大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程

內(nèi)容概要

　　本書(shū)是在北京郵電大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育部關(guān)于開(kāi)展高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的有關(guān)精神以及教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2008
年發(fā)布的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》重新修訂的?！洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程(第3版)》結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，有不少來(lái)源于大學(xué)生自主創(chuàng)新活動(dòng)的新穎實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教材按照基本物理實(shí)驗(yàn)、綜合和近代物理實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn)組織分層次教學(xué)，突出物理實(shí)驗(yàn)的綜合應(yīng)用。書(shū)中有不少反映新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)儀器的內(nèi)容，具有較好的可讀性和實(shí)用性。本書(shū)可以作為高等院校普通物理實(shí)驗(yàn)教材或教學(xué)參考書(shū)，也可供高等函授院校選用。

書(shū)籍目錄

緒論
  0．1  物理實(shí)驗(yàn)課的地位、作用和任務(wù)
  0．2  如何上好物理實(shí)驗(yàn)課
  0．3  實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排
第1章  測(cè)量不確定度與數(shù)據(jù)處理方法
  1．1  測(cè)量誤差
  1．2  測(cè)量不確定度和結(jié)果的表達(dá)
  1．3  有效數(shù)字及其運(yùn)算法則
  1．4  常用數(shù)據(jù)處理方法
第2章  基本儀器與基本測(cè)量方法
  2．1  物理實(shí)驗(yàn)的基本儀器
  2．2  物理實(shí)驗(yàn)中的傳感器
  2．3  物理實(shí)驗(yàn)中的基本測(cè)量方法
第3章  基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)3．1  示波器的使用
  實(shí)驗(yàn)3．2  空氣中的聲速測(cè)定
  實(shí)驗(yàn)3．3  惠斯通電橋測(cè)量中值電阻
  實(shí)驗(yàn)3．4  開(kāi)爾文電橋測(cè)量低值電阻
  實(shí)驗(yàn)3．5  霍爾元件測(cè)磁場(chǎng)
  實(shí)驗(yàn)3．6  集成霍爾傳感器與簡(jiǎn)諧振動(dòng)
  實(shí)驗(yàn)3．7  靈敏電流計(jì)的研究
  實(shí)驗(yàn)3．8  氣體比熱容比的測(cè)定
  實(shí)驗(yàn)3．9  導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定
  實(shí)驗(yàn)3．10  剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定
  實(shí)驗(yàn)3．11  用玻爾共振儀研究受迫振動(dòng)
  實(shí)驗(yàn)3．12  液壓拉伸法測(cè)量彈性模量
  實(shí)驗(yàn)3．13  共振法測(cè)量彈性模量
  實(shí)驗(yàn)3．14  組合透鏡實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)3．15  分光計(jì)的調(diào)整和使用
  實(shí)驗(yàn)3．16  光的等厚干涉
  實(shí)驗(yàn)3．17  衍射光柵
  實(shí)驗(yàn)3．18  光的偏振
  實(shí)驗(yàn)3．19  耦合擺的研究
  實(shí)驗(yàn)3．20  用集成開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器測(cè)量磁阻尼系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)
  實(shí)驗(yàn)3．21  旋轉(zhuǎn)液體綜合實(shí)驗(yàn)
第4章  綜合與近代物理實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)4．1  半導(dǎo)體PN結(jié)的物理特性及玻耳茲曼常數(shù)的測(cè)定
  實(shí)驗(yàn)4．2  半導(dǎo)體溫度計(jì)的研究
  實(shí)驗(yàn)4．3  硅光電池的光照特性
  實(shí)驗(yàn)4．4  邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用
  實(shí)驗(yàn)4．5  法布里-珀羅干涉儀
  實(shí)驗(yàn)4．6  用CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x觀測(cè)光的夫瑯和費(fèi)衍射
  實(shí)驗(yàn)4．7  微波的布拉格衍射
  實(shí)驗(yàn)4．8  用密立根油滴儀測(cè)量電子電量
  實(shí)驗(yàn)4．9  用非線性電路研究混沌現(xiàn)象
  實(shí)驗(yàn)4．10  光電效應(yīng)
  實(shí)驗(yàn)4．11  氫原子光譜
  實(shí)驗(yàn)4．12  弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)4．13  核磁共振
  實(shí)驗(yàn)4．14  音頻信號(hào)光纖傳輸實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)4．15  超聲波探測(cè)實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)4．16  晶體的電光效應(yīng)與信號(hào)傳輸
  實(shí)驗(yàn)4．17  法拉第旋光效應(yīng)
  實(shí)驗(yàn)4．18  液晶電光特性及應(yīng)用
  實(shí)驗(yàn)4．18．1  液晶的物理特性
  實(shí)驗(yàn)4．18．2  液晶的電光特性及應(yīng)用
