本书是在2020年3月出版的《大学物理实验（第二版）》的基础上修订而成的。为深入实践“思政教育进课堂”的指示精神，本次修订注重挖掘实验研究的历史背景、我国古代对物理现象的认识和概述、我国近代物理学家对物理实验的贡献等思政素材，同时与时俱进地对实验项目进行了增删，新增了7个计算机仿真物理实验。 全书共8章，不仅介绍了基本物理实验、综合性物理实验、设计性物理实验、近代物理实验、开放创新性实验，还将现代信息技术应用到物理实验中，介绍了实验数据的计算机处理、计算机仿真物理实验等。 全书结构紧凑，内容丰富，实验内容与“物理实验”课程采用的线上线下、虚实结合的开放式教学模式相配套，并且有很多实验应用了新的实验技术，具有较好的可读性和实用性。 本书可作为高等院校大学物理实验课程的教学用书或参考书，也可作为函大、电大、职大等的大学物理实验课程的教学用书或参考书。

本书是在南华大学“物理实验”课程教学改革和实践的基础上，根据教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会2010年发布的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》编写的。 本书注重对物理实验基础知识的介绍，如第一章、第二章介绍了误差基础知识、测量结果的评价、数据处理方法及实验数据的计算机处理等，可供不同基础的学生在学习过程中自学；基本物理实验部分主要对学生进行实验的基础知识、基本方法、基本技能的训练，而综合性、设计性和近代物理实验中的每个实验基本独立。考虑到南华大学“核”的特色，本书在近代物理实验中介绍了“验证快速电子的动量与动能的相对论关系”实验。 为了落实教育部2020年5月制定的《高等学校课程思政建设指导纲要》，做到三全育人，本书在编写过程中注重挖掘实验研究的历史背景、我国古代对物理现象的认识和概述、我国近代物理学家对物理实验的贡献等思政素材，以帮助学生厚植爱国情怀，加强品德修养，增长见识，培养奋斗精神，提升科学素质，并提供全方位育人导向，和在线课程、仿真实验进行配套，方便进行信息化教学改革。 第八章为开放创新性实验，尝试与新工科教学相结合。 同时本书还注重将成熟的教研教改成果和现代技术应用在物理实验中，如第二章和第七章就引进了计算机技术在数据处理过程和仿真实验中的应用。本书在一些传统的实验中也介绍了新的实验技术和方法，加强了传感器技术和数字化测量技术在物理实验中的运用，如介绍了应用CCD传感器将等厚干涉实验在读数显微镜中观察的牛顿环直接显示在监视器上，并使用数字标尺对干涉暗环进行直接测量等，给传统的学科增添了新鲜血液，彰显了物理实验课程的与时俱进。 本书内容和南华大学物理实验室获得的省级线上线下混合式一流课程及虚拟仿真一流课程相配套。 南华大学物理实验室的管亮、李寰、郝军、肖利军、刘应传、唐益群、邓湘元、 刘俊等老师参与了本书的编写工作。实验课程的教材和教学离不开实验室的建设和发展，感谢南华大学物理实验室全体教师和实验技术人员对本书的支持。 本书在编写过程中参考了本校曾使用过的相关教材，也参考了大量我国物理实验教学工作者编写的著作和已发表的最新研究成果，有些已在参考文献中列出，有些未能列出，在此向各位作者一并表示衷心的感谢！ 由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请读者批评指正。 编 者 2021年11月

绪论 1 第一节 “物理实验”课程的地位、作用与任务 1 第二节 “物理实验”课程的教学内容基本要求 2 第三节 “物理实验”课程的基本程序 2 第四节 物理实验室规则 4 第一章 测量、误差及数据处理 6 第一节 测量与误差 6 第二节 随机误差的估计与仪器误差 11 第三节 有效数字及其运算法则 16 第四节 测量结果的标准偏差评定 21 第五节 测量结果的不确定度评定 27 第六节 实验数据处理的几种方法 31 习题 39 第二章 实验数据的计算机处理 40 第一节 Excel处理实验数据及应用 40 第二节 MATLAB处理实验数据及应用 49 第三节 Origin处理实验数据及应用 52 第三章 基本物理实验 57 实验3.1 拉伸法测量金属丝杨氏模量 57 实验3.2 用波尔共振仪研究受迫振动 64 实验3.3 电表的改装和校准 70 实验3.4 模拟法测绘静电场 77 实验3.5 光学实验平台 83 实验3.6 数字示波器的使用 93 实验3.7 分光计的调节及三棱镜折射率的测定 101 实验3.8 光干涉现象的观测 108 实验3.9 光栅衍射 114 第四章 综合性物理实验 119 实验4.1 热电转换技术的观测 119 实验4.2 迈克尔逊干涉仪的调节与使用 129 实验4.3 金属线膨胀系数的测定 135 实验4.4 莫尔效应及光栅传感实验 139 实验4.5 光速测量 149 实验4.6 密立根油滴实验 157 第五章 设计性物理实验 167 实验5.1 设计采用伏安法测量电阻 179 实验5.2 设计用电位差计校准电表 188 实验5.3 设计利用单摆测量重力加速度 192 实验5.4 设计万用电表 194 实验5.5 电阻温度计的设计与标定 197 实验5.6 可供选择的设计性物理实验 202 第六章 近代物理实验 203 实验6.1 光电效应测量普朗克常数 203 实验6.2 夫兰克赫兹实验 209 实验6.3 电子荷质比的测定 224 实验6.4 验证快速电子的动量与动能的相对论关系 228 第七章 计算机仿真物理实验 234 实验7.1 电表的改装和校准仿真实验 236 实验7.2 光电效应测量普朗克常数仿真实验 245 实验7.3 研究快速电子动量与动能的相对论关系虚拟仿真实验 251 实验7.4 模拟法测静电场仿真实验 261 实验7.5 薄透镜焦距的测量仿真实验 267 实验7.6 数字示波器仿真实验 274 实验7.7 分光计的使用仿真实验 281 实验7.8 迈克尔逊干涉仿真实验 293 实验7.9 密立根油滴仿真实验 299 第八章 开放创新性实验 308 实验8.1 电学设计性实验 308 实验8.2 基本传感器型物理设计性实验 346 实验8.3 温度传感器设计性实验 385 附录A 中华人民共和国法定计量单位 408 附录B 基本物理常量表 411 参考文献 421