本书根据教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会新颁布的大学物理实验课程基本要求编写而成。全书包括基础性实验、综合性实验、设计性研究性实验、演示实验等，各类实验共计64个。本书贯彻技能型学校着力培养学生动手能力、实践能力、创新能力的宗旨，在突出基本技能训练的同时增大了综合性、设计性实验的比重，以切实提高学生的综合实践能力和创新能力。本书可作为普通高等院校理工科各专业的大学物理实验教材，也可供教师备课或学生自主学习之用。
本书根据我们多年来的大学物理实验课程建设和教学改革经验,在《大学物理实验教程(第2版)》和《大学物理实验指导》的基础上,按照教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会颁布的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》编写而成,适合理工科各专业大学物理实验教学使用。
考虑到应用型本科转型的特点,教材的编写宗旨是以学生自主学习为基础,注重培养学生的创新能力,侧重基础知识在各专业学习过程中的应用。同时,本书凝练了课程建设和教学改革成果的内容,加强综合性、设计性实验的比重,加强学生实验创新能力的培养和训练,并利用演示实验激发学生的实验兴趣和拓展学生的实验个性。
在实验项目分类上,根据转型的必要性,注重模块化、分层次的理论和实验教学模式,根据应用型本科实验教学的实际情况,按照实验训练的性质和层次分为基础性实验,综合性实验、创新设计性实验及演示实验四个层次。力求贯彻以学生为本的理念,注重基础性、实践性、探索性、开放性的有机统一。强化培养学生物理思想、物理模型的实际应用能力,增强物理实验方法的基本训练,提高学生的综合实验能力,为培养学生创新意识和创新能力发挥很好的作用。
参与本书编写的有:李艳萍(绪论、第1章、实验4.5、实验4.6、实验4.7、实验4.8)、苏中乾(实验6.1、实验6.3)、苑忠英(第2章、第5章及附录)、张咏明(实验3.5、实验3.6、实验3.7、实验3.11、实验3.12、实验3.13、实验3.14、实验3.15、实验3.16、实验4.1)、刘志远(实验3.1、实验3.2、实验3.3、实验3.4、实验3.8、实验3.9、实验3.10、实验4.2、实验4.3、实验4.4、实验4.9)、刘忠坤(实验6.2、实验6.4、第7章)。在编写过程中参考了许多兄弟院校的相关教材,在此表示衷心的感谢!由于编者的经验和水平有限,不妥之处在所难免,恳请读者和同行专家批评指正。
编者
前言
绪论 1
第1 章 测量误差与数据处理 5
1. 1 测量 5
1. 1. 1 测量的定义 5
1. 1. 2 直接测量和间接测量 5
1. 1. 3 基本单位和导出单位 6
1. 1. 4 误差与误差分析 6
1. 1. 5 测量不确定度 9
1. 2 有效数字 13
1. 2. 1 有效数字和仪器读数规则 13
1. 2. 2 有效数字的运算及修约规则 15
1. 3 数据处理的常用方法 17
1. 3. 1 列表法 17
1. 3. 2 作图法 17
1. 3. 3 逐差法 19
1. 3. 4 最小二乘法和一元线性回归 20
1. 4 物理实验的基本方法 21
1. 4. 1 比较法 21
1. 4. 2 放大法 21
1. 4. 3 补偿法 22
1. 4. 4 转换法 22
1. 4. 5 模拟法 23
第2 章 基本实验仪器的使用和操作
方法 25
2. 1 力学、热学实验常用仪器 25
2. 2 电磁学实验常用仪器 32
2. 3 光学实验常用仪器 36
2. 4 基本操作方法 39
第3 章 基础性实验 42
3. 1 长度的测量 42
3. 2 密度的测量 47
3. 3 转动惯量的测量 49
3. 4 弯梁法测量金属材料的弹性模量 55
3. 5 测金属丝的线膨胀系数 59
3. 6 金属电阻温度系数的测定 61
3. 7 分光计的调整与使用 62
<拓展> 68
3. 8 用分光计测折射率 70
3. 9 牛顿环 72
<拓展> 75
3. 10 电表的改装与校准 76
<拓展> 80
