本书内容由数据处理知识、力学和热学实验、电磁学实验、光学实验、近代物理及综合实验和设计性与课题型实验构成,共编写各类实验项目41个。
本书是依照教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会最新编制的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》,结合普通理工科物理实验室的条件及教学特点,根据编者多年的物理实验教学经验,在原有校内物理实验讲义基础上编写而成的,适用于培养应用型技术人才理工科院校的普通物理实验教学。
本书在内容选择和编写过程中,主要考虑以下几个方面:
在数据处理方面,使用误差概念的同时,主要以不确定度作为实验结果表达评定; 在实验内容设置上,分为基本实验与近代综合实验、设计性与课题型实验三个层次进行编写,丰富了教学内容。实验科学是开放的科学,实验手段与科学技术的发展息息相关。在编写过程中注意吸收最新的实验教学研究成果,引进最新的实验教学题目,为学生创新能力培养提供条件。依照由浅入深的原则给出了实验步骤、数据处理,由基础训练到课题设计,循序渐进,培养和提高学生的分析思维能力、处理问题能力,注重实验技能训练的同时更强调了对学生创新素质的培养。注重基础知识、基本方法和基本技能训练的同时增大了设计性与课题型实验的内容。尽量做到空间和内容上给学生较大的选择自由,满足各层次学生求知的需要,适应学生的个性发展。
本书由马黎君等六位老师共同编写而成。其中,绪论、第一章、第二章、第五章、附录由马黎君编写; 第三章由黄尚永编写; 第四章、第六章由贺柳良编写; 第七章由施玉显(实验一~实验四、实验十一)、王秀敏(实验五~实验七)、杨宏(实验八~实验十)编写。由马黎君负责统稿,黄伟教授审稿。实验教学是一项集体合作的教学工作,本书是我校物理与光电实验中心全体教师和实验技术人员长期积累的集体劳动成果。在本书的编写过程中参考了近年来出版的部分优秀大学物理实验教材(见参考文献),并得到北京市优秀教学团队——北京建筑大学物理教学团队的支持,在此一并表示感谢。
鉴于编者水平有限,书中错误与不当之处在所难免,恳请读者不吝指正。
编者2015年4月
绪论
第一节物理实验在物理学发展中的作用
第二节物理实验与科学素质培养
第三节物理实验程序
第一章误差与不确定度
第一节测量误差理论
第二节测量结果的不确定度评定
第二章数据处理基本知识
第一节有效数字
第二节列表与作图
第三节差值法与逐差法
第四节线性函数的最小二乘法
第五节作图法和线性回归法的比较
第六节测量结果的处理程序
第三章力学和热学实验
实验一基本测量
实验二拉伸法测金属丝的弹性模量
实验三气垫导轨上牛顿运动定律的研究
实验四气垫导轨上动量守恒定律的研究
实验五刚体定轴转动的研究
实验六刚体转动惯量的测定
实验七玻尔共振实验
实验八空气比热容比的测定
实验九空气热机特性的研究
第四章电磁学实验
实验一伏安法测电阻
实验二电表改装与校准
实验三用惠斯通电桥测电阻
实验四用电位差计测量电动势
实验五模拟法测绘静电场
实验六灵敏电流计的研究
实验七示波器的使用
实验八用霍尔效应测霍尔电势和磁感应强度
实验九太阳能电池特性实验
第五章光学实验
实验一薄透镜焦距的测定
实验二分光仪的调整与使用
实验三等厚干涉
实验四衍射光栅
实验五偏振光的研究
实验六双棱镜干涉
第六章近代物理综合实验
实验一用光电效应测普朗克常数
实验二全息照相实验
实验三热电偶定标
实验四迈克耳孙干涉仪的使用
实验五声速的测量
实验六照相技术
第七章设计性与课题型实验
实验一动态悬挂法测金属材料的弹性模量
实验二计算机虚拟实验设计
实验三半导体PN结的物理特性及弱电流测量
实验四非线性电路混沌现象研究
实验五全息光栅的制作和光栅常数的测定
实验六节能控制型路灯的设计
实验七自行设计非线性混沌电路
实验八数字光纤通信实验
实验九燃料电池综合特性实验
实验十超声波测试原理及应用
实验十一液晶电光效应
附录A国际单位制
附录B常用物理数据
参考文献