大學物理實驗

前言

　　大學物理實驗是高等工科院校學生進行科學實驗基本訓練的一門必修課程，是學生學習實驗知識、實驗方法、實驗技能和進行實驗數(shù)據(jù)處理與分析的開端?！　”緯前凑战逃扛叩葘W校非物理類專業(yè)物理基礎課程教學指導委員會制定的《非物理類理T科大學物理實驗課程教學基本要求》，結(jié)合北京郵電大學世紀學院物理實驗教學實踐編寫而成?！　”緯卜?章，第1章介紹大學物理實驗教學的作用、地位和要求；第2章介紹實驗數(shù)據(jù)的主要處理方法，并以由國際權(quán)威組織制定的《不確定度表示指南》為依據(jù)，適當引入不確定度的概念；第3章介紹物理實驗的基本儀器和操作規(guī)則；第4章通過力學、電磁學和光學的基礎性實驗讓學生初步了解長度、電流、電壓等物理量的測量方法和電表、示波器、分光計等基本儀器的操作方法；第5章為綜合與提高性實驗；第6章為研究與設計性實驗。　　為了使學生在實驗知識、實驗方法、實驗技能各方面能夠得到由淺人深、由易到難、由簡到繁、循序漸進的系統(tǒng)訓練，達到培養(yǎng)學生進行科學實驗的能力、提高科學實驗素養(yǎng)的目的，基礎性實驗力求做到實驗原理講解完整、儀器介紹明了扼要、實驗步驟敘述清晰、技術指導盡量具體；而在綜合與提高性實驗中，讓學生在復習和熟練掌握已使用過的基本測量儀器和方法的基礎上，重點突出原理和思路，并將一些細節(jié)問題留給學生去思考和觀察；對于研究性實驗，只給出研究對象和方法，留下讓學生發(fā)揮的空間，并盡量與學生今后的信息專業(yè)課知識聯(lián)系；對于設計性實驗，主要著眼于培養(yǎng)學生的獨立思考能力、應用物理知識的能力和創(chuàng)新能力?！　〈髮W物理實驗課程是一項集體的事業(yè)，是所有物理實驗T作者長期不懈努力、日積月累、與時俱進、不斷改革的成果。每臺儀器的設計、每個實驗的安排，都凝聚著眾多物理實驗T作者的智慧。在本教材編寫過程中，參考了兄弟院校的有關教材，汲取了他們大學物理實驗教學改革的經(jīng)驗。更重要的是，大學物理實驗教材的編寫離不開本單位實驗室的建設與發(fā)展，北京郵電大學物理實驗室的老師們?yōu)槭兰o學院物理實驗室的建設和實驗講義的編寫作了大量工作，本書就是在世紀學院原《大學物理實驗講義》的基礎上，進一步結(jié)合世紀學院學生的特點進行調(diào)整、更新、充實編寫而成的?！　”緯尚鞚櫨?、汪成編寫。由于作者水平有限，不足之處或錯誤在所難免，懇請讀者和同仁指正。

內(nèi)容概要

本書是按照教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎課程教學指導委員會制定的《非物理類理工科大學物理實驗課程教學基本要求》，結(jié)合北京郵電大學世紀學院物理實驗教學實踐編寫而成。    全書共分6章，包括物理實驗基礎知識和以層次劃分的基礎性實驗、綜合與提高性實驗、研究與設訓性實驗等內(nèi)容。    本書可作為高等院校工科類各專業(yè)的基礎物理實驗教學用書或參考書。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  大學物理實驗教學的地位、作用和要求    1.1.1  大學物理實驗教學的地位    1.1.2  大學物理實驗教學的作用    1.1.3  大學物理實驗教學的目的和任務    1.1.4  大學物理實驗教學內(nèi)容的基本要求  1.2  大學物理實驗課程教學環(huán)節(jié)及實驗規(guī)則    1.2.1  課程進行的3個教學環(huán)節(jié)    1.2.2  實驗室規(guī)則與學生實驗守則第2章  測量誤差與實驗數(shù)據(jù)處理基礎知識　2.1  測量與誤差    2.1.1  測量    2.1.2  誤差的基本概念    2.1.3  誤差分類    2.1.4  準確度、精密度和精確度  2.2  誤差處理    2.2.1  系統(tǒng)誤差    2.2.2  隨機誤差  2.3  測量不確定度與測量結(jié)果表示  　2.3.1  不確定度概念及分類　  2.3.2  直接測量的不確定度  　2.3.3  間接測量的不確定度　  2.3.4  誤差的等分配原則和儀器精度的選擇　2.4  有效數(shù)字及其運算法則    2.4.1  有效數(shù)字    2.4.2  有效數(shù)字的近似運算法則    2.4.3  數(shù)據(jù)的修約和測量結(jié)果的表達　2.5  數(shù)據(jù)處理的基本方法……第3章　物理實驗基本儀器和基本操作規(guī)則　第4章　基礎性實驗第5章　綜合與提高性實驗第6章　研究與設計性實驗附錄

章節(jié)摘錄

　　1.1.1大學物理實驗教學的地位　　大學物理實驗課是高等理工科院校對學生進行基本訓練的必修課程，與大學物理理論課一起構(gòu)成基礎物理學知識統(tǒng)一的整體。由于大學物理實驗具有完整的、科學的實驗教學課程體系，因此也是一門獨立的課程，是學生進入大學后接受系統(tǒng)實驗技能訓練的開端，也是后續(xù)實驗課的基礎?！　?.1.2大學物理實驗教學的作用　　物理學是一門以實驗為基礎的科學。物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、物理理論的建立均來自于嚴格的科學實驗，并得到實驗的檢驗。例如，光的干涉實驗使光的波動學說得以確立；赫茲的電磁波實驗使麥克斯韋提出的電磁理論獲得普遍承認；在a粒子散射實驗的基礎上，盧瑟福提出原子核型結(jié)構(gòu)；楊振寧、李政道于1956年提出了基本粒子在“弱相互作用下的宇稱不守恒”理論，經(jīng)過實驗物理學家吳健雄用實驗驗證后才被同行學者承認并因此獲得了諾貝爾獎。實踐證明，物理實驗是物理學發(fā)展的動力。在物理學的發(fā)展進程中，物理實驗和物理理論始終是相互促進、相互制約、共同發(fā)展的?！　〈髮W物理實驗不是簡單地重復前人已經(jīng)做過的實驗，更重要的是汲取其中的物理思想，卓越的實驗設計、巧妙的物理構(gòu)思、高超的測量技術、精心的數(shù)據(jù)處理、精辟的分析判斷為人們展示了極其豐富的物理思想和科學方法，這已成為人類偉大思想寶庫中的重要組成部分。實踐也證明，實驗是人們認識自然和改造客觀世界的基本手段?？茖W技術越進步，科學實驗就顯得越重要，任何一種新技術、新材料、新工藝、新產(chǎn)品都必須通過實驗才能獲得。因此，對于理工科的學生來說，物理實驗的知識技能是必不可少的。　　1.1.3大學物理實驗教學的目的和任務　　按照國家教育部頒布的《高等學校工科本科物理實驗課程教學基本要求》，本課程的教學任務是：使學生在中學物理實驗的基礎上，按照循序漸進的原則，學習物理實驗知識和方法，得到實驗技能的訓練，從而初步了解科學實驗的主要過程和基本方法，為今后的學習和工作奠定良好的實驗基礎。具體來說，表現(xiàn)在以下幾方面。

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