驗4.8 非線性電路中混沌現(xiàn)象的研究
附錄A國際單位制
附錄B常用物理參數(shù)
參考文獻
(2)實驗裝置與儀器
使用儀器或裝置必然要了解它的原理和使用方法,作為一個實驗者還要了解設計的獨創(chuàng)性之所在。儀器的改進可以減小某些誤差。但是不論設計如何精良,加工和裝配如何精細,都不可能制造出沒有誤差的儀器。因此,在使用儀器時都會給測量引入誤差。測量時必須考慮這種誤差,一是采取適當?shù)姆椒ㄏ鳒p其誤差的影響,二是將其估計值作為測量不確定度的一部分去統(tǒng)計。
使用儀器在準確度的選擇上要適當,準確度低將達不到測量的要求,準確度過高則是浪費。
使用儀器要充分發(fā)揮它的性能,一是要滿足它的環(huán)境條件,二是要將其調節(jié)到正常使用狀態(tài)。為此,要了解什么是正常使用狀態(tài),怎樣判斷它是否達到正常使用狀態(tài)。天平、電勢差計、分光計和邁克耳遜干涉儀是很有代表性的儀器。
使用儀器時,要遵守儀器的操作規(guī)程,這是取得客觀數(shù)據(jù)所必需的,也是保護儀器所必需的。因此,什么是儀器的操作規(guī)程,為什么制定這樣的操作規(guī)程,對于實驗者在使用儀器之前就應該明確,否則就要查閱有關資料。
實驗后,不要立即拆散測量系統(tǒng),要對記錄作初步分析,在不需要補測數(shù)據(jù)時才可結束。實驗結束時,儀器裝置要恢復到使用前的狀態(tài),這是保護儀器的必要條件。
(3)及時發(fā)現(xiàn)問題
實驗者一般都是細心安排實驗的,實驗的進程可能比較順利,但是由于某種原因實驗中出現(xiàn)問題也是常見的。實驗者應能及時發(fā)現(xiàn)問題,及時進行處理,防止精力和物資的浪費。
出現(xiàn)問題的原因是多方面的,如理解上的偏差,儀器調節(jié)不到位,線路接錯,參量取值不當,看錯了現(xiàn)象,讀錯了數(shù)據(jù),實驗裝置變動等。
實驗時要邊觀察現(xiàn)象,邊審查數(shù)據(jù),邊思考分析,看看是否有不正常的現(xiàn)象或數(shù)據(jù),如果不加思索地埋頭測量,那可能在實驗結束時才發(fā)現(xiàn)測錯了!應力求避免這種情景的出現(xiàn)。