本教材全書共7章,系統(tǒng)介紹了與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)有關(guān)的數(shù)據(jù)處理知識(shí),全面闡述了物理實(shí)驗(yàn)中常用的七種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法,安排了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)12個(gè)、應(yīng)用性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)11個(gè)、綜合及近代物理實(shí)驗(yàn)12個(gè),并介紹了物理實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)模擬。
本書在總結(jié)普通高等院校多年來(lái)工科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐的基礎(chǔ)上, 為適應(yīng)新的教育教學(xué)改革和發(fā)展而編寫的。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是面向理工科各專業(yè)本科生的重要基礎(chǔ)課之一,是大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后早接受的關(guān)于實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的系統(tǒng)訓(xùn)練,它對(duì)人才培養(yǎng)有著不可替代的關(guān)鍵作用。對(duì)本課程的學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力,提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新精神。
編寫教材是教學(xué)工作的基本要素之一,而高質(zhì)量的教材是提高教學(xué)質(zhì)量的基本要素,使用合適的教材能夠提高課堂的教學(xué)效果和質(zhì)量。本書是根據(jù)《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求(正式報(bào)告稿)》,結(jié)合當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)際編寫而成的。本書以加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)為宗旨,以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和操作技能、引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維、理論聯(lián)系實(shí)際為目的,針對(duì)不同專業(yè),結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn),選取不同的實(shí)驗(yàn),以便更好地加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)的技能操作,充分顯示學(xué)生動(dòng)手能力的優(yōu)勢(shì)。
本書內(nèi)容包括誤差和數(shù)據(jù)處理、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等33個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。按照36學(xué)時(shí)的教學(xué)計(jì)劃,并結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn),每個(gè)學(xué)生可以選作12個(gè)實(shí)驗(yàn)。
本書的編寫參考了一些院校的實(shí)驗(yàn)教材,在此向這些教材的作者表示感謝。由于編者水平有限,書中不足之處在所難免,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
胡波,講師,武漢東湖學(xué)院公共課部物理教研室實(shí)驗(yàn)室主任。2005——至今,任教于武漢東湖學(xué)院。2019年,高水平論文EI兩篇:《實(shí)驗(yàn)室安全管理模式的研究與實(shí)踐》《人工智能應(yīng)用現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)研究》
緒論1
第一章 測(cè)量誤差、不確定度及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)3
第一節(jié) 測(cè)量誤差的基本知識(shí)3
第二節(jié) 不確定度的基本概念9
第三節(jié) 直接測(cè)量結(jié)果與不確定度的估算11
第四節(jié) 間接測(cè)量結(jié)果與不確定度的估算14
第五節(jié) 有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則16
第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的一般方法20
習(xí)題28
第二章 力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)35
實(shí)驗(yàn)一 長(zhǎng)度的測(cè)量及圓柱體標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算35
實(shí)驗(yàn)二 氣墊導(dǎo)軌上的實(shí)驗(yàn)——速度和加速度的測(cè)量40
實(shí)驗(yàn)三 彈簧振子的簡(jiǎn)諧振動(dòng)44
實(shí)驗(yàn)四 駐波法測(cè)聲速47
實(shí)驗(yàn)五 用動(dòng)態(tài)法測(cè)定金屬的楊氏模量50
實(shí)驗(yàn)六 三線擺測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量53
實(shí)驗(yàn)七 冷卻法測(cè)量金屬的比熱容57
實(shí)驗(yàn)八 熱電偶溫度計(jì)的標(biāo)度59
實(shí)驗(yàn)九 拉脫法測(cè)定液體表面張力系數(shù)63
第三章 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)67
實(shí)驗(yàn)十 伏安法測(cè)電阻、晶體二極管特征67
實(shí)驗(yàn)十一 直流電橋測(cè)電阻69
實(shí)驗(yàn)十二 用補(bǔ)償法測(cè)量電壓、電流和電阻72
實(shí)驗(yàn)十三 交流電路中功率和功率因數(shù)的測(cè)量77
實(shí)驗(yàn)十四 RLC串聯(lián)電路的測(cè)量與分析80
實(shí)驗(yàn)十五 霍爾效應(yīng)86
實(shí)驗(yàn)十六 電表改裝與校準(zhǔn)92
實(shí)驗(yàn)十七 交流電橋96
實(shí)驗(yàn)十八 交流電路的諧振100
實(shí)驗(yàn)十九 示波器的原理及應(yīng)用105
實(shí)驗(yàn)二十 RLC串聯(lián)電路的穩(wěn)態(tài)特性112
實(shí)驗(yàn)二十一 靜電場(chǎng)描繪118
第四章 光學(xué)實(shí)驗(yàn)122
實(shí)驗(yàn)二十二 薄透鏡焦距的測(cè)定122
實(shí)驗(yàn)二十三 分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用126
實(shí)驗(yàn)二十四 等厚干涉現(xiàn)象與應(yīng)用134
實(shí)驗(yàn)二十五 邁克耳孫干涉儀138
實(shí)驗(yàn)二十六 光的單縫衍射及光強(qiáng)分布的測(cè)定143
實(shí)驗(yàn)二十七 衍射光柵測(cè)定光波波長(zhǎng)146
實(shí)驗(yàn)二十八 偏振光的獲得與檢驗(yàn)149
實(shí)驗(yàn)二十九 超聲光柵測(cè)定液體中的聲速153
第五章 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)158
實(shí)驗(yàn)三十 光電效應(yīng)158
實(shí)驗(yàn)三十一 全息照相162
實(shí)驗(yàn)三十二 半導(dǎo)體熱敏電阻的溫度特性研究166
附錄A 基本常數(shù)表169