了得網研究生_物理學實驗（第二版）

編輯推薦

《物理學實驗》可供高等醫藥院校本、專科師生使用，各校可根據學時、專業的不同選擇其中部分實驗。

內容簡介

《物理學實驗》是根據醫藥院校學生的知識結構特點，結合作者多年的物理實驗教學經驗編寫而成的。《物理學實驗》較為繫統地介紹了測量誤差和數據處理的方法、物理實驗的基本方法和基本操作技術，為學生進行實驗和處理數據提供必要的基礎知識。在實驗內容和項目的選取上力求貼近醫藥類專業的知識結構，既考慮到物理學本身，又兼顧醫藥學專業特點。實驗中既有保證基本
物理實驗技能訓練的基礎實驗，又有提高的綜合性和設計性實驗。

作者簡介

第 2版前言
緒論
第 1章物理實驗的基本知識
第１節物理量的測量
第２節測量誤差
第３節有效數字及其運算法則
第４節直接測量的真值和測量誤差估算
第５節測量結果的表達
第６節間接測量的真值和測量誤差估算
第７節常用的數據處理方法
第８節物理實驗的基本測量方法
第９節物理實驗的基本調整操作技術
第 2章基礎實驗
實驗２-１長度的測量第 2版前言
緒論
第 1章物理實驗的基本知識
第１節物理量的測量
第２節測量誤差
第３節有效數字及其運算法則
第４節直接測量的真值和測量誤差估算
第５節測量結果的表達
第６節間接測量的真值和測量誤差估算
第７節常用的數據處理方法
第８節物理實驗的基本測量方法
第９節物理實驗的基本調整操作技術
第 2章基礎實驗
實驗２-１長度的測量
實驗２-２液體黏滯繫數的測定
實驗２-３用拉脫法測液體表面張力繫數
實驗２-４用流體靜力稱衡法測固體和液體的密度
實驗２-５萬用電表的使用
實驗２-６伏安法測量電阻
實驗２-７用惠斯登電橋測電阻
實驗２-８用電勢差計測電池電動勢
實驗２-９單蹤示波器的使用
實驗２-１０雙蹤數字示波器的使用
實驗２-１１空氣中聲速的測定
實驗２-１２用雙稜鏡干涉測量光波的波長
實驗２-１３用牛頓環測透鏡曲率半徑
實驗２-１４分光計的調節與使用
實驗２-１５用透射光柵測光波波長
實驗２-１６用旋光儀測糖溶液濃度
實驗２-１７用分光光度法測繪溶液的吸收曲線
實驗２-１８用阿貝折射儀測液體折射率
第 3章綜合性實驗
實驗３-１密立根油滴實驗
實驗３-２用光電效應測普朗克常量
實驗３-３磁共振
實驗３-４用光學多道分析器研究氫原子光譜
實驗３-５溫度傳感器的溫度特性測量和研究
第 4章設計性實驗
實驗４-１用落球法測甘油的黏滯繫數
實驗４-２電爐絲電阻率的測定
實驗４-３用熱敏電阻改裝溫度計
實驗４-４多用電表的改裝和校準
參考文獻
總附錄
附錄１中華人民共和國法定計量單位
附錄２物理常數表

