工科物理實驗

前言

　　“工科物理實驗”是學生進行科學實驗訓練的一門獨立的必修基礎課程，是學生進入大學后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端。它在培養(yǎng)學生運用實驗手段去分析、觀察和解決問題的能力方面，在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神方面都起著重要的作用?！　‰S著時代的發(fā)展，特別是隨著物理學近年來在其他各學科中的迅速滲透和廣泛應用，工科物理實驗的內(nèi)容也日益廣泛，要求日益提高。為了適應這種變化，工科物理實驗的內(nèi)容也必須“與時俱進”。十多年來，我們努力進行課程建設和教學改革，大力引進新技術(shù)，開出新實驗，緊隨時代發(fā)展而不斷更新實驗內(nèi)容，取得了一定的效果。本教材是在總結(jié)這些經(jīng)驗并吸取其他兄弟院校的寶貴意見的基礎上編寫而成的?！　”窘滩脑诒ＷC工科院校物理實驗基本性質(zhì)和特色的前提下，突出了以下幾點：　　在課程體系方面：我們把實驗內(nèi)容分成四個層次，以滿足不同專業(yè)、不同基礎和不同能力學生的要求。第一個層次：基礎性實驗；第二個層次：綜合性實驗；第三個層次：設計性實驗；第四個層次：研究性實驗。　　在教學內(nèi)容方面：為了實現(xiàn)教學內(nèi)容的現(xiàn)代化、模塊化，使之與科學技術(shù)的發(fā)展相適應，與生產(chǎn)和工程技術(shù)實際相銜接，在保持實驗課原有的物理性質(zhì)和特色基礎上，增設了一些綜合性、應用性的實驗項目（如：各種傳感器的原理和應用、超聲無損檢測、磁粉無損檢測）；設計性實驗項目（如：電子秤的設計、人體心率與血壓測量儀的設計、溫度報警器的設計）；研究性的實驗項目（如：納米材料的X射線衍射研究、自清潔玻璃的特性研究、不同水泥材料的膨脹性能研究）；以及一些與“諾貝爾獎”有關(guān)的實驗?？傊?，通過對物理實驗的改革，我們期望能達到更新內(nèi)容、提高起點，盡量與工科院校各專業(yè)銜接，更好地為其服務的目的?！　≡诮虒W手段方面：我們建立了物理實驗教學網(wǎng)站，把物理實驗的要求、注意事項和儀器說明書等資料放到網(wǎng)站中，每個實驗都配有用FLASH軟件編寫的動畫仿真課件，充分拓展了物理實驗的時間和空間。在實驗中利用多媒體教學手段，計算機數(shù)據(jù)采集和分析，使部分實驗實現(xiàn)智能化。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)《高等工業(yè)學校物理實驗課程教學基本要求》，并結(jié)合多年物理實驗及教學經(jīng)驗編寫而成的。全書內(nèi)容分為四個部分：基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和研究性實驗。本書作者融進了近幾年教學改革中的新成果，增加了由科研轉(zhuǎn)化而來、反映時代特點的實驗內(nèi)容和實驗方法，將計算機技術(shù)、光纖技術(shù)、傳感器技術(shù)、光譜技術(shù)、掃描隧道顯微技術(shù)、X射線衍射技術(shù)和超聲探傷技術(shù)寓于物理實驗中，以體現(xiàn)物理實驗內(nèi)容的時代性和應用性，更加注重與工科各專業(yè)的緊密聯(lián)系。全書分6章，共56個實驗。    本書可作為高等工科院校各專業(yè)物理實驗教學用書，也可供高等職業(yè)學校、電大等選用。

