内容简介
本书根据高等学校物理实验基础课程教学指导分委员会制定的“非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求”编写。全书系统地介绍了与大学物理实验有关的实验误差和数据处理知识;以及各类实验的基本知识和常用仪器设备的原理和使用方法;并按不同层次编排了20个基本实验,涵盖5括“力、热、声、光、电”的实验;编排了26个综合设计实验(现代物理实验)。 本书可作为高等理工科院校理工科各专业大学物理实验课程的基本教材和相关实验技术人员的教学参考书。
目录
绪论 怎样做好物理实验0.1 物理实验课的质0.2 物理实验课的任务0.3 物理实验的三个环节0.4 关于实验报告0.5 物理实验的观察与分析第1章 实验误差与不确定度评定1.1 测量和误差1.2 测量的不确定度评定和测量结果的表示1.3 有效数字及其运算规则第2章 数据处理的基本方法2.1 列表法2.2 作图法2.3 逐差法2.4 二乘法第3章 实验预备知识3.1 力学实验的预备知识和常用仪器3.2 热学实验的预备知识和常用仪器3.3 光学实验的预备知识和常用仪器3.4 电学实验的预备知识和常用仪器3.5 设计实验的预备知识第4章 基本实验4.1 照相底片密度的测量4.2 动量守恒定律的实验研究4.3 弹簧振子振动周期的测量4.4 用三线摆测量物体的转动惯量4.5 用拉伸法测金属丝的杨氏模量4.6 声速的测定4.7 液体的表面张力系数测量4.8 落球法测量液体的粘滞系数4.9 空气比热容比测定4.10 冷却法测量金属的比热容4.11 液体比汽化热的测量4.12 薄透镜焦距的测定4.13 偏振光分析4.14 分光计的调整和使用4.15 用CCD成像系统观测牛顿环4.16 光敏电阻基本特的测量4.17 电桥和电阻测量4.18 示波器的使用4.19 霍尔法测量线圈的磁场4.20 集成霍尔传感器的特测量与应用第5章 综合设计实验5.1 用波尔共振仪研究受迫振动5.2 集成电路温度传感器的特测量5.3 迈克耳孙干涉仪的调节和使用5.4 用分光计研究衍射光栅特5.5 用CCD观测单缝衍射光强分布5.6 旋光实验5.7 阿贝成像原理和空间滤波5.8 全息照相5.9 磁材料基本特的研究5.10 用密立根油滴仪测油滴电荷5.11 光电效应测定普朗克常数5.12 夫兰克-赫兹实验5.13 液晶电光效应综合实验5.14 巨磁电阻效应及其应用5.15 太阳能电池伏安特测量5.16 抛射体运动的照相法研究——数码相机及计算机在实验中的应用5.17 数字温度计的设计制作5.18 用力敏传感器测量不规则固体的密度5.19 自组望远镜5.20 自组显微镜5.21 用分光计研究汞灯光谱5.22 用读数显微镜观测牛顿环5.23 电表的改装与校正5.24 用双踪示波器测RLC电路的相位关系5.25 电路元件伏安特的测绘5.26 电路混沌效应附录 单位制和某些常用物理数据附表1 单位制和单位附表2 单位制中具有专门名称的导出单位附表3 常用物理量常数表附表4 常用光谱灯和激光器的可见谱线波长附表5 在不同温度下与空气接触的水的表面张力系数附表6 蓖麻油在不同温度时的粘滞系数η附表7 铜-康铜温差电偶的温差电动势附表8 固体的比热容附表9 某些的旋光率参考文献
摘要与插图
0.pan style="font-family: 宋体;">物理实验课的质
根据国家颁发的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》的规定,物理实验是对高等学校理工科类专业学行科学实验基本训练的一门独立的基础课程,是理工科学入大学以后接受系统实验方法和实验技能训练的开端。
物理实验课覆盖面广,具有丰富的实验思想、方法和手段,同时能提供综合很强的基本实验技能训练,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有不可替代的作用。
