图书简介:
绪论 1
第1章 实验基础理论 3
§1.1 测量及其分类 3
§1.2 误差及其分类 4
§1.3 不确定度评定 6
§1.4 有效数字及其运算规则 13
§1.5 实验数据处理的基本方法 15
习题 20
第2章 基础性实验 22
实验1 长度与密度的测量 22
实验2 落球法测重力加速度 31
实验3 刚体定轴转动研究 34
实验4 用位移传感器法测定金属丝的杨氏弹性模量 39
实验5 刚体转动惯量的测定(扭摆法) 44
实验6 固体比热容的测量(冷却法) 49
实验7 冰熔解热的测定 52
实验8 金属线胀系数的测定 57
实验9 空气密度与普适常量测量 61
实验10 卡诺效率和热机效率测量 65
实验11 伏安法测电阻 70
实验12 模拟静电场的描绘 75
实验13 用惠斯通电桥测电阻 80
实验14 示波器的使用 85
实验15 磁场的描绘 92
实验16 LCR电路暂态特性 98
实验17 霍尔效应研究 102
实验18 居里温度的测量 109
实验19 薄透镜焦距的测定 113
实验20 显微镜与望远镜的组装 118
实验21 双棱镜干涉测量钠光波长 123
实验22 CCD单缝衍射 127
实验23 光的等厚干涉—牛顿环 135
实验24 分光计的调节与棱镜折射率的测定 141
实验25 迈克耳孙干涉仪的调节和使用 146
第3章 综合性实验 152
实验26 超声声速的测量 152
实验27 用梁弯曲法测定金属材料的杨氏模量 159
实验28 弦振动研究 165
实验29 液体表面张力系数的测定 169
实验30 不良导体导热系数的测定 174
实验31 用直流双臂电桥测量低值电阻 182
实验32 铁磁材料磁滞回线的测定 188
实验33 偏振现象的观察与分析 194
第4章 设计性实验 200
§4.1 设计性实验概述 200
§4.2 实验方案设计的原则 201
§4.3 测量仪器的选择与配套 202
实验34 气垫导轨上的碰撞研究 204
实验35 研究碰撞打靶实验中的能量损失 208
实验36 热敏电阻温度计的设计与制作 211
实验37 电表的设计与组装 213
第5章 近代物理实验 214
实验38 普朗克常数的测定—光电效应 214
实验39 夫兰克-赫兹实验 219
实验40 光磁共振实验 223
实验41 塞曼效应 229
实验42 密立根油滴实验 235
附录A 正态分布与标准偏差 240
附录B 常用仪器量具的主要技术要求和最大允差 242
附录C 基本物理常数 243
主要参考文献 251
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党的二十大报告指出了教育、科技、人才的重要性,提出要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动,加快建设教育强国、科技强国、人才强国。报告中还强调了为党育人、为国育才的重要性,全面提升人才自主培养质量,着力培养拔尖创新人才。
大学物理实验是高校理工科专业学生科学实验训练的必修基础课程,标志着学生进入高校后系统学习实验方法和技能的新阶段。本教材秉承党的二十大精神,以学生为中心,致力于为理工科学生打好大学物理实验基础,培养具有科技报国情怀、扎实基础、创新意识和科学精神的理工科人才,为培养全面发展的社会主义建设者和接班人做出贡献。
本教材内容丰富,系统完整,包含实验基础理论、基础性实验、综合性实验、设计性实验、近代物理实验以及附录等六个部分,涵盖力学实验、热学实验、电磁学实验、光学实验和近代物理实验等五个模块实验。本教材适合非物理专业的大学物理实验教学,也适用于物理专业和基础教育工作者作为教学参考。
本教材继承传统,融入现代新技术,渗透现代教育思想,支持混合式实验教学。本教材共五章,实验项目编排由浅入深,循序渐进,体现了分层次教学思想。
第1章 实验基础理论,主要包括测量误差与数据处理的基础知识。在数据处理中,采用不确定度来表示实验结果。为了使学生能够掌握不确定度评价方法,同时避免陷入复杂的计算,教材对相关内容进行了适度简化。
第2章 基础性实验,涵盖力学、热学、电磁学和光学实验四个模块。这些实验项目多为经典实验,部分实验融入了现代新技术,如传感器与计算机数据采集等技术。这一层次的实验着眼于基础,通过这些实验,学生将掌握基本量的测量方法、基本实验仪器的工作原理和使用方法、基本实验技能以及数据处理的理论与方法,为后续的学习奠定基础。
第3章 综合性实验,旨在培养学生综合运用多个基础知识、方法和技能完成实验的能力。实验项目中设有“创新拓展”小平台,旨在拓展实验知识面和培养自主创新设计解决问题的方法,为水平较高且学有余力的学生提供创新拓展空间,提升实验技能和分析解决问题的能力。
第4章 设计性实验,重点培养学生的创新精神和独立工作能力。通过探究性的学习模式,学生能够灵活运用所学知识和技能进行实验。设计性实验只提供实验目的、要求和实验仪器设备条件,由学生自行设计实验方案并实施,可以结合课程教学进行,也可以作为独立的探索研究和创新训练活动,为学生提供展示才华的平台。
第5章 近代物理实验,涵盖量子物理、原子物理、核物理、电磁学、光学等多个领域,且都为获得诺贝尔奖的著名实验。这些实验有助于学生理解和掌握近代物理的重要现象、观念和规律,学习20世纪以来近代物理学发展的主要实验方法和技能,培养学生的独立工作能力和创新精神。
本书由梁华秋担任主编。邵先亦老师负责编写实验19、20、21、24、31、32、37~42,实验5、26、34由王超老师编写,实验9、10、18、36由周英老师编写,实验29、35由徐爱娇老师编写,实验15、16由周艳丽老师编写,陈基根老师负责实验14与附录的编写,其余部分由梁华秋老师编写,在本书的编写过程中,台州学院大学物理实验教学中心提供大力帮助,本书参考了兄弟院校的大学物理实验教材,在此表示衷心的感谢!也感谢我校很多未能直接参加教材编写的老师多年的劳动和奉献。
局限于我们编写经验和水平,教材中难免有疏漏、不妥和错误之处,欢迎同行专家和读者们多提建议并加以指正,以利再版。
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