《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》參照教育部現(xiàn)行的《理工科類(lèi)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》，并結(jié)合西安石油大學(xué)的特色編撰而成。全書(shū)共8章70個(gè)實(shí)驗(yàn)，形成層次化、模塊化的內(nèi)容體系。《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》主要內(nèi)容有測(cè)量誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理，基本測(cè)量方法與儀器調(diào)節(jié)方法，常用儀器和器件簡(jiǎn)介，開(kāi)放式預(yù)備性物理實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn)等，并在各個(gè)實(shí)驗(yàn)中增設(shè)了“知識(shí)拓展”欄目，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和自行研究課題。
《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排，旨在使學(xué)生在基本測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理方法和實(shí)驗(yàn)基本技能方面得到培養(yǎng)和訓(xùn)練，逐步拓展思維和開(kāi)闊眼界，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)綜合運(yùn)用的能力，提升學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及科學(xué)研究的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。書(shū)中的一些實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐、科研聯(lián)系密切，具有很強(qiáng)的時(shí)代氣息。
《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》在確�！独砉た祁�(lèi)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》的前提下，在撰述上力求突出物理思想、在內(nèi)容的深度和廣度上以“寬、新、活、用”為圭臬，冀圖在凸顯現(xiàn)代理工科物理實(shí)驗(yàn)的特色上作些探索。
《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》為理工科院校各專(zhuān)業(yè)本科生的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書(shū)，也可作為物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的選題設(shè)計(jì)用書(shū)。
經(jīng)過(guò)多年的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)踐，編者對(duì)錢(qián)臨照、余瑞璜等老前輩關(guān)于“物理實(shí)驗(yàn)要突出物理思想”這一教育思想的內(nèi)涵有了比較深刻的理解和切身的體會(huì)。其實(shí)，就物理實(shí)驗(yàn)本身而言，無(wú)論從實(shí)驗(yàn)物理模型的建立、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)模型的推演到實(shí)驗(yàn)方案的確立，還是從實(shí)驗(yàn)的安排、實(shí)驗(yàn)儀器的選取、具體的操作、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)測(cè)、分析到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的吻合程度、數(shù)據(jù)處理、理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以及由實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的理論探索等，都蘊(yùn)含著極其豐富的物理思想內(nèi)涵，其精髓是實(shí)驗(yàn)的物理思想和由此建立的物理模型，這正是我們從事各種以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)研究的關(guān)鍵。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都蘊(yùn)含著極其豐富的物理思想內(nèi)涵，有其物理模型建立的奧妙之處，只要我們順著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行思索，就會(huì)探尋到設(shè)計(jì)者的基本思想方法，并從中領(lǐng)悟到精彩、巧妙的創(chuàng)意，吸收其中的營(yíng)養(yǎng)，從而學(xué)會(huì)最基本的實(shí)驗(yàn)科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論。
編者不斷受到上述思想方法的啟發(fā)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中堅(jiān)持突出物理思想，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論中得到升華，這樣，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力，又能提高教學(xué)效果，因此，本書(shū)編寫(xiě)有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，就是在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中突出基本物理思想和實(shí)驗(yàn)的基本方法，以啟迪學(xué)生對(duì)建立實(shí)驗(yàn)物理模型的正確理解，用以強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的信心和正確的思維理念。
另外，本書(shū)還優(yōu)選了部分科研成果，作為研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，編入教材中，力圖使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)科學(xué)中建立起正確的認(rèn)識(shí)論和方法論。
本書(shū)在體系結(jié)構(gòu)上打破了過(guò)去那種按“力、熱、聲、光、電”編排的傳統(tǒng)體系，重組為由基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)到綜合性實(shí)驗(yàn)，由設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)到研究性實(shí)驗(yàn)，從掌握基本知識(shí)和訓(xùn)練基本技能到培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識(shí)的能力和綜合技能，最終過(guò)渡到對(duì)科學(xué)研究方法和科學(xué)研究能力培養(yǎng)的、逐步提升的、層次化模塊化的教學(xué)新體系。
