內容大鋼
本書依據教育部高等學校大學物理課程教學指導委員會編製的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》(2023年版)編寫而成。
全書分為「測量、不確定度評定與數據處理」「物理實驗的基本訓練」「基礎性實驗」「綜合性實驗」「設計性實驗」及「研究性實驗」6章,共71個備選實驗。
本書貫徹「兩性一度」要求,以培養高素質人才為目標,融入國內外高校物理實驗教學先進理念和教學改革新經驗、新成果,增加新一輪技術革命和新質生產力發展相關內容,提供「實驗操作演示」「理論講解視頻」「物理思想與物理方法解析(思政提要)」以及「知識圖譜」二維碼鏈接,以期在幫助學生打牢實驗基礎、培養科學素養、增強創新意識、提高創新能力、樹立正確的價值觀等方面發揮更好的作用。
本書可作為普通高等院校理工科各專業的大學物理實驗課程教材,也可供教師備課或學生學習參考。
目錄
序
前言
緒論
0.1 物理實驗的地位和作用
0.2 物理實驗課的任務
0.3 物理實驗課的基本教學環節
0.3.1 全開放式的實驗教學模式
0.3.2 常規教學模式
第1章 測量、不確定度評定與數據處理
1.1 測量
1.1.1 直接測量和間接測量
1.1.2 等精度測量
1.1.3 測量的精度、誤差
1.1.4 儀器的精確度等級
1.1.5 物理量的單位
1.2 測量的不確定度
1.2.1 不確定度
1.2.2 不確定度的來源
1.2.3 不確定度的評定
1.3 有效數字
1.3.1 測量值的有效數字
1.3.2 直接測量量有效數字的讀取
1.3.3 間接測量量有效數字的運算
1.3.4 估計值及不確定度有效數字的取位規則
1.4 常用數據處理方法
1.4.1 列表法
1.4.2 作圖法
1.4.3 最小二乘法
1.4.4 Origin軟體在數據處理中的應用
1.5 物理實驗的基本方法
1.5.1 比較法
1.5.2 放大法
1.5.3 轉換法
1.5.4 模擬法
1.6 物理思想與物理方法解析
習題
第2章 物理實驗的基本訓練
2.1 基本物理量的測量
2.1.1 長度測量
2.1.2 質量測量
2.1.3 時間測量
2.1.4 電學量的測量
2.1.5 溫度測量
2.1.6 發光強度測量
2.2 物理實驗的基本調整和操作技術
2.3 基本操作練習
2.3.1 長度與體積的測量
練習1 遊標卡尺測銅環體積
練習2 螺旋測微器測鋼球體積
練習3 讀數顯微鏡測圓孔面積
2.3.2 電學基本儀器使用
2.4 物理思想與物理方法解析
第3章 基礎性實驗
實驗3.1 用三線擺法測量物體的轉動慣量
實驗3.2 物體密度的測量
實驗3.3 弦線上的駐波實驗
實驗3.4 水浴加熱法測量金屬線膨脹係數
實驗3.5 光杠桿法測量固體線膨脹係數
實驗3.6 冷卻法測量金屬的比熱容
實驗3.7 空氣比熱容比的測定
實驗3.8 電阻元件伏安特性的研究
實驗3.9 平衡電橋與非平衡電橋特性的研究
實驗3.10 電位差計的原理和使用
實驗3.11 示波器的使用
實驗3.12 霍爾法測磁場
實驗3.13 薄凸透鏡焦距的測定
實驗3.14 阿貝折射儀測定折射率和色散
實驗3.15 分光計的調節與使用
實驗3.16 等厚干涉實驗
實驗3.17 偏振光的觀測與研究
第4章 綜合性實驗
實驗4.1 液體表面張力係數的測量
實驗4.2 金屬絲彈性模量的測定
實驗4.3 超聲速的測量
實驗4.4 穩態平板法測量材料導熱係數
實驗4.5 鐵磁材料磁化曲線及居里點的測定
實驗4.6 RLC串聯諧振電路特性的研究
實驗4.7 邁克耳孫干涉儀實驗
實驗4.8 邁克耳孫干涉儀測量氣體折射率
實驗4.9 用分光計測三稜鏡頂角和折射率
實驗4.10 衍射光柵的研究
實驗4.11 液體旋光率的測定
實驗4.12 菲涅耳雙稜鏡測量光的波長
實驗4.13 阿貝成像空間濾波和θ調製
實驗4.14 數值孔徑和光纖分束器性質的研究
實驗4.15 音頻信號光纖傳輸技術實驗
實驗4.16 光敏感測器的光電特性研究
實驗4.17 光電效應實驗
實驗4.18 用密立根油滴儀測量電子電荷
實驗4.19 弗蘭克?赫茲實驗
實驗4.20 金屬電子逸出功的測定
第5章 設計性實驗
5.1 制定設計性實驗方案的原則
5.2 設計舉例
5.3 設計性實驗選題
5.3.1 重力加速度的測定(自由落體法)
5.3.2 重力加速度的測定(單擺、凱特擺)
5.3.3 直流控制電路輸出特性研究
5.3.4 電錶的改裝
5.3.5 LC串聯電路測量電感
5.3.6 電容製作及固體材料介電常數的測定
5.3.7 RC串聯電路充放電特性研究
5.3.8 電子荷質比的測量
5.3.9 輝光放電等離子體電導率的測定
5.3.10 顯微鏡和望遠鏡的設計和組裝
5.3.11 非線性相位調製假彩色編碼
5.3.12 非接觸法測定透明液體折射率
*5.3.13 聲波探傷
*5.3.14 光纖
*5.3.15 微弱磁場測量
*5.3.16 熱力學第二定律
*5.3.17 熱輻射
*5.3.18 導電性
*5.3.19 複雜結構的衍射與干涉
*5.3.20 利用霍爾感測器設計實驗裝置
5.4 物理思想與物理方法解析
第6章 研究性實驗
實驗6.1 玻璃材料的設計與製備
實驗6.2 固相法合成上轉換熒光粉及光譜測量
實驗6.3 液晶電光效應實驗
實驗6.4 燃燒產生OH自由基的光譜實驗
實驗6.5 聚焦離子束系統虛擬模擬實驗
實驗6.6 固相法合成上轉換熒光粉及光譜測量虛擬模擬實驗
實驗6.7 大氣壓下電暈放電的產生與伏安特性
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