近代物理實驗

前言

　　物理學(xué)是以實驗為本的科學(xué)，在物理學(xué)的發(fā)展過程中，實驗起著重要作用。近代物理實驗課程是物理及相關(guān)專業(yè)高年級本科生開設(shè)的一門知識性、綜合性和技術(shù)性較強(qiáng)的實驗課程。其內(nèi)容涉及近代物理學(xué)發(fā)展中起過重要作用的著名實驗以及科學(xué)實驗中一些不可缺少的現(xiàn)代實驗技術(shù)。通過對本課程的學(xué)習(xí)和實驗訓(xùn)練，能夠使大學(xué)生了解物理學(xué)發(fā)展的歷史背景，理解物理實驗在物理概念的產(chǎn)生、形成和發(fā)展過程中的作用，領(lǐng)會物理學(xué)家的物理思想和實驗設(shè)計方法，進(jìn)一步鞏固理解學(xué)過的理論知識，掌握科學(xué)實驗中一些常用的實驗方法、實驗技術(shù)、實驗儀器和相關(guān)知識，進(jìn)一步提高大學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，對大學(xué)生致力于科學(xué)研究有著十分重要的作用?！　∥倚８哞F軍、朱俊孔主編的《近代物理實驗》教材于2000年由山東大學(xué)出版社出版。該教材出版以來多次再版，被山東省高師院校以及省外部分高校本課程的教學(xué)使用，為近代物理實驗課程教學(xué)和實驗室建設(shè)起到了積極的作用。近年來，為了適應(yīng)面向21世紀(jì)教學(xué)改革和人才培養(yǎng)的需要，我們在近代物理實驗教學(xué)中，積極開展教學(xué)改革研究，建立了近代物理實驗課程新體系，在教學(xué)中取得了顯著成效。2005年，我校近代物理實驗課程的教學(xué)改革成果獲得了山東省省級教學(xué)成果一等獎；2006年，近代物理實驗課被評為山東省首批省級精品課程。因此，新編《近代物理實驗》教材也是近幾年來教學(xué)改革成果的總結(jié)?！　?004年4月，依據(jù)山東省教育廳關(guān)于山東省高等學(xué)校立體化新體系實驗教材建設(shè)的指示，在中國海洋大學(xué)召開了“大學(xué)物理實驗教材建設(shè)研討會議”。根據(jù)此次會議的精神，我們對山東省部分省屬高校的近代物理實驗課程教學(xué)情況作了調(diào)查研究，確定了在已出版的《近代物理實驗》教材基礎(chǔ)上，集近年來各校實驗室建設(shè)和教學(xué)改革成果，編寫一本有特色、有水平，適用于普通高師院校的近代物理實驗教材。確立了統(tǒng)一規(guī)劃、集體創(chuàng)作的原則，因此，本書由山東師范大學(xué)、曲阜師范大學(xué)、聊城大學(xué)、四川大學(xué)、大連民族學(xué)院等高校的長期工作在實驗教學(xué)一線、有豐富經(jīng)驗的實驗教師共同來編寫。　　本書在實驗選題上參照教育部高等院校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會實驗物理指導(dǎo)組1999年通過的《高等理科物理學(xué)專業(yè)（四年制）近代物理實驗教學(xué)基本要求》確定的實驗內(nèi)容編寫。本書內(nèi)容涉及原子物理、原子核物理、激光與光學(xué)、微波技術(shù)、磁共振技術(shù)、X射線與結(jié)構(gòu)分析、真空與低溫技術(shù)、光纖通信技術(shù)和微弱信號檢測技術(shù)9個單元39個實驗項目。　　為了方便學(xué)生學(xué)習(xí)和教師使用，本書在大部分單元的開始編寫了實驗必備的基礎(chǔ)知識，每個實驗盡量對實驗背景、實驗技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展前景作介紹。提出了實驗預(yù)習(xí)要求，供學(xué)生在實驗前預(yù)習(xí)參考。在實驗原理部分，盡量避免繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，力求簡明扼要、清晰易懂。在實驗操作部分除了個別技術(shù)性較強(qiáng)的實驗外，一般不給出具體的操作步驟，重點介紹儀器的使用和實驗方法，學(xué)生在掌握了實驗原理和實驗方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)實驗要求和儀器說明書自行設(shè)計實驗步驟，以培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計和實際工作能力。

內(nèi)容概要

本書是參照教育部高等院校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會實驗物理指導(dǎo)組1999年通過的《高等理科物理學(xué)專業(yè)（四年制）近代物理實驗教學(xué)基本要求》確定的實驗內(nèi)容編寫的，內(nèi)容涉及原子物理、原子核物理、激光與光學(xué)、微波技術(shù)、磁共振技術(shù)、X射線和結(jié)構(gòu)分析、真空與低溫技術(shù)、光纖通信技術(shù)、微弱信號檢測技術(shù)等領(lǐng)域9個單元，共39個實驗項目．詳細(xì)闡述了每個實驗的背景知識、實驗原理、實驗儀器、實驗內(nèi)容和注意事項?！　”緯勺鳛楦叩仍盒＠砉た票究粕脱芯可慕锢韺嶒炚n程的教材或參考書。

