內容簡介
本套教材是根據(jù)教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎課程教學指導分委員會制定的《非物理類理工學科大學物理實驗課程教學基本要求》,借鑒國內外近年來物理實驗教學內容和課程體系改革與研究成果,結合廣西科技大學大學物理實驗教學中心多年來的教改成果、課程建設的實踐經(jīng)驗編寫而成的。本套書體現(xiàn)分層教學、開放教學、研究性教學、成果導向教學的實驗教學新要求,為非物理類專業(yè)大學物理實驗教材。全套共分為兩冊,第一冊《大學物理實驗(基礎部分)》,適用于基礎實驗教學;第二冊《大學物理實驗(提高部分)》,適用于提高型、研究型實驗教學。
全書通過穿插內容,把物理學的發(fā)展簡史呈現(xiàn)出來,也反映物理實驗在物理學發(fā)展中的作用,并對目前先進測量技術作了介紹。
適讀人群:普通高校非物理專業(yè)本、專科生,以及大學物理教師
本書是為適應目前大學物理實驗教學改革的實際和新要求編寫而成,體現(xiàn)新的教學理念和教學方法,從內容的安排、思維方法和動手能力的訓練等方面作了一些改革性的嘗試。本書注重培養(yǎng)學生的基礎實驗能力。通過本書的學習,可以提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,為后續(xù)的實驗課程打下良好的基礎。書中的實驗可以通過手機掃描二維碼來學習,起到課前預習和課后復習的目的
《大學物理實驗》分“基礎部分”和“提高部分”兩冊,配合使用,實現(xiàn)物理實驗的分層教學。本冊為基礎部分,用于分層教學的基礎教學,適用于高等院校非物理類專業(yè)的本科各專業(yè)學生使用,也可作為實驗技術人員和有關教師的參考用書。本冊全書分為6章,第1章介紹物理實驗基礎知識與基本訓練,第2章介紹測量誤差和實驗數(shù)據(jù)處理,第3章為力學和熱學實驗,第4章為電磁學實驗,第5章為光學實驗,第6章為綜合性及近代物理實驗。
教材體現(xiàn)“成果為本”的新教學理念,每個實驗都進行了“成果導向教學設計”,從“知識”和“能力”兩個方面設計教學目標,引導學生的學習,以達到預期學習效果。書中的穿插內容——歷史的回顧,使讀者能快捷地了解物理學的發(fā)展簡史,也能從一些典型的實驗例子中體會出物理實驗在物理學發(fā)展中的作用。
對重點實驗還制作了相應的微課視頻,學生可以通過掃描二維碼觀看相應微課內容,加深對知識的理解和掌握。
與本教材、教學模式相配套,建設大批微課教學資源,利用云技術下的信息化教學管理平臺,能對整個教學過程進行信息化管理。采用翻轉課堂等新教學理念,實施線上、線下學習相結合的混合式教學,既充分保留傳統(tǒng)教學中教師的主導作用,又能發(fā)揮線上學習的靈活自主的優(yōu)勢,達到佳的學習效果。
本套教材圖、表、公式的編號為便于查閱分兩種編號方式:一為以實驗為主的編號方式,其圖、表、公式編號采用“×××”,如實驗31,其圖、表、公式采用“31×”,其中“31”表示實驗31,“×”表示圖、表、公式的順序號。二為除實驗以外其他章節(jié)的圖、表、公式編號方式采用“×.×.×”,如第2章2.1節(jié)中圖、表、公式采用“2.1.×”,其中“2.1”表示節(jié),“×”表示順序號。
朱基珍教授負責全套書的審定,禤漢元主持本分冊的編寫和統(tǒng)稿工作。
本書編寫過程中得到了廣西教育廳、廣西科技大學的大力支持及經(jīng)費的資助,在此表示感謝。
由于我們的水平和條件有限,書中一定存在著不完善和不妥之處,真誠地希望各位讀者提出建議并指正。
作者簡介
