大學(xué)物理實驗

內(nèi)容概要

龍濤、王琰、王代新編著的《大學(xué)物理實驗(第2版)》是根據(jù)《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》(2010版)的精神并結(jié)合實驗教學(xué)改革的實際情況編寫的。全書分為誤差理論與數(shù)據(jù)處理、基本測量方法、基本實驗儀器、基本實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、研究性實驗共7章，70多個實驗項目，包含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理及應(yīng)用等多方面內(nèi)容。
書中概括介紹了物理實驗中的基本測量方法和一些常見儀器的使用方法，附表列出了一些常用物理數(shù)據(jù)。
《大學(xué)物理實驗(第2版)》可作為高等理工科院校各專業(yè)的大學(xué)物理實驗課程教材或教學(xué)參考書，也可作為與物理學(xué)相關(guān)的廣大實驗工作者的參考書。

書籍目錄

緒論
第1章  誤差理論與數(shù)據(jù)處理
  1.1  測量與誤差
    1.1.1  測量的基本概念
    1.1.2  誤差的基本概念
    1.1.3  有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則
  習(xí)題
  1.2  測量結(jié)果的評定和不確定度
    1.2.1  不確定度及其分類
    1.2.2  直接測量結(jié)果不確定度的計算
    1.2.3  間接測量結(jié)果不確定度的合成
    1.2.4  直接測量和間接測量結(jié)果的表達(dá)式
  1.3  實驗數(shù)據(jù)的常用處理方法
第2章  基本測量方法
  2.1  比較法
  2.2  放大法
  2.3  補(bǔ)償法
  2.4  模擬法
  2.5  轉(zhuǎn)換法及傳感器
  2.6  平衡法(零示法)
第3章  基本實驗儀器
  3.1  氣墊導(dǎo)軌
  3.2  溫度測量儀器
    3.2.1  液體溫度計
    3.2.2  熱電偶溫度計
    3.2.3  電阻溫度計
  3.3  電子天平
  3.4  福廷式氣壓計
  3.5  電磁測量儀器
    3.5.1  電學(xué)實驗中常見的電表
    3.5.2  數(shù)字式儀表
    3.5.3  電阻器
    3.5.4  實驗室中常用的電源
    3.5.5  電學(xué)度量器
    3.5.6  電磁學(xué)實驗規(guī)程
  3.6  光學(xué)實驗儀器
    3.6.1  實驗室常用光源
    3.6.2  常用光電探測器
    3.6.3  常用光學(xué)儀器
    3.6.4  光學(xué)實驗注意事項
第4章  基本實驗
  實驗1長度和固體密度測量
  實驗2驗證牛頓第二定律
  實驗3驗證動量守恒定律
  實驗4簡諧振動的研究
  實驗5扭擺法測定物體轉(zhuǎn)動慣量
  實驗6伸長法測定楊氏彈性模量
  實驗7弦線上波的傳播規(guī)律的研究
  實驗8落球法測量液體粘滯系數(shù)
  實驗9電熱當(dāng)量的測定
  實驗10液體表面張力系數(shù)的測定
  實驗11測量冰的熔解熱
  實驗12固體比熱容的測量
  實驗13用電流量熱器法測定液體的比熱容
  實驗14氣體比熱容比的測定
  實驗15氣體體膨脹系數(shù)的測定
  實驗16滑線變阻器特性的研究
  實驗17伏安法測電阻
  實驗18惠斯通電橋
  實驗19用電位差計測量電池的電動勢和內(nèi)阻
  實驗20用模擬法測繪靜電場
  實驗21示波器的原理和使用
  實驗22靈敏電流計
  實驗23電子束線的偏轉(zhuǎn)
  實驗24電子束線的聚焦
  實驗25用雙臂電橋測低電阻
  實驗26薄透鏡焦距的測定
  實驗27用牛頓環(huán)測定透鏡的曲率半徑
  實驗28分光計的調(diào)節(jié)  及棱鏡頂角的測量
