●前言
篇緒論
章基礎物理實驗課程的教學目的和要求3
1.1基礎物理實驗課程的定位3
1.1.1基礎物理實驗課程的定位和教學內容3
1.1.2基礎物理實驗課程的教學要求3
1.2基礎物理實驗課程的教學環節和要求4
1.2.1一個完整科學實驗需經歷的基本環節4
1.2.2物理教學實驗的分類4
1.2.3基礎物理實驗三個層次實驗的教學目的和重點6
1.2.4基礎物理實驗課程教學安排7
第2章實驗測量、誤差和不確定度11
2.1物理量的測量11
2.1.1何為測量11
2.1.2基本物理量計量標準11
2.1.3測量儀器的校準11
2.1.4測量的分類12
2.2測量誤差12
2.2.1測量誤差的定義12
2.2.2誤差的分類13
2.2.3準確度、精密度14
2.3隨機誤差15
2.3.1隨機誤差分布規律15
2.3.2隨機誤差的計算方法及實例17
2.3.3有效數字21
2.3.4測量儀器的準確度等級和誤差24
2.4繫統誤差25
2.4.1繫統誤差的來源及確定方法25
2.4.2消除或減小繫統誤差的方法25
2.5測量結果的不確定度27
2.5.1不確定度概念的由來27
2.5.2不確定度的概念和分類27
2.5.3考慮自由度時不確定度的評定28
2.5.4不考慮自由度時不確定度的評定34
第3章實驗數據的處理與表達36
3.1列表法和作圖法36
3.1.1列表法36
3.1.2作圖法和圖算法37
3.2線性化數據處理方法43
3.2.1最小二乘法43
3.2.2零偏差法45
3.2.3回歸測量的平差46
3.2.4小範圍的線性化47
3.2.5大範圍的線性化和圖算法47
3.3經驗方程47
3.3.1線型選擇48
3.3.2單調線型49
3.3.3起伏線型49
3.3.4扭結線型和波包（鐘形）線型50
3.3.5組合線型51
3.3.6數學在物理實驗中的重要性51
3.4用計算機處理實驗數據52
3.4.1通用數據處理軟件52
3.4.2數學軟件53
3.4.3編程語言55
第4章電磁學實驗基礎知識及測控設備61
4.1電源61
4.1.1電池62
4.1.2直流電源65
4.1.3直流高壓源67
4.1.4電容（大電流）68
4.1.5調壓器69
4.2信號發生器69
4.2.1交流信號相關參數69
4.2.2信號發生器71
4.3常用電學測量儀器72
4.3.1數字萬用表72
4.3.2交流毫伏表74
4.3.3高壓表74
4.3.4微電流表76
4.3.5電荷計77
4.3.6高阻表78
4.3.7低阻表78
4.3.B電橋79
4.3.9示披器82
4.4其他常用電學實驗裝置88
4.4.1電路實驗板88
4.4.2滑線變阻器90
4.4.3電阻箱和標準電阻91
4.4.4電容箱和標準電容92
4.4.5電感箱和標準電感92
4.5電學實驗常用符號93
4.6常用磁學實驗裝置94
4.6.1磁場的表征參數94
4.6.2磁場的獲得95
4.6.3磁場的測量97
4.7電磁學實驗安全注意事項98
第5章力學實驗基礎知識及測控設備100
5.1長度測量儀器100
5.1.1望遠鏡100
5.1.2激光測距儀100
5.1.3錢紋尺101
5.1.4遊標卡尺101
5.1.5螺旋測徽計103
5.1.6千分表104
5.1.7光學顯微測量105
5.1.B光杠杆107
5.1.9測厚儀108
5.1.10其他長度測量設備109
5.2重量和質量測量儀器110
5.2.1彈簧秤110
5.2.2機械天平110
5.2.3電子天平111
5.3時間測量儀器113
5.3.1秒表113
5.3.2光電門113
5.3.3高速攝像機114
5.4角度測量儀器114
5.4.1轉動傳感器114
5.4.2轉速計115
5.4.3分光計115
第6章熱學實驗基礎知識及測控設備121
6.1溫標121
6.2溫度計123
6.2.1玻璃捧式液體溫度計124
6.2.2貝克曼溫度計125
6.2.3熱電偶溫度計126
6.2.4pn結溫度計129
6.2.5固體電阻溫度計129
6.2.6石英晶體溫度計130
