基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)

前言

物理學(xué)的性質(zhì)決定了它是整個(gè)自然科學(xué)的重要基礎(chǔ)，是現(xiàn)代高新技術(shù)的主要源泉，也是工程科技的核心基石。物理學(xué)的發(fā)展不僅在于自身的學(xué)科體系內(nèi)生長(zhǎng)和發(fā)展出許多新的學(xué)科分支，而且它是許多新興學(xué)科、交叉學(xué)科和新技術(shù)學(xué)科的源頭和前導(dǎo)，并成為推動(dòng)現(xiàn)代高科技發(fā)展和新興學(xué)科誕生的原動(dòng)力?？v觀科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史，每次重大的技術(shù)革命都源于物理學(xué)的發(fā)展。物理學(xué)的每一項(xiàng)新突破，都轉(zhuǎn)化為工程技術(shù)上的重大變革，繼而發(fā)展成為新的生產(chǎn)力，推動(dòng)’社會(huì)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步。物理學(xué)的發(fā)展，把人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到了前所未有的深度和廣度。在微觀領(lǐng)域，已經(jīng)深入到基本粒子世界，并建立起統(tǒng)一描述電磁、弱、強(qiáng)相互作用的模型，還引起了人們測(cè)量觀、因果觀的深刻變革。量子力學(xué)為描述自然現(xiàn)象提供了一個(gè)全新的理論框架，并成為現(xiàn)代物理學(xué)乃至化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)。在宇觀領(lǐng)域，研究的空間尺度已達(dá)到1026cm，時(shí)間標(biāo)度已達(dá)到1017s的宇宙紀(jì)元。相對(duì)論引起了人們時(shí)空觀、宇宙觀的深刻變革。在宏觀領(lǐng)域，關(guān)于物質(zhì)存在狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)形式的多樣性、復(fù)雜性的探索，也取得了突破性的進(jìn)展。物理學(xué)還與其他學(xué)科相互滲透，產(chǎn)生一系列交叉學(xué)科。物理學(xué)的研究領(lǐng)域，將繼續(xù)朝著更小的尺度、更快的時(shí)間、更強(qiáng)的相互作用、更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系過渡。物理學(xué)中的每一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)幾乎都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)技術(shù)上的許多重大突破。例如，幾次工業(yè)革命無(wú)不與物理學(xué)密切相關(guān)：19世紀(jì)，力學(xué)和熱學(xué)理論的發(fā)展，使人類開創(chuàng)了以蒸汽機(jī)為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命；電磁理論的建立，使人們制造出了發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電話、電報(bào)等電器設(shè)備，人類跨進(jìn)了電氣化時(shí)代；電磁波的發(fā)現(xiàn)和半導(dǎo)體材料的研制成功，誕生了電子技術(shù)這門應(yīng)用學(xué)科，從而使廣播、電視、雷達(dá)、通信、計(jì)算機(jī)等事業(yè)異軍突起；近代物理學(xué)的發(fā)展，為半導(dǎo)體、原子能、激光、量子器件的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，人類進(jìn)入了以航天技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)等高新技術(shù)為主要內(nèi)容的新時(shí)代。物理學(xué)是當(dāng)代工程技術(shù)的重大支柱，是許多工程技術(shù)如機(jī)械制造、土木建筑、采礦、水利、勘探、電工、無(wú)線電、材料、計(jì)算機(jī)、航空和火箭等的理論基礎(chǔ)。物理學(xué)對(duì)人類文化和文明的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)，對(duì)社會(huì)發(fā)展和人類生活產(chǎn)生了不可估量的影響。

內(nèi)容概要

本書是在陜西師范大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心及多所高等師范院校十余年來(lái)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究成果的基礎(chǔ)上，吸納了近年來(lái)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究的主流成果編寫而成的。本書將學(xué)生探索獲取知識(shí)的能力、創(chuàng)新意識(shí)、獨(dú)立評(píng)判能力以及解決實(shí)際問題的科學(xué)研究能力和教師教育專業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)滲透在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，形成了鮮明的特色。每個(gè)實(shí)驗(yàn)由發(fā)展過程與前沿應(yīng)用概述、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?、?shí)驗(yàn)儀器選擇或設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、思考討論、探索創(chuàng)新、拓展遷移”等要素構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容力爭(zhēng)縮小基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與前沿應(yīng)用、教學(xué)與科學(xué)研究間的差距，突出了自然科學(xué)的物理學(xué)基礎(chǔ)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的主要基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)源泉。全書共6章，其中第1～3章介紹物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，第4～6章編入33個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。    本書可作為高等師范類和綜合類院校物理專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)和非物理專業(yè)學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教材，也可作為高等院校理工類學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教材，并適合不同層次的教學(xué)需要。