前言

媒體評論

在線試讀

緒論
一、物理實驗課的重要性
物理學是一門建立在實驗基礎上的科學。物理實驗在物理學的發展過程中一直起著重要和直接的推動作用,物理概念的建立、物理規律的發現、物理理論的形成，都必須以嚴格的物理實驗為依據。物理實驗是物理學的基礎，也是物理學研究的基本方法。
物理實驗的理論、方法、技術是所有實驗中基本、普遍的，是其他實驗的基礎。物理實驗也為其他學科的發展提供了有利的方法和工具，現代高科技的發展，其設計思想、方法和技術也來源於物理實驗。因此，對於醫藥院校的大學生來說,不管所學專業如何,學習物理實驗方法和實驗技能訓練是必不可少的,也是素質教育的重要環節。它在培養學生運用實驗手段觀察、發現、分析、研究和解決問題,提高動手能力和科學實驗素養等方面起著重要的作用,同時也為學生今後的學習和工作奠定良好的基礎。
二、物理實驗課的要求
物理實驗課是一門實踐課程。學生在教師指導下獨立完成實驗課題，將得到繫統的實驗方法和實驗技能訓練，達到增長知識、提高能力的目的，從而有助於培養學生嚴謹的工作作風、科學的思維方法和嚴肅認真的工作態度，使學生具有良好的科學素養。具體要求是：
使學生受到基本實驗方法和實驗技能的訓練物理實驗中所選擇的實驗項目，集中了許多科學實驗的訓練內容，其中包含許多具有普遍意義的實驗知識、實驗方法和實驗技能。隻有通過實踐,纔能真正體會和掌握實驗的基本知識和基本方法,提高實驗技能。
培養和提髙學生的科學實驗能力通過對實驗現像的觀察、分析和物理量的測量，掌握各種實驗儀器的調整和使用,熟悉基本的測量方法和技術,正確記錄和處理實驗數據，科學分析實驗結果,撰寫完整的實驗報告。
培養和提高學生的科學實驗素養實驗不能隻是測量幾個數據,要充分利用實踐機會培養動手能力。要學會在遇到困難和不理想的情況時，通過對觀察到的現像認真分析，找出原因動手解決問題。養成善於動手、樂於動手的良好科學習慣,理論與實踐相結合的科學態度,認真仔細、一絲不苟、實事求是的科學作風,通過實踐使學生的科學實驗素養得到提高。這對於從事任何一項工作都是十分有益的。
三、物理實驗課的特點
實驗課與理論課不同,它的特點是同學們在教師的指導下自己動手獨立地完成實驗任務。因此，在物理實驗過程中，同學們應關注以下幾點：緒論
一、物理實驗課的重要性
物理學是一門建立在實驗基礎上的科學。物理實驗在物理學的發展過程中一直起著重要和直接的推動作用,物理概念的建立、物理規律的發現、物理理論的形成，都必須以嚴格的物理實驗為依據。物理實驗是物理學的基礎，也是物理學研究的基本方法。
物理實驗的理論、方法、技術是所有實驗中基本、普遍的，是其他實驗的基礎。物理實驗也為其他學科的發展提供了有利的方法和工具，現代高科技的發展，其設計思想、方法和技術也來源於物理實驗。因此，對於醫藥院校的大學生來說,不管所學專業如何,學習物理實驗方法和實驗技能訓練是必不可少的,也是素質教育的重要環節。它在培養學生運用實驗手段觀察、發現、分析、研究和解決問題,提高動手能力和科學實驗素養等方面起著重要的作用,同時也為學生今後的學習和工作奠定良好的基礎。
二、物理實驗課的要求
物理實驗課是一門實踐課程。學生在教師指導下獨立完成實驗課題，將得到繫統的實驗方法和實驗技能訓練，達到增長知識、提高能力的目的，從而有助於培養學生嚴謹的工作作風、科學的思維方法和嚴肅認真的工作態度，使學生具有良好的科學素養。具體要求是：
