掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
宇宙、量子和人類心靈
-
>
氣候文明史
-
>
南極100天
-
>
考研數學專題練1200題
-
>
希格斯:“上帝粒子”的發明與發現
-
>
神農架疊層石:10多億年前遠古海洋微生物建造的大堡礁
-
>
聲音簡史
大學物理實驗 版權信息
- ISBN：9787030454614
- 條形碼：9787030454614 ; 978-7-03-045461-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
大學物理實驗 內容簡介
本書根據物理實驗教學基本要求編寫，本書包括三章，**章為測量不確定度與數據處理方法，第二章為14個基礎驗證性實驗，第三章為16個提高綜合性實驗。本書可作為高等學校理工科各專業學生、物理專業老師等的教材，也可供相關人員參考使用。
大學物理實驗 目錄
目錄
前言
緒論 1
第1章 測量不確定度與數據處理方法 4
1.1 測量誤差 4
1.2 測量的不確定度和結果的表達 9
1.3 有效數字及其運算法則 13
1.4 常用數據處理方法 15
1.5 物理實驗中的基本測量方法 19
練習題 22
第2章 常用物理實驗儀器 26
2.1 長度測量器具 26
2.2 質量稱衡儀器 30
2.3 時間測量儀器 33
2.4 溫度和氣壓測量儀器 35
2.5 電磁測量儀器 39
2.6 常用電子儀器 60
2.7 常用光學儀器 86
2.8 常用光源 92
第3章 基礎性實驗 95
實驗1 長度和密度的測量 95
實驗2 用拉伸法測量金屬絲的楊氏彈性模量 101
實驗3 用三線擺測定剛體的轉動慣量 106
實驗4 動量守恒定律的驗證 111
實驗5 不良導體熱導率的測定 115
實驗6 單臂電橋原理與應用 120
實驗7 模擬法測繪靜電場 124
實驗8 電學元件伏安特性的測量 130
實驗9 示波器的原理及應用 135
實驗10 電勢差計的原理及應用 145
實驗11 鐵磁材料特性的研究 152
實驗12 薄透鏡焦距的測定 156
實驗13 等厚干涉原理與應用 162
第4章 綜合性實驗1 68
實驗1 電表的改裝與校準 168
實驗2 霍爾效應及其應用(1) 173
實驗3 霍爾效應及其應用(2) 180
實驗4 用雙臂電橋測量導體的電阻率 187
實驗5 邁克耳孫干涉儀的原理與應用 191
實驗6 分光計的調節與應用 200
實驗7 偏振光現象研究 207
實驗8 密立根油滴實驗2 12
實驗9 運用光電效應測量普朗克常量 217
實驗10 聲速的測量 223
實驗11 光速的測量 229
實驗12 音頻信號光纖傳輸技術實驗 236
實驗13 pn結正向壓降與溫度變化的特性 242
實驗14 空氣熱機實驗 247
實驗15 弗蘭克-赫茲 253
實驗16 電阻應變式傳感器特性研究 260
實驗17 電渦流傳感器的靜態標定 265
實驗18 電荷耦合圖像傳感器測徑實驗 267
實驗19 莫爾條紋記數實驗 269
實驗20 大學物理仿真實驗 271
第5章 設計性實驗 277
實驗1 重力加速度的測定 280
實驗2 測量玻璃的熱膨脹系數與折射率溫度系數 282
實驗3 設計熱敏電阻溫度計 284
實驗4 三用電表的設計與制作 286
實驗5 不規則膠片體積與質量的測量 289
實驗6 黑匣子實驗 290