6.2.7集成電路溫度計130
6.2.8非接觸式溫度計131
6.3溫度控制133
6.3.1杜瓦瓶134
6.3.2恆沮液體浴134
6.3.3恆溫金屬浴136
6.3.4磁力攪拌器136
6.3.5電熱套137
6.3.6半導體制冷137
第7章光學實驗基礎知識及測控設備138
7.1光學基本物理量和單位139
7.1.1輻射度學參數139
7.1.2光度學參數140
7.1.3光譜學參數141
7.1.4其他光學常用參數143
7.2光源144
7.2.1光源的分類144
7.2.2連續譜光源145
7.2.3線狀譜光摞（光譜燈）147
72.4單色光源148
7.2.5光纖搞合光源150
7.件150
7.3.1光闌151
7.3.2濾光片153
7.3.3反射鏡154
7.3.4透鏡155
7.3.5稜鏡157
7.3.件159
7.3.7常見光學繫統160
7.4光檢測設備162
7.4.1光傳感器162
7.4.2光檢測儀器和設備166
7.5光學平臺及調節附件167
7.5.1屬座及工作臺168
7.5.2接杆和支杆172
7.5.3調節架173
7.6光學實驗安全注意事項179
7.6.件的正確使用與維護179
7.6.2光學實驗的操作規則180
第8章傳感器及通用物理實驗平臺181
8.1傳感器及數據采集器181
8.1.1傳感器的基本結構181
8.1.2傳感器的種類182
8.1.3傳感器的基本特性183
8.1.4傳感器實驗繫統184
8.2通用物理實驗平臺184
8.2.1SW850物理實驗繫統構成184
8.2.2SW850物理實驗繫統使用方法185
8.2.3Capstone軟件的視頻分析功能189
8.3基於虛擬儀器的物理實驗平臺191
8.3.1虛擬儀器191
8.3.2虛擬儀器技術簡介192
8.3.3LabVIEW簡介193
8.3.4NImyDAQ和NIELVlS實驗教學平臺195
第9章基礎物理實驗（Ⅰ）201
實驗A1長度、重量、密度的測量及不確定度分析201
實驗A2用力敏傳感器測液體表面張力繫數202
實驗A3巨磁電阻效應實驗205
實驗A4溫度傳感器溫度特性的測量213
實驗A5用示波器測量交流信號的基本參數216
實驗A6交流信號的頻譜及常器件的I-V特性220
實驗A7邁克耳孫干涉及應用（激光干涉)224
實驗A8液體折射率的測量229
實驗A9光柵常數及光波波長的測量233
實驗A10薄透鏡焦距的測量236
實驗All透鏡組基本參數的測量241
實驗A12自組雙透鏡光學繫統245
0章基礎物理實驗（Ⅱ)252
實驗B1光電效應實驗252
實驗B2不良導體熱傳導率的測量（準穩態法)258
實驗B3玻爾振動基礎實驗264
實驗B4基於轉動傳感器的玻爾振動綜合實驗268
實驗B5RLC串聯電路交流穩態和諧振特性271
實驗B6用交流電橋測電感電容276
實驗B7表面等共振（SPR)實驗280
實驗B8橢圓偏振測薄膜厚度284
實驗B9邁克耳孫干涉及應用（白光干涉)290
實驗B10單縫衍射相對光強分布292
實驗Bll圓孔衍射實驗297
1章基礎物理實驗（Ⅲ)302
實驗C1電子電荷的確定——密立根油滴實驗302
實驗C2原子定態能級的觀測——弗蘭克-赫茲實驗310
實驗C3原子的發射和吸收光譜318
實驗C4基於LabVIEW的虛擬儀器技術328
實驗C5壁間濾波和光信息處理基礎實驗332
實驗C6光纖光學基礎實驗340
參考文獻350
附錄351
附錄A預習報告與數據記錄範例351
附錄B實驗報告範例353
附錄Ct分布在不同置信概率p與自由度v下的tp值360
附錄D實驗室常用參數表361
內容簡介
《基礎物理實驗》按照高等院校本科物理實驗教學的要求，分為三篇共11章，繫統介紹了物理實驗的基本要求，物理實驗數據的基本處理方法和不確定度的分析方法，並介紹了力學、熱學、電磁學、光學等多種基本物理量的測量和控制方法，以及多種物理實驗室常用儀器的使用方法。根據教學需要設置了29個實驗項目，在基礎物理實驗課程中較全面地引人數字化、智能化和虛擬化的測控儀器。