使學生受到基本實驗方法和實驗技能的訓練物理實驗中所選擇的實驗項目，集中了許多科學實驗的訓練內容，其中包含許多具有普遍意義的實驗知識、實驗方法和實驗技能。隻有通過實踐,纔能真正體會和掌握實驗的基本知識和基本方法,提高實驗技能。
培養和提髙學生的科學實驗能力通過對實驗現像的觀察、分析和物理量的測量，掌握各種實驗儀器的調整和使用,熟悉基本的測量方法和技術,正確記錄和處理實驗數據，科學分析實驗結果,撰寫完整的實驗報告。
培養和提高學生的科學實驗素養實驗不能隻是測量幾個數據,要充分利用實踐機會培養動手能力。要學會在遇到困難和不理想的情況時，通過對觀察到的現像認真分析，找出原因動手解決問題。養成善於動手、樂於動手的良好科學習慣,理論與實踐相結合的科學態度,認真仔細、一絲不苟、實事求是的科學作風,通過實踐使學生的科學實驗素養得到提高。這對於從事任何一項工作都是十分有益的。
三、物理實驗課的特點
實驗課與理論課不同,它的特點是同學們在教師的指導下自己動手獨立地完成實驗任務。因此，在物理實驗過程中，同學們應關注以下幾點：
實驗的物理思想對於每一個物理實驗,不僅應重視其原理、實驗裝置和數據處理
方法等問題，更應著重了解其物理思想，這對於我們設計新的實驗往往能提供很多啟示和可借鋻之處。
實驗裝置與儀器使用儀器或裝置必須要了解它的原理和使用方法、正常的使用狀態和環境條件,這樣纔能充分發揮儀器或裝置的性能。為此，要了解什麼是正常使用狀態，怎樣判斷它是否達到正常使用狀態,是我們能夠取得客觀真實數據的前提，如使用天平、電勢差計、分光計等儀器測量前必須進行調節纔能進行正常使用。
實驗後不要馬上拆散或復原儀器、裝置,要對記錄的數據做初步分析，在不需要補測數據時纔可把儀器裝置恢復到使用前的狀態,這是保護儀器的必要條件。
及時發現問題由於某些原因實驗中出現問題也是常見的，如理解上的偏差、儀器調節不到位、線路接錯、參量取值不當、看錯了現像、讀錯了數據、實驗裝置變動等。因此實驗時要養成邊觀察現像、邊審査數據、邊思考分析的習慣,看看是否有不正常的現像或數據，及時發現問題進行處理。如果不假思索地埋頭測量，那就可能在實驗結束後纔發現數據不對,造成精力和物資的浪費。
四、物理實驗課的教學環節
物理實驗是學生在教師的指導下獨立進行的一種實踐活動,每個實驗的教學環節包括實驗前預習、實驗操作和實驗結果的整理3部分。
實驗前預習認真閱讀教材，明確實驗的目的、測量要求和測量方法，理解實驗原理，了解實驗儀器的構造原理、使用方法，熟悉實驗步驟,弄清注意事項。
在此基礎上，寫出實驗預習報告，內容包括實驗題目、實驗目的、實驗器材、實驗原理(即實驗報告具體內容的第1~4項）以及完成預習思考題和準備一張畫好記錄實驗原始數據表格的記錄紙。上課時要把預習報告交給指導教師檢查簽名，並隨時準備老師的提問。
實驗操作實驗時必須嚴格遵守實驗室規章制度，按照具體實驗的操作步驟和注意事項進行實驗。對於基礎實驗和綜合性實驗，在聽取教師的講解和要求後，先熟悉儀器的用法和性能，正確調整儀器,使儀器處於良好的工作狀態;再通過初測，熟悉測量過程、範圍和粗略的變化規律，然後纔進行正式測量。對於設計性實驗，必須先將已設計好的實驗方案與教師討論經同意後方可進行實驗。
實驗時必須如實將測量數據清楚整齊地記錄在預習時準備好的原始數據記錄表格中，記錄數據時要特別注意單位和有效數字，不要用鉛筆記錄數據。要嚴肅對待測量數據,數據一經記錄，就不可隨意塗改。對那些有明確理由認為是錯誤的數據，確要修改時，可在原數據上畫一刪除線(不要塗掉），然後在旁邊記上更改的數據，再說明原因。