實驗7 雙絞線斷點的估測 291
前言
緒論 1
第1章 測量不確定度與數據處理方法 4
1.1 測量誤差 4
1.2 測量的不確定度和結果的表達 9
1.3 有效數字及其運算法則 13
1.4 常用數據處理方法 15
1.5 物理實驗中的基本測量方法 19
練習題 22
第2章 常用物理實驗儀器 26
2.1 長度測量器具 26
2.2 質量稱衡儀器 30
2.3 時間測量儀器 33
2.4 溫度和氣壓測量儀器 35
2.5 電磁測量儀器 39
2.6 常用電子儀器 60
2.7 常用光學儀器 86
2.8 常用光源 92
第3章 基礎性實驗 95
實驗1 長度和密度的測量 95
實驗2 用拉伸法測量金屬絲的楊氏彈性模量 101
實驗3 用三線擺測定剛體的轉動慣量 106
實驗4 動量守恒定律的驗證 111
實驗5 不良導體熱導率的測定 115
實驗6 單臂電橋原理與應用 120
實驗7 模擬法測繪靜電場 124
實驗8 電學元件伏安特性的測量 130
實驗9 示波器的原理及應用 135
實驗10 電勢差計的原理及應用 145
實驗11 鐵磁材料特性的研究 152
實驗12 薄透鏡焦距的測定 156
實驗13 等厚干涉原理與應用 162
第4章 綜合性實驗1 68
實驗1 電表的改裝與校準 168
實驗2 霍爾效應及其應用(1) 173
實驗3 霍爾效應及其應用(2) 180
實驗4 用雙臂電橋測量導體的電阻率 187
實驗5 邁克耳孫干涉儀的原理與應用 191
實驗6 分光計的調節與應用 200
實驗7 偏振光現象研究 207
實驗8 密立根油滴實驗2 12
實驗9 運用光電效應測量普朗克常量 217
實驗10 聲速的測量 223
實驗11 光速的測量 229
實驗12 音頻信號光纖傳輸技術實驗 236
實驗13 pn結正向壓降與溫度變化的特性 242
實驗14 空氣熱機實驗 247
實驗15 弗蘭克-赫茲 253
實驗16 電阻應變式傳感器特性研究 260
實驗17 電渦流傳感器的靜態標定 265
實驗18 電荷耦合圖像傳感器測徑實驗 267
實驗19 莫爾條紋記數實驗 269
實驗20 大學物理仿真實驗 271
第5章 設計性實驗 277
實驗1 重力加速度的測定 280
實驗2 測量玻璃的熱膨脹系數與折射率溫度系數 282
實驗3 設計熱敏電阻溫度計 284
實驗4 三用電表的設計與制作 286
實驗5 不規則膠片體積與質量的測量 289
實驗6 黑匣子實驗 290
實驗7 雙絞線斷點的估測 291
展開全部
大學物理實驗 節選
緒論 1998年8月，我國頒布了《中華人民共和國高等教育法》，其**章總則的第五條中明確提出：“高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才”.學校的科學實驗課在這兩方面起著重要的作用. 一、實驗在物理學發展中的作用 前蘇聯著名化學家涅斯米揚諾夫說過，科學是近代技術之基礎，物理是現代科學之領袖.物理學何以成為自然科學中的帶頭學科？何以成為推動科技革命的主要原動力呢？追根尋源，物理實驗的作用功不可沒. 科學實驗是整個自然科學的基礎，而物理實驗在整個自然科學中起著極其重要的作用.回顧物理學的發展史，可以看到，實驗和理論是物理學的兩大支柱.實驗—理論—再實驗 的模式是物理學發展所遵循的基本規律，即以某些物理現象或實驗事實為基礎(或起點)，或在受到某些事物的啟發下，提出物理模型，用來解釋過去已有的實驗事實，然后再用實驗來驗證這個模型的正確與否，并根據不斷發展的實驗技術和實驗方法及實驗結果來進一步修正和完善它.