大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)一級(jí)

前言

物理實(shí)驗(yàn)不僅是物理學(xué)理論的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)發(fā)展的基本動(dòng)力。在物理學(xué)中，每個(gè)概念的建立、每個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)，都有其堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是核物理、激光、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，越來(lái)越體現(xiàn)出物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的重要性，更反映了物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的新水平?；谶@方面的原因，人們逐漸感到加強(qiáng)理工科及師范院校學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重要性。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是：通過(guò)給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，使學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法和基本技能；培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈濃厚的學(xué)習(xí)興趣以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題最終達(dá)到獨(dú)立獲取物理知識(shí)的能力；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)和堅(jiān)忍不拔的意志品質(zhì)。為今后從事物理學(xué)乃至相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步發(fā)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建具有特色的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，深化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，我們組織編寫(xiě)了這套《物理實(shí)驗(yàn)教程》叢書(shū)。本叢書(shū)各冊(cè)的作者，都是在我省從事多年實(shí)驗(yàn)教學(xué)、在該領(lǐng)域有著多年研究經(jīng)驗(yàn)的教師，全體編著者在編寫(xiě)過(guò)程中，參考了以往的實(shí)驗(yàn)教材，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展，更新了教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，突出科學(xué)性和實(shí)用性，力求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更系統(tǒng)、更全面，更能滿(mǎn)足我省各高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。本套教材共四冊(cè)。第一、二冊(cè)分別對(duì)應(yīng)一、二、三級(jí)物理實(shí)驗(yàn)，第三冊(cè)為近代物理實(shí)驗(yàn)，第四冊(cè)為物理演示實(shí)驗(yàn)。在課程安排上，一級(jí)實(shí)驗(yàn)適應(yīng)于理、工等各學(xué)科；二級(jí)實(shí)驗(yàn)主要服務(wù)于理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生；三級(jí)實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)對(duì)理科類(lèi)學(xué)生開(kāi)課；近代物理實(shí)驗(yàn)突出了近代物理實(shí)驗(yàn)與信息科學(xué)的融合，可適應(yīng)理科物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)，也可作為一些理工科專(zhuān)業(yè)的選修課程；物理演示實(shí)驗(yàn)主要為文科學(xué)生開(kāi)設(shè)，提高文科學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)，同時(shí)也可作為物理教學(xué)過(guò)程的課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示。

內(nèi)容概要

本套教材共四冊(cè)。第一、二冊(cè)分別對(duì)應(yīng)一、二、三級(jí)物理實(shí)驗(yàn)，第三冊(cè)為近代物理實(shí)驗(yàn)，第四冊(cè)為物理演示實(shí)驗(yàn)。在課程安排上，一級(jí)實(shí)驗(yàn)適應(yīng)于理、工等各學(xué)科；二級(jí)實(shí)驗(yàn)主要服務(wù)于理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生；三級(jí)實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)對(duì)理科類(lèi)學(xué)生開(kāi)課；近代物理實(shí)驗(yàn)突出了近代物理實(shí)驗(yàn)與信息科學(xué)的融合，可適應(yīng)理科物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)，也可作為一些理工科專(zhuān)業(yè)的選修課程；物理演示實(shí)驗(yàn)主要為文科學(xué)生開(kāi)設(shè)，提高文科學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)，同時(shí)也可作為物理教學(xué)過(guò)程的課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示。    本書(shū)是第一冊(cè)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)．一級(jí)》，其主要特點(diǎn)是通過(guò)基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的訓(xùn)練，同時(shí)增加了介于基礎(chǔ)教學(xué)與科學(xué)研究之間的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展聯(lián)系緊密的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

