本書是參考了教育部2004年制訂的“大學物理實驗課程教學基本要求”(討論稿),在潘人培教授主編《物理實驗》的基礎上,總結近10年東南大學物理實驗課程教學改革的成果修編而成。 全書除測量誤差與數(shù)據(jù)處理內容外,仍以實驗項目為線條進行編寫,力求保持原書教學實用性、可操作性強的特色。為適應新時代實驗教學對學生學習、實踐、創(chuàng)新相互促進的教育理念,同時適應對不同層次的學生進行因材施教,本書在具體實驗內容上按預備實驗、基礎實驗和課題實驗進行編制,共包括32個實驗。 本書可作為高等院校工科類專業(yè)和應用物理專業(yè)的基礎物理實驗教學用書,也可作為其它專業(yè)的基礎物理實驗教學的參考書。
本書是根據(jù)高等工業(yè)學校物理學實驗教學大綱,并參照1985年10月重慶會議和1986年5月杭州會議討論的工科物理實驗課程教學基本要求,結合南京工學院物理教研組開設的普通物理實驗課程和使用的教材,整理編寫而成的。
本書內容包括實驗緒論、力學和熱學實驗、電磁學實驗、光學實驗、近代和綜合物理實驗等五部分,共33個實驗.鑒于目前大多數(shù)高等工業(yè)學校的現(xiàn)狀各異,本書在編寫時注意了以下幾個方面的問題:
1.本書的總學時約為90學時,較工科物理實驗課程教學基本要求規(guī)定的60學時多50%的內容,以便各校在使用本書時可根據(jù)實際情況和實驗總學時數(shù)予以取舍。
2.按照循序漸進的原則,本書由淺入深,逐步提高.在各實驗的編寫上為“前詳后略”,并注意使各實驗相對獨立,便于不同循環(huán)的安排。
3.本書著重加強基本技能的培養(yǎng)和實驗方法的訓練.對大多數(shù)實驗都包括基本內容和選做內容(帶*號)兩部分,以適應不同課時(2學時或3學時)的學校和不同水平學生的需要,便于因材施教.在各部分實驗后面,又安排了設計性或綜合性實驗(實驗9、21、28、33)。最后安排了四個近代物理實驗(實驗29、30、31、32),以便于進一步培養(yǎng)和提高學生的實驗能力。
4.書后提供了全部實驗儀器的配置表.所用的儀器既注意到了目前大多數(shù)高等工業(yè)學校的現(xiàn)有條件,又考慮到了新建院校籌建物理實驗室的需要。
本書由潘人培主編.參加本書編寫的有李士徵(實驗19、20、31、32)、董寶昌(緒論,實驗4、7)、錢鋒(實驗16、17)、朱桐華(實驗10)、趙念澤(實驗14)、胡建華(實驗6)、潘人培(其余22個實驗).胡光魯為本書部分實驗編寫了計算機程序,李士徵為本書繪制了全部插圖。
葉善專、朱桐華對本書作了全面審閱和修改,我們謹向他們以及對在本書使用過程中提出過寶貴意見的同志,一并致以衷心的感謝。
由于編者水平有限,書中錯謬之處,在所難免,謹希讀者批評指正。
緒論
測量誤差與數(shù)據(jù)處理
Ⅰ 測量與測量誤差
一、直接測量與間接測量
二、測量誤差
三、測量誤差的分類
四、隨機誤差的統(tǒng)計特征
Ⅱ 測量結果的表示與不確定度
一、測量結果的表達形式與不確定度
二、直接測量結果的不確定度
三、誤差的傳遞間接測量結果的不確定度合成
Ⅲ 有效數(shù)字及其運算
一、有效數(shù)字的概念
二、正確書寫有效數(shù)字
三、有效數(shù)字的運算規(guī)則
Ⅳ 實驗數(shù)據(jù)處理
一、列表法表達實驗數(shù)據(jù)和結果
二、圖示和圖解法處理實驗數(shù)據(jù)
三、最小二乘法求實驗的直線方程
四、逐差法處理實驗數(shù)據(jù)
附錄1 物理實驗中常用的儀器誤差限
附錄2 計算器計算平均值和標準偏差的操作方法
附錄3 用計算器作一元線性回歸計算的操作方法
實驗部分
實驗1 長度的測量與數(shù)據(jù)處理練習
實驗2 物體密度的測定
實驗3 液體表面張力的測定
實驗4 三線扭擺法測定物體的轉動慣量
實驗5 弦線上的振動研究(課題實驗)
實驗6 利用氣墊導軌研究物體的運動
6-1 速度和加速度的測定
6-2 驗證牛頓第二定律
6-3 物體的碰撞(課題實驗)
實驗7 碰撞打靶(課題實驗)
實驗8 彈簧振子周期公式的研究
實驗9 材料彈性模量的測定
9-1 靜態(tài)拉伸法測彈性模量
9-2 動力學法測定金屬的彈性模量
實驗10 受迫振動的研究
實驗11 液體比熱容的測定
實驗12 電冰箱制冷狀態(tài)的研究
實驗13 電磁學實驗中的常用基本儀器的使用
13-1 滑線電阻的分壓特性研究
13-2 滑線電阻的制流特性研究
實驗14 補償法和電位差計
實驗15 惠斯通電橋的原理和應用
實驗16 金屬電阻溫度系數(shù)的測定
實驗17 用模擬法測繪靜電場
實驗18 靈敏電流計與電磁阻尼
實驗19 電磁聚焦與電子比荷的測定
實驗20 示波器的使用
20-1 模擬示波器
20-2 數(shù)字存儲示波器
實驗21 霍爾效應的研究
實驗22 利用霍爾效應測磁場
實驗23 薄透鏡成像及其焦距的測定
實驗24 牛頓環(huán)和劈尖干涉實驗
實驗25 分光計及其應用
25-1 分光計的調節(jié)和棱鏡材料折射率的測定
25-2 用分光計進行光譜定性分析(課題實驗)
25-3 光柵光譜和光柵常數(shù)的測定(課題實驗)
實驗26 邁克耳孫干涉儀
26-1 光的干涉基本現(xiàn)象和單色光波長的測定
26-2 光場的時間相干性研究(課題實驗)
實驗27 光的偏振和旋光(課題實驗)
實驗28 密立根油滴法測定電子電荷
實驗29 光電效應和普朗克常量的測定
實驗30 金屬電子逸出功的測定
實驗31 夫蘭克一赫茲實驗
實驗32 激光多普勒效應(課題實驗)