若新的實驗事實與原有的模型不符，或新的實驗結果推翻原有理論的某些結論或推論，這個實驗模型便促使新的物理模型和新理論的誕生 實驗和理論相互依賴，相互促進，共同締造著物理王國，并不斷向其他學科輻射、滲透，成為發展新學科的源泉和推動科學技術革命的動力.**次產業革命如此，第二次產業革命亦如此，今后的發展還將如此.物理實驗的思想方法、儀器和技術已被普遍地應用到自然科學以外的各個學科，并且日益廣泛地向生產和生活的各個領域滲透、發展和推廣應用. 例如，1831年法拉第的電磁感應現象的發現和1887年赫茲的電磁波實驗，就是麥克斯韋電磁場理論的實驗基礎和理論驗證中*關鍵的兩個實驗；1800年楊氏的雙縫干涉實驗，證明了光的波動學說;赫茲的光電效應的發現，是愛因斯坦光量子假設的實驗依據，并*終證明了光的波粒二象性；盧瑟福的α粒子散射實驗，揭開了原子秘密;吳健雄的實驗驗證了李政道和楊振寧的宇稱不守恒定律.對科學技術正在起到巨大作用的新器件、新材料、新技術等(如晶體管、激光器、低溫超導、可控熱核反應)，也都是首先在實驗室中研究出來的.事實證明，實驗工作在物理學各個領域的發展中起著重大的作用，實驗室從來就是歷史上許多重大技術革命的發源地. 二、物理實驗教學的目的和任務 理工科高等院校的物理實驗已發展成為一門獨立的科學實驗課程，是學生在大學期間進行科學實驗的入門課，是學生受到系統的實驗思想方法和技能訓練的開端，也是后續實驗課程的基礎.物理實驗課程教學的目的和任務如下. (1)通過實驗要求學生做到：弄懂實驗原理，了解一些物理量的測量方法；熟悉常用儀器的基本原理和技術性能，正確選擇和使用常用儀器；能夠正確記錄及處理實驗數據，分析判斷實驗結果；能寫出完備的實驗報告. (2)培養并逐步提高學生觀察和分析實驗現象的能力，進行綜合設計實驗的能力，獨立進行研究工作的能力.為此，要加強對實驗的觀察、測量和分析的訓練，加深對物理概念、規律和理論的理解和應用，并力求逐步提高. (3)培養及提高學生的科學素質，即嚴謹的工作作風，嚴肅認真、實事求是的科學態度，遵守紀律及愛護國家財產的優良品德，刻苦鉆研、勇于探索和創新的開拓精神等. 三、物理實驗的基本程序 物理實驗雖然有多種類型，但都是在教師指導下，獨立進行實驗的實踐活動，因此，在實驗過程中應當發揮學生的主觀能動性，有意識地培養他們的獨立工作能力和嚴謹的工作作風.物理實驗課的基本程序，可分為如下三個階段. 1.實驗前預習 仔細閱讀實驗教材，了解本次實驗的原理和方法，并基本了解有關測量儀器的使用方法，在此基礎上寫出預習報告.預習報告包括：實驗名稱、目的要求、實驗儀器、原理簡述(主要原理、有關定律或公式、電路圖或光路圖等)、數據記錄表格.如果是設計性實驗，還需寫出設計概要或有關計算結果.預習時，應以理解原理為主，了解實驗中的待測物理量，可能出現的現象，要達到什么目的(要求什么或驗證什么)，以求在實驗中主動地、有目的地操作，克服機械而呆板的操作方式. 2.進行實驗 實驗時應遵守實驗室規章制度，先要閱讀有關儀器使用的注意事項或說明書，熟悉儀器，了解原理和用法，調整好儀器或接好電路，經教師檢查后再開始做實驗. 實驗過程中按步驟進行，仔細測量和讀數，正確記錄數據并填入數據表格中.數據記錄中，如發現有錯，可以重新記錄，并對原來數據加上特殊符號(如“－”或“×”).