本書根據(jù)高等工業(yè)學(xué)!独砉た祁惔髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》(2010年版),結(jié)合近年來(lái)實(shí)驗(yàn)理念的發(fā)展和風(fēng)格演變編寫而成。本書共7章,前2章系統(tǒng)地介紹了與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基本知識(shí),包括實(shí)驗(yàn)誤差和數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)、物理實(shí)驗(yàn)的常用方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)、常規(guī)儀器的工作原理和使用方法。后面幾章包括銜接中學(xué)知識(shí)的預(yù)備性實(shí)驗(yàn)、加深物理規(guī)律理解的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、開闊視野和提高實(shí)驗(yàn)技能的近代物理與綜合性實(shí)驗(yàn)、培養(yǎng)學(xué)生探索與創(chuàng)新精神的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后最先接觸的獨(dú)立的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。雖然物理實(shí)驗(yàn)必須以物理學(xué)的理論為基礎(chǔ),需要運(yùn)用物理學(xué)的原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或研究,但它并不是“大學(xué)物理學(xué)”課程的分支或組成部分,它不是單純以驗(yàn)證物理定律和加深物理規(guī)律的理解為主要目的,而是通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù)和測(cè)量方法,培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力,提高其科學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合素質(zhì)。它是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識(shí)的不可缺少的重要基礎(chǔ)課程。
我們根據(jù)《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》(2010年版),在杭州電子科技大學(xué)建校40年來(lái)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及參加浙江省大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新競(jìng)賽的實(shí)踐基礎(chǔ)上,參考2017年高考改革浙江省普通工科院校對(duì)物理學(xué)的要求,結(jié)合我校相關(guān)專業(yè)的特色,繼承了2010年出版的《大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理教程》的優(yōu)點(diǎn),編寫成適用于不同物理基礎(chǔ)的新生和通過(guò)自學(xué)參加實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新競(jìng)賽的學(xué)生的多層次教材。
為適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,充分利用互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)性和普遍性,本教材配套搭建了網(wǎng)站和手機(jī)APP,部分實(shí)驗(yàn)的視頻、實(shí)驗(yàn)擴(kuò)充知識(shí)和拓展內(nèi)容的閱讀資料在網(wǎng)站或手機(jī)APP中均可查看,通過(guò)打造立體化的教材,方便學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)及自學(xué),并且增加教材的深度和廣度。教材的立體化為物理實(shí)驗(yàn)的翻轉(zhuǎn)課堂提供必要的支撐。
我們?cè)诮滩膬?nèi)容的編排上作了一定的調(diào)整,以適應(yīng)不同層次學(xué)生的需求。新高考制度下物理作為選考內(nèi)容,學(xué)生的物理基礎(chǔ)參差不齊。為此,本書設(shè)置部分簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)作為中學(xué)和大學(xué)的銜接實(shí)驗(yàn),供學(xué)生選修。根據(jù)當(dāng)前學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀、市場(chǎng)需求,實(shí)驗(yàn)教材在“保證基礎(chǔ)”的情況下,加強(qiáng)“面向應(yīng)用”的內(nèi)容,增加了新技術(shù)和新知識(shí)的介紹和相關(guān)的實(shí)驗(yàn),如包含傳感器技術(shù)和Pasco數(shù)據(jù)處理的Pasco綜合實(shí)驗(yàn)、LED發(fā)光特性實(shí)驗(yàn)、數(shù)字式示波器和數(shù)字萬(wàn)用表的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。新增單片機(jī)原理及其簡(jiǎn)單應(yīng)用、MATLAB在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用等內(nèi)容,供有需要的學(xué)生參考。
本書按實(shí)驗(yàn)層次分成7章,包括:實(shí)驗(yàn)誤差與數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí),物理實(shí)驗(yàn)的常用方法與相關(guān)技術(shù),預(yù)備性實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),近代物理與綜合實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn),計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等,涵蓋物理學(xué)中力、熱、光、電的基礎(chǔ)與應(yīng)用。
參加本教材編寫的有葛凡(前言,緒論,附錄),鄭飛躍(第1章,第2章,實(shí)驗(yàn)21、23、24、43、44、47、49),徐嫣紅(實(shí)驗(yàn)1、2、6、7、8、9、10、14、15、16、17,22、27、29、31、32、36、37、38、39、40、41、45、46),尤素萍(實(shí)驗(yàn)3、11、12、18、20、28、33、35、42),黃華(實(shí)驗(yàn)4、5、13、19、34),蔡本曉(實(shí)驗(yàn)26、48、7.1、7.4),黃春云(實(shí)驗(yàn)25、30、7.3),彭輝麗(7.2)。葛凡、鄭飛躍負(fù)責(zé)統(tǒng)稿和文字潤(rùn)色。實(shí)驗(yàn)PPT與視頻由編寫教材老師制作,尤素萍負(fù)責(zé)編輯加工。吳躍麗、石小燕、邵春強(qiáng)等老師參與了部分實(shí)驗(yàn)視頻的錄制,在此表示衷心的感謝。