朱基珍,教授,長期以來從事物理實驗教學與研究工作。1997年至今一直擔任大學物理實驗教學中心主任。主持物理實驗室的建設和管理工作,任物理實驗課程負責人,負責物理實驗課程的建設和改革工作,擔任全校物理實驗教學工作,擔任電子科學與技術專業(yè)畢業(yè)設計指導工作。
先后主持了6項省級教學改革項目(含教改項目、精品課程、實驗教學示范中心建設及重點教材建設項目等)的研究工作;主持了多個校級教學改革研究項目(包括教材建設、網(wǎng)站建設、計算機輔助教學、教學軟件開發(fā)、仿真實驗研究等),使大學物理實驗課程逐步從一般課程、校級重點課程、校級精品課程發(fā)展為省級精品課程,實驗室建設也由一般實驗室、校級重點實驗室到廣西省級實驗教學示范中心,實驗室管理也由普通管理走向了自動化、網(wǎng)絡化和信息化,實驗教學水平得到穩(wěn)步提高。近年來主持6項廣西科技廳科技攻關科研課題;獲廣西科技進步獎三等獎。
禤漢元,實驗師,長期從事實驗教學,有豐富的理論和實驗教學經(jīng)驗。目前主要研究方向:物理實驗教學及現(xiàn)代教育技術在教學中的應用。主要科研成果:主持區(qū)級教改項目1項,主持并結題校級教改項目1項,校級科研項目1項,參與廣西區(qū)級科研及教學改革項目多項。在國內刊物發(fā)表教改論文1篇(第yi作者),出版參編的著作和教材1部。
緒論(1)
0.1物理學與物理實驗(1)
0.2物理實驗課程的教學目的與要求(1)
0.3實驗報告書寫格式(4)
0.4物理實驗課程的基本程序(9)
第1章物理實驗基礎知識與基本訓練(10)
1.1物理實驗基礎知識(10)
1.2實驗操作的基本要求(13)
1.3物理實驗基本訓練(14)
復習提要(21)
拓展閱讀1長度單位“米”的定義發(fā)展歷程(23)
第2章測量誤差和實驗數(shù)據(jù)處理(25)
2.1測量與誤差(25)
2.2有效數(shù)字(32)
2.3測量的不確定度和測量結果評定(35)
2.4實驗數(shù)據(jù)的處理方法(44)
復習提要(53)
習題(54)
拓展閱讀2物理學發(fā)展簡史與物理學的五次大綜合(上)(58)
第3章力學和熱學實驗(61)
實驗31長度測量和固體密度測定(61)
實驗32剛體轉動慣量的測量(68)
實驗33用拉伸法測量金屬絲的楊氏彈性模量(75)
實驗34空氣比熱容比的測定(81)
實驗35固體線膨脹系數(shù)的測定(86)
拓展閱讀3物理學發(fā)展簡史與物理學的五次大綜合(下)(91)
第4章電磁學實驗(94)
4.1電源(94)
4.2直流電表(94)
4.3電阻(97)
4.4電磁學實驗的基本規(guī)則(99)
實驗41測量二極管的伏安特性(100)
實驗42用直流電橋測電阻(104)
實驗43示波器的使用(110)
實驗44RC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程(126)
拓展閱讀4卡文迪許實驗室簡介(131)
第5章光學實驗(135)
5.1光學實驗預備知識(135)
5.2常用光源(137)
實驗51薄透鏡焦距的測定(139)
實驗52等厚干涉及其應用——牛頓環(huán)(144)
實驗53用分光計測定三棱鏡的折射率(150)
實驗54光柵的衍射(160)
實驗55用旋光儀測溶液的旋光率及濃度(165)
拓展閱讀5歷史上最出色的十大物理實驗(170)
第6章綜合性及近代物理實驗(173)
實驗61用邁克爾遜干涉儀測激光波長(173)
實驗62夫蘭克赫茲實驗(181)
實驗63密立根油滴實驗(189)
實驗64光電效應測定普朗克常數(shù)(195)
實驗65霍爾效應(202)
拓展閱讀6五個物理實驗的巧妙設計(212)
附錄(216)
附錄A中華人民共和國法定計量單位(216)
附錄B一些常用的物理數(shù)據(jù)表(219)