書籍目錄

第一章  緒論第二章  測量誤差和不確定度  第一節(jié)  測量與誤差  第二節(jié)  不確定度及其評定方法  第三節(jié)  測量結(jié)果的表示  第四節(jié)  有效數(shù)字  第五節(jié)  實驗數(shù)據(jù)的處理方法第三章  基礎性實驗  實驗1  靜態(tài)法測金屬絲的楊氏彈性模量  實驗2  用三線擺測剛體的轉(zhuǎn)動慣量  實驗3  直流電橋（惠斯登電橋）測電阻  實驗4  亥姆霍茲線圈的磁場測量  實驗5  模擬示波器的原理和使用  實驗6  發(fā)光二極管的伏安特性測量  實驗7  三極管放大原理及測量  實驗8  固態(tài)繼電器原理與應用  實驗9  熱電偶標定與測溫  實驗10  偏振光的測量與應用  實驗11  分光計的調(diào)節(jié)及應用  實驗12  等厚干涉的應用一牛頓環(huán)第四章  綜合性實驗  實驗13  動態(tài)法測楊氏彈性模量  實驗14  固體導熱系數(shù)的測定  實驗15  用交流電橋測電容和電感  實驗16  磁阻效應實驗  實驗17  用示波器測動態(tài)磁滯回線  實驗18  衍射光柵的應用  實驗19  超聲光柵的應用  實驗20  邁克爾遜干涉儀的原理和應用  實驗21  光電效應測定普朗克常數(shù)  實驗22  弗蘭克－赫茲實驗  實驗23  金屬逸出電位的測定  實驗24  壓力傳感器的特性研究  實驗25  熱敏傳感器的特性研究  實驗26  濕敏傳感器的特性研究  實驗27  半導體氣敏傳感器的原理和應用  實驗28  磁敏管傳感器的特性研究  實驗29  光敏傳感器的特性研究  實驗30  紅外傳感器的特性研究  實驗31  光纖傳感器的特性研究  實驗32  電容式液位傳感器的特性研究  實驗33  超聲無損檢測的原理與應用  實驗34  磁粉無損檢測的原理與應用第五章  設計性實驗  實驗35  電表的改裝與校準  實驗36  設計和組裝歐姆表  實驗37  設計熱敏電阻溫度開關(guān)  實驗38  單縫衍射測縫寬  實驗39  頭發(fā)絲直徑的測定  實驗40  數(shù)字電表的設計  實驗41  電子秤的設計  實驗42  人體溫度測量儀的設計  實驗43  人體心率與血壓測量儀的設計  實驗44  液位控制系統(tǒng)的設計  實驗45  壓力控制系統(tǒng)的設計  實驗46  溫度報警器的設計第六章  研究性實驗  實驗47  紫外－可見分光光度計的原理和應用  實驗48  紅外吸收光譜的原理和應用  實驗49  拉曼光譜的原理和應用  實驗50  納米材料的X射線衍射研究  實驗51  自潔凈玻璃的特性研究  實驗52  不同顏色布料的保溫隔熱性能  實驗53  不同固體材料的導熱性能研究  實驗54  不同水泥材料的膨脹性能研究  實驗55  不同材料結(jié)構(gòu)的吸聲效果研究  實驗56  掃描隧道顯微鏡的原理和應用附錄A  基本物理常數(shù)表附錄B  國際單位制簡介參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第三章 基礎性實驗　　任何一項新的重大發(fā)現(xiàn)，都離不開前人的工作基礎。許多新的發(fā)現(xiàn)，常常是在多次重復前人的實驗中誕生的。這種科學研究中的繼承和創(chuàng)新的關(guān)系，反映了客觀物理現(xiàn)象之間的內(nèi)部聯(lián)系?！　』A性實驗大都是些驗證性的實驗，是重復前人的實驗工作，從中體會物理實驗的全過程。這一階段主要是讓學生學會測量、數(shù)據(jù)記錄并分析處理數(shù)據(jù)（有效數(shù)字運算，誤差分析等）；了解基本儀器的使用方法、實驗的一般規(guī)程和能寫出完整的實驗報告等?！　』A性實驗教學能夠強化基本實驗技能的訓練，激發(fā)興趣，體會用最簡單的儀器和設備，發(fā)現(xiàn)最根本、最純粹的科學概念，以“物理學中最美的經(jīng)典實驗”為基礎，使基礎性實驗教學的主題更加明確?！　嶒?　靜態(tài)法測金屬絲的楊氏彈性模量　　物體在外力作用下，在一定限度內(nèi)會發(fā)生彈性形變，發(fā)生彈性形變時物體內(nèi)將產(chǎn)生恢復內(nèi)應力。楊氏彈性模量（簡稱楊氏模量）是反映材料形變與內(nèi)應力關(guān)系的物理量，是選擇機械構(gòu)件材料的依據(jù)，是工程技術(shù)上常用的參數(shù)。本實驗用拉伸法測定金屬絲的楊氏模量，并采用逐差法處理數(shù)據(jù)?！　∫弧嶒災康摹　?．學習使用光杠桿鏡尺法測微小長度變化，學會使用望遠鏡?！　?．學會使用逐差法處理數(shù)據(jù)?！　《?、實驗儀器　　楊氏模量測定儀、螺旋測微計、鋼卷尺、鋼板尺。

圖書封面

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