未重新測量絕不允許修改實驗數據. 將實驗記錄交教師審核簽字后，整理好實驗儀器，方能離開實驗室.整個過程要求保持實驗室的整潔、安靜、有序. 3.實驗報告 實驗報告是實驗工作的全面總結，要用簡明扼要的形式，將實驗結果完整而又真實地表達出來，這是進行科學素質培養的必要內容之一. 書寫實驗報告時，要求文字通順，字跡端正，圖表規范，結果表示正確(包括誤差的表示)；認真討論，按自己思路來寫.實驗報告的格式包括下列幾部分： (1)實驗名稱； (2)實驗目的； (3)實驗儀器； (4)簡要原理(或定律)及計算公式(光學、電學等實驗應有光路圖或電路圖)；實驗簡要步驟和實驗數據記錄； (5)數據處理(包括計算、圖表、誤差分析等)； (6)實驗結果(結論)； (7)討論(或問題回答). 實驗報告要用正規的實驗報告紙書寫，原始記錄必須附在后面一并交給老師.第1章測量不確定度與數據處理方法 第1章 測量不確定度與數據處理方法 本章將具體介紹大學物理實驗所必需的基礎知識，它包括測量誤差與不確定度的基本概念，實驗數據的常用處理方法，以及物理實驗的基本測量方法. 1.1 測量誤差 誤差理論是物理實驗的重要數學工具.在物理實驗中經常要遇到許多綜合的實驗，為了獲得準確的測量結果，需要理解實驗設計的原理，掌握好誤差理論，才能有效地進行實驗測量和數據處理，并*終對實驗結果做出正確的評價和分析.本節將介紹測量誤差和不確定度的一些基本概念. 1.測量 物理實驗離不開各種測量.物理測量的內容很多，大到日月星辰，小到分子、原子、粒子.可以說，測量是進行科學實驗必不可少且極其重要的一環. 測量分為直接測量和間接測量.直接測量是將待測物理量直接與認定為計量標準的同類量進行比較，如用米尺測量長度、用天平稱質量、用萬用表測量電壓等.而間接測量則是指按照一定的函數關系由一個或多個直接測量計算出另一個物理量.例如，測量氣墊導軌上滑塊滑行的速度，要先測出滑塊滑行的時間和距離，再用公式計算出滑塊滑行的速度，這就屬于間接測量.物理實驗中的大多數測量是間接測量. 測量的數據不同于普通的數值，它是由數值和單位兩部分組成的.數值有了單位，才具有特定的物理意義，因此測量所得的值應含數值和單位，兩者缺一不可. 2.誤差 對某一物理量進行測量時，由于受到測量環境、方法、儀器以及不同觀測者等諸多因素的影響，測量結果與被測量的客觀真實值(真值)存在一定的偏離，也就是說存在誤差(error).測量誤差可以用絕對誤差，也可以用相對誤差來表示. 絕對誤差＝測量結果－真值(1.1.1) 相對誤差＝絕對誤差真值(1.1.2) 真值(truevalue)是指被觀測的量在實驗條件下所具有的確定值.一個量的真值是一個理想的概念，一般情況下是不知道的，但在某些特定的情況下，真值又是可知的.例如，三角形的三個內角和為180°，一個圓周角為360°等. 由于測量總存在一定的誤差，為此，必須分析測量中可能產生的各種誤差因素，盡可能消除其影響，并對測量結果中未能消除的誤差給予正確的評價.一個優秀的實驗者，應該根據實驗的具體要求和誤差限度來確定合理的測量方案以及合適的測量儀器，從而能夠在實驗的要求下，以*低的代價來取得*佳的實驗結果. 3.誤差的分類 按照誤差的基本性質和特點，可以把它分為三大類：系統誤差、隨機誤差和粗大誤差. (1)系統誤差(systematicerror). 系統誤差指的是在重復條件下，多次測量同一物理量時，測量結果對真值的偏離總是相同的，即誤差的大小和符號始終保持恒定或按照一定的規律變化.