大學(xué)物理實驗

前言

大學(xué)物理實驗課程是高等學(xué)校理工科類各專業(yè)本科學(xué)生的公共必修基礎(chǔ)主干課，是學(xué)生進入大學(xué)后系統(tǒng)地學(xué)習(xí)實驗方法和實驗技能的開端，是學(xué)生進行科學(xué)實驗訓(xùn)練不可或缺的一門獨立課程。物理實驗技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)，推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，是現(xiàn)代工程技術(shù)創(chuàng)新和進步的源泉。物理實驗技術(shù)涉及領(lǐng)域廣闊，廣泛應(yīng)用于各理工學(xué)科；時間跨度大，一兩百年前的經(jīng)典實驗仍然應(yīng)用于交叉學(xué)科。通過對本課程物理實驗知識和方法的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生得到實驗技能的訓(xùn)練，初步了解科學(xué)實驗的基本方法和主要過程，得到一定的科學(xué)實驗?zāi)芰?，以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)不斷進步和社會主義建設(shè)迅速發(fā)展的需要，并為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的實驗基礎(chǔ)。本教材根據(jù)我校大學(xué)物理實驗課獨立設(shè)課、分層次教學(xué)的要求編寫，其目標是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生用實驗方法。通過實驗提高發(fā)現(xiàn)、分析和解決物理問題的能力。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容包括預(yù)備性實驗、基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和課外開放探究性實驗，力求使學(xué)生通過本教材的學(xué)習(xí)和實驗課程的實踐達到對物理思想和方法、儀器的結(jié)構(gòu)及原理的理解。使學(xué)生得到實驗技能的訓(xùn)練，了解科學(xué)實驗的主要過程和基本方法，具有一定的科學(xué)實驗?zāi)芰?，以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)不斷進步和社會主義建設(shè)迅速發(fā)展的需要，并為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的實驗基礎(chǔ)。    本書編寫思路清晰，原理講述透徹，深入淺出，通俗易懂。本書可以作為本科院校、高等職業(yè)院校大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)用書，也可作為從事相關(guān)教學(xué)人員和工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

緒論  一、物理實驗的地位和作用  二、物理實驗的目的和任務(wù)  三、實驗課的基本環(huán)節(jié)  四、測量與誤差  五、有效數(shù)字  六、測量結(jié)果的表示方法  七、數(shù)據(jù)處理的基本方法實驗  實驗1 拉伸法測量金屬的彈性模量  實驗2 固體的線膨脹系數(shù)  實驗3 雙懸扭擺測轉(zhuǎn)動慣量  實驗4 動態(tài)懸掛法測定楊氏模量  實驗5 弦振動的研究  實驗6 用玻爾共振儀研究受迫振動  實驗7 超聲聲速的測定  實驗8 分光計的調(diào)節(jié)  實驗9 三棱鏡頂角測量  實驗10 色散曲線的測定  實驗11 光柵衍射  實驗12 超聲光柵及其應(yīng)用  實驗13 薄透鏡焦距的測定  實驗14 雙棱鏡干涉測量光波波長  實驗15 等厚干涉及應(yīng)用  實驗16 邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用  實驗17 改裝雙量程電表  實驗18 惠斯登電橋測電阻及檢流計內(nèi)阻測量設(shè)計  實驗19 用雙臂電橋測低電阻  實驗20 示波器的原理與應(yīng)用  實驗21 電子束實驗  實驗22 模擬靜電場  實驗23 霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用  實驗24 亥姆霍茲線圈磁場實驗  實驗25 PN結(jié)正向壓降的溫度特性實驗  實驗26 鐵磁材料的磁化曲線和磁滯回線  實驗27 電子荷質(zhì)比測定  實驗28 光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)的測定  實驗29 夫蘭克-赫茲實驗  實驗30 密立根油滴實驗  實驗31 金屬電子逸出功的測定附錄  附錄1 國際單位制  附錄2 常用基本物理常量  附錄3 在海平面上不同緯度處的重力加速度  附錄4 常用物質(zhì)的密度  附錄5 在20℃時某些金屬的彈性模量(楊氏模量)  附錄6 固體的線膨脹系數(shù)  附錄7 常用光源的譜線波長表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：用人為的方法讓自然現(xiàn)象再現(xiàn)，從而加以觀察和研究，這就是科學(xué)實驗?？茖W(xué)實驗是人們認識自然和改造客觀世界的基本手段?？茖W(xué)技術(shù)越進步，科學(xué)實驗就顯得越重要，任何一種新技術(shù)、新材料、新工藝、新產(chǎn)品都必須通過科學(xué)實驗才能獲得。由科學(xué)實驗觀察到的現(xiàn)象和測出的數(shù)據(jù)，加以總結(jié)、抽象，找出內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律，就得到科學(xué)理論，科學(xué)實驗是科學(xué)理論的源泉，理論一旦提出，又必須借助科學(xué)實驗來檢驗其是否具有普遍的意義，實驗是驗證理論的手段，是檢驗理論的裁判。19世紀，麥克斯韋提出的電磁理論（預(yù)言了電磁波的存在）是在赫茲做出電磁波實驗后才被人們公認的；20世紀，楊振寧、李政道提出的宇稱不守恒理論，是在吳健雄做出實驗驗證后，才被同行學(xué)者承認的。然而，人們掌握理論的目的，是在于應(yīng)用它來指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，促進科學(xué)進步，推動社會發(fā)展。理論付諸于實際的應(yīng)用仍必須通過實驗來驗證，實驗是理論應(yīng)用的橋梁，任何一門科學(xué)的發(fā)展都離不開實驗。物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，物理學(xué)的形成和發(fā)展是以實驗為基礎(chǔ)的，物理實驗的重要性，不僅表現(xiàn)在通過實驗發(fā)現(xiàn)物理定律，而且物理學(xué)中的每一項重要突破都與實驗密切相關(guān)。物理學(xué)史表明，經(jīng)典物理學(xué)的形成是伽利略、牛頓、法拉第、麥克斯韋等人通過觀察自然現(xiàn)象，反復(fù)實驗，運用抽象思維方法總結(jié)出來的。近代物理的發(fā)展是在某些實驗基礎(chǔ)上提出假設(shè)，例如，普朗克根據(jù)黑體輻射提出了“能量子假設(shè)”，但假設(shè)還需要再經(jīng)過大量的實驗證實，才能成為科學(xué)理論，實踐證明，物理實驗是物理學(xué)發(fā)展的動力。

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