本书是根据教育部高等学校非物理类专业物理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》,借鉴国内外近年来物理实验教学内容和课程体系改革与研究成果,结合大学物理实验教学多年来的教改成果、课程建设的实践经验编写而成的。本套书体现分层教学、开放教学、研究性教学、成果导向教学的实验教学新要求,为非物理类专业大学物理实验教材。全套共分为两册,第一册《大学物理实验(基础部分)》,适用于基础实验教学;第二册《大学物理实验(提高部分)》,适用于提高型、研究型实验教学。全书通过穿插内容,把物理学的发展简史呈现出来,也反映物理实验在物理学发展中的作用,并对目前先进测量技术作了介绍。
适读人群:普通高校非物理专业本、专科生,以及大学物理教师
本书是为适应大学物理实验教学改革的实际和新要求编写而成,从内容的安排、思维方法和动手能力的训练等方面作了一些改革性的尝试。本书在强调理论基础的同时,注重培养学生提出问题、查找资料,解决问题的能力,为后续实验课打下良好的实验基础。
《大学物理实验》分“基础部分”和“提高部分”两册,与课程网站上的微课教学资源配合使用,通过混合式教学设计,实现物理实验的分层次、线上线下相结合的混合式教学。全套教材适合高等院校非物理类专业的本科学生使用,也可作为实验技术人员和有关教师的参考用书。
本册为提高部分,共分5章,第1章对物理实验与计算机的应用、课程网站的应用作介绍;第2章介绍定性与半定量实验;第3章为综合性实验;第4章为设计性实验;第5章为研究性实验。对于设计性与研究性实验,书中只给定了其实验任务、实验要求、实验条件和参考资料,具体的实验设计和实验研究由学生在探索中完成,并可从课程网站的教学资源中获得设计引导或研究引导。
教材体现“成果为本”的新教学理念,每个实验都进行了“成果导向教学设计”,从“知识”和“能力”两个方面设计教学目标,引导学生的学习,以达到预期学习成果。书中的穿插内容——历史的回顾,使读者能快捷地了解物理学的发展简史,也能从一些典型的实验例子中体会出物理实验在物理学发展中的作用。
对重点实验还制作了相应的微课视频,学生可以通过扫描二维码观看相应微课内容,加深对知识的理解和掌握。
与本教材、教学模式相配套,建设大批微课教学资源,利用云技术下的信息化教学管理平台,能对整个教学过程进行信息化管理。采用翻转课堂等新教学理念,实施线上、线下学习相结合的混合式教学,既充分保留传统教学中教师的主导作用,又能发挥线上学习的灵活自主的优势,达到佳的学习效果。
本套教材图、表、公式的编号为便于查阅分两种编号方式:一为以实验为主的编号方式,其图、表、公式编号采用“×××”,如实验31中图、表、公式采用“31×”,其中,“31”表示实验31,“×”表示图、表、公式的顺序号。二为除实验以外其他章节的图、表、公式编号方式采用“×.×.×”,如第2章2.1节中图、表、公式采用“2.1.×”,其中“2.1”表示节,“×”表示顺序号。
朱基珍教授负责全套书的审定,肖荣军主持本分册的编写和统稿工作。
本书编写过程中得到了广西教育厅、广西科技大学的大力支持及经费的资助,在此表示感谢。
由于我们的水平和条件有限,书中一定存在着不完善和不妥之处,真诚地希望各位读者提出建议并指正。
朱基珍,教授,长期以来从事物理实验教学与研究工作。1997年至今一直担任大学物理实验教学中心主任。主持物理实验室的建设和管理工作,任物理实验课程负责人,负责物理实验课程的建设和改革工作,担任全校物理实验教学工作,担任电子科学与技术专业毕业设计指导工作。
先后主持了6项省级教学改革项目(含教改项目、精品课程、实验教学示范中心建设及重点教材建设项目等)的研究工作;主持了多个校级教学改革研究项目(包括教材建设、网站建设、计算机辅助教学、教学软件开发、仿真实验研究等),使大学物理实验课程逐步从一般课程、校级重点课程、校级精品课程发展为省级精品课程,实验室建设也由一般实验室、校级重点实验室到广西省级实验教学示范中心,实验室管理也由普通管理走向了自动化、网络化和信息化,实验教学水平得到稳步提高。近年来主持6项广西科技厅科技攻关科研课题;获广西科技进步奖三等奖。
肖荣军,实验师,长期从事实验教学,有丰富的理论和实验教学经验。目前主要研究方向:物理实验教学及现代教育技术在教学中的应用。
