內容簡介
本實驗教材根據教育部頒發的《高等工業學校物理實驗課程教學基本要求》,結合高校專業設定特點和實驗設備的具體情況,在多年教學實踐的基礎上編寫而成。 本書共分6個部分。第1部分系統地介紹了誤差理論與數據處理的基礎知識;第2~5部分共有32個實驗,主要是基礎性實驗和綜合性實驗,包括力學、熱學、電磁學、光學和近代物理實驗的內容;第6部分共有10個實驗,主要是設計性物理實驗。 本書可作為高等院校工科各專業物理實驗課程的教材或參考書。
前言
本實驗教材根據教育部頒發的《高等工業學校物理實驗課程教學基本要求》,面向21世紀高等教育改革發展需要,結合高校專業設定特點和實驗設備的具體情況,在多年教學實踐的基礎上編寫而成。
全書共分6個部分。第1部分系統地介紹了誤差理論與數據處理的基礎知識;第2~5部分共有32個實驗,主要是基礎性實驗和綜合性實驗,包括力學、熱學、電磁學、光學和近代物理實驗的內容;第6部分共有10個實驗,主要是設計性物理實驗。實驗項目的選擇主要參照《新世紀高等教育教改工程》(教高\[2000\]1號)檔案、《基礎課實驗教學示範中心建設標準》和《高等工業學校物理實驗課程教學基本要求》。實驗中增加了物理實驗技術與計算機技術相結合的內容,反映了物理實驗的新技術手段,以適應多層次物理實驗教學新體系的要求。
本書由郭悅韶、廖坤山主編。其中,緒論、誤差理論與數據處理的基礎知識由郭悅韶編寫,電磁學實驗的預備知識由廖坤山編寫,參加實驗項目內容編寫的教師有郭悅韶、廖坤山、王光清、陳春玉、翟雲、呂蓬、黃毓錳、許輝躍、潘光武。
本書在編寫過程中參閱了其他相關的教材和儀器廠家的說明書,在此表示感謝。由於編者的水平有限,書中難免有缺點和錯誤,懇請讀者批評指正。
編者2014年12月
目錄
緒論1
1誤差理論與數據處理的基礎知識3
1.1誤差的基本概念3
1.2常用儀器誤差簡介6
1.3不確定度的基本概念7
1.4直接測量結果與不確定度的估算9
1.5間接測量結果與不確定度的估算10
1.6有效數字及其計算13
1.7常用實驗數據的處理方法17
習題19
2力學和熱學實驗21
實驗1基本長度的測量21
實驗2固體密度的測量26
實驗3測定物體的轉動慣量30
實驗4測定工程材料的楊氏模量35
實驗5用光槓桿放大法測定金屬絲的楊氏模量41
實驗6用波耳共振儀研究受迫振動44
實驗7音叉的受迫振動與共振51
實驗8測定空氣的比熱容比56
實驗9聲速的測定60
3電學實驗64
電磁學實驗的預備知識64
實驗10電學基本器具的使用71
實驗11萬用表的使用75
實驗12示波器的使用82
實驗13伏安法測非線性電阻94
實驗14用非平衡電橋測量熱敏電阻的溫度特性99
實驗15鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線104
實驗16交流電橋117
實驗17RLC電路的串聯諧振124
實驗18RLC串聯電路的暫態特性129
實驗19霍爾效應及其套用134
4光學實驗145
實驗20用牛頓環測量球面曲率半徑145
實驗21分光計的調整和使用149
實驗22用阿貝折射儀測定液體折射率154
實驗23衍射光柵158
實驗24用劈尖測量紙的厚度164
5近代與仿真物理實驗167
實驗25大學物理仿真實驗167
實驗26弗蘭克赫茲實驗169
實驗27密立根油滴實驗——電子電荷的測量177
實驗28感測器技術(一)184
實驗29感測器技術(二)194
實驗30非線性電路振盪周期的分岔與混沌實驗196
實驗31聲光效應實驗200
實驗32用PN結測定玻耳茲曼常數206
6設計性實驗214
實驗33設計電子秤214
實驗34電子溫度計的設計214
實驗35用光纖位移感測器測量位移214
實驗36用光電感測器測量電機轉速214
實驗37巨磁阻效應實驗研究215
實驗38光電效應實驗研究215
實驗39液晶電光效應實驗研究215
實驗40都卜勒效應綜合實驗研究216
實驗41研究激勵頻率對交流全橋的影響216
實驗42探索超聲GPS三維聲吶定位216
附錄A基本物理常數表217
附錄B國際單位制簡介219
參考文獻221