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本书是以*高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会制定的 “非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求”为指导,结合编者所在学校大学物理实验教学内容和课程体系改革成果,为适应应用技术型大学发展需要编写而成的。全书共五章, 系统介绍了物理实验课程的教学培养目标、实验数据处理知识、基本物理实验方法和操作技术,编入了基础性实验、综合与应用性实验和设计与研究性实验共三十六项。本书主要特点有:一,力求易读性、应用性和科学性相结合,保证学生顺畅掌握知识点,做到学以致用;二,紧密贴近课堂教学,为学生的学习服务,与物理实验课程的教学体系相配套;三,努力做到传授知识与培养创新能力相融合,着重训练学生查阅资料能力、实验方案设计能力以及对实验结果分析和研究的能力,激发学生创新精神。本书可作为普通高等学校理、工、医、药、农等各专业的物理实验教材或教学参考用书。

章　绪论

第二章　物理实验数据处理的基本方法

节 物理量的测量及结果表达        

6

第二节 有效数字及其运算法则          

9

第三节 测量误差及分析          

12

第四节 直接测量的数据处理          

14

第五节 间接测量的数据处理          

17

第六节 双变量测量的数据处理          

21

练习题              

26

阅读材料              

27

第三章　基础性实验

实验一 规则物体密度的测量          

37

实验二 用拉脱法测量液体表面张力系数      

43

实验三 用复摆测重力加速度          

49

实验四 刚体转动惯量的测量          

55

实验五 液体黏度的测量           59

应用实例              

63

实验六 霍尔效应法测量磁感应强度        

64

实验七 固体比热容的测量          

68

实验八 惠斯登电桥测电阻          

70

实验九 电位差计的使用          

75

实验十 电表的改装            

79

阅读材料              

83

实验十一 透镜焦距的测量          

84

阅读材料              

88

实验十二 牛顿环实验           89

实验十三 光敏传感器的光电特性测量实验       94

第四章　综合与应用性实验

实验十四 梁弯曲法测量杨氏弹性模量         103

阅读材料              

114

实验十五 用双臂电桥测量低电阻        

115

实验十六 电子示波器的调节和应用        

120

实验十七 分光计的调节和使用        

126

实验十八 用光栅测量光波的波长        

134

实验十九 磁阻效应及磁阻传感器的特性研究       139

实验二十 热电偶温度计的定标与测温         144

实验二十一 声速的测量          

150

实验二十二 固体热导率的测量        

154

阅读材料              

158

实验二十三 电介质介电常数的测量        

160

阅读材料              

165

实验二十四 密立根油滴法测量电子电荷      

166

实验二十五 全息照相          

171

阅读材料              

177

第五章　设计与研究性实验

实验二十六 不规则石蜡块密度的测量         178

实验二十七 伏安法测电阻及电表的选择      

179

实验二十八 万用表电路的设计与组装         183

实验二十九 交流电桥的设计和应用        

190

实验三十 迈克尔逊干涉仪的组装、调节和应用       197

实验三十一 电饭锅温度控制电路的设计与组装       204

实验三十二 声光效应          

209

实验三十三 高温超导材料的基本特性         213

实验三十四 数字信号光纤通信技术实验      

217

实验三十五 黑箱实验          

221

实验三十六 磁性液体表观密度的实验研究       223

附　录

附录1 袖珍计算器的使用           227

附录2 电磁学实验基本知识           230

附录3 光学实验基本知识           238

附录4 中华人民共和国法定计量单位         240

附录5 一些常用的物理数据表         243

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前言

大学物理实验是高等学校对大学生进行较系统的科学实验基础训练的一门独立的课程。大学物理实验所覆盖的知识面和信息量极为丰富,大学物理实验的过程融理论、方法、技能和数据处理于一体,它在培养学生运用实验手段去分析、观察、发现乃至研究、解决问题的能力方面,在提高学生科学实验素质方面,都起着重要作用,为培养学生的科技创新能力提供了有力支持。同时,它也将为学生今后的学习、工作奠定良好的基础。本书根据物理实验教学本身的规律,按实验的难易程度和本课程培养目标的要求,采用了“分层次”的课程体系,即基础性实验、综合与应用性实验和设计与研究性实验。分层次的教学体系的基本原则是教师要主动适应学生的接受能力,引导学生“爬楼梯”,使学生循序渐进地掌握科学实验的基本知识、基本方法和基本技能。全书共五章。章绪论,介绍了实验课前应当做的准备工作及操作课上应注意的事项,这是科技人员应具备的基本的科学素养。学生在做某一实验课题时,应该反复阅读有关内容,这不仅能使学生事半功倍地完成实验课题,更重要的是能在潜移默化中培养学生严谨的治学态度和科学的思维方法。第二章物理实验数据处理的基本方法,根据我国“数据处理技术规范”的基本精神,结合本门课程的实际,进行了大量的简化编写而成。目前许多高等学校的物理实验教学中都引入了不确定度理论,但对某些概念的理解和运用上还存在一些差异。本书在处理这一类问题时,力求做到科学性、简洁性和通用性的完美结合,使物理实验数据的处理方法与后续实验课程的数据处理方法相一致,也与当代社会生产与科技部门的相关规定相一致。第三章编入基础性实验13项,第四章编入综合与应用性实验12项,第五章编入设计与研究性实验11项。本书由崔金玉主编,王丽、滕继慧副主编,闵月月、赵涛、孙炳全、刘凤智、谢彬、张大伟、孙佳佳参编,赵凤芹主审。具体分工:崔金玉编写实验九、十、十二、二十八、三十三;王丽编写实验四、七、十九、十一、十三、二十七;滕继慧编写实验三、十五、十六、二十五、三十五;闵月月编写实验五、十四、二十一、二十二、三十二;赵涛编写章及实验十七、十八、三十四;孙炳全编写第二章及实验一、二十九、三十;刘凤智编写附录及实验八、二十、二十六;张大伟编写实验二、三十六;谢彬编写实验二十四、三十一;孙佳佳编写实验六、二十三。霍凤伟负责核对全书。由于编者水平有限,难免有不足之处,望读者批评指正。编 者2018年6月