近代物理實驗教程

前言

由林木欣教授主編的《近代物理實驗教程》教材（下面稱第一版），突出物理思想和實驗方法，基礎(chǔ)與應(yīng)用并重，經(jīng)典與現(xiàn)代結(jié)合，適應(yīng)多層次教學(xué)，于1999年由科學(xué)出版社出版發(fā)行，至2008年共印刷11次，發(fā)行量達(dá)3萬5千冊，受到師生的普遍歡迎。近年來，根據(jù)實驗教學(xué)改革的需要，許多院校新增和更新了實驗儀器設(shè)備，豐富和充實了實驗教學(xué)內(nèi)容，充分體現(xiàn)和保障了實驗教學(xué)技術(shù)的先進(jìn)性.隨著我國高等院校各級物理實驗教學(xué)示范中心的建立，更是強(qiáng)調(diào)了綜合性和設(shè)計性實驗項目的開設(shè)，鼓勵和倡導(dǎo)學(xué)生實驗創(chuàng)新.為適應(yīng)這一需求，我們對第一版教材進(jìn)行改版，編寫了這本《近代物理實驗教程》第二版，并在科學(xué)出版社的支持下獲得普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材的立項。第二版教材保留了第一版的編寫思路、風(fēng)格和特點，同時突出了設(shè)計性實驗內(nèi)容，主要有以下特點。1.在實驗項目的選取上仍然按照第一版的原則：選編近代物理發(fā)展過程中起過重大作用的著名實驗，以及近代物理實驗技術(shù)中有廣泛應(yīng)用的典型實驗。第二版新增了6個反映近代物理科技前沿、有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的實驗：蒸氣冷凝法制備納米微粒、等離子體特性和參數(shù)測量、掃描探針顯微鏡、衛(wèi)星云圖接收與大氣物理探測、核磁共振成像、拉曼光譜；刪除了一些近年來普遍極少開設(shè)的實驗；對于部分適合于普通物理實驗開設(shè)的實驗，例如弗蘭克一赫茲實驗，考慮到使用本教材的一些院校仍作為原子物理單元的實驗之一，在第二版中被保留下來.2.在實驗具體內(nèi)容方面，繼承了第一版的編寫思路：力求思想脈絡(luò)清晰，重點闡述實驗的物理思想和方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?在部分實驗的原理或內(nèi)容敘述時，豐富了引導(dǎo)性的提問和思考內(nèi)容.在實驗儀器的選擇上，只介紹主要的通用型儀器，對其他儀器不做具體限制，使用本教材時可根據(jù)實驗室自身的條件安排和組合.本教材力求賦予各個實驗的教學(xué)較大的靈活性，以適應(yīng)各層次教學(xué)。3.突出了設(shè)計性實驗內(nèi)容.擴(kuò)充了第一版中已有的帶*號的設(shè)計性或半設(shè)計性內(nèi)容（仍采用帶*號的方法來標(biāo)記設(shè)計性實驗內(nèi)容或思路），在參考文獻(xiàn)中增加了閱讀資料，包括期刊論文，以便進(jìn)行設(shè)計性實驗教學(xué)時參考，使教材既能用于常規(guī)性實驗教學(xué)，又能在只增加少量篇幅的前提下靈活地用于設(shè)計性實驗教學(xué).我們建議在利用本教材開展設(shè)計性實驗教學(xué)時可考慮的做法之一是：教師給出指導(dǎo)思想、給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，學(xué)生完成科學(xué)實驗研究的全過程，包括查閱文獻(xiàn)資料，撰寫實驗設(shè)計方案，通過小型設(shè)計答辯對技術(shù)路線和可行性做出修改，再進(jìn)行實驗過程，最后按正式發(fā)表的論文格式撰寫實驗報告。本書由華南師范大學(xué)、江西師范大學(xué)、首都師范大學(xué)、廣州大學(xué)多年從事近代物理實驗教學(xué)的教師和實驗技術(shù)人員集體編寫.各部分的作者在其所撰寫的內(nèi)容后面標(biāo)明。在本書的編寫過程中，得到很多專家、教授、同行的支持和幫助.唐志列教授、孫番典副教授等提出過許多建設(shè)性意見或?qū)忛喠瞬糠衷?；溫海灣同志為本書的文字處理和插圖繪制做了大量細(xì)致的工作.在此我們謹(jǐn)向他們致以誠摯的謝意。由于編者的學(xué)術(shù)水平及經(jīng)驗有限，第二版教材中錯誤和不盡人意之處仍在所難免，歡迎專家和各位讀者提出寶貴意見。

內(nèi)容概要

　　本書選編近代物理發(fā)展過程中一些起過重大作用的著名實驗，以及近代物理實驗技術(shù)中有廣泛應(yīng)用的典型實驗43個，包括原子物理、核物理、激光、真空、x射線、低溫、固體物理、聲學(xué)、微波、磁共振、計算機(jī)模擬和微弱信號檢測技術(shù)等方面。全書重點在于闡述實驗的物理思想和方法，注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?，提高其科學(xué)素質(zhì)。
本書適合于高等師范院校和理工大學(xué)物理及相關(guān)專業(yè)本科生和函授生，也可供有關(guān)專業(yè)的研究生、科技人員和中學(xué)物理教師參考。