系統誤差的特征是它的確定性. (2)隨機誤差(randomerror). 隨機誤差是指在重復條件下，對同一被測量進行足夠多次測量時，誤差的大小、符號的正負是隨機的.隨機誤差的特點是單個具有隨機性，而總體服從統計分布規律，常見的統計分布有正態分布、t分布、均勻分布等. (3)粗大誤差. 粗大誤差結果實際上是一種測量過程中的人為過失，并不屬于誤差的范疇.對于這種由于測量過程中人為過失而產生的錯誤數據應當予以剔除. 4.測量結果的評價 評價測量結果，反映測量誤差大小，常用到精密度、正確度和準確度三個概念. 精密度反映隨機誤差大小的程度，它是對測量結果的重復性的評價.精密度高是指測量的重復性好，各次測量值的分布密集或接近，隨機誤差小.但是，精密度不能反映系統誤差的大小. 正確度反映系統誤差大小的程度.正確度高是指測量數據的算術平均值偏離真值較小，測量的系統誤差小.但是正確度不能確定數據分散的情況，即不能反映隨機誤差的大小. 準確度反映系統誤差與隨機誤差綜合大小的程度.準確度高是指測量結果既精密又正確，即隨機誤差與系統誤差均小. 現以射擊打靶的結果為例說明以上三個術語的意義，如圖1.1.1所示. 圖1.1.1 正確度、精密度和準確度 (a)正確度好而精密度低，即系統誤差小，而隨機誤差大;(b)精密度高而正確度低，即系統誤差大而隨機誤差小;(c)準確度高，系統誤差和隨機誤差都小 5.發現和消除系統誤差 1)如何發現系統誤差 物理實驗中的系統誤差通常是很難發現的，但通過長期的實踐和經驗的積累，已總結出一些發現系統誤差的辦法，歸納如下. (1)理論分析法. 分析實驗所依據的理論和實驗方法是否有不完善的地方，檢查理論公式所要求的條件是否滿足，所用儀器是否存在缺陷，通過分析得到有關系統誤差是否存在的信息. (2)實驗對比法. 釆用不同的方法測量同一物理量，讓不同的人員測量同樣的物理量或使用不同的儀器測量同一物理量，通過對比測量結果的數值，來發現系統誤差的存在. (3)數據分析法. 分析測量結果，若結果不服從統計分布，則說明測量存在系統誤差. 2)消除系統誤差的方法 在實驗條件穩定，同時系統誤差可以掌握時，常用三種方法消除已知系統誤差，即加修正值、消去誤差源或采用適當測量方法.下面分別介紹這三種方法. (1)測量結果加修正值. 由儀器、儀表不準確產生的誤差，可以通過與更高級別的儀器、儀表做比較，從而得到相應的修正值；由理論上、公式上的近似性而產生的誤差，可以通過理論分析，導出修正公式. (2)消去誤差源. 包括儀表使用前零點的校準，儀表使用環境溫度的調節，以及保證儀器裝置及測量環境滿足規定的條件等. (3)采用適當的測量方法. 采用適當的測量方法，對消除實際測量中的系統誤差具有重要的現實意義.常用的測量方法有異號法、交換法、替代法、對稱法.如天平橫梁不等臂系統誤差，就可以用交換法來消除.將具有質量x的被測物體放在天平的左、右托盤各稱一次，分別稱衡為m1和m2，根據力學原理，可以算出物體的實際質量為m1m2.對稱法常用來消除線性系統誤差，半周期偶數法則可以消除周期性的系統誤差. 6.隨機誤差的統計處理 隨機誤差的分
書友推薦
- >
羅庸西南聯大授課錄
- >
二體千字文
- >
新文學天穹兩巨星--魯迅與胡適/紅燭學術叢書(紅燭學術叢書)
- >
中國歷史的瞬間
- >
朝聞道
- >
【精裝繪本】畫給孩子的中國神話
- >
上帝之肋:男人的真實旅程
- >
山海經
本類暢銷