本教材在編寫中參考了國(guó)內(nèi)一些兄弟院校的教材,在此謹(jǐn)對(duì)相關(guān)作者表示衷心的感謝。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一項(xiàng)集體工作,教學(xué)內(nèi)容和教材的形成凝聚了杭州電子科技大學(xué)全體同仁長(zhǎng)年努力工作的心血。
限于我們的學(xué)識(shí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),書中還會(huì)存在不足和差錯(cuò)之處,敬請(qǐng)讀者提出寶貴意見與建議,以便修正。
緒論
第1章 實(shí)驗(yàn)誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí)
1.1 測(cè)量與誤差
1.2 隨機(jī)誤差和測(cè)量結(jié)果的表示
1.3 有效數(shù)字及其運(yùn)算
1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法
習(xí)題
第2章 物理實(shí)驗(yàn)的常用方法與相關(guān)技術(shù)
2.1 物理實(shí)驗(yàn)的常用測(cè)量方法
2.2 物理實(shí)驗(yàn)的常用儀器
2.3 物理實(shí)驗(yàn)中的調(diào)整與操作技術(shù)
2.4 物理實(shí)驗(yàn)中的基本技術(shù)
第3章 預(yù)備性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)01 密度的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)02 單擺測(cè)重力加速度
實(shí)驗(yàn)03 數(shù)字萬(wàn)用表的使用
實(shí)驗(yàn)04 用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)
實(shí)驗(yàn)05 示波器的使用
實(shí)驗(yàn)06 滑線變阻器的限流與分壓
實(shí)驗(yàn)07 薄透鏡焦距的測(cè)量
第4章 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)08 用拉伸法測(cè)量金屬絲的楊氏模量
實(shí)驗(yàn)09 用扭擺法測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
實(shí)驗(yàn)10 液體表面張力系數(shù)的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)11 液體黏度的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)12 固定均勻弦振動(dòng)的研究
實(shí)驗(yàn)13 動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)14 空氣比熱容比的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)15 導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)16 金屬線脹系數(shù)的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)17 電子束的偏轉(zhuǎn)與聚焦及電子比荷的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)18 電勢(shì)差計(jì)的原理和使用
實(shí)驗(yàn)19 霍耳效應(yīng)及其應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)20 硅光電池的特性及其應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)21 惠斯通電橋測(cè)電阻
實(shí)驗(yàn)22 RLC電路諧振特性的研究
實(shí)驗(yàn)23 RC串聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)過(guò)程
實(shí)驗(yàn)24 單縫和雙縫衍射的光強(qiáng)分布
實(shí)驗(yàn)25 光的等厚干涉——牛頓環(huán)、劈尖
實(shí)驗(yàn)26 分光計(jì)的調(diào)整及棱鏡折射率的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)27 用雙棱鏡干涉測(cè)光波波長(zhǎng)
實(shí)驗(yàn)28 光的偏振
實(shí)驗(yàn)29 光柵的衍射
第5章 近代物理和綜合性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)30 邁克耳孫干涉儀的調(diào)整和使用
實(shí)驗(yàn)31 Nd:YAG激光器的調(diào)整技術(shù)
實(shí)驗(yàn)32 激光器特性的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)33 光電效應(yīng)法測(cè)普朗克常量
實(shí)驗(yàn)34 聲速的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)35 用波爾共振儀研究受迫振動(dòng)
實(shí)驗(yàn)36 全息照相
實(shí)驗(yàn)37 密立根油滴儀測(cè)量電子的電荷量
實(shí)驗(yàn)38 弗蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)39 熱輻射與紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)
第6章 設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)40 誤差分配和實(shí)驗(yàn)儀器的選擇
實(shí)驗(yàn)41 重力加速度的研究
實(shí)驗(yàn)42 電表的改裝與校準(zhǔn)
實(shí)驗(yàn)43 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的研究
實(shí)驗(yàn)44 伏安法測(cè)非線性電阻
實(shí)驗(yàn)45 簡(jiǎn)易歐姆表的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)46 光柵特性的研究
實(shí)驗(yàn)47 望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡的組裝
實(shí)驗(yàn)48 LED電流與光通量關(guān)系曲線的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)49 電子溫度計(jì)的制作
第7章 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與智能化實(shí)驗(yàn)
7.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
7.2 PASCO系統(tǒng)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
7.3 MATLAB在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
7.4 單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用
附錄 常用物理數(shù)據(jù)簡(jiǎn)表
Ⅰ 中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位
Ⅱ 一些常用的物理數(shù)據(jù)