大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

　　為了提高國家的持續(xù)發(fā)展能力、綜合實(shí)力和國際競爭力，黨中央、國務(wù)院提出構(gòu)建創(chuàng)新型國家體系、增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的戰(zhàn)略，鼓勵(lì)創(chuàng)造，鼓勵(lì)創(chuàng)新，特別是鼓勵(lì)原始創(chuàng)新。創(chuàng)新的關(guān)鍵在人才，人才的成長靠教育。推動(dòng)教育事業(yè)特別是高等教育事業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)和造就一大批基礎(chǔ)扎實(shí)、具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)拔尖人才，是構(gòu)建國家創(chuàng)新體系、建設(shè)創(chuàng)新型國家的基礎(chǔ)?！　≌窃谶@樣的背景下，湘潭大學(xué)出版社經(jīng)過精心策劃，組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線的專家和教師編寫了這套“21世紀(jì)高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新系列教材”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基本途徑，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才教學(xué)體系的重要組成部分。目前，對(duì)作為連接理論與實(shí)踐的紐帶和激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、獨(dú)立解決問題能力的重要環(huán)節(jié)——實(shí)踐教學(xué)的研究，還顯得相對(duì)不足；對(duì)如何進(jìn)一步深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、途徑，以更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)造技能的平臺(tái)作用方面的研究與探討，尚待深入；已出版的實(shí)驗(yàn)教材還比較零散，不成體系和規(guī)模，高質(zhì)量、高水平的實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間還存在一定的差距。隨著科技的發(fā)展，各種實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)儀器不斷更新，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的許多范例、方法，既不能體現(xiàn)與學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)的前沿性，也不能體現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)相銜接的應(yīng)用性，使許多實(shí)驗(yàn)教材嚴(yán)重滯后于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)需要和教學(xué)改革的進(jìn)程。要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)，必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)；而要實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到好的教學(xué)效果，則-必須以實(shí)驗(yàn)教材為基礎(chǔ)，必須有好的實(shí)驗(yàn)教材作支撐。因此，湘潭大學(xué)出版社出版的這套實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新系列教材就非常有意義?！　∵@套教材最大的特點(diǎn)是融入了許多新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念和教學(xué)方法，引入了新的實(shí)驗(yàn)手段與實(shí)驗(yàn)方法，尤其是增加了計(jì)算機(jī)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代高新技術(shù)的了解，具有一定的新穎性和前瞻性。

內(nèi)容概要

　　本書根據(jù)“高等工業(yè)學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求”，在長期教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫而成?！洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)》的編寫注重基本內(nèi)容，同時(shí)注意體系性，適當(dāng)增加了設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)和近代物理實(shí)驗(yàn)比例，　　全書共分為6章，第1章講述了測(cè)量誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)。第2章介紹了基本物理量的測(cè)量及常用測(cè)量儀器。第3～5章共選編了47個(gè)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)與近代物理實(shí)驗(yàn)。第6章為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（共選編了10個(gè)實(shí)驗(yàn)）。書末的附錄介紹了有關(guān)的物理常數(shù)。　　本書可作為理工科院校各專業(yè)本科生的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書。

