大學物理實驗課是高等院校理工科專業(yè)必修的一門基礎課程,是大學生系統(tǒng)學習科學實驗基礎知識、實驗方法和實驗技術的入門課程。本書共分4章。第一章為物理實驗基礎理論;第二章為基礎性實驗,力求通過24個實驗項目,使學生在實驗觀察、分析和對物理量的測量中學習物理實驗的基本方法和基本技能,了解科學實驗的一般方法與特點,培養(yǎng)和提高學生的獨立動手能力;第三章為綜合性實驗,共19個實驗項目,學生可綜合運用不同章節(jié)的知識、不同的實驗技能和方法完成實驗項目,目標是提高學生對實驗方法和實驗技能的綜合運用能力。第四章是設計性實驗,共安排7個實驗,由學生運用所學知識獨立提出實驗方案及具體實施方法。
本書可作為高等學校本科生大學物理實驗課程教材,也可供相關技術人員參考。
目 錄
第一章 物理實驗基礎知識 1
第一節(jié) 測量與誤差 1
一、測量及其分類 1
二、誤差 1
三、誤差的分類 2
第二節(jié) 誤差估算及評定方法 5
一、算術平均值 5
二、算術平均偏差和標準偏差 5
三、不確定度 7
四、測量結果的報道 8
第三節(jié) 測量誤差估算及評定 9
一、直接測量結果的誤差估算及評定方法 9
二、簡接測量結果的誤差估算及評定方法 10
第四節(jié) 有效數(shù)字及其運算法則 12
一、有效數(shù)字的概念及其基本性質(zhì) 12
二、有效數(shù)字的修約規(guī)則 13
三、有效數(shù)字的運算法則 14
四、有效數(shù)字運算注意事項 16
第五節(jié) 物理實驗的基本測量方法 17
一、比較測量法 17
二、放大測量法 18
三、補償測量法 20
四、轉換測量法 20
五、模擬測量法 22
六、平衡法 24
七、干涉法 25
八、示蹤法 25
九、強化法 25
第六節(jié) 常用實驗數(shù)據(jù)處理方法 25
一、列表法 25
二、圖像處理法 26
三、分組求差法 28
四、分組計算法 29
五、逐差法 30
六、最小二乘法 33
第二章 基礎性實驗 36
實驗一 單擺振動的研究 36
實驗二 自由落體運動特性研究 41
實驗三 剛體轉動慣量的測定 44
實驗四 彎曲法測量橫梁的楊氏模量 49
實驗五 光杠桿法測量楊氏模量 52
實驗六 固體密度和液體密度的測量 55
實驗七 落球法測量液體的黏滯系數(shù) 59
實驗八 液體比熱容的測定 63
實驗九 電熱法測固體的比熱容 66
實驗十 電熱法熱功當量的測量 69
實驗十一 混合法測量冰的熔化熱 71
實驗十二 非良導體熱導率的測量 74
實驗十三 冷卻規(guī)律的研究 78
實驗十四 靜電場的描繪 80
實驗十五 霍爾法測量圓線圈和亥姆霍茲線圈的磁場 87
實驗十六 制流電路與分壓電路 97
實驗十七 惠斯通電橋測電阻 102
實驗十八 雙臂電橋測低電阻 105
實驗十九 直流電表改裝與校準 109
實驗二十 常用電學元器件伏安特性的研究 114
實驗二十一 分光計的調(diào)節(jié)及三棱鏡折射率的測量 119
實驗二十二 光的等厚干涉 127
實驗二十三 薄透鏡焦距的測量 132
實驗二十四 用旋光儀測旋光性溶液的旋光率和濃度 139
第三章 綜合性實驗 143
實驗二十五 聲速的測量 143
實驗二十六 用氣墊導軌研究力學規(guī)律 151
實驗二十七 弦上駐波的研究 161
實驗二十八 受迫振動與共振的研究 168
實驗二十九 壓力傳感器基本特性的研究 173
實驗三十 溫度傳感器及半導體制冷實驗研究 182
實驗三十一 絕熱膨脹法測定空氣比熱容比 194
實驗三十二 振動法測定空氣比熱容比 200
實驗三十三 拉脫法測量液體表面張力系數(shù) 205
實驗三十四 金屬線膨脹系數(shù)的測量 210
實驗三十五 示波器的使用 215
實驗三十六 RLC電路暫態(tài)特性的研究 253
實驗三十七 電子束在電場和磁場中的運動的研究 261
實驗三十八 霍爾效應研究 270
實驗三十九 偏振光實驗研究 283
實驗四十 邁克耳孫干涉儀 291
實驗四十一 法布里-珀羅干涉儀 298
實驗四十二 單絲、單縫、小孔夫瑯禾費衍射 305
實驗四十三 用光柵衍射法測量光波波長 308
第四章 設計性實驗 313
實驗四十四 熱電偶定標與熱電偶溫度計設計 313
實驗四十五 電阻溫度計與非平衡電橋 314
實驗四十六 溫度計設計 314
實驗四十七 液體密度的實時測量 315
實驗四十八 電子秤的設計 315
實驗四十九 單雙臂電橋的設計 316
實驗五十 歐姆表的改裝與校準 316
附錄I 大學物理實驗課程體系、內(nèi)容及教學要求 318
附錄II 國際單位值(SI) 323
附錄III 常用基本物理常量表 325
附錄IV 常見固體和液體的密度 326
附錄V 常見固體和液體的比熱容 327
附錄VI 常見液體的黏滯系數(shù) 328
附錄VII 水的表面張力系數(shù) 329
附錄VIII 歷年諾貝爾物理學獎獲得者 330
參考文獻 336