本教材是根據(jù)教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》(2010年版),結(jié)合技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求,在充分吸收近年我校物理實驗教學(xué)改革和課程建設(shè)成果的基礎(chǔ)上,對第2版的內(nèi)容進行刪減、修改和補充而重新編寫的。本教材根據(jù)分層次教學(xué)的需要,分為六部分,重點介紹了緒論、基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗,共有43個實驗。另外,本教材還以學(xué)院物理實驗教學(xué)中心網(wǎng)站及物理仿真實驗室為平臺,編入了仿真實驗。教材的附錄中有基本物理常數(shù)及國際單位制等內(nèi)容。本教材為高等院校工程類專業(yè)的教科書或參考書。
本教材是根據(jù)教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》(2010年版),結(jié)合技術(shù)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求,在充分吸收近年來我校物理實驗教學(xué)改革和課程建設(shè)成果的基礎(chǔ)上,對第2版的內(nèi)容進行刪減、修改和補充而重新編寫的。本教材分為六部分:緒論、基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、仿真實驗和附錄,內(nèi)容包括實驗方法、測量誤差、數(shù)據(jù)處理、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等,共編入43個實驗和3個仿真實驗。教材的宗旨是建立與分層次教學(xué)法相適應(yīng)的,按照由簡到繁、由易到難、循序漸近、逐層提高的原則編排基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗三個層次的物理實驗教學(xué)內(nèi)容體系。實驗教材的基礎(chǔ)是實驗。在實驗內(nèi)容和題目的選擇上,我們從經(jīng)典物理實驗中精心挑選了一些物理思想好、實驗方法典型的內(nèi)容編入教材,主要是加強對學(xué)生物理實驗基礎(chǔ)的訓(xùn)練,讓學(xué)生掌握基本的實驗知識、實驗方法、實驗技能和數(shù)據(jù)處理方法,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度。在注重基礎(chǔ)訓(xùn)練的同時,我們也十分重視物理實驗內(nèi)容的創(chuàng)新。物理實驗應(yīng)與時俱進,具有時代性,把反映時代特色的新技術(shù)、新成果納入實驗教學(xué);物理實驗教學(xué)還應(yīng)結(jié)合學(xué)校專業(yè)特點,把與專業(yè)緊密結(jié)合、應(yīng)用性強、物理內(nèi)涵豐富的實驗引入教學(xué),這樣更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的意識。仿真實驗是以學(xué)院物理實驗教學(xué)中心網(wǎng)站和仿真實驗室為平臺,介紹計算機模擬物理實驗的操作方法。學(xué)生通過仿真實驗的訓(xùn)練,可以在網(wǎng)上進行實驗預(yù)習(xí)和課外實驗。由于仿真實驗不受儀器設(shè)備和學(xué)時的限制,大大地豐富了開放式物理實驗教學(xué)的內(nèi)容。本教材是吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院基礎(chǔ)物理實驗教學(xué)中心全體教師辛勤勞動的成果。周輝教授審閱了書稿,并對教材編寫提出了許多寶貴的指導(dǎo)意見,在此表示衷心的感謝。此次成書由姜廣軍擔(dān)任主編,張彥純、向安潤擔(dān)任副主編。編寫的具體分工如下:姜廣軍編寫緒論、實驗1、實驗9、實驗20、實驗27、實驗28、實驗29、實驗35、實驗43及附錄;張彥純和王杰編寫實驗3、實驗7、實驗13、實驗14、實驗23、實驗34、實驗41及實驗42;向安潤編寫實驗2、實驗11、實驗25、實驗30、實驗31、實驗32、實驗38及仿真實驗;羅樹范和張薇薇編寫實驗12、實驗15、實驗16、實驗24及實驗33;李明非和張丹瑋編寫實驗6、實驗19、實驗26、實驗37及實驗39;付靜編寫實驗4、實驗5、實驗10、實驗18及實驗22;孟祥秋編寫實驗8、實驗17、實驗21、實驗36及實驗40。本教材在修訂過程中得到了院部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、儀器生產(chǎn)廠家的大力支持和幫助,同時參考了多所兄弟院校的大學(xué)物理實驗教材,在此表示衷心的感謝。由于經(jīng)驗不足,水平有限,教材中難免有疏漏之處,懇請讀者指正并多提寶貴建議。編者
前言第1章緒論111物理實驗課程的地位、目的和要求112測量與誤差213不確定度及測量結(jié)果表達式714有效數(shù)字1115實驗數(shù)據(jù)處理方法13第2章基礎(chǔ)性實驗16實驗1物體密度的測量16實驗2在氣墊導(dǎo)軌上測滑塊的速度和加速度21實驗3用扭擺法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量27實驗4溫差電偶的定標(biāo)與測溫33實驗5固體線脹系數(shù)的測定35實驗6熱管及其性能測試38實驗7電表的改裝與校準(zhǔn)40實驗8用惠斯通電橋測電阻45實驗9用電位差計測量電動勢48實驗10用霍爾元件測量螺線管軸向磁感應(yīng)強度的分布51實驗11示波器的使用57實驗12分光計的調(diào)節(jié)和使用66實驗13雙棱鏡干涉71實驗14用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑75實驗15用衍射光柵測量光波波長78實驗16光的偏振81第3章綜合性實驗87實驗17用動態(tài)懸掛法測定工程材料的彈性模量87實驗18RLC電路的暫態(tài)過程96實驗19熱敏電阻特性研究101實驗20聲速的測定104實驗21超聲波測試原理及應(yīng)用110實驗22鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線116實驗23邁克耳孫干涉儀的調(diào)節(jié)與使用122實驗24利用超聲光柵測聲速127實驗25太陽能電池的特性與應(yīng)用研究131實驗26全息照相的基本技術(shù)138實驗27電阻應(yīng)變式傳感器靈敏度特性的研究142實驗28金屬箔式應(yīng)變片交流全橋及其應(yīng)用151實驗29霍爾式傳感器的特性研究154實驗30光電效應(yīng)及普朗克常量的測定157實驗31夫蘭克赫茲實驗163實驗32核磁共振實驗166第4章設(shè)計性實驗171實驗33簡諧運動的研究171實驗34用伏安法測電阻173實驗35用電位差計校正電壓表175實驗36改裝毫安表178實驗37聲音頻率測量179實驗38熱電偶溫度計的設(shè)計180實驗39半導(dǎo)體溫度計的設(shè)計182實驗40用多普勒效應(yīng)測物體運動的速度183實驗41細(xì)絲直徑的測量184實驗42用邁克耳孫干涉儀測量透明薄片的折射率186實驗43應(yīng)用傳感器設(shè)計電子秤187第5章仿真實驗18951仿真實驗簡介18952仿真實驗舉例191仿真實驗1用拉伸法測金屬絲的彈性模量191仿真實驗2密立根油滴實驗197仿真實驗3氫氘光譜拍攝202附錄208附錄A基本物理常量的值208附錄B國際單位制(SI)簡介208附錄C20℃時幾種物質(zhì)的密度210附錄D20℃時某些金屬的彈性模量210附錄E某些固體的線脹系數(shù)210附錄F水的飽和蒸汽壓和溫度的關(guān)系表211