大学物理实验教程第4版_祁铮_9787111578123

本书是中国农业大学非物理专业物理实验室在长期教学实践的基础上不断地总结教学、教改经验编写而成的。全书共分五章，第壹章测量的误差与不确定度；第二章预备知识；第三章基本实验；第四章近代物理测量分析方法与综合性实验；第五章设计性实验；书末附表介绍了有国际单位制及部分常用导出单位。本书可作为各类高等院校非物理(理、工、生命、农)专业的大学物理实验用书。

近二十年来, 随着科学技术的迅猛发展和物理实验教学改革的不断深入, 大学物理实验教学从教学理念、教学内容到实验技术都在不断更新变化。新的理念、新的方法、新的实验技术和科研领域中的新成果已逐步在物理实验课中得到反映。本书是我们在多年教学实践的基础上, 经过反复实践、积累经验、不断改进、充实完善编写而成的。本书可作为各类高等院校非物理学类(理、工、农、生命) 专业的大学物理实验用书。
全书共五章, 根据先易后难和循序渐进的原则, 将物理实验分为基础物理实验、近代物理测量分析方法与综合性实验和设计性实验三部分。第一章讲述了测量误差、不确定度和数据处理的基本知识, 这些内容是本课程必须掌握的基本内容。
第二章为预备知识, 介绍了电学实验和光学实验中的一些基础知识和注意事项。第三章为基础实验, 共选入29 个实验, 其中有些实验包括多个使用不同测量方法和装置的实验内容, 以供选择。第四章为近代物理测量分析方法与综合性实验, 共选入15 个实验。近代物理测量分析方法实验基本都是由计算机控制来采集和处理数据, 其中一部分在当前仍属于“高、精、尖” 技术, 但是, 这就是21 世纪的基本仪器和基本实验方法。第五章为设计性实验, 共选入7 个实验。设计性实验的一部分只给出研究对象、要求, 并给予适当的提示, 以培养学生的独立思考能力、应用物理知识的能力和创新能力; 另一部分仅给出题目, 限定了研究对象和方法, 给学生留下充分的空间以发挥其聪明才智。书末附录介绍了国际单位制及部分常用导出单位。
本书增加了一部分传感技术的内容。传感技术是现代信息技术的主要组成部分。现代信息技术系统包括三个主要部分: 传感器、通信系统和计算机。自动化程度愈高, 系统对传感器的依赖性就愈大。因此, 传感器对系统的功能起着决定性的作用。国内外都把传感技术列为尖端技术和重点发展技术。目前, 传感技术的95%是基于各种物理原理、物理性质和物理效应。传感技术是物理学与经济建设间的桥梁, 是检测技术的基础, 是仪器仪表的核心。作为当代大学生, 学习、掌握、应用传感技术是解决实际问题的有力工具。
20 世纪人类最伟大的科技成果———相对论和量子力学是近代物理的基础和重要组成部分。近代物理测量分析方法是在此基础上产生的, 并在近四十年有了惊人的进展。正是由于这样惊人的进展, 人们对物质的结构和组成有了较过去深入得多的认识。近代物理测量分析方法的优点是: ①速度快, 适合于复杂混合物样品的成批分析; ②信息多, 有利于结构分析; ③灵敏度高, 样品用量少; ④大部分可以实大学物理实验教程　第4 版Ⅳ　现非破坏性分析, 可以用少量样品进行多种分析; ⑤实现了自动化等。由于这些独特的优点, 近代物理测量分析方法已经和正在取代部分传统经典测量方法和相当部分的化学分析方法。近代物理测量分析方法主要包括: 激光测距、激光定位、激光测平、红外测温、红外成像、干涉成像、气相色谱、高效液相色谱、原子发射光谱、原子吸收光谱、紫外-可见分光吸收光谱、傅里叶红外吸收光谱、激光拉曼光谱、质谱、核磁共振、X 射线荧光谱、电子能谱、扫描隧道显微镜、电子显微镜,等等。先进的工具就是先进的生产力。21 世纪的高级人才, 无论是什么专业的,学习、了解、掌握这些先进的工具都是完全必要的。
物理实验内容必须与现代科学技术相结合, 只有这样才能激发学生的学习积极性和热情。物理实验在实验内容选择方面应该在兼顾基础的同时注意时代性和先进性, 只有这样才能缩小学校与企业、教学与科研的距离, 使学生独立科研的能力得到锻炼和提高。
基础物理实验部分要求学生能够掌握仪器的基本原理、基本结构、基本使用方法, 能够理解和运用物理学理论对实验现象进行初步分析与判断, 能正确记录和处理实验数据, 绘制曲线, 说明实验结果, 撰写合格的实验报告。
综合性实验和设计性实验用以提高学生的综合实验能力并激发学生学习近代物理的热情, 使学生不仅在根据测量条件及精度要求来确定实验方法、选择实验仪器等方面受到初步训练, 而且要训练学生应用已经学习过的物理知识, 经过查阅文献、比较分析完成有一定难度的设计性实验, 同时让学生学习、了解一些近代物理测量分析仪器的测量对象、测量精度、结构原理, 学习基本操作, 并会用计算机采集数据和处理数据。
综合性实验的近代物理测量分析方法部分已经开有激光测距仪( +电子经纬仪)、扫描隧道显微镜、红外测温仪、紫外-可见分光光谱仪、傅里叶变换红外吸收光谱仪等实验。通过这些实验, 不仅要让学生学习和了解这些仪器的基本原理、基本结构、基本使用方法, 还要让学生了解近代物理知识与当代检测技术之间的密切关系, 让他们从这些仪器的原理结构设计中学习、领会丰富的物理思想和灵活多变的物理方法。
A. 傅里叶变换红外吸收光谱仪: 过去开的“迈克耳孙干涉仪” 实验, 让学生数几百条干涉条纹, 学生觉得枯燥乏味, 并且“迈克耳孙干涉仪” 涉及的物理知识面也较窄。我们现在选用的是傅里叶变换红外吸收光谱仪(波长1. 0~25μm, 波数10000~400cm-1 ), 由计算机控制、采集、处理、显示

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