3. 11 电阻的伏安特性研究 81
3. 12 多用表的使用 85
3. 13 箱式电桥测电阻 90
3. 14 静电场的描绘 95
<拓展> 99
3. 15 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化
曲线 100
3. 16 示波器的调整与使用 104
第4 章 综合性实验 118
4. 1 声速测定 118
4. 2 压力传感器特性研究及其应用 126
4. 3 液体表面张力系数的测量 129
4. 4 用分光计测光栅常数和波长 131
4. 5 光电效应法测定普朗克常量 135
4. 6 密立根油滴实验测量电子电荷 140
4. 7 霍尔效应测磁场 146
4. 8 电阻特性的研究 148
4. 8. 1 热敏电阻温度特性的研究 148
4. 8. 2 光敏电阻的光电特性研究 150
4. 9 数字万用表实验 151
第5 章 设计性研究性实验 159
5. 1 设计性研究性实验的性质和任务 159
5. 1. 1 设计性研究性实验概述 159
5. 1. 2 设计性研究性实验的实施程序 159
Ⅴ
5. 2 实验方案的选择 160
5. 2. 1 实验方法的选择 160
5. 2. 2 测量方法的选择 160
5. 2. 3 测量仪器的选择与配套 161
5. 2. 4 测量条件的选择 162
5. 2. 5 数据处理方法的选择 163
5. 2. 6 设计性研究性实验的要求 164
5. 3 重力加速度的测定 164
5. 4 不规则固体密度的测定 166
5. 5 电表内阻的测定 167
5. 6 望远镜与显微镜的组装 169
5. 7 简谐振动的研究 171
5. 8 滑动变阻器的使用与电器控制 173
5. 9 万用电表的设计 177
5. 10 测定物体折射率 183
5. 11 纺织品介电常数的测定 185
5. 12 电阻温度计的设计 187
第6 章 综合创新型设计实验 189
6. 1 力学综合实验仪的应用实验 189
6. 1. 1 用三线摆法测定物体的转动
惯量 189
6. 1. 2 用扭摆法测定金属材料的切变
模量 194
6. 1. 3 研究单摆的运动特性 197
6. 1. 4 复摆特性的研究 201
6. 1. 5 双线摆碰撞打靶研究平抛运动 204
6. 1. 6 用自由落体法测量重力加速度 206
6. 1. 7 惯性秤的定标与物体惯性质量的
测定 209
6. 2 热学综合实验 214
6. 2. 1 热电阻特性实验 217
6. 2. 2 PN 结正向压降与温度关系的
研究和应用 220
6. 2. 3 集成温度传感器 224
6. 2. 4 固体线胀系数的测量 227
6. 3 电磁学综合实验 231
6. 3. 1 基本电路的测量 232
6. 3. 2 基本仪器的使用 233
6. 3. 3 整流滤波电路 236
6. 3. 4 稳压电路 238
6. 3. 5 RC 一阶电路响应与研究 240
6. 3. 6 二阶电路的响应研究 245
6. 3. 7 电路混沌效应 248
6. 3. 8 霍尔效应、亥姆霍兹线圈磁场
实验、螺线管磁场测量实验 249
6. 4 光学综合实验 260
6. 4. 1 透镜焦距的测定 260
6. 4. 2 单缝衍射实验 263
6. 4. 3 细丝直径的测量(选做) 266
6. 4. 4 偏振光实验 267
6. 4. 5 三棱镜实验 273
6. 4. 6 双棱镜干涉 275
第7 章 演示实验 280
7. 1 跳环式楞次定律演示 280
7. 2 电磁炮 280
7. 3 温差发电演示 281
7. 4 质心运动演示 282
7. 5 茹可夫斯基凳演示 283
7. 6 转盘式科里奥利力演示 285
7. 7 海市蜃楼演示 286
7. 8 逆风行舟 287
7. 9 辉光球 288
7. 10 白光反射全息图 289
7. 11 水波演示 290
7. 12 角动量合成演示 292
7. 13 亥姆霍兹线圈磁场演示 293
7. 1
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