書籍目錄

前言第1章 物理實(shí)驗(yàn)概述  1.1 物理實(shí)驗(yàn)課的目的和任務(wù)  1.2 基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課的三個(gè)環(huán)節(jié)第2章 物理實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí)  2.1 測(cè)量誤差的基本知識(shí)  2.2 測(cè)量不確定度和測(cè)量結(jié)果的表示  2.3 有效數(shù)字及其運(yùn)算  2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的常用方法  習(xí)題第3章 物理實(shí)驗(yàn)基本測(cè)量方法與操作技能  3.1 物理實(shí)驗(yàn)的基本測(cè)量方法  3.2 物理實(shí)驗(yàn)的基本操作技能與實(shí)驗(yàn)原則第4章 力學(xué)、熱學(xué)量的測(cè)量及實(shí)驗(yàn)探索  實(shí)驗(yàn)4.1 長(zhǎng)度和體積測(cè)量  實(shí)驗(yàn)4.2 固體和液體密度的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)4.3 空氣密度的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)4.4 單擺及偶然誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律  實(shí)驗(yàn)4.5 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究  實(shí)驗(yàn)4.6 牛頓第二定律的研究  實(shí)驗(yàn)4.7 碰撞規(guī)律的研究  實(shí)驗(yàn)4.8 弦振動(dòng)的研究  實(shí)驗(yàn)4.9 用三線擺測(cè)定物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量  實(shí)驗(yàn)4.10 扭擺法測(cè)定物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量  實(shí)驗(yàn)4.11 物體比熱容的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)4.12 用落球法測(cè)定液體的黏滯系數(shù)  實(shí)驗(yàn)4.13 金屬線脹系數(shù)的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)4.14 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)4.15 金屬材料楊氏模量測(cè)定  實(shí)驗(yàn)4.16 聲速的測(cè)定第5章 電磁學(xué)量的測(cè)量及實(shí)驗(yàn)探索  實(shí)驗(yàn)5.1 制流與分壓電路  實(shí)驗(yàn)5.2 元件伏安特性的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)5.3 惠斯通電橋測(cè)中值電阻  實(shí)驗(yàn)5.4 模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)  實(shí)驗(yàn)5.5 直流電勢(shì)差計(jì)的原理及應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)5.6 示波器的原理及應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)5.7 RLC串聯(lián)電路諧振特性研究  實(shí)驗(yàn)5.8 霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)5.9 多功能電表的設(shè)計(jì)與校準(zhǔn)第6章 光學(xué)量的測(cè)量及實(shí)驗(yàn)探索  實(shí)驗(yàn)6.1 薄透鏡焦距的測(cè)量及成像規(guī)律的研究  實(shí)驗(yàn)6.2 分光計(jì)的調(diào)節(jié)及三棱鏡折射率的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)6.3 顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡放大率的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)6.4 等厚干涉的應(yīng)用  實(shí)驗(yàn)6.5 用掠入射法測(cè)定物質(zhì)的折射率  實(shí)驗(yàn)6.6 單縫衍射光強(qiáng)分布及縫寬的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)6.7 邁克耳孫干涉儀的調(diào)節(jié)及光波波長(zhǎng)的測(cè)定  實(shí)驗(yàn)6.8 光電效應(yīng)測(cè)定普朗克常量附表  附表1 基本和重要的物理學(xué)常數(shù)表  附表2 海平面上不同緯度處的重力加速度  附表3 一些物質(zhì)的密度  附表4 固體的彈性模量  附表5 固體的線脹系數(shù)  附表6 黏度系數(shù)  附表7 表面張力系數(shù)  附表8 某些物質(zhì)中的聲速  附表9 常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)  附表10 部分固體和液體的比熱  附表11 部分金屬合金的電阻率及溫度系數(shù)  附表12 熱電偶電動(dòng)勢(shì)  附表13 電介質(zhì)的介電常數(shù)  附表14 一些物質(zhì)的折射率  附表15 常見譜線波長(zhǎng)  附表16 光在有機(jī)物中偏振面的旋轉(zhuǎn)

章節(jié)摘錄

插圖：物理學(xué)又是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最主要的原動(dòng)力，其理論與實(shí)驗(yàn)的發(fā)展哺育著近代高新技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，其思想、方法、技術(shù)、手段、儀器設(shè)備已經(jīng)被普遍地應(yīng)用在各個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)部門，常常成為自然科學(xué)研究和工程技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的生長(zhǎng)點(diǎn)。縱觀科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史，可以看出，每次重大的技術(shù)革命都源于物理學(xué)的發(fā)展。物理學(xué)的每一項(xiàng)新突破，都轉(zhuǎn)化為工程技術(shù)上的重大變革，繼而發(fā)展成為新的生產(chǎn)力，推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。例如，幾次工業(yè)革命無(wú)不與物理學(xué)密切相關(guān)：19世紀(jì)，力學(xué)和熱學(xué)理論的發(fā)展，使人類開創(chuàng)了以蒸汽機(jī)為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命；電磁理論的建立，使人們制造出了發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電話、電報(bào)等電器設(shè)備，人類跨進(jìn)了電氣化時(shí)代；電磁波的發(fā)現(xiàn)和原子物理學(xué)、量子力學(xué)導(dǎo)致了半導(dǎo)體材料的研制成功，誕生了電子技術(shù)這門應(yīng)用學(xué)科，從而使廣播、電視、雷達(dá)、通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等事業(yè)異軍突起，從此人類進(jìn)入了信息化時(shí)代。近代物理學(xué)的發(fā)展，為半導(dǎo)體、原子能、激光、量子器件的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。人類進(jìn)入了以航天技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)等高新技術(shù)為主要內(nèi)容的嶄新時(shí)代。物理學(xué)是當(dāng)代工程技術(shù)的重大支柱，是許多工程技術(shù)如機(jī)械制造、土木建筑、采礦、水利、勘探、電工、無(wú)線電、材料、計(jì)算機(jī)、航空和火箭等的理論基礎(chǔ)。

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《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》：普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材

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