書(shū)籍目錄

前言緒論誤差理論與數(shù)據(jù)處理　第一節(jié)　測(cè)量與誤差　第二節(jié)  測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定　第三節(jié)　有效數(shù)字及其運(yùn)算法測(cè)  　第四節(jié)　數(shù)據(jù)處理一、力熱部分　實(shí)驗(yàn)一　長(zhǎng)度的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)二　密度的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)三　單擺實(shí)驗(yàn)與偶然誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律　實(shí)驗(yàn)四　牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的驗(yàn)證　實(shí)驗(yàn)五　聲速的測(cè)量（超聲）  　實(shí)驗(yàn)六  冰的融化熱的測(cè)定（混合法）  　實(shí)驗(yàn)七　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)八　金屬線(xiàn)脹系數(shù)的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)九　液體黏滯系數(shù)的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)十  楊氏模量的測(cè)定（伸長(zhǎng)法）  　實(shí)驗(yàn)十一  液體表面張力系數(shù)的測(cè)定（拉脫法）  　實(shí)驗(yàn)十二　測(cè)定重力加速度二、電磁學(xué)部分　實(shí)驗(yàn)十三  用惠斯通電橋測(cè)電阻　實(shí)驗(yàn)十四  電子示波器的使用  　實(shí)驗(yàn)十五  用板式十一線(xiàn)電勢(shì)差計(jì)測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻  　實(shí)驗(yàn)十六  電阻元件伏安特性的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)十七  靜電場(chǎng)的模擬法測(cè)繪　實(shí)驗(yàn)十八  熱敏電阻（NTC）溫阻特性的研究及半導(dǎo)體溫度計(jì)的設(shè)計(jì)　實(shí)驗(yàn)十九（A）  電流表內(nèi)阻的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)十九（B）  設(shè)計(jì)和組裝萬(wàn)用電表三、光學(xué)部分　實(shí)驗(yàn)二十  薄透鏡焦距的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)二十一  用牛頓環(huán)干涉測(cè)透鏡的曲率半徑  　實(shí)驗(yàn)二十二　邁克爾遜干涉儀的調(diào)整及使用  　實(shí)驗(yàn)二十三  分光計(jì)的調(diào)節(jié)與棱鏡項(xiàng)角的測(cè)定  　實(shí)驗(yàn)二十四  用分光計(jì)測(cè)棱鏡的折射率　實(shí)驗(yàn)二十五　利用光電效應(yīng)測(cè)定普朗克常數(shù)　實(shí)驗(yàn)二十六　數(shù)碼攝像與圖像處理　實(shí)驗(yàn)二十七（A）  用光學(xué)方法測(cè)量細(xì)絲直徑　實(shí)驗(yàn)二十七（B）  光敏電阻的特性研究等應(yīng)用　實(shí)驗(yàn)二十七（C）  邁克爾遜干涉儀的組裝和應(yīng)用附錄　附錄A　物理常量表　附錄B　常用電氣測(cè)量指示儀表和附件的符號(hào)　附錄C　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作考試樣題　附錄D　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)理論考試樣題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

誤差理論與數(shù)據(jù)處理物理實(shí)驗(yàn)的任務(wù)不僅是定性地觀察各種自然現(xiàn)象，更重要的是定量地測(cè)量相關(guān)物理量，在物理量的測(cè)量中，不僅包括明確測(cè)量對(duì)象，選擇恰當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，正確完成各個(gè)測(cè)量步驟，還要學(xué)習(xí)誤差理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)，學(xué)會(huì)能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)的測(cè)量表示出完整的測(cè)量結(jié)果，包括表示出確定水平的不確定度。誤差理論是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，它以數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率論為其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，研究誤差的性質(zhì)、規(guī)律及誤差的消除方法和途徑，物理實(shí)驗(yàn)課中誤差分析的主要目的是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出評(píng)定，最大限度的減小實(shí)驗(yàn)誤差，或指出減小實(shí)驗(yàn)誤差的方向，提高測(cè)量結(jié)果的可信賴(lài)程度，對(duì)低年級(jí)大學(xué)生，這部分內(nèi)容難度較大，本課程僅限于介紹誤差分析的初步知識(shí)，著重點(diǎn)放在幾個(gè)重要概念及最簡(jiǎn)單情況下的誤差處理方法，不進(jìn)行嚴(yán)密的數(shù)學(xué)論證，以減小學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，有利于學(xué)好物理實(shí)驗(yàn)這門(mén)基礎(chǔ)課程。第一節(jié) 測(cè)量與誤差一、物理量與測(cè)量物理實(shí)驗(yàn)中為了找出有關(guān)物理量之問(wèn)的定量關(guān)系，必須進(jìn)行定量的測(cè)量，以取得對(duì)物理量的表征依據(jù)，對(duì)物理量進(jìn)行測(cè)量，是物理實(shí)驗(yàn)中極其重要的一個(gè)組成部分，測(cè)量是一種“比較”的過(guò)程，就是把待測(cè)量直接或間接地與另一個(gè)同類(lèi)的體現(xiàn)計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量作比較，例如，物體的質(zhì)量可通過(guò)與規(guī)定用千克作為標(biāo)準(zhǔn)單位的標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行比較而得出測(cè)量結(jié)果；物體運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)定則必須通過(guò)與兩個(gè)不同的物理量，即長(zhǎng)度和時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)單位進(jìn)行比較而獲得，比較的結(jié)果記錄下來(lái)就叫做實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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