大学物理实验教程

绪论

第1章误差理论

1.1常用术语

1.2测量结果的评定

1.3误差的分类及表示

1.4测量不确定度

1.5有效数字及运算法则

第2章基本测量和数据处理方法

2.1实验的基本测量方法

2.2实验数据处理的基本方法

第3章物理实验基本知识

3.1力学实验基础知识

3.2热学实验基础知识

3.3电磁学实验基础知识

3.4光学实验基础知识

第4章基础性实验

4.1测量圆柱体体积

4.2三线摆测物体的转动惯量

4.3固体和液体的密度测定

4.4单摆测重力加速度

4.5杨氏模量的测量

4.6牛顿第二定律的实验验证

4.7液体黏滞系数的测定

4.8液体表面张力系数的测定

4,9企属比热容的洲定

4.10金周导热系数的测量

4.11空气比热容比的测定

4.12伏安法洲电阻.

4.13惠斯通电桥测电阻

4.14开尔文双电桥测低值电阻

4.15静电场的描绘

4.16测定冰的熔化热

4.17薄透镜焦距的测定

4.18分光计测折射率

4.19衍射光栅测波长

4.20牛顿环与劈尖干涉

4.21光偏振实验

第5章综合性实验

5.1弦振动的研究

5.2声速的测定

5.3空气热机实验

5.4受迫振动与共振的研究

5.5常用电路元器件伏安特性的测量

5.6板式电位差计测量电池的电动势和内阻

5.7 RLC 串联谐振电路的研究

5.8燃料电池综合特性实验

5.9光速测量实验

5.10光电管特性的研究

5.11迈克尔逊干涉仪

5.12霍尔效应

5.13密里根油滴实验

第6章设计性实验

6.1碰撞实验研究

6.2倾斜气垫导轨上滑块运动的研究

6.3气垫导轨上简谐振动的研究

6.4电表的改装

6.5太阳能电池特性测量和应用

6.6杨氏双缝测光波波长

附录

第1章误差理论

测量非常重要，在各行各业都必不可少。提到测量，自然会想起那些测量英雄。如全国劳模、中铁一局五公司高级测量师白芝勇，大江南北的高铁、地铁、桥梁、公路、隧道都有他的身影。中国高铁3.6万千米运营里程中，他和他的团队精测的线路占到近十分之一。又如2021年“大国工匠年度人物”工程测量工陈兆海，26年工作在测量一线，他先后参与修建了我国首座30万吨级矿石码头、首座航母船坞、首座双层地锚式悬索桥等多个国家重点工程。他执着专注、勇于创新，练就了一双慧眼和一双巧手，以追求极致的匠人匠心，为大国工程建设保驾护航。还如国测一大队，量天测地，绘我山河，为我国的经济和国防建设提供了坚实的保障。

同样地，物理实验也离不开测量。但是，在实际工作中，测量误差是不可避免的，任一测量结果都必然带有误差。对于误差来讲，不同的应用场合，对误差的要求不同。因此，在分析测量结果时，应该对测量结果可能包含的误差范围给出定量说明。能够实现对测量数据的误差分析是所有科技工作者必备的实践能力之一。通过本课程的学习，可有效培养学生处理实验数据的能力。本章将针对测量结果、误差分析、不确定度、有效数字等理论概念进行详细介绍。

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本书是高等院校进行科学实验基本训练的公共基础课教材。依据2010年教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会编写的《高等学校理工科类大学物理实验课程教学基本要求》的要求，同时借鉴了国内兄弟院校优秀教材优点，再结合当前我校物理实验教学仪器和实验教学改革的实际情况，以及我校教师多年来的物理实验教学经验和获得的一些教学成果编写而成。全书包括误差理论、基本测量和数据处理方法、物理实验的基础知识、基础性实验、综合性实验和设计性实验6章内容，共37个实验项目。每个实验项目包括实验背景、实验目的、实验原理、仪器构造、实验内容、实验步骤、实验注意事项、实验数据处理、实验思考题及社会应用等，每个实验构造遵循由低到高、由易到难、分层次递进式的设计理念。