  實驗29單縫衍射光強(qiáng)分布及單縫寬度的測量
  實驗30光柵衍射
  實驗31棱鏡折射率的測量
  實驗32雙棱鏡干涉測光波波長
  實驗33透鏡組基點的測定
  實驗34偏振現(xiàn)象的觀察
  實驗35密立根油滴實驗
  實驗36弗蘭克一赫茲實驗
  實驗37原子光譜實驗——小型棱鏡讀(攝)譜儀測汞原子光譜
  實驗38光電效應(yīng)
  實驗39塞曼效應(yīng)
  實驗40邁克耳孫干涉儀實驗
  實驗41旋光現(xiàn)象及應(yīng)用
第5章  綜合性實驗
  實驗1聲速的測量
  實驗2用霍爾位置傳感器法測楊氏模量(彎曲法)
  實驗3金屬線膨脹系數(shù)的測定
  實驗4傳感器電阻溫度系數(shù)的研究
  實驗5不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測定
  實驗6 RLC電路特性的研究
  實驗7用示波器觀測動態(tài)磁滯回線和磁化曲線
  實驗8電表的擴(kuò)程與校準(zhǔn)
  實驗9用霍爾效應(yīng)測量磁場
  實驗10交流電橋的原理和應(yīng)用
  實驗11非平衡電橋——半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計
  實驗12橢圓偏振光的產(chǎn)生和檢驗
  實驗13光電池特性研究
  實驗14聲光衍射與液體聲學(xué)特性的測定
  實驗15真空的獲得和真空鍍膜
  實驗16全息照相及再現(xiàn)
第6章  設(shè)計性實驗
  實驗1氣墊導(dǎo)軌上空氣膜厚度的粗略測定
  實驗2銅絲的電阻溫度系數(shù)測量設(shè)計
  實驗3熱敏電阻溫度開關(guān)設(shè)計
  實驗4數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作
  實驗5液體表面張力系數(shù)的測量設(shè)計
  實驗6液體體膨脹系數(shù)測量設(shè)計
  實驗7用伏安法測量電源的輸出特性
  實驗8用電位差計校準(zhǔn)改裝電流表
  實驗9設(shè)計內(nèi)阻無限大的指針式電壓表
  實驗10設(shè)計組裝歐姆表
  實驗11用掠入射法測定透明介質(zhì)的折射率
  實驗12用干涉法測定透明介質(zhì)的折射率
第7章  研究性實驗
  實驗1全息光柵的制作及光柵特性的研究
  實驗2傅里葉頻譜的觀察和分析
  實驗3彩虹全息的研究
  實驗4全息照相的研究
  實驗5電磁感應(yīng)與磁懸浮力
  實驗6偏振光反射率與入射角的關(guān)系及折射率的測定
  實驗7望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡的組裝
  實驗8用激光顯示李薩如圖形
附錄 常用數(shù)據(jù)表
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   3.研究誤差的意義 在測量中出現(xiàn)誤差是不可避免的。從某種意義上來說，任何科學(xué)定律都是一些近似的結(jié)果。實踐證明，任何測量方法所取得的任何一個測量數(shù)據(jù)都不是絕對準(zhǔn)確的，都包含一定的誤差，只是大小不同而已。科學(xué)的進(jìn)步會改進(jìn)和完善測量的方法和儀器，但是并不能消除誤差的出現(xiàn)。因而，研究誤差的規(guī)律就具有普遍的積極意義。了解了誤差的各種規(guī)律性后才能更合理地使用儀器、設(shè)計儀器，擬定好的測量方法并正確地處理測量所得的各種數(shù)據(jù)，使所得實驗結(jié)果更真實可信。 簡明扼要地說，研究誤差的意義就是：①提高測量的精度以減少誤差的影響；②對所得結(jié)果的可靠性作出評定，即給出結(jié)果的不確定度的大小，以指明結(jié)果的可靠程度。 4.誤差的分類 誤差可以按不同的標(biāo)準(zhǔn)劃分為不同的種類，但一般是按誤差的特征規(guī)律性來進(jìn)行分類，這樣的分類便于誤差的分析和研究。誤差可分為以下三種。 1）系統(tǒng)誤差 固定不變或按一定規(guī)律變化的誤差就是系統(tǒng)誤差。