大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程

前言

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課是大學(xué)中理、工、醫(yī)、農(nóng)等各科最基本的實(shí)驗(yàn)課程之一，也是大學(xué)課程中一門獨(dú)立的基礎(chǔ)課程。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的不僅僅是為了讓學(xué)生能夠掌握一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技巧和基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作知識，更重要的是通過這些系統(tǒng)化的科學(xué)操作，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使學(xué)生具備獨(dú)立完成科學(xué)研究的基本素質(zhì)。在科學(xué)改革高度發(fā)展、高新技術(shù)不斷更新的大環(huán)境的影響下，開展基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的目的就是要培養(yǎng)學(xué)生的基本功，提高學(xué)生的基本動(dòng)手能力，并且使之具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯烤窈兔翡J的觀察能力。本書是根據(jù)《高等工業(yè)學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》的主要精神，結(jié)合北京化工大學(xué)北方學(xué)院(以下簡稱北化北方學(xué)院)近年來的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本情況，在原編講義的基礎(chǔ)上修訂而成的。本書具有以下特點(diǎn)。(1)本書是基于北化北方學(xué)院的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)而編寫的，在內(nèi)容上側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)會使用基本實(shí)驗(yàn)工具、實(shí)驗(yàn)儀器的能力，著重介紹各種物理實(shí)驗(yàn)方法。在理論內(nèi)容的安排上構(gòu)建了由淺人深的層次，逐步提高學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測量物理量的能力，了解物質(zhì)的本質(zhì)。(2)結(jié)合北化北方學(xué)院的專業(yè)培養(yǎng)特點(diǎn)，本書在內(nèi)容上除了一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，還安排了與本學(xué)校專業(yè)相關(guān)的一些物理實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)要求上主要針對應(yīng)用型本科院校的學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)和專業(yè)方向。(3)在編寫教材的過程中，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練內(nèi)容的前部都不同程度地介紹了該實(shí)驗(yàn)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用以及與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識，用來提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識；原理部分著重于介紹理論知識與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，突出理論物理知識與實(shí)驗(yàn)應(yīng)用部分的結(jié)合點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)裝置部分根據(jù)北化北方學(xué)院所使用儀器進(jìn)行介紹，對于一些其他院校采用較多，或者設(shè)計(jì)比較實(shí)用、新穎的部分儀器，本書也進(jìn)行了介紹，便于學(xué)生了解；在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，對于部分項(xiàng)目可以采用不同儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，本書分別做了詳細(xì)的介紹，如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)中，可以采用三線擺、扭擺、塔輪恒力矩法測量，本書分別針對這三種儀器講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；在實(shí)驗(yàn)步驟上，考慮到應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生動(dòng)手操作的實(shí)際情況，本書介紹比較詳細(xì)，以避免實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)誤用；每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后都安排了思考題，可以用作學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)的習(xí)題。

內(nèi)容概要

本書主要內(nèi)容共分四章：第一章主要介紹普通物理實(shí)驗(yàn)的一些基礎(chǔ)性理論知識，包括誤差的概念和計(jì)算以及測量結(jié)果的不確定度；第二章主要介紹測量數(shù)據(jù)的處理方法以及測量結(jié)果的表示方法；第三章介紹了普通物理實(shí)驗(yàn)中用到的一些基本儀器的用法以及實(shí)驗(yàn)中用到的一些基本測量方法與測量技術(shù)；第四章內(nèi)容分別從基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合提高性實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面精選了30個(gè)實(shí)驗(yàn)。    本書具有以下特點(diǎn)：一是按照教育部對本科層次普通物理實(shí)驗(yàn)的要求編寫，構(gòu)建了培養(yǎng)普通高校本科生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕究蚣?。二是考慮到高校中學(xué)生動(dòng)手操作能力的差異，因此在實(shí)驗(yàn)難度安排以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容細(xì)節(jié)上努力做到嚴(yán)謹(jǐn)、詳細(xì)。三是部分綜合性及提高性實(shí)驗(yàn)是依據(jù)北京化工大學(xué)北方學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室情況而創(chuàng)新開發(fā)的，具有獨(dú)特性。    本書可作為應(yīng)用型本科院校理工類專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書，也可供高職高專院校使用。

