大学物理实验(葛松华)

大学物理实验课程是高等理工科院校的一门重要的实验课程。本课程通过物理实验对学生进行科学实验方法和实验技能的基本训练，以培养学生的实验能力和科学素质。大学物理实验课程覆盖面广，实验原理、内容和方法广泛应用于科学技术中。随着科学技术的飞速发展，各学科之间相互渗透，物理实验项目和实验方法不断更新，带动实验技术和实验水平不断提高。而教材作为教学内容的载体，是教学水平、教学质量的基本保证，也是课程体系和课程内容改革成果的核心体现。因此实验教材的不断推陈出新是课程建设的必然要求。大学物理实验教材编写原则是紧扣大学物理课程的内容，结合相关学科新技术的发展，自成体系。源于物理，而广于物理。突出实验中测量物理量的实验原理、实验方法和操作技能，在观察、测量与分析中进一步认识物理思想，培养学生用实验方法探索问题、解决问题的能力。同时，结合教学中对数字技术和智能仪器原理的介绍，使学生能够适应现代化工程技术发展的需求。全书共分4章。第1章是测量误差与数据处理。系统地论述了测量及测量误差等方面的基本知识，并介绍了测量、计量、量值传递、检定等概念，采用简化模式，尝试用不确定度评定测量结果，力求与国家的技术规范相一致，思想较新颖。增加了MATLAB软件在物理实验中的应用，MATLAB是一个具有强大运算功能和作图功能的应用软件，结合大学物理实验进行初步应用，为学生逐步掌握用计算机语言解决实际问题打下基础。第2章是基础实验，精选了35个典型的基础实验，涵盖了力学、热学、电磁学、光学等测试技术方面的内容。第3章是综合实验，选编了12个实验项目，包括了近代物理、半导体物理、物理学与交叉学科等方面的内容。第4章是设计性实验，提出了14组实验，设计性实验是在基础实验和综合实验基础上开设的，与前面的实验既有联系，又有提高，选编的实验难易适中，具有可操作性，并且简易实用。本教材编写时，总结了多位编者多年来的物理实验教学经验及近年来物理实验的研究成果和创新内容，并结合各专业特点，把物理量的测量以及在工程技术中的应用作为重点突出在教材中。本教材选编的实验，既有经过长期教学实践、内容较为经典的实验，又有物理技术与计算机技术相结合的新实验。各个实验之间既相互独立，又循序渐进、相辅相成，形成一个完整的体系。教学过程中使学生在实验方法、实验技术和实验仪器使用方面都能够得到全面而系统的训练。本教材在编写上力求简明、实用，浅入深出，每个实验的目的明确、实验原理叙述清楚、实验步骤条理分明，学生可依次操作，数据处理要求规范，还配有思考题，供学生在实验后进行分析讨论，以巩固所学知识和开阔视野。本书由葛松华、唐亚明主编，参加本书编写的还有王泽华、朱国全、杨清雷、刘珂，全书由葛松华和唐亚明负责统稿。本书在编写过程中参阅了一些相关教材和仪器生产厂家的说明书，在此表示感谢。由于编者的水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。编者 2012年12月

　　本教材总结多位编者多年来的物理实验教学经验及近年来物理实验的研究成果和创新内容，紧扣大学物理课程的内容，结合相关学科新技术的发展和各专业特点，突出物理量的测量以及在工程技术中的应用。《大学物理实验》共分4章。第1章是测量误差与数据处理。系统地论述了测量及测量误差等方面的基本知识，并介绍了测量、计量、量值传递、检定等概念，增加MATLAB软件在物理实验中的应用。第2章是基础实验，精选了35个典型的基础实验，涵盖了力学、热学、电磁学、光学等测试技术方面的内容。第3章是综合实验，选编了12个实验项目，包括了近代物理、半导体物理、物理学与交叉学科等方面的内容。第4章是设计性实验，提出了14组实验，选编的实验难易适中，具有可操作性，培养学生用实验方法探索问题、解决问题的能力。本教材可作为高等学校理工科专业大学物理实验课程的教材和参考书，也可供涉及物理学的实验技术人员参考使用。

