緒論

第1章測量誤差與數據處理

1.1測量的基本概念

1.2測量誤差的基本概念

1.3測量結果的評定和不確定度

1.4有效數字及其運算規則

1.5數據處理的基本方法

1.6MATLAB軟件在物理實驗中的應用

第2章基礎實驗

實驗2.１長度測量

實驗2.2拉伸法測金屬絲的彈性模量

實驗2.3光杠杆法測固體的線脹繫數

實驗2.4金屬線脹繫數的測量

實驗2.5剛體轉動實驗

實驗2.6三線擺測剛體轉動慣量

實驗2.7扭擺法測剛體轉動慣量

實驗2.8空氣熱容比的測定

實驗2.9液體表面張力的測定

實驗2.１0液體黏滯繫數的測定

實驗2.11物質熱導率的測定

實驗2.12聲速測定

實驗2.13電表的改裝和校準

實驗2.１4非線性電阻的伏安特性曲線

實驗2.15惠斯登電橋測量金屬熱電阻的溫度繫數

實驗2.16雙臂電橋測低電阻

實驗2.17靈敏電流計的特性研究

實驗2.18用模擬法測繪靜電場

實驗2.19電位差計測量熱電偶的溫差電動勢

實驗2.20模擬式示波器的原理及使用

實驗2.21ＲＬＣ串聯交流電路的研究

實驗2.22霍爾效應測磁場

實驗2.23螺線管軸向磁感應強度分布的測定

實驗2.24鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線

實驗2.25鐵磁材料居裡溫度的測量

實驗2.26薄透鏡焦距的測量

實驗2.27分光計的結構和儀器的調整

實驗2.28測玻璃折射率

實驗2.29光柵的特性及光柵常數的測定

實驗2.30雙稜鏡干涉

實驗2.31牛頓環實驗

實驗2.32劈尖干涉

實驗2.33偏振光的觀測與應用

實驗2.34用旋光儀測旋光性溶液的旋光率和濃度

實驗２.３５邁克耳孫干涉儀的調整和使用

第3章綜合實驗

實驗3.1太陽能電池基本特性測試實驗

實驗３.２ＰＮ結正向壓降與溫度關繫的研究和應用

實驗3.3電子束實驗

實驗３.４磁阻效應實驗

實驗３.５用磁阻傳感器測量地磁場

實驗3.6密立根油滴實驗

實驗３.７夫蘭克.赫茲實驗

實驗3.8光電效應及普朗克常量的測定

實驗3.９液晶電光效應實驗

實驗３.１０硅光電池特性研究實驗

實驗３.１１音頻信號光纖傳輸技術實驗

實驗3.12數字示波器的使用

第4章設計性實驗

實驗4.1萬用電表的設計與組裝

實驗4.2小功率直流穩壓電源的設計與制作

實驗4.3平面靜摩擦力和動摩擦力的探究

實驗4.4“風洞”實驗

實驗4.5測量音叉的固有頻率

實驗4.6基於數字示波器的重力加速度測定

實驗4.7基於聲速測量方法的空氣熱容比測定

實驗4.8熱電制冷的研究

實驗4.9熱電偶的冷端補償

實驗4.1件及電路的設計與研究

實驗4.1件交直流特性研究

實驗4.12雙稜鏡干涉及其圖像處理

實驗4.13光的色散實驗研究

實驗4.14用光纖位移傳感器測量位移

附錄A中華人民共和國法定計量單位

附錄B物理學常用數表

參考文獻

大學物理實驗課程是高等理工科院校的一門重要的實驗課程。本課程通過物理實驗對學生進行科學實驗方法和實驗技能的基本訓練，以培養學生的實驗能力和科學素質。大學物理實驗課程覆蓋面廣，實驗原理、內容和方法廣泛應用於科學技術中。隨著科學技術的飛速發展，各學科之間相互滲透，物理實驗項目和實驗方法不斷更新，帶動實驗技術和實驗水平不斷提高。而教材作為教學內容的載體，是教學水平、教學質量的基本保證，也是課程體繫和課程內容改革成果的核心體現。因此實驗教材的不斷推陳出新是課程建設的必然要求。大學物理實驗教材編寫原則是緊扣大學物理課程的內容，結合相關學科新技術的發展，自成體繫。源於物理，而廣於物理。突出實驗中測量物理量的實驗原理、實驗方法和操作技能，在觀察、測量與分析中進一步認識物理思想，培養學生用實驗方法探索問題、解決問題的能力。同時，結合教學中對數字技術和智能儀器原理的介紹，使學生能夠適應現代化工程技術發展的需求。全書共分4章。第1章是測量誤差與數據處理。繫統地論述了測量及測量誤差等方面的基本知識，並介紹了測量、計量、量值傳遞、檢定等概念，采用簡化模式，嘗試用不確定度評定測量結果，力求與國家的技術規範相一致，思想較新穎。增加了MATLAB軟件在物理實驗中的應用，MATLAB是一個具有強大運算功能和作圖功能的應用軟件，結合大學物理實驗進行初步應用，為學生逐步掌握用計算機語言解決實際問題打下基礎。第2章是基礎實驗，精選了35個典型的基礎實驗，涵蓋了力學、熱學、電磁學、光學等測試技術方面的內容。第3章是綜合實驗，選編了12個實驗項目，包括了近代物理、半導體物理、物理學與交叉學科等方面的內容。第4章是設計性實驗，提出了14組實驗，設計性實驗是在基礎實驗和綜合實驗基礎上開設的，與前面的實驗既有聯繫，又有提高，選編的實驗難易適中，具有可操作性，並且簡易實用。本教材編寫時，總結了多位編者多年來的物理實驗教學經驗及近年來物理實驗的研究成果和創新內容，並結合各專業特點，把物理量的測量以及在工程技術中的應用作為重點突出在教材中。本教材選編的實驗，既有經過長期教學實踐、內容較為經典的實驗，又有物理技術與計算機技術相結合的新實驗。各個實驗之間既相互獨立，又循序漸進、相輔相成，形成一個完整的體繫。教學過程中使學生在實驗方法、實驗技術和實驗儀器使用方面都能夠得到全面而繫統的訓練。本教材在編寫上力求簡明、實用，淺入深出，每個實驗的目的明確、實驗原理敘述清楚、實驗步驟條理分明，學生可依次操作，數據處理要求規範，還配有思考題，供學生在實驗後進行分析討論，以鞏固所學知識和開闊視野。本書由葛松華、唐亞明主編，參加本書編寫的還有王澤華、朱國全、楊清雷、劉珂，全書由葛松華和唐亞明負責統稿。本書在編寫過程中參閱了一些相關教材和儀器生產廠家的說明書，在此表示感謝。由於編者的水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正。
編者 2012年12月