書籍目錄

第二版前言
第一版序
第一版前言
單元0  誤差分析與數(shù)據(jù)處理
  0．1  測量誤差和不確定度概念
  0．2  隨機(jī)變量的概率分布
  0．3  隨機(jī)誤差的統(tǒng)計分析
  0．4  實驗結(jié)果的不確定度
  0．5  分布規(guī)律的X2檢驗
  0．6  最小二乘擬合
  0．7  系統(tǒng)誤差的限制和消除
單元1  原子物理
  1．1  弗蘭克一赫茲實驗
  1．2  鈉原子光譜
  1．3  密立根油滴實驗
  1．4  塞曼效應(yīng)
  1．5  拉曼光譜
  1．6  氫與氘原子光譜
單元2原子核物理
  2．0  核物理實驗技術(shù)基礎(chǔ)知識
  2．1  蓋革-米勒計數(shù)管的特性及放射性衰變的統(tǒng)計規(guī)律
  2．2  y能譜的測量
  2．3  符合測量
  2．4  用快速電子驗證相對論效應(yīng)
單元3  激光、光信息處理和光學(xué)測量
  3．1  激光器特性及其參數(shù)的測量
  3．2  He—Ne激光器縱模間隔測量
  3．3  全息技術(shù)
  3．4  光學(xué)信息處理
  3．5  橢圓偏振法測量薄膜厚度、折射率和金屬復(fù)折射率
  3．6  光拍頻法測量光的速度
  3．7  各向異性晶體光學(xué)性質(zhì)的觀測和研究
單元4  真空技術(shù)
  4．1  高真空的獲得與測量
  4．2  真空鍍膜
  4．3  蒸氣冷凝法制作納米顆粒
  4．4  等離子體特性和參數(shù)測量
單元5  x射線衍射技術(shù)
  5．0  X射線衍射的基礎(chǔ)知識
  5．1  立方晶系點陣常數(shù)的測定
  5．2  勞厄相法測定單晶取向
單元6  低溫和固體物理
  6．0  低溫基礎(chǔ)知識
  6．1  電阻溫度關(guān)系和減壓降溫技術(shù)
  6．2  高溫超導(dǎo)體基本特性的測量
  6．3  用電容-電壓法測半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度分布
  6．4  霍爾效應(yīng)
  6．5  鐵電體電滯回線及居里溫度的測量
  6．6  掃描隧道顯微鏡實驗
單元7  聲學(xué)
  7．1  超聲探傷和超聲速測量
  7．2  噪聲測量和頻譜分析
單元8  微波技術(shù)
  8．0  微波基本知識
  8．1  微波的傳輸特性和基本測量
  8．2  微波介質(zhì)特性的測量
  8．3  大氣衛(wèi)星云圖的接收和分析
單元9  磁共振技術(shù)
  9．0  磁共振基礎(chǔ)知識
  9．1  核磁共振的穩(wěn)態(tài)吸收
  9．2  脈沖核磁共振法測量弛豫時間
  9．3  電子自旋共振
  9．4  光泵磁共振
  9．5  核磁共振成像實驗
單元10  計算機(jī)模擬和微弱信號檢測技術(shù)
  10．1  計算機(jī)數(shù)值模擬實驗
  10．2 鎖相放大器實驗
  10．3  信號取樣平均實驗
  10．4  單光子計數(shù)實驗
附表

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：在普通無線電波段中，分布參數(shù)的影響往往可以忽略，但在微波波段中則不然.由于微波的波長很短，傳輸線上的電壓、電流既是時間的函數(shù)，又是位置的函數(shù)，使得電磁場的能量分布于整個微波電路而形成“分布參數(shù)”，引起微波的傳輸與普通無線電波段完全不同.在本實驗中我們將學(xué)習(xí)在處理微波波段問題時所采用的方法，以加深對微波基本知識的理解，本實驗使用的微波振蕩源可選擇反射速調(diào)管振蕩器或固態(tài)源，但相應(yīng)的實驗內(nèi)容及要求稍有不同.本實驗是微波實驗中的基礎(chǔ)實驗之一，要求學(xué)會使用基本微波器件，了解微波振蕩源的基本工作特性和微波的傳輸特性，并掌握頻率、功率以及駐波比等基本量的測量。一、實驗原理1.微波的傳輸特性在微波波段中，為了避免導(dǎo)線輻射損耗和趨膚效應(yīng)等的影響，一般采用波導(dǎo)作為微波傳輸線，微波在波導(dǎo)中傳輸具有橫電波（TE波）、橫磁波（TM波）和橫電波與橫磁波的混合波三種形式，矩形波導(dǎo)是較常用的傳輸線之一，它能傳輸各種波型的橫電波（TE波）和橫磁波（TM波）.微波實驗中使用的標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)管，通常采用的傳輸波型是TE10波。波導(dǎo)中存在入射波和反射波，描述波導(dǎo)管中匹配和反射程度的物理量是駐波比或反射系數(shù).依據(jù)終端負(fù)載的不同.波導(dǎo)管具有三種工作狀態(tài)：（1）當(dāng)終端接“匹配負(fù)載”時，反射波不存在，波導(dǎo)中呈行波狀態(tài)；（2）當(dāng)終端接“短路片”、開路或接純電抗性負(fù)載時，終端全反射，波導(dǎo)中呈純駐波狀態(tài)；（3）一般情況下，終端是部分反射，波導(dǎo)中傳輸?shù)募炔皇切胁ǎ膊皇羌凂v波，而是呈混波狀態(tài)。

編輯推薦

《近代物理實驗教程(第2版)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材之一。

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