第1章物理实验与计算机应用(1)
1.1计算机在物理实验数据处理中的应用(1)
1.2虚拟实验技术在物理实验中的应用(16)
实验11虚拟仿真系统实验(16)
实验12虚实结合综合光学实验(19)
实验13非线性混沌实验(24)
拓展阅读1虚拟技术简介(30)
第2章定性与半定量实验(32)
2.1在物理实验课程中引入定性与半定量实验教学的必要性与可行性(32)
2.2定性与半定量实验的教学项目(34)
实验21受迫振动与共振实验(34)
实验22光通信及互感现象(37)
实验23尖端放电与静电电动机、静电除尘(41)
实验24磁悬浮实验(46)
实验25水 波 实 验(49)
拓展阅读2真空与真空镀膜技术简介(53)
第3章综合性实验(55)
实验31液晶电光效应实验(55)
实验32全息照相实验(58)
实验33声波测距实验(63)
实验34材料热膨胀系数的测试(67)
实验35光电通信传输特性测量(70)
实验36光敏电阻基本特性的测量(73)
实验37电子荷质比的测量(78)
实验38单结晶体管振荡器(82)
实验39可控硅调光电路(87)
实验310万用电表组装实验(92)
实验311用感应法测量螺线管磁场(94)
实验312综合光学实验平台——夫琅禾费单缝衍射、圆孔衍射综合实验(98)
实验313太阳能电池基本特性测量(105)
实验314集成电路温度传感器的特性测量(109)
实验315动态法测量金属的杨氏模量(113)
实验316模拟法测绘静电场(116)
实验317杨氏双缝干涉实验(119)
实验318双棱镜干涉实验(123)
实验319菲涅耳双镜干涉实验(125)
实验320劳埃德镜干涉实验(126)
实验321整流、滤波和稳压电路(128)
实验322微小伸长量的多途径测量(130)
实验323双光栅测量微弱振动位移量(133)
实验324光杠杆法测量微小伸长量(136)
拓展阅读3等离子体技术简介(140)
拓展阅读4显微技术简介(142)
第4章设计性实验(144)
4.1设计性实验的教学要求(144)
4.2设计性实验的举例(146)
4.3设计性实验的教学项目(150)
实验41电阻测量设计(150)
实验42驻波实验研究与简单乐器的设计(151)
实验43用恒力矩转动法验证平行轴定理(154)
实验44波长的相对测量实验设计(155)
实验45空气折射率测量设计(156)
实验46综合光学实验平台——由物像放大率测目镜焦距(158)
实验47综合光学实验平台——薄透镜焦距的测量(自准法、贝塞尔法、物距像距法)
(159)
实验48综合光学实验平台——透镜组节点和焦距的测定(160)
实验49综合光学实验平台——自组投影仪(161)
实验410综合光学实验平台——光的偏振实验设计(163)
实验411综合光学实验平台——测自组望远镜的放大率(167)
实验412综合光学实验平台——自组带正像棱镜的望远镜(168)
实验413根据“不确定度均分”原则进行的实验设计(169)
实验414用分光计测定液体折射率的实验设计(170)
实验415用折射极限法测定三棱镜的折射率(171)
实验416接地电阻测量设计(172)
实验417酒精浓度仪的研究与设计(174)
实验418照度计的研究与设计(175)
实验419电容传感器实验(176)
实验420电涡流传感器实验(177)
实验421传感器的设计实验(179)
实验422光敏传感器实验(180)
实验423细丝直径测量设计(181)
实验424智能建筑综合设计平台实验(182)
拓展阅读5微波技术简介(184)
拓展阅读6传感器技术简介(186)
第5章研究性实验(188)
5.1研究性实验的教学要求(188)
5.2研究性实验的教学课题(191)
实验51电子秤的研究(191)
实验52全息技术研究(192)
实验53直流电源参数及输出伏安特性(194)
实验54用感应式落球法测量液体的粘滞系数的实验研究(194)
实验55综合光学实验平台——θ调制(196)
实验56用拉脱法测定液体表面张力系数的实验研究(198)
实验57稳压二极管反向伏安特性研究(200)
拓展阅读7全息技术简介(202)