多人合做實驗時，應分工協作，各司其職，互相配合。實驗完畢，應將實驗記錄的原始數據交給指導教師檢査，實驗合格者予以簽字通過，否則要重測或補測，後再將儀器整理好。
實驗操作是實驗教學環節的核心，是學生主動研究、積極探索的實踐活動，每個實驗收獲的大小取決於學生主觀能動性的發揮程度。
實驗結果的整理實驗後，要及時整理和處理實驗數據，對觀測到的數據進行分析和計算是實驗的重要環節。要求先將文字公式化簡，再代人數值進行計算，在計算過程中應遵從測量誤差和有效數字運算法則對數據進行取舍,並將結果填人數據表中，簡明、完整、真實地表達出實驗結果；X寸要求作圖的實驗應按圖解法的要求繪制圖線;對實驗中出現的問題應進行分析和討論。後在規定時間內寫出完整的實驗報告。
五、如何撰寫實驗報告
實驗報告是實驗者的實驗工作總結,是實驗課的學習軌跡,是報告實驗結果的文字報道。它不僅是供教師評定成績的資料，還是日後可供參考的資料。因此,實驗報告不僅要對實驗過程和結果作分析和評價，還要有自己的思考。撰寫完整實驗報告是實驗課學習的重要組成部分，也是培養實驗能力的一個訓練。
實驗報告要求獨立完成，不允許相互抄襲或篡改數據、拼湊實驗結果。實驗報告要求文字通順,用語確切,字跡清晰,數據完整,圖表規範,結果正確，分析與討論認真、到位。實驗報告可以在原預習報告的基礎上完成，具體內容包括：
實驗題目、實驗時間、實驗完成人及協助者(姓名、班別)。
實驗目的:完成本實驗應達到的基本要求。
實驗器材：所用儀器、用具的名稱、規格和編號，便於復查(規格和編號在實驗室填寫)。
實驗原理:簡述原理，包括簡單的公式推導、原理圖或電路圖。
實驗步驟:簡述實驗過程要點。
數據記錄及處理:有記錄數據的表格、必要的計算過程、實驗曲線（必須用坐標紙作圖），寫出結果的標準形式和誤差或不確定度。
討論與分析：分析總結實驗得失,正確評估實驗結果的可信度，分析弓丨起實驗誤差的主要原因,對實驗中觀察到的異常現像進行解釋,寫出實驗後的感悟和對改進實驗的建議。
思考題:包括課前預習思考題和課後思考題。
原始數據(要有指導教師簽字）。
注:實驗報告是評判實驗成績的重要依據之一,要求統一用實驗報告紙書寫，內容完整,按順序裝訂。
六、物理實驗室規則
實驗室是教學的重要場所，為了保證實驗教學的正常進行,培養學生嚴肅認真的工作作風和愛護公物的品德,進人實驗室的學生,必須嚴格遵守實驗室的各項規章制度。
學生必須按時進入實驗室，不得遲到、早退。實驗時間如需變動，需經實驗室批準。
進人實驗室要保持安靜,不得高聲談笑,不準動用與本實驗無關的儀器設備和室內其他設施。
學生在每次實驗前要認真預習，了解實驗目的、實驗要求、實驗內容、實驗儀器及注意事項,並接受教師的檢查。
準備工作就緒後,須經指導教師同意，方可動用儀器設備，進行實驗。
實驗中要愛護實驗室內的儀器、設備和設施，嚴格遵守操作規程，不能毛手毛腳,在不明白儀器的操作方法時，切勿隨意動手。高值及精密儀器須填寫使用情況登記表。
實驗時不得擅自調換儀器,如遇儀器故障、損壞儀器、丟失零配件等應及時向指導教師報告，並按實驗室的有關規定辦理登記或賠償手續。
實驗中要注意安全，如出現事故，要保持鎮靜,及時采取措施（如斷水、斷電），防止事故擴大。對不遵守操作規程又不聽勸告者，指導教師有權令其停止實驗，取消其實驗成績。對違章操作造成事故,要追究責任。
實驗室一切物品不得帶離實驗室，違者除追回物品外，要批評教育或紀律處分。丟失、損壞要賠償,情節嚴重者上報學校處理。
