在全教材的内容依据测量对象和实验内容进行了循序渐进的安排,即按照常见实验仪器的使用、物性测量、基本物理常量测量和专题实验将全书划分为九个章节、四个层次六大模块的内容,避免了按实验项目来划分实验层次的局限性;在实验项目上,突出了实验背景和设计思路,淡化了实验过程与操作步骤,以便促进学生主动学习与自主实验。
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本书是针对高等学校非物理类各专业大学物理实验教学内容编写而成。本书已被评为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书是在第三版基础上进行的进一步梳理与修订。与第三版相比,本书突出了以下几方面的内容:
(1)在全书的结构上,保持原有特色,依据测量对象和实验内容进行了循序渐进的安排,全书以物理测量为主线,按照基本器具的使用、基本物性测量、基本物理常量测量和专题实验将全书划分为九个章节、四个层次、六大模块的内容,避免了按实验项目来划分实验层次的局限性。
(2)在写作思路上,保持原有的突出实验背景和设计思路、淡化实验过程与操作步骤的写作特色,在内容上对一些实验项目增加了设计性实验,实验内容得到更高层次化的提升。
(3)强调了大学物理实验中的科学性和严谨性。全书中的基本物理常量统一采用国际科学技术数据委员会于2012年推出的新推荐值。另外,对物理实验的基本测量方法做了系统的归纳与提练,以体现实验物理学科的完整性。
(4)在实验项目上,除增添了一些能体现现代科学技术发展的代表性实验,如巨磁电阻效应的测量、铁磁材料居里温度的测量、光纤光学、微波光学、全息存储技术等新的实验内容;在内容方面,增加了扩展资料,使得学生在课堂之余了解物理实验的趣闻旧事和研究进展,激发学生对教材的兴趣。
目录
第四版前言
绪论1
第1章测量误差4
1.1测量与误差4
1.2误差处理7
1.3测量不确定度16
1.4实验数据的数值修约28
第2章数据处理35
2.1常用的数据处理方法35
2.2利用计算机处理实验数据44
实验A1时间测量中随机误差的统计分布50
第3章物理实验基本测量方法54
3.1比较法55
3.2放大法56
3.3转换法58
3.4模拟法58
3.5平衡法59
3.6补偿法60
3.7干涉、衍射法61
3.8计算机仿真法61
第4章物理实验基本器具使用64
4.1长度测量基本器具65
实验B1测量物体的几何尺寸70
4.2质量测量基本器具72
实验B2固体与液体密度的测定77
4.3时间测量基本器具80
实验B3刚体转动惯量的测定82
4.4温度测量基本器具91
实验B4用热敏电阻测量温度93
实验B5pn结正向压降的温度特性95
4.5电学实验常用器具97
实验B6常用电子元件参数测量104
实验B7电表的改装和校准109
4.6光学基本实验和器具113
实验B8薄透镜焦距的测定116
实验B9分光计的调节和使用119
4.7示波器的使用127
实验B10模拟示波器的使用127
实验B11数字示波器的使用133
第5章基本物性的测量140
实验CI固体比热容+的测量140
实验C2液体比热容的测量143
实验C3气体比热容比cp/cv的测量147
实验C4液体表面张力系数的测定150
实验C5液体黏滞系数的测定157
实验C6弹性模量的测量162
实验C7金属线胀系数的测定169
实验C8玻尔共振实验171
第6章基本物理常量的测量178
实验D1重力加速度的测定178
实验D2屯子荷质比的测量184
实验D3基本电荷量的测量190
实验D4声速的测量195
实验D5光速的测量201
实验D6玻尔兹曼常量的测量204
实验D7普朗克常量的测量207
第7章电磁学专题实验213
实验E1电阻的测量213
实验E2RL和RC电路的稳态过程226
实验E3周期性电信号的傅里叶分解与合成231
实验E4铁磁材料磁滞回线的测量235
实验E5铁磁材料居里温度的测量240
实验E6巨磁电阻效应实验244
实验E7利用霍尔效应测磁场强度249
第8章波动光学专题实验257
实验F1迈克耳孙干涉仪的调节及应用257
实验F2等厚干涉及应用264
实验F3单缝衍射光强分布及缝宽的测量271
实验F4光栅衍射与超声光栅275
实验F5光的偏振现象研究279
实验F6用椭偏仪测量薄膜的厚度和折射率284
第9章其他专题实验289
实验G1光栅单色仪测量氢原子光谱289
实验G2弗兰克赫兹实验测量原子能级293
实验G3金属电子功函数的测定297
实验G4光纤通信实验303
实验G5微波光学实验312
实验G6黑白照相317
实验G7全息照相技术322
实验G8全息存储实验328
实验G9非线性电踣混沌实验333
附表339
附表物理常量表(CODATA2014年推荐值)339
附表二国际单位制的基本单位340
附表三国际单位制的两个辅助单位340
附表四国际单位制中21个具有专门名称的导出单位341
附表五中华人民共和国法定计量单位341
附表六部分城市的重力加速度值343
附表七在标准大气压下不同温度时水的密度344
附表八不同温度时水的黏滞系数344
附表九水及部分固体的比热容简表344
附表十不同温度时干燥空气中的声速345
附表十部分固体的线膨胀系数346
附表十二20℃时部分金属的弹性模量346
附表十三常用光源的谱线波长表346
附表十四全息照相显影液与定影液配方347
《大学物理实验教程(第四版)》:
科学实验是自然科学研究的主要手段,以探索、预测或验证自然科学新现象、新规律为目的。而以教学为目的的大学物理实验具有丰富的实验思想、方法、手段,同时能提供综合性很强的基本实验技能训练,体现了大多数科学实验的共性,是科学实验的基础,为此,几乎所有的高等学校将大学物理实验课设置为理工科大学生的必修基础课程,用于开始训练大学生系统的实验方法和实验技能。大学物理实验课程内容的基本要求可概括为以下几个方面。
(1)掌握测量误差与不确定度的基本知识,学会用不确定度对测量结果进行评估。掌握处理实验数据的一些常用方法,如列表法、作图法和最小二乘法,以及用科学作图软件处理实验数据的基本方法。
(2)掌握基本物理量的测量方法。例如,长度、质量、时间、热量、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量等常用物理量及物性参数的测量。
(3)了解常用的物理实验方法。例如,比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法,以及在近代科学研究和工程技术中广泛应用的其他方法。
(4)能够正确使用常用的物理实验仪器,例如,长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交/直流电桥。通用示波器、低频信号发生器、分光计、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。
(5)掌握常用的实验操作技术,例如,零位调整、水平/铅直调整、光路的共轴调整、消视差调整、逐次逼近调整、根据给定的电路图正确接线、简单的电路故障检查与排除,以及在近代科学研究与工程技术中广泛应用的仪器的正确调节。
大学物理实验是一门实践性很强的课程,是培养和提高学生科学素质和能力的重要课程之一,通过为期一年的对以上内容的训练,学生应逐步实现以下能力的培养。
独立实验的能力:能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题,掌握实验原理及方法,做好实验前的准备,正确使用仪器及辅助设备,独立完成实验内容,撰写合格的实验报告。
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