绪论

第1章测量误差与数据处理

1.1测量的基本概念

1.2测量误差的基本概念

1.3测量结果的评定和不确定度

1.4有效数字及其运算规则

1.5数据处理的基本方法

1.6MATLAB软件在物理实验中的应用

第2章基础实验

实验2.１长度测量

实验2.2拉伸法测金属丝的弹性模量

实验2.3光杠杆法测固体的线胀系数

实验2.4金属线胀系数的测量

实验2.5刚体转动实验

实验2.6三线摆测刚体转动惯量

实验2.7扭摆法测刚体转动惯量

实验2.8空气热容比的测定

实验2.9液体表面张力的测定

实验2.１0液体黏滞系数的测定

实验2.11物质热导率的测定

实验2.12声速测定

实验2.13电表的改装和校准

实验2.１4非线性电阻的伏安特性曲线

实验2.15惠斯登电桥测量金属热电阻的温度系数

实验2.16双臂电桥测低电阻

实验2.17灵敏电流计的特性研究

实验2.18用模拟法测绘静电场

实验2.19电位差计测量热电偶的温差电动势

实验2.20模拟式示波器的原理及使用

实验2.21ＲＬＣ串联交流电路的研究

实验2.22霍尔效应测磁场

实验2.23螺线管轴向磁感应强度分布的测定

实验2.24铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线

实验2.25铁磁材料居里温度的测量

实验2.26薄透镜焦距的测量

实验2.27分光计的结构和仪器的调整

实验2.28测玻璃折射率

实验2.29光栅的特性及光栅常数的测定

实验2.30双棱镜干涉

实验2.31牛顿环实验

实验2.32劈尖干涉

实验2.33偏振光的观测与应用

实验2.34用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度

实验２.３５迈克耳孙干涉仪的调整和使用

第3章综合实验

实验3.1太阳能电池基本特性测试实验

实验３.２ＰＮ结正向压降与温度关系的研究和应用

实验3.3电子束实验

实验３.４磁阻效应实验

实验３.５用磁阻传感器测量地磁场

实验3.6密立根油滴实验

实验３.７夫兰克.赫兹实验

实验3.8光电效应及普朗克常量的测定

实验3.９液晶电光效应实验

实验３.１０硅光电池特性研究实验

实验３.１１音频信号光纤传输技术实验

实验3.12数字示波器的使用

第4章设计性实验

实验4.1万用电表的设计与组装

实验4.2小功率直流稳压电源的设计与制作

实验4.3平面静摩擦力和动摩擦力的探究

实验4.4“风洞”实验

实验4.5测量音叉的固有频率

实验4.6基于数字示波器的重力加速度测定

实验4.7基于声速测量方法的空气热容比测定

实验4.8热电制冷的研究

实验4.9热电偶的冷端补偿

实验4.10控温元件及电路的设计与研究

实验4.11霍尔元件交直流特性研究

实验4.12双棱镜干涉及其图像处理

实验4.13光的色散实验研究

实验4.14用光纤位移传感器测量位移

附录A中华人民共和国法定计量单位

附录B物理学常用数表

参考文献

　　本教材总结多位编者多年来的物理实验教学经验及近年来物理实验的研究成果和创新内容，紧扣大学物理课程的内容，结合相关学科新技术的发展和各专业特点，突出物理量的测量以及在工程技术中的应用。《大学物理实验》共分4章。第1章是测量误差与数据处理。系统地论述了测量及测量误差等方面的基本知识，并介绍了测量、计量、量值传递、检定等概念，增加MATLAB软件在物理实验中的应用。第2章是基础实验，精选了35个典型的基础实验，涵盖了力学、热学、电磁学、光学等测试技术方面的内容。第3章是综合实验，选编了12个实验项目，包括了近代物理、半导体物理、物理学与交叉学科等方面的内容。第4章是设计性实验，提出了14组实验，选编的实验难易适中，具有可操作性，培养学生用实验方法探索问题、解决问题的能力。本教材可作为高等学校理工科专业大学物理实验课程的教材和参考书，也可供涉及物理学的实验技术人员参考使用。