本书内容涵盖了力学、热学、光学和电磁学四个领域的49个实验项目,重点突出了综合性和设计性实验项目。全书共分四章,内容包括:误差理论、不确定度及数据处理方法;基础性实验;综合提高性实验;设计研究性实验。
本书是根据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会编制的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》(□010年版),在高等教育出版社出版的《大学物理实验》(□016年,周留柱、孟祥省主编)的基础上,根据近年来实验仪器和项目的更新,教学内容、要求和方法的变化,结合山东省普通高等学校实验教学示范中心课程建设多年来的实践经验编写而成的。本书可作为高等学校理工科相关专业大学物理实验课程的教材,也可供广大物理学爱好者及科研、工程技术人员参考。
大学物理实验是一门对大学生进行科学实验基础训练的独立的必修课,它在培养大学生实践能力和巩固专业知识方面有着其他课程不可替代的作用。本书在内容编排上体现了山东省普通高等学校物理实验教学示范中心按层次(基础性、综合提高性、设计研究性和创新性)设置实验教学内容与课程的原则,内容涵盖了力学、热学、光学、电磁学的49个大学物理实验项目。全书分为四章:□□章“误差理论、不确定度及数据处理方法”介绍误差的基本知识和处理实验数据的一些基本方法,这是从事科学实验和科学研究所必须掌握的基础知识;第□章“基础性实验”主要介绍基本实验仪器的使用、基本物理量的测量、常用的物理实验方法与误差分析方法等,目的是让学生掌握实验的基本操作技能和数据处理方法;第3章“综合提高性实验”是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验,目的是对学生的实验技能进行综合训练,提高其综合分析问题的能力;第4章“设计研究性实验”是指给定实验目的、实验仪器和实验要求,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验,目的是充分调动学生学□□主动性和积极性,提高学生的思维和创造能力。
本书编者的分工如下:误差理论、不确定度及数据处理方法由张来斌和郑萌萌执笔,力学实验由韩伟、姜淑蓉和张来斌执笔,热学实验由董艳锋、韩伟和姜淑蓉执笔,光学实验由杨秀芹、马任德和郑萌萌执笔,电磁学实验由李晓明、李冬梅和孟祥省执笔,设计研究性实验由董艳锋和周留柱执笔,附录由李士玲整理。全书□后由主编和副主编统稿、定稿。
在编写过程中,我们参考借鉴了北京大学、清华大学、中国科学技术大学、复旦大学、华东理工大学、上海交通大学、山东大学和华东师范大学等高校的有关教材,甚至引用了某些内容,在此深表谢意!本书的编写与出版得到了曲阜师范大学各级领导的关怀和支持,编者在此一并感谢!
由于水□和条件所限,书中难免有不妥或疏漏之处,望读者批评指正。
第1章 误差理论、不确定度及数据处理方法
1.1 测量与误差
1.2 测量结果不确定度的估算
1.3 有效数字及其运算规则
1.4 实验数据处理的基本方法
思考题
第2章 基础性实验
实验2.1 长度测量
实验2.2 固体、液体密度的测定
实验2.3 用单摆测重力加速度
实验2.4 用三线摆测定物体的转动惯量
实验2.5 气垫导轨上的直线运动
实验2.6 热学综合实验
实验2.7 空气比热容比γ的测定
实验2.8 电学元件的伏安特性研究
实验2.9 用惠斯通电桥测电阻
实验2.10 示波器的使用
实验2.11 用开尔文电桥测低值电阻
实验2.12 电位差计的使用
实验2.13 光具组基点与基面的测定
实验2.14 用阿贝折射计测液体折射率
实验2.15 用旋光计测定蔗糖溶液的质量浓度
实验2.16 2行光管的调整与使用
第3章 综合提高性实验
实验3.1 惯性质量的测定
实验3.2 开特摆
实验3.3 动量守恒定律的验证
实验3.4 用落球法测量液体黏度
实验3.5 声速的测量
实验3.6 液体表面张力系数的测定
实验3.7 金属线胀系数的测定
实验3.8 半导体热敏电阻特性研究
实验3.9 静电场的描绘
实验3.10 霍尔效应研究
实验3.11 电子束的偏转与聚焦
实验3.12 磁场的描绘
实验3.13 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线
实验3.14 方波的傅里叶分解与合成
实验3.15 等厚干涉现象的研究
实验3.16 单缝衍射的光强分布测量
实验3.17 双光束干涉测量钠光的波长
实验3.18 偏振光的产生与检测
实验3.19 分光计的调节与棱镜玻璃折射率的测定
实验3.20 利用光电效应测量普朗克常量
第4章 设计研究性实验
实验4.1 低值电阻测量电路的设计
实验4.2 非线性电阻的伏安特性曲线测量
实验4.3 RC移相电路及相位差的测定
实验4.4 万用表的设计
实验4.5 半导体温度计的设计
实验4.6 转动惯量测定的研究
实验4.7 易溶于水的颗粒状物质的密度测定
实验4.8 测定冰的熔化热
实验4.9 显微镜和望远镜的组装与设计
实验4.10迈克耳孙干涉仪的组装与设计
实验4.1 1 迈克耳孙干涉仪的应用——折射率的测量
实验4.12分光计的应用(1)反射光的偏振特性研究
实验4.13分光计的应用(2)光波波长的测定
附录一 常用物理数据表
附录二使用计算器进行实验数据处理