物理实验在人类文明的发展中一直扮演着重要的角色,许多物理实验在历史发展中具有里程碑的作用。可以毫不夸张地讲,没有物理实验没有当今的人类文明。愿我们共同努力学好物理实验;愿有志于攀登科学高峰的学子,钻研、探索、创新,为物理实验的发展做出贡献。
0.2物理实验课的任务
本课程将在中学物理实验的基础上,按照循序的原则,学实验知识、方法和技能,了解科学实验的主要过程与基本方法,为今后学作奠定良好的实验基础。其具体任务如下:
(pan style="font-family: 宋体;">)培养和提高学生的物理实验技能。通过物理现象的观察、分析和对物理量的测量,学思想、原理及方法,加深对物理实验设计创新思维的理解。
(2)培养和提高学生的科学实验基本素质。其括:
①能够通过阅读实验教材或资料,正确理解原理及方法,行实验做好准备。
;②能够借助教材和仪器说明书,在老师指导下正确使用仪器,尤其是对实验设计思想的理解,行正确的测试。
③能够正确地运用物理理论对实验现行初步分析和判断,逐步学会提出问题、分析问题和解决问题的方法。
④能够正确地记录和处理实验数据,绘制曲线,分析实验结果,撰写合格的实验报告。
⑤能够完成符合规范要求的设计内容的实验。
⑥在老师指导下,能够查阅有关方面的科技书籍,采用其实验原理、方行简单的具有研究和创意内容的实验。
(3)培养与提高学生的科学实验素养,培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风,认真严谨的科学态度,积极主动的探索精神,遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
为完成以上任务,结合实验课的程序提出一些意见和规定,要求学生参照执行。
0.3物理实验的三个环节
做好物理实验要抓好实验预验过程和实验报告三个环节。
pan style="font-family: 宋体;">实验预span>
实验预验的基础,是实验顺行和提高实验质量的保障。为确保预,在预结合实验仪器设行。预要明确本次实验的目的,以此为出发点明确实验原理,实验的方法、特点,应测量的内容及注意事项。是实验的具体任务“做什么,怎么做”,哪些是直接测量量,各用什么仪器和方法来测量;哪些是间接测量量,各用什么方法来测量;结果的不确定度如何估算等。从而能够制定合理的实验规划,能在课堂实验过程中有的放矢,有目的、有指导行操作和观察,及时发现和解决问题,独立完成各项任务,实现各个目标。在此基础上写出实验预。
2.实验过程
(pan style="font-family: 宋体;">)认真检查并熟悉测量仪器,记下主要测量仪器的型号和主要技术参数(测量范围和仪器误差)。
(2)根据仪器使用说明,正确安装和调整仪器,经检查无误后,按实验程行实验。
(3)严肃认真,胆大心细,独立操作,有条不紊。一般每个物理量少测6次。
(4)实事求是,正确记录实验数据和实验现象。
(5)实验中和实验完毕要及时分析和整理数据,如有问题,应该重测或补测。原始数据送教师签字后,将电源关掉,将仪器归整好,填写学生实验记录和仪器设备损坏记录。经教师检查同意后离开实验室。
实验中强调规范操作,注意操作的;逐渐学会边实验、边检查、边分析,避免实验结束时才发现实验做错了的现象发生。树立误差观念,时刻注意避免产生失误和注意减小误差。实验中出现故障时应立即控制现场(如断电、降温等),主动报告老师,分析原因,排除故障结教训,切不可有意回避,推卸责任,或擅自调换别组的仪器。仪器如有损坏,凡属学生责任事故者,将酌情赔偿。
教师的指导和规则的约束是实验顺行的保障,但绝不意味着束缚学生的主观能动。学生既要勇于发问,又要有所见地;既要吃透规则,又要有所创新。要有意识地培养独立工作的能力。
3.实验报告
实验报告是实验者的成果报道,这决定了报告是给人阅读的,阅读者要从报告中了解实验者做了些什么,根据什么去做的,取得了那些观测资料和通过分析得到什么实验结果;并取得了什么成果或结论。实验者要表明的是自己所做的工作和成果,而不是一份学生作......