書籍目錄

前言第一單元 原子物理 　實驗1-0 光譜分析基礎(chǔ)知識 　實驗1-1 光譜定性與定量分析 　實驗1-2 氫-氘原子光譜 　實驗1-3 鈉原子光譜 　實驗1-4 密立根油滴實驗 　實驗1-5 塞曼效應(yīng)實驗 　實驗1-6 弗蘭克-赫茲實驗 　實驗1-7 黑體輻射實驗 第二單元 原子核物理 　實驗2-0 核探測技術(shù)基礎(chǔ)知識 　實驗2-1 C-M計數(shù)器及核衰變統(tǒng)計規(guī)律 　實驗2-2 閃爍探測器及γ能譜測量 　實驗2-3 用β粒子驗證相對論動量與動能的關(guān)系 　實驗2-4 γ射線與物質(zhì)相互作用的特性及吸收規(guī)律 第三單元 激光與光學(xué) 　實驗3-1 激光模譜分析   實驗3-2 激光拉曼光譜  實驗3-3 激光全息  實驗3-4 阿貝成像與空間濾波  實驗3-5 光拍頻法測量光速  實驗3-6 法拉第效應(yīng)實驗  實驗3-7 色度學(xué)實驗第四單元 微波技術(shù)  實驗4-0 微波技術(shù)基礎(chǔ)知識  實驗4-1 微波傳輸特性與基本測量  實驗4-2 微波法電容率與介電損耗角測量  實驗4-3 微波光學(xué)特性測量第五單元 磁共振技術(shù)  實驗5-0 磁共振技術(shù)基礎(chǔ)知識  實驗5-1 核磁共振  實驗5-2 脈沖核磁共振  實驗5-3 電子自旋共振  實驗5-4 光泵磁共振  實驗5-5 鐵磁共振第六單元 X射線和結(jié)構(gòu)分析    實驗6-0 X射線與晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識    實驗6-1 多晶體點陣常數(shù)的精確測定    實驗6-2 X射線衍射物相定性分析    實驗6-3 掃描隧道顯微鏡    實驗6-4 薄膜的磁電阻測量第七單元 真空與低溫技術(shù)  實驗7-0 真空技術(shù)基礎(chǔ)知識  實驗7 1 真空的獲得與測量  實驗7-2 真空蒸發(fā)鍍膜與膜厚測量  實驗7-3 離子濺射鍍膜  實驗7 4 高溫超導(dǎo)材料特性測試與低溫溫度計第八單元 光纖通信技術(shù)  實驗8-0 光纖通信簡介  實驗8-1 音頻信號光纖傳輸技術(shù)實驗  實驗8-2 數(shù)字信號光纖傳輸技術(shù)實驗第九單元 微弱信號檢測技術(shù)  實驗9-1 相關(guān)器研究及其主要參數(shù)的測量  實驗9-2 鎖定放大器原理實驗  實驗9-3 單光子計數(shù)附表  附表1 物理常用常數(shù)表  附表2 物理常用單位表  附表3 里德伯表109737.31/（m+a）2

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   3）利用字母索引和PDF卡片進(jìn)行物相定性分析的具體步驟 （1）根據(jù)已知相分的英文名稱，從文字索引中找出它們的卡片編號，然后找出卡片。 （2）將所得未知樣品的d值和Ⅰ∕Ⅰ1值與第一步查出的卡片一一對照，若此卡片能與所測樣品的某些線條很好地符合，即可肯定樣品中含有此卡片所載的物質(zhì)。 （3）若除去和卡片相一致的線條還有一些線條，表明還有未知物相待定，此時再用數(shù)字索引檢索，直到鑒定工作完成。 由上面可看出，當(dāng)未知物質(zhì)為單一物相時，分析比較簡單；但當(dāng)未知物質(zhì)為多相混合物時，分析就要復(fù)雜得多。實際上，物相分析就是采用不厭其煩的嘗試法，特別是當(dāng)一種相分的某根線條和另一種相分的某根線條重疊，而且這根重疊的線條又為衍射圖中最強(qiáng)線條之一或最強(qiáng)線時，則混合物的分析就更加困難。通常的辦法是先對其中一種相分做出試驗性的鑒定，當(dāng)找到所測d值的一部分和某一相分卡片上d值一致時，將這些線條分出來（這些線條屬于這一相分），再將重疊線條的相對強(qiáng)度分成兩部分，將其一部分指定屬于前面那一相，而將剩余部分連同未鑒定的線條再按上述步驟進(jìn)行處理，有時可能所取的三條最強(qiáng)線不是一種單一物相的，此時就要舍棄其中某一條，另取一條，然后再嘗試。 應(yīng)當(dāng)注意，在比較眾d值時，應(yīng)考慮到所測的未知物質(zhì)的d值和Ⅰ∕Ⅰ1值與卡片上稍有出入，特別當(dāng)各種相分的某些衍射線條有互相重合的可能性時，Ⅰ∕Ⅰ1的出入可能很大。其次卡片上某些強(qiáng)度很弱的線條，可能在被測樣品的衍射圖上沒有出現(xiàn)。 4）說明 利用計算機(jī)對衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以幫助人們進(jìn)行PDF卡片檢索，自動解釋樣品的粉末衍射數(shù)據(jù)。但是計算機(jī)的應(yīng)用并不意味著可以降低對分析者工作水平的要求，它只能幫助人們節(jié)省查對PDF卡片的時間，給人們提供一些可供考慮的答案，而正式的結(jié)論必須由分析者根據(jù)各種資料數(shù)據(jù)加以核定才能得出。并且用計算機(jī)來解釋衍射圖時，對d—I數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求，也更為嚴(yán)格。

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