第5章  設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)5．1   LabVIEw入門(mén)和簡(jiǎn)單測(cè)量
  實(shí)驗(yàn)5．1．1  LED伏安特性曲線的自動(dòng)測(cè)量
  實(shí)驗(yàn)5．1．2  指脈的測(cè)量
  實(shí)驗(yàn)5．2  基于LabVIEW的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)5．2．1  磁滯回線的測(cè)量
  實(shí)驗(yàn)5．2．2  靜電場(chǎng)描繪
  實(shí)驗(yàn)5．2．3  基于LabVIEw的RLC電路頻率特性實(shí)驗(yàn)
  實(shí)驗(yàn)5．3  金屬比熱容的測(cè)定
  實(shí)驗(yàn)5．4  電阻應(yīng)變片壓力傳感器特性及應(yīng)用
  實(shí)驗(yàn)5．5  光敏電阻的特性與光開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)
  實(shí)驗(yàn)5．6  交流諧振電路和選頻電路
  實(shí)驗(yàn)5．6．1  RC，RL電路幅頻和相頻特性
  實(shí)驗(yàn)5．6．2  RC電路的充放電特性
  實(shí)驗(yàn)5．6．3  RLC串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路
  實(shí)驗(yàn)5．6．4  方波的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)
  實(shí)驗(yàn)5．7  交流電橋及其應(yīng)用
  實(shí)驗(yàn)5．7．1  交流電橋測(cè)電感和電容
  實(shí)驗(yàn)5．7．2  交流電橋的應(yīng)用——消側(cè)音電路
  實(shí)驗(yàn)5．7．3  整流濾波電路
  實(shí)驗(yàn)5．8  利用超聲光柵測(cè)液體中的聲速
  實(shí)驗(yàn)5．9  超聲換能器輸出波形的研究
  實(shí)驗(yàn)5．10  用LED研究光的色度
  實(shí)驗(yàn)5．11  LED的物理特性和電光調(diào)制
  實(shí)驗(yàn)5．12  扭擺振動(dòng)現(xiàn)象的研究
  實(shí)驗(yàn)5．13  對(duì)驅(qū)動(dòng)耦合擺的研究
  實(shí)驗(yàn)5．14  相位差測(cè)量聲速與超聲測(cè)距
  實(shí)驗(yàn)5．15  毛細(xì)管的非定域干涉研究
  實(shí)驗(yàn)5．16  混沌電路及其在加密通信中的應(yīng)用
第6章  計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方法簡(jiǎn)介
  6．1  用Excel處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和作圖
  6．2  Matlab處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用
  6．3  計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)
附表
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   8.光源 組成物質(zhì)的原子可分別處于具有不同能量水平的能級(jí)上。處于較低能級(jí)的原子受到特定頻率的外來(lái)光子作用時(shí)，吸收這一光子而躍遷到較高能級(jí)，為受激吸收過(guò)程。處于高能級(jí)的原子是不穩(wěn)定的，將由較高能級(jí)自發(fā)地躍遷到較低能級(jí)，并發(fā)射特定頻率的光子，為自發(fā)輻射過(guò)程；大量處于高能級(jí)的原子各自獨(dú)立地發(fā)射一列列頻率相同的光波，各光波之間沒(méi)有固定的相位關(guān)系、偏振方向與傳播方向。處于高能級(jí)的原子，受特定頻率的外來(lái)光子作用而躍遷到較低能級(jí)，并發(fā)射一個(gè)與外來(lái)一樣的光子，為受激輻射過(guò)程；受激輻射的光與入射光具有相同的頻率、相位、偏振方向和傳播方向；一個(gè)外來(lái)光子通過(guò)受激輻射可產(chǎn)生兩個(gè)同樣的光子，這兩個(gè)光子再引起其他原子發(fā)生受激輻射，就會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越多的相同的光子，得到加強(qiáng)的光波。 實(shí)驗(yàn)室常用的光源有熱輻射光源、氣體放電燈、發(fā)光二極管及激光等，熱輻射光源、氣體放電燈、發(fā)光二極管等光源的發(fā)光機(jī)理是基于自發(fā)輻射過(guò)程，而激光器的工作原理是基于受激輻射過(guò)程。 （1）鹵鎢燈 白熾燈是利用電能將鎢燈絲加熱至白熾狀態(tài)而發(fā)光的熱輻射光源，其主要由燈頭、燈絲和玻璃殼等組成。鎢絲白熾燈在將電能轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光的同時(shí)，還要產(chǎn)生大量的紅外輻射和少量的紫外輻射，這樣一來(lái)，不少電能就以熱的形式損失掉了。為了提高鎢絲白熾燈的發(fā)光效率，減少熱損失，應(yīng)使其工作于盡可能高的溫度，但鎢在溫度很高的真空中很容易蒸發(fā)，這就縮短了使用壽命。鹵鎢燈是在燈泡內(nèi)充人微量鹵族元素的白熾燈。在鹵鎢燈中，從燈絲蒸發(fā)出來(lái)的鎢與鹵族元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易揮發(fā)的鹵鎢化合物，這些化合物在高溫下被分解，釋放出來(lái)的鎢又沉積回到燈絲上去，這樣就大大地減少了鎢的蒸發(fā)損耗量，提高了燈泡的使用壽命和發(fā)光效率。 鹵鎢燈的光譜為連續(xù)光譜，光譜的成分和發(fā)光強(qiáng)度與燈絲的溫度有關(guān)。鹵鎢燈在實(shí)驗(yàn)室可作為白光光源。鹵鎢燈點(diǎn)燃后，不要隨意移動(dòng)光源，避免坦絲因震動(dòng)而斷；鹵鎢燈正常工作時(shí)溫度較高，不得用手觸摸，以免燙傷。 （2）鈉光燈、汞燈和氫燈 光學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用氣體放電燈作為光源。氣體放電燈的基本構(gòu)造是將特定的氣體密封在由透明的玻璃或石英加工成的燈管內(nèi)，在燈管的兩極加上一定的電壓，氣體就會(huì)放電發(fā)光。氣體放電燈發(fā)光的基本原理是被兩電極間電場(chǎng)加速的電子與燈管內(nèi)氣體原子碰撞，電子的動(dòng)能使氣體原子激發(fā)，當(dāng)受激態(tài)原子返回基態(tài)時(shí)，所吸收的能量以光輻射的形式釋放出來(lái)，其原子光譜或分子光譜的特征由燈管內(nèi)所充的氣體決定。

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