書籍目錄

緒論第1章 測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理　1.1 測(cè)量與誤差　1.2 隨機(jī)誤差的處理　1.3 系統(tǒng)誤差的處理　1.4 測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定　1.5 有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則　1.6 數(shù)據(jù)處理方法第2章 基本物理量的測(cè)量及常用測(cè)量儀器　2.1 基本物理量的測(cè)量　2.2 力學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器　2.3 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器　2.4 光學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器第3章 力學(xué)與熱學(xué)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)1 氣墊導(dǎo)軌上測(cè)滑塊的速度和加速度　實(shí)驗(yàn)2 動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證　實(shí)驗(yàn)3 簡諧振動(dòng)的研究　實(shí)驗(yàn)4 拉伸法測(cè)金屬的楊氏彈性模量　實(shí)驗(yàn)5 霍爾位置傳感器的定標(biāo)和彎曲法測(cè)楊氏模量　實(shí)驗(yàn)6 液體表面張力系數(shù)測(cè)量　實(shí)驗(yàn)7 落球法測(cè)量液體粘度　實(shí)驗(yàn)8 用三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量　實(shí)驗(yàn)9 氣體中聲速的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)10 溫度傳感器測(cè)試及半導(dǎo)體制冷控溫實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)11 熱敏電阻器的電阻溫度特性測(cè)量　實(shí)驗(yàn)12 用穩(wěn)態(tài)法測(cè)量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)第4章 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)13 用模擬法測(cè)繪靜電場　實(shí)驗(yàn)14 惠斯登電橋測(cè)電阻　實(shí)驗(yàn)15 雙臂電橋測(cè)低電阻　實(shí)驗(yàn)16 非平衡電橋測(cè)量鉑電阻的溫度系數(shù)　實(shí)驗(yàn)17 電子束的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)　實(shí)驗(yàn)18 示波器的使用　實(shí)驗(yàn)19 存儲(chǔ)示波器及其應(yīng)用　實(shí)驗(yàn)20 RC和RL電路的穩(wěn)態(tài)過程　實(shí)驗(yàn)21 非線性元件伏安特性的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)22 半導(dǎo)體PN結(jié)的物理特性及弱電流測(cè)量　實(shí)驗(yàn)23 霍爾效應(yīng)法測(cè)螺線管磁場　實(shí)驗(yàn)24 霍爾式傳感器交直流激勵(lì)特性的研究　實(shí)驗(yàn)25 用磁阻傳感器測(cè)地磁場　實(shí)驗(yàn)26 用示波器測(cè)動(dòng)態(tài)磁滯回線　實(shí)驗(yàn)27 金屬電子逸出功的測(cè)定　實(shí)驗(yàn)28 方波的傅里葉分解與合成　實(shí)驗(yàn)29 非線性電路振蕩周期的分岔與混沌實(shí)驗(yàn)　第5章 光學(xué)與近代物理實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)30 等厚干涉　實(shí)驗(yàn)31 分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用　實(shí)驗(yàn)32 衍射光柵　實(shí)驗(yàn)33 光電效應(yīng)法測(cè)定普朗克常數(shù)　實(shí)驗(yàn)34 光敏傳感器光電特性研究　實(shí)驗(yàn)35 光拍法測(cè)量光速　實(shí)驗(yàn)36 聲光法測(cè)量透明介質(zhì)中的聲速　實(shí)驗(yàn)37 全息照相　實(shí)驗(yàn)38 阿貝成像和空間濾波　實(shí)驗(yàn)39 用干涉法測(cè)空氣折射率　實(shí)驗(yàn)40 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)41 共焦球面掃描干涉儀與氦氖激光束的模式分析　實(shí)驗(yàn)42 氦氖激光束光斑大小和發(fā)散角　實(shí)驗(yàn)43 邁克爾遜干涉儀　實(shí)驗(yàn)44 夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)45 密立根油滴實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)46 黑體輻射實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)47 塞曼效應(yīng)第6章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)48 變阻器制流特性和分壓特性應(yīng)用設(shè)計(jì)　實(shí)驗(yàn)49 電表改裝和校準(zhǔn)　實(shí)驗(yàn)50 簡易萬用表的設(shè)計(jì)　實(shí)驗(yàn)51 非平衡電橋及熱敏電阻溫度計(jì)　實(shí)驗(yàn)52 RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的設(shè)計(jì)與研究　實(shí)驗(yàn)53 硅光電池特性研究　實(shí)驗(yàn)54 設(shè)計(jì)用分光計(jì)測(cè)定液體折射率　實(shí)驗(yàn)55 光柵特性研究　實(shí)驗(yàn)56 數(shù)字電表原理及萬用表設(shè)計(jì)　實(shí)驗(yàn)57 傳感器系列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　緒論　　一、物理實(shí)驗(yàn)課的地位和作用　　物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理規(guī)律的研究都以嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，并且不斷受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。例如，麥克斯韋的電磁場理論是建立在法拉第等科學(xué)家長期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。赫茲的電磁波實(shí)驗(yàn)又使理論得到普遍的承認(rèn)和廣泛的應(yīng)用?！　∥锢韺?shí)驗(yàn)是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要組成部分之一。歷史上每次重大的技術(shù)革命都起源于物理學(xué)的發(fā)展。熱力學(xué)、分子物理學(xué)的發(fā)展使人類進(jìn)入了熱機(jī)、蒸汽機(jī)時(shí)代；電磁學(xué)的發(fā)展使人類進(jìn)入了電氣化時(shí)代；原子物理、量子力學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了半導(dǎo)體、激光、原子核、電子計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展?！　∥锢韺?shí)驗(yàn)是研究物理測(cè)量方法與實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)在于它具有普遍性——力、熱、光、電都有；具有基本性——它是一切實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)；同時(shí)它還具有通用性——應(yīng)用于一切領(lǐng)域，把高、精、尖的實(shí)驗(yàn)拆成“零件”，絕大部分是常見的物理實(shí)驗(yàn)。在工程技術(shù)領(lǐng)域中，研制、生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)榷忌婕拔锢砹康臏y(cè)量及物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制，這正是成熟的物理實(shí)驗(yàn)的推廣和應(yīng)用?，F(xiàn)代高科技發(fā)展，設(shè)計(jì)思想、方法和技術(shù)也來源于物理實(shí)驗(yàn)，因此，物理實(shí)驗(yàn)是工程技術(shù)和高科技發(fā)展的基礎(chǔ)?！　∥锢韺W(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與物理理論教學(xué)具有同等重要的地位。它們既有深刻的內(nèi)在聯(lián)系和配合，又有各自的任務(wù)和作用。物理實(shí)驗(yàn)課程是教育部確定的6門主要基礎(chǔ)課程之一，是獨(dú)立設(shè)置的必修課，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后系統(tǒng)學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技術(shù)的開端，是后繼實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)，它在培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)手段去發(fā)現(xiàn)、觀察、分析和研究問題，最終解決問題的能力方面將起到至關(guān)重要的作用?！　《?、物理實(shí)驗(yàn)課的目的和任務(wù)　　1.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和對(duì)物理量的測(cè)量，進(jìn)一步掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本方法和基本技能，并能運(yùn)用物理學(xué)原理、物理實(shí)驗(yàn)方法研究物理現(xiàn)象和規(guī)律，加深對(duì)物理學(xué)原理的理解?！　?.培養(yǎng)與提高學(xué)生從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的素質(zhì)。即：理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)；勤奮工作，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度；不怕困難，主動(dòng)進(jìn)取的探索精神；遵守操作規(guī)程，愛護(hù)公物的優(yōu)良品質(zhì)。　　3.培養(yǎng)與提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。　　自學(xué)能力：能夠自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材，做好實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備?！　?dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ耗軌蚪柚诮滩暮驼f明書，正確使用常用儀器，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。　　思維判斷能力：能夠應(yīng)用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析判斷，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有初步判定。

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