本書(shū)的編寫(xiě)是西安石油大學(xué)物理系從事物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員智慧的結(jié)晶，也融入了物理系參加中央地方共建實(shí)驗(yàn)室工作的所有教師的汗水和成果，匯集了部分教師所取得的科研成果，是這些成果帶動(dòng)了教學(xué)，使學(xué)生走進(jìn)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，并從科學(xué)研究中得到了基本科研技能和素養(yǎng)的培養(yǎng)和鍛煉。
前言
第1章 緒論
1.1 物理實(shí)驗(yàn)課程的目的和任務(wù)
1.2 物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)
1.3 物理實(shí)驗(yàn)室守則
第2章 測(cè)量誤差、不確定度和數(shù)據(jù)處理
2.1 測(cè)量與測(cè)量誤差
2.2 誤差分類(lèi)及相關(guān)知識(shí)
2.3 測(cè)量不確定度及其評(píng)定
2.4 有效數(shù)字
2.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法
2.6 數(shù)據(jù)處理實(shí)例
第3章 基本測(cè)量方法與儀器調(diào)節(jié)方法
3.1 基本測(cè)量方法
3.2 儀器調(diào)節(jié)方法
第4章 常用儀器和器件簡(jiǎn)介
4.1 長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器
4.2 時(shí)間測(cè)量?jī)x器
4.3 質(zhì)量稱(chēng)衡儀器
4.4 溫度測(cè)量?jī)x器
4.5 電磁測(cè)量?jī)x器
4.6 常用電子儀器
4.7 常用光學(xué)儀器
4.8 常用光源
第5章 開(kāi)放式預(yù)備性物理實(shí)驗(yàn)
5.1 長(zhǎng)度的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)1 用常用的量具測(cè)量物體的長(zhǎng)度
實(shí)驗(yàn)2 用光學(xué)法測(cè)量長(zhǎng)度
5.2 質(zhì)量的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)3 用天平測(cè)量物體的質(zhì)量和密度
5.3 時(shí)間的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)4 用機(jī)械秒表和電子秒表測(cè)量單擺的周期
5.4 電流的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)5 電流表和電壓表的使用及測(cè)量電路
實(shí)驗(yàn)6 電流表和電壓表的改裝與校準(zhǔn)
5.5 溫度的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)7 冰的熔解熱的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)8 用非平衡電橋測(cè)溫度
第6章 基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)
6.1 物性測(cè)量
實(shí)驗(yàn)9 液體比汽化熱的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)10 金屬絲彈性模量的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)11 金屬線(xiàn)膨脹系數(shù)的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)12 液體動(dòng)力粘度的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)13 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)14 熱敏電阻溫度特性研究
實(shí)驗(yàn)15 不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的測(cè)定
6.2 電磁實(shí)驗(yàn)與電磁參量測(cè)量
實(shí)驗(yàn)16 靜電場(chǎng)的描繪
實(shí)驗(yàn)17 用十一線(xiàn)電位差計(jì)測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)及其內(nèi)阻
實(shí)驗(yàn)18 低壓電位差計(jì)的使用
實(shí)驗(yàn)19 非線(xiàn)性元件伏安特性研究
實(shí)驗(yàn)20 用直流電橋測(cè)定電阻溫度系數(shù)
實(shí)驗(yàn)21 熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)量與標(biāo)定
實(shí)驗(yàn)22 用電位差計(jì)測(cè)量電表的內(nèi)阻和校準(zhǔn)電表
實(shí)驗(yàn)23 用單臂電橋測(cè)量中值電阻
實(shí)驗(yàn)24 用雙臂電橋測(cè)量低值電阻
實(shí)驗(yàn)25 示波器的使用
實(shí)驗(yàn)26 鐵磁材料磁化曲線(xiàn)與磁滯回線(xiàn)測(cè)繪
實(shí)驗(yàn)27 靈敏電流計(jì)特性的研究
實(shí)驗(yàn)28 載流線(xiàn)圈磁場(chǎng)分布的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)29 霍耳效應(yīng)及其應(yīng)用研究
實(shí)驗(yàn)30 RLC串聯(lián)電路暫態(tài)過(guò)程的研究
6.3 光學(xué)實(shí)驗(yàn)與光學(xué)參量測(cè)量
實(shí)驗(yàn)31 分光計(jì)的調(diào)整與玻璃三棱鏡折射率的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)32 等厚干涉——劈尖和牛頓環(huán)
實(shí)驗(yàn)33 光強(qiáng)分布的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)34 攝影與暗室技術(shù)
實(shí)驗(yàn)35 用光柵衍射法測(cè)量光的波長(zhǎng)
第7章 綜合性實(shí)驗(yàn)
7.1 一般綜合性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)36 用邁克爾遜干涉儀測(cè)量光波的波長(zhǎng)
實(shí)驗(yàn)37 超聲波在空氣中傳播速度的測(cè)量
實(shí)驗(yàn)38 用光電效應(yīng)法測(cè)定普朗克常數(shù)
實(shí)驗(yàn)39 夫蘭克?赫茲實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)40 電子荷質(zhì)比的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)41 用相位法測(cè)定聲速
實(shí)驗(yàn)42 彈簧振子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究
實(shí)驗(yàn)43 弦駐波的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)44 磁懸浮實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)45 黑體紅外光譜研究
