本書是根據(jù)高等學(xué)校《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》,結(jié)合實驗室的實際情況,在物理實驗教師長期教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上編寫的。
全書包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等41個基礎(chǔ)實驗,以及8個設(shè)計性物理實驗和5個計算機(jī)仿真物理實驗。各實驗的原理敘述清楚,公式推導(dǎo)完整,實驗步驟簡明扼要。實驗開頭有提要,介紹了本實驗的重要意義;末尾有思考題,供學(xué)生預(yù)習(xí)或小結(jié)使用。本書開頭還介紹了實驗規(guī)則、測量誤差、不確定度、有效數(shù)字、數(shù)據(jù)處理、基本實驗方法、基本量的測量和基本調(diào)整與操作技術(shù)等內(nèi)容。
本書可作為高校非物理專業(yè)學(xué)生的物理實驗課教材,也可供教師參考。
前言
本書系在使用多年的物理實驗講義的基礎(chǔ)之上,結(jié)合物理實驗教師多年實踐教學(xué)的經(jīng)驗,根據(jù)高等學(xué)!独砉た祁惔髮W(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》而編寫的,結(jié)合了當(dāng)前物理實驗課程的建設(shè),同時采納了很多兄弟院校教師的建議。
在本書編寫過程中,我們力求做到以下幾點(diǎn):
1強(qiáng)調(diào)對學(xué)生物理實驗基礎(chǔ)理論和方法的系統(tǒng)教學(xué),通過完成具體的實驗項目,學(xué)生可獲得有關(guān)的實驗技能訓(xùn)練,以及更為系統(tǒng)的知識。
2就各種誤差的估算和數(shù)據(jù)處理方法在有關(guān)實驗項目的數(shù)據(jù)處理中提出相應(yīng)的要求,以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力訓(xùn)練。
3所選的實驗項目既照顧基礎(chǔ)物理實驗室的基本條件,也注意學(xué)生知識面的開拓和綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決問題能力的培養(yǎng)。
4在幾年來實踐的基礎(chǔ)上,增加了設(shè)計性實驗和計算機(jī)仿真實驗,以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力、綜合應(yīng)用理論知識和實驗技術(shù)的能力,訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計實驗的能力,把學(xué)生從理論學(xué)習(xí)的軌道逐漸引向工程實踐方面,使學(xué)生的定性分析與定量計算逐步和工程估算及實踐手段結(jié)合起來,從而逐步掌握工程設(shè)計的常規(guī)步驟方法,了解科學(xué)實驗的程序和實施方法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和綜合能力,為今后參加工程實踐、進(jìn)行科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。
本書由佳木斯大學(xué)理學(xué)院部分教師編寫,具體分工如下:郭慶龍,負(fù)責(zé)編寫第3章、第6章;侯憲春,負(fù)責(zé)編寫第1章、第2章、第9章;王志林,負(fù)責(zé)編寫緒論、第4章、第7章、第8章;吳云飛,負(fù)責(zé)編寫第5章。佳木斯大學(xué)理學(xué)院王艷麗老師對全書進(jìn)行了審閱,提出了很多修改意見。幾年來,很多教師對本書的書稿提出了不少的建議,編者在此敬致謝忱。但限于編者水平,難免有不足之處,衷心歡迎讀者批評指正。
編者
2021年5月
目錄
前言
緒論1
01物理實驗課的地位及任務(wù)1
02物理實驗課的基本程序2
03怎樣書寫實驗報告3
第1章測量誤差與數(shù)據(jù)處理4
11測量與測量誤差4
12測量結(jié)果不確定度估算及表示11
13有效數(shù)字及其運(yùn)算19
14實驗數(shù)據(jù)的表示和處理方法21
練習(xí)題30
第2章物理實驗基礎(chǔ)知識32
21物理實驗基本方法32
22物理實驗中的基本物理量的測量35
23物理實驗中的調(diào)整與操作技術(shù)40
第3章力學(xué)實驗46
實驗1物體密度的測定46
實驗2用光電控制計時法測重力加
速度50
實驗3用單擺測定重力加速度54
實驗4用復(fù)擺測定重力加速度57
實驗5用三線扭擺測量轉(zhuǎn)動慣量59
實驗6用轉(zhuǎn)動慣量儀測物體的轉(zhuǎn)動
慣量62
實驗7用拉伸法測金屬絲的彈性
模量65
實驗8駐波實驗(弦振動測音叉
頻率)68
實驗9測定聲波在空氣中的傳播
速度71
實驗10聲速的測量(超聲)73
實驗11超聲波的應(yīng)用探傷和測厚74
實驗12簡諧振動特性研究與彈簧勁
度系數(shù)測量79
第4章熱學(xué)實驗83
實驗13用傳感器測空氣的比熱
容比83
實驗14金屬線膨脹系數(shù)的測定86
實驗15液體表面張力系數(shù)的測定89
實驗16用落球法測液體的黏度92
實驗17不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測量94
實驗18冷卻法測量金屬的比熱容98
第5章電磁學(xué)實驗101
電磁學(xué)實驗常用基本儀器簡述101
實驗19線性電阻和非線性電阻的伏
安特性曲線107
實驗20電表的改裝和校正110
實驗21用惠斯通電橋測電阻113
實驗22用開爾文電橋測低電阻115
實驗23用模擬法研究靜電場的分布121
實驗24用電位差計測量電動勢124
實驗25示波器的使用130
實驗26用霍爾元件測量磁場141
實驗27熱敏電阻的特性和應(yīng)用144
實驗28固體液體電介質(zhì)相對介電常數(shù)
的測定146
第6章光學(xué)實驗150
光學(xué)實驗儀器的使用和注意事項150
實驗29薄透鏡焦距的測定151
實驗30用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑155
實驗31調(diào)整分光計和測量三棱鏡的
折射率158
實驗32偏振現(xiàn)象的實驗研究165
實驗33用旋光儀測旋光性溶液的旋
光率和濃度169
實驗34單縫衍射實驗173
實驗35望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡及其應(yīng)用176
實驗36用衍射光柵測光波波長181
實驗37音頻信號光纖傳輸技術(shù)實驗184
第7章近代物理實驗188
實驗38邁克耳遜干涉儀188
實驗39夫蘭克赫茲實驗193
實驗40全息照相199
實驗41密立根油滴實驗203
第8章設(shè)計性物理實驗212
設(shè)計性物理實驗概述212
實驗42簡諧振動的研究213
實驗43光的衍射法測彈性模量213
實驗44用凸透鏡測狹縫寬度214
實驗45非線性電阻特性的研究215
實驗46用非平衡電橋法測熱敏電阻
的溫度特性215
實驗47用電諧振法測膜層厚度216
實驗48用霍爾元件測量地磁水平
分量216
實驗49光柵特性的研究217
第9章計算機(jī)仿真物理實驗218
計算機(jī)仿真物理實驗基礎(chǔ)知識218
實驗50偏振光實驗的計算機(jī)仿真221
實驗51光電效應(yīng)測定普朗克常量
實驗的計算機(jī)仿真222
實驗52夫蘭克赫茲實驗的計算機(jī)
仿真226
實驗53氫氘光譜拍攝實驗的計算機(jī)
仿真229
實驗54氫氘光譜測量及阿貝比長儀
實驗的計算機(jī)仿真231
參考文獻(xiàn)235