書籍目錄

緒論第一章誤差理論基本知識  第一節(jié)  測量與誤差  第二節(jié)  隨機(jī)誤差  第三節(jié)  系統(tǒng)誤差  第四節(jié)  測量結(jié)果的表示  第五節(jié)  測量結(jié)果的不確定度第二章 有效數(shù)字和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法  第一節(jié)  有效數(shù)字  第二節(jié)  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法  練習(xí)題第三章 物理實(shí)驗(yàn)基本方法  第一節(jié)  物理實(shí)驗(yàn)的基本儀器  第二節(jié)  物理實(shí)驗(yàn)中的基本調(diào)整與操作技術(shù)  第三節(jié)  物理實(shí)驗(yàn)的基本測量方法第四章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  實(shí)驗(yàn)l  物體密度的測定  實(shí)驗(yàn)2  拉伸法測量金屬的彈性（楊氏）模量  實(shí)驗(yàn)3  剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測量  實(shí)驗(yàn)4  落球法測量液體的黏滯系數(shù)  實(shí)驗(yàn)5  空氣比熱容比的測定  實(shí)驗(yàn)6  線性和非線性電阻的伏安特性曲線的測繪  實(shí)驗(yàn)7  電橋?qū)嶒?yàn)  實(shí)驗(yàn)8  電子示波器的使用  實(shí)驗(yàn)9  電位差計(jì)的應(yīng)用——校準(zhǔn)電表和測定電阻  實(shí)驗(yàn)l0 用模擬法測繪靜電場  實(shí)驗(yàn)ll 聲速的測量  實(shí)驗(yàn)l4 等厚干涉  實(shí)驗(yàn)l5 測量單縫衍射的光強(qiáng)分布  實(shí)驗(yàn)l6 偏振光的研究  實(shí)驗(yàn)l7 菲涅爾雙棱鏡測量光波波長  實(shí)驗(yàn)l8 霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)l9 邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)20 基元電荷測定——密立根油滴實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)21 夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)  實(shí)驗(yàn)22 光電效應(yīng)法測量普朗克常數(shù)  實(shí)驗(yàn)23 全息照相  實(shí)驗(yàn)24 熱電偶的標(biāo)定與測溫  實(shí)驗(yàn)25 固體線脹系數(shù)的測定  實(shí)驗(yàn)26 單擺測量重力加速度  實(shí)驗(yàn)27 直流電橋靈敏度的研究  實(shí)驗(yàn)28 電表的改裝和校準(zhǔn)  實(shí)驗(yàn)29  自組電路測量電池的電動(dòng)勢  實(shí)驗(yàn)30  眼鏡片焦距的測量附錄  附錄一  國際單位制單位  附錄二  基本的和重要的物理常數(shù)  附錄三  一些常用的物理數(shù)據(jù)參考文廓

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 誤差理論基本知識第一節(jié) 測量與誤差實(shí)驗(yàn)是在理論指導(dǎo)下，利用科學(xué)儀器設(shè)備，人為地控制或模擬自然現(xiàn)象，使其以比較純粹和典型的形式表現(xiàn)出來，然后再通過觀察與測量去探索自然界客觀規(guī)律的過程。由于自然界條件千變?nèi)f化，錯(cuò)綜復(fù)雜，即使在實(shí)驗(yàn)室已做了充分的控制也難免不受影響。所以觀察和測量的結(jié)果也就不可能完全是客觀世界的真實(shí)反映，為此，在實(shí)驗(yàn)中除了測得應(yīng)有的數(shù)據(jù)外，還需對測量結(jié)果的可靠性做出合理評價(jià)，對測量結(jié)果的誤差范圍做出合理的估計(jì)。否則，所測得的數(shù)據(jù)就毫無價(jià)值。

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