7.2 應(yīng)用型綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)46 用旋光儀測(cè)定旋光溶液的旋光率和濃度
實(shí)驗(yàn)47 單縫衍射及在現(xiàn)代檢測(cè)中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)48 雙光束干涉測(cè)量空氣的折射率
實(shí)驗(yàn)49 光柵分光光度計(jì)
第8章 設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn)
8.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則
8.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的程序
8.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想方法
8.4 一般設(shè)計(jì)性與綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)50 電源控制電路特性研究
實(shí)驗(yàn)51 電勢(shì)補(bǔ)償法測(cè)量低電勢(shì)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)52 材料彈性模量和泊松比的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)53 半導(dǎo)體溫度計(jì)的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)54 電阻應(yīng)變片壓力傳感器特性研究與應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)55 硅光電池的光照特性研究
實(shí)驗(yàn)56 光敏電阻特性研究與光開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)57 聲、光控電路的設(shè)計(jì)與制作
實(shí)驗(yàn)58 三用表的設(shè)計(jì)、制作與校準(zhǔn)
實(shí)驗(yàn)59 細(xì)銅漆包線(xiàn)電阻率的測(cè)定與測(cè)量結(jié)果的評(píng)價(jià)
實(shí)驗(yàn)60 單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究
8.5 研究性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)61 980nm/1480nm泵浦激光器特性研究
實(shí)驗(yàn)62 摻鉺光纖熒光光源的研究
實(shí)驗(yàn)63 摻鉺光纖放大器的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)64 基于光纖Bragg光柵的摻鉺光纖激光器的研究
實(shí)驗(yàn)65 摻鉺光纖激光器波長(zhǎng)調(diào)諧技術(shù)研究
實(shí)驗(yàn)66 光纖光柵溫度響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)67 光纖光柵應(yīng)變響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)68 光纖光柵壓力響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)69 光纖光柵傳感增敏技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)70 解決光纖光柵溫度—應(yīng)變交叉敏感問(wèn)題的研究
附錄
附錄A 國(guó)際單位制（SI）基本單位
附錄B 基本物理常數(shù)
附錄C 20℃時(shí)部分金屬的彈性模量
附錄D 20℃時(shí)部分物質(zhì)的密度
附錄E 部分物質(zhì)中的聲速
附錄F 常用光源對(duì)應(yīng)的譜線(xiàn)波長(zhǎng)
附錄G 部分物質(zhì)的比熱容
附錄H 幾種常用熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)
附錄I 幾種純金屬的“紅限”波長(zhǎng)及功函數(shù)
附錄J 部分物質(zhì)的折射率（相對(duì)空氣）
附錄K 部分物質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)
附錄L 可見(jiàn)光波和頻率與顏色對(duì)應(yīng)關(guān)系
附錄M WPL型攝譜儀的倒線(xiàn)角散率
附錄N 幾種常用激光器的主要譜線(xiàn)
附錄O 部分型號(hào)霍耳元件參數(shù)表
附錄P 空氣的相對(duì)濕度與干濕球溫度計(jì)溫差的關(guān)系
附錄Q 水在不同溫度t下的飽和蒸汽壓pW
附錄R 不同溫度下純水的密度
一般地說(shuō)，大多數(shù)測(cè)量都是間接測(cè)量。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多原來(lái)只能以間接測(cè)量方式來(lái)獲得的物理量，現(xiàn)在也可采用直接的方式測(cè)量了。例如，電功率的測(cè)量，現(xiàn)在可用功率表直接測(cè)量，又如，速度也可用速率表直接測(cè)量等。
按測(cè)量條件是否相同又可將測(cè)量分為兩類(lèi)：
（1）等精度測(cè)量：在相同條件下進(jìn)行的一系列測(cè)量。例如，同一人員在同樣的環(huán)境下，在同一臺(tái)儀器上，采用相同測(cè)量方法，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量。
（2）非等精度測(cè)量：在測(cè)量過(guò)程中，若改變測(cè)量條件，如更換測(cè)量人員、更換測(cè)量?jī)x器、改變測(cè)量方法、更改測(cè)量參數(shù)以及改變測(cè)量環(huán)境等，則在測(cè)量條件變更前后，測(cè)量結(jié)果的精確度不會(huì)相同。
2.測(cè)量條件
測(cè)量條件是指一切能夠影響測(cè)量結(jié)果，而本質(zhì)上又可控制的全部因素。它包含有：進(jìn)行測(cè)量的人員、測(cè)量方法、測(cè)量?jī)x器與調(diào)整方法、環(huán)境條件等。環(huán)境條件是指測(cè)量過(guò)程中的環(huán)境溫度、濕度、大氣壓、氣流、振動(dòng)、輻射等。
2.1.3測(cè)量誤差
任何物質(zhì)都具有反映自身的特征量，這些量所具有的客觀(guān)、真實(shí)的數(shù)值稱(chēng)為這些物理量的真值。測(cè)量的目的就是要力求得到這些物理量的真值。但測(cè)量總是要依賴(lài)于進(jìn)行測(cè)量的人員、使用一定的儀器，依據(jù)一定的理論和方法，在一定的環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行的。在測(cè)量過(guò)程中，由于受到測(cè)量人員的水平、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法和測(cè)量條件的限制或受一些不確定因素的影響，使測(cè)量結(jié)果與客觀(guān)存在的真值不可能完全相同，總是存在一定的差異，也就是說(shuō)，被測(cè)值只能是該真值的近似值。
……
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