實驗完畢，經指導教師審閱實驗數據,檢査實驗儀器、設備無誤並簽字認可後，關閉電源、水源,整理好儀器設備方可離開實驗室,並由值日生做好實驗室衛生清潔工作。
學生要求重做實驗或做規定外的實驗，應征得指導教師同意後,方可進行實驗，以免發生事故。
附錄實驗報告（示例）
實驗報告要寫在學校印制的專用實驗報告紙上,本報告僅供參考。
實驗名稱：實驗2-1長度的測量班級
姓名學號曰期
一、實驗目的
二、實驗器材
遊標卡尺（編號11),螺旋測微計（編號5),讀數顯微鏡（編號2)，空心圓柱體（編號1),小鋼球（編號3),玻璃毛細管（編號1)。
注:記下實驗儀器和測量物體的編號，目的是為了便於核對數據和復查。實驗器材在實驗中往往會發生一些不易察覺的問題，實驗後在數據處理時便會暴露出來。記下實驗器材等編號，便於找回復核，找出問題產生的原因。
三、實驗原理
注:對實驗原理和使用的實驗儀器做簡要敘述,如有必要，可用圖配合說明。對實驗中所用的計算公式要寫出，並用文字說明它表示什麼物理量、單位以及采用本公式時的實驗條件等。
四、實驗步驟
五、預習思考題
六、數據記錄和處理（以測量空心圓柱體的體積為例)
儀器誤差:0.002cm;零點讀數:Z>。
圓柱體的體積
相對不確定度
總不確定度
用不確定度表示圓柱體的體積
七、討論與分析
八、課後思考題
原始數據：圓柱體體積的測量。
儀器誤差；0.002cm;零點讀數:Z)
第1章物理實驗的基本知識
物理實驗是用實驗的方法研究各種物理規律,包括定性分析與定量研究兩個層面。定性分析是定量研究的基礎，測量是定量研究的重要環節。物理實驗不僅要定性觀察、分析各種物理現像,而且更重要的是通過測量找出各相關物理量之間的定量關繫——規律。由於測量儀器、測量方法、測量環境、測量者觀察力等因素的局限，測量不可能準確。因此，我們必須了解誤差的概念、特性、產生的原因及測量結果的不確定度與估算方法等有關知識,對測量結果的可靠性做出評價，對其誤差範圍做出估算;通過對基本測量方法和調整技術的了解,盡量消除或減小由此而帶來的誤差。
由於誤差理論和數據處理涉及的數學知識較多和較深,本章僅討論初步的誤差理論和數據處理方法。
第1節物理量的測量
一、測量與單位
物理實驗是以測量為基礎的。在研究物理現像、了解物理特性、驗證物理原理、發現實驗規律時都要進行測量。物理量的測量,就是借助儀器和工具,將待測量與規定作為標準計量單位的同類物理量進行比較。顯然,所得的比值——數值的大小與選用的計量單位有關，對同一物理量測量時，選用的單位越大,數值越小,反之亦然。因此，表示一個被測量的量值簡稱為測量值,必須包含數值和單位兩部分。
目前，我國以國際單位(SI)作為法定計量單位,以米（長度）、千克（質量）、秒（時間）、安培（電流）、開爾文(熱力學溫度）、摩爾（物質的量）、坎德拉(發光強度）作為基本單位,其他量的單位均可由這些基本單位導出，稱為國際單位的導出單位。
二、直接測量與間接測量
按照測量值獲取的方法不同,測量分為直接測量和間接測量兩類。
用量具或儀表直接讀出測量值的測量,稱為直接測量，相應的物理量稱為直接測量量。如用遊標卡尺測量長度、用天平測量質量、用秒表測量時間等就是直接測量。但實際上能夠進行直接測量的物理量並不多。
利用被測量與某些直接測量量的函數關繫，經過運算從而得到被測量的測量值的測量，稱為間接測量,相應的物理量稱為間接測量量。如測量金屬小球的密度時，由直接測量得到小球的直徑d和質量m,代入密度公式

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