探究物理現象——演示實驗教程

探究物理現象——演示實驗教程

《探究物理現象——演示實驗教程》是2015年清華大學出版社出版的圖書,作者是師玉榮、馬君、馬麗珍。 本書的實驗分為力學、振動和波、熱學、電磁學、光學、高新技術六大部分,共86個實驗項目。每個實驗主要包含實驗目的、實驗裝置、實驗步驟及現象、實驗現象探究、拓展探究與思考、實驗原理提示六個版塊。其中實驗現象探究是根據實驗現象提出的探究問題,拓展探究與思考是更深層次的問題或與生活相關的一些現象的聯繫,實驗原理是對探究問題、拓展探究與思考的問題的綜合性的解答。本書力求通俗易懂,又能對讀者有很好的啟發作用。 本書可以作為高等院校大學物理演示實驗和文科物理演示實驗的教材,也可以作為本科、大中專、職業技術類學校和中學物理教學的參考書。

前言

物理演示實驗具有操作簡單、實驗現象明顯、趣味性強的特點,在物理教學中具有重要的作用。學生可能對充滿公式、定理的理論頭痛不已,但是總能被直觀、有趣的演示實驗所吸引,通過有趣、直觀、形象的演示實驗現象可以讓學生更容易理解所學的理論知識,從而增加學習物理的興趣。

近年來中國海洋大學物理系的物理演示實驗室規模不斷擴大,我們的演示實驗室定期面向全校學生開放,並依託物理演示實驗室開設“文科物理趣味實驗”(後改為“探究物理實驗現象的奧秘”)課程,也經常接待來自全國各地的中學生。在教學過程中,我們發現很多學生對演示實驗只看表面熱鬧,走馬觀花,有的學生對實驗現象很茫然,不知該學什麼,不能深入探究實驗深層次的東西;有的文科生想通過實驗學習物理知識,但是面對演示實驗現象無從下手。針對這些問題,我們不斷嘗試探究式的教學方式,引導學生探究實驗現象,引導學生提出探究課題,討論、研究、驗證提出的課題,實踐證明學生興趣盎然。探究式的教學激發了學生探究問題的興趣,激發了學生的發散思維,從而提升他們的創新思維能力。在實踐中,我們和學生一樣受益匪淺,我們不斷積累經驗,編寫了這本書,希望能和讀者分享我們的收穫。

本書的突出特點是每個實驗根據實驗現象層層深入提出了探究問題,探究問題一方面可以啟發學生如何學習,還可以拋磚引玉啟發如何提出探究問題。每個實驗設計了拓展探究問題,以激發學生更深層次的思考探索。引導學生把物理知識和日常生活中的問題、自然現象、一些高新技術聯繫起來。

本書編寫主要分工:師玉榮主要編寫了力學、熱學和高新技術部分,並負責本書的策劃,馬君主要編寫了光學部分並參與了本書的策劃和全書的審閱工作,馬麗珍主要編寫了電磁學部分。本書得到中國海洋大學教務處2014年度教材建設基金資助,衷心感謝學校和教務處的大力支持;本書編寫過程中,得到了中國海洋大學物理系領導的支持和許多老師的大力幫助,於佳老師為本書所用到的演示實驗儀器拍攝照片並處理,王術寬老師審閱了本書的部分內容並提出寶貴意見,對他們的幫助表示衷心的感謝。

本書在整理過程中,物理系很多教授大學物理的教師對本書很感興趣,把一些實驗引入到課堂教學中,並用所涉及的探究問題啟發引導學生學習,效果很好。所以本書可以為本科院校物理教師提供教學素材,幫助教師實現更有吸引力、更能激發學生創新思維能力的教學。

本書可以作為高等院校大學物理演示實驗和文科物理演示實驗的教材,也可以作為大中專、職業技術類學校和中學物理教學的參考書。

由於編者水平所限,書中難免有不妥之處,懇請讀者批評指正。

編者2015年8月

目錄

第1章力學實驗

實驗1.1逆風行舟

實驗1.2錐體上滾

實驗1.3瑞林球

實驗1.4彈性碰撞球

實驗1.5伯努利懸浮球

實驗1.6流速與壓強

實驗1.7離心力

實驗1.8轉盤式科里奧利力

實驗1.9傅科擺

實驗1.10角速度合成

實驗1.11轉動慣量

實驗1.12轉動定律

實驗1.13剛體的平面運動

實驗1.14滾擺

實驗1.15螺旋飛球

實驗1.16角動量守恆

實驗1.17進動儀

實驗1.18啄木鳥

實驗1.19最速降線

第2章振動和波實驗

實驗2.1簡諧運動與圓周運動

實驗2.2雷射演示李薩如圖形

實驗2.3共振

實驗2.4共振擺

實驗2.5水波盤

實驗2.6弦駐波

實驗2.7彈簧縱駐波

實驗2.8聲聚焦

實驗2.9聲波都卜勒效應

實驗2.10魚洗

第3章熱學實驗

實驗3.1投影式伽爾頓板

實驗3.2麥克斯韋速率分布

實驗3.3氣體分子熱運動

實驗3.4熱力學第二定律

實驗3.5帕爾貼效應

實驗3.6溫差電磁鐵

實驗3.7熱效率

實驗3.8記憶合金水車

實驗3.9熱磁輪

實驗3.10飲水鳥

第4章電磁學實驗

實驗4.1靜電感應盤

實驗4.2尖端放電

實驗4.3避雷針放電原理

實驗4.4靜電除塵

實驗4.5電介質的極化模擬

實驗4.6壓電效應

實驗4.7手觸式蓄電池

實驗4.8亥姆霍茲線圈

實驗4.9磁聚焦現象

實驗4.10磁滯回線

實驗4.11巴克豪森效應

實驗4.12等厚干涉磁致伸縮

實驗4.13光點反射式磁致伸縮

實驗4.14電磁感應

實驗4.15渦流熱效應

實驗4.16阻尼擺與法拉第管

實驗4.17電磁驅動

實驗4.18磁力手電筒

實驗4.19互感

實驗4.20三相旋轉磁場

實驗4.21電磁波的發射、接收與趨膚效應

第5章光學實驗

實驗5.1輝光球

實驗5.2菲涅耳透鏡

實驗5.3海市蜃樓

實驗5.4光學幻影

實驗5.5光纖傳像束

實驗5.6光纖通信

實驗5.7大氣散射

實驗5.8動態多縫衍射圖樣

實驗5.9光柵鏡

實驗5.10反射分辨本領

實驗5.11偏振光

實驗5.12簾式肥皂膜

實驗5.13散射光干涉

實驗5.14偏振光干涉

實驗5.15會聚偏振光干涉

實驗5.16光壓風車

實驗5.17太陽能風車

第6章高新技術實驗

實驗6.1大型混沌擺

實驗6.2光學分形

實驗6.3磁懸浮地球

實驗6.4雅各布天梯

實驗6.5神舟飛船

實驗6.6紅外接收

實驗6.7西漢透光鏡

實驗6.8視錯覺

實驗6.9普氏擺

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