例如，電壓的周期性波動而使儀表示值產(chǎn)生的誤差。又如，米尺刻度的不均勻而使測量的數(shù)據(jù)有誤差。系統(tǒng)誤差盡管有一定的規(guī)律，但在許多情況下這些規(guī)律并不一定被確知，特別是對某些復(fù)雜的測量系統(tǒng)來說。例如，由于電子儀器的熱漂移產(chǎn)生的誤差，雖然有一定的規(guī)律，但是卻難于掌握或了解，要消除這種誤差也是十分困難的。對已知其規(guī)律性的系統(tǒng)誤差可通過“修正”的方法從測量結(jié)果中消除。對未知其規(guī)律性的系統(tǒng)誤差（稱為不確定的系統(tǒng)誤差）一般可將其看作是一種隨機(jī)誤差而按隨機(jī)誤差的處理方法來處理。 2）隨機(jī)誤差 在同一條件下對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，測量數(shù)據(jù)的誤差值或大或小、或正或負(fù)，且大小正負(fù)沒有確定的規(guī)律性，是不可預(yù)測的，這類誤差稱為隨機(jī)誤差（以前也稱為偶然誤差）。例如，用米尺測量長度時，數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的微小的無規(guī)則變化就是由誤差的隨機(jī)性產(chǎn)生的。隨機(jī)誤差在實質(zhì)上是一種隨機(jī)變量，因而具有隨機(jī)變量的所有特性。隨機(jī)變量的取值無規(guī)律可循，但在大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中卻表現(xiàn)出一定的規(guī)律，取值具有一定的概率分布特征，可利用概率論的方法來對其進(jìn)行研究。最簡單的例子就是拋擲硬幣的情況，硬幣出現(xiàn)正面還是反面是不可預(yù)見的，其出現(xiàn)正面或反面是無規(guī)則可循的，但是大量的重復(fù)實驗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，正反面出現(xiàn)的次數(shù)接近相同。從概率角度來講，正反面出現(xiàn)的幾率各為1／2。隨機(jī)現(xiàn)象的另一個典型例子是布朗運(yùn)動。在布朗運(yùn)動中，每一分子的速率時快時慢，且其運(yùn)動的方向也無規(guī)則地改變著，但從整個分子群的角度來看，其分子的速率大小分布有一定的規(guī)則，運(yùn)動的方向也是各向同性的。也就是說，在任一時刻，沿各個方向運(yùn)動的分子數(shù)一樣多，且具有某一速率大小的分子數(shù)目是不變的。 3）粗大誤差 粗大誤差以前也稱為“過失誤差”，它是指超出正常范圍的異常的誤差。例如，在測量中，測量數(shù)據(jù)列為：12.56，12.56，12.57，12.55，12.56，但此時突然測得一個數(shù)據(jù)13.85。顯然，13.85與其他數(shù)據(jù)比較起來實在是大不相同。在一般情況下，應(yīng)認(rèn)為此數(shù)據(jù)就包含有粗大誤差。這樣的數(shù)據(jù)應(yīng)去除。

編輯推薦

《大學(xué)物理實驗(第2版)》講述了大學(xué)物理實驗是理工科學(xué)生必修的一門重要的基礎(chǔ)實驗課程，也是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后較早接觸到的一門系統(tǒng)的實驗課程。為了使學(xué)生在有限的時間內(nèi)能系統(tǒng)地掌握物理實驗的基本知識和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力，促使學(xué)生積極參與實驗，為后續(xù)實驗課程奠定基礎(chǔ)，龍濤、王琰、王代新編著的《大學(xué)物理實驗(第2版)》在修訂過程中保持了原有的實驗教學(xué)內(nèi)容體系，保證學(xué)生通過實驗課能較好地掌握和運(yùn)用理論知識，并能提高實驗技能。

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