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本書融合了近年來大學物理實驗教學研究的新成果，在編者團隊多年物理實驗教學基礎上編寫而成。全書共分9章，主要內(nèi)容包括基本實驗理論、基本實驗技術與方法、基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和物理實驗基本儀器等。實驗項目覆蓋了力、熱、聲、光、電以及近代物理的實驗內(nèi)容，使用時可結合具體情況加以取舍。增加內(nèi)容或提高要求等，以適應不同層次的教學需要。本書適合作為普通高等學校理工科各專業(yè)的物理實驗教材，也可供相關工程技術人員參考使用。

本書是在四十余年來石家莊鐵道大學歷屆從事物理實驗的教師們不斷積累、演進的基礎上形成的，凝結了物理實驗中心歷屆教師的心血，尤其是體現(xiàn)了近年來教學改革的趨勢、新技術的應用成果。
本書的實驗項目覆蓋了力、熱、聲、光、電以及近代物理的實驗內(nèi)容，涵蓋了比較法、放大法、換測法、模擬法、補償法、干涉法等重要的實驗技術。大學生通過物理實驗課程的學習，能夠在實驗能力方面有較大的提高，在科學、嚴謹?shù)膶嶒炈仞B(yǎng)方面也有大幅度提高，為后續(xù)其他專業(yè)課程的學習奠定基礎。
全書共9章，第1～3章為實驗理論，介紹數(shù)據(jù)處理和實驗方法；第4、5章為前一個學期的實驗操作安排，其中的4個基礎性實驗設置是實現(xiàn)學生從中學到大學實驗的過渡，以適應大學的要求；第6～8章為后一個學期的實驗操作安排，其中的設計性實驗項目可以選擇性地設置為學生操作考試的內(nèi)容；第9章為實驗學習資料，為學生自主學習內(nèi)容，內(nèi)容包括常用物理實驗用儀器儀表的介紹等。附錄中選錄了幾個常用的基本常數(shù)表。本書結合網(wǎng)絡預約系統(tǒng)組織教學效果更好。
本書適合作為普通高等學校理工科各專業(yè)的物理實驗教材，也可供相關工程技術人員參考使用。建議學時為48~64學時。
本書由石家莊鐵道大學物理實驗中心全體教師集體編寫，由王繼國任主編，王振彪、劉虎任副主編。參加編寫的人員還有：高永浩、王艷召、崔建坡、趙金翠、張變芳、李國科、冀建利、齊立倩、王維、李月晴、李婧、劉寶、劉天元、申俊杰等。全書由劉虎定稿。
因編者水平所限，加之時間倉促，本書難免有不妥和疏漏之處，懇請廣大師生批評指正。
編者
2020年6月

第1章緒論1
1.1大學物理實驗的地位、作用和任務1
1.2大學物理實驗課的基本程序2
1.2.1實驗預習2
1.2.2實驗操作2
1.2.3編制實驗報告2
1.3大學物理實驗預約說明3
1.4實驗規(guī)則5
第2章不確定度評定及實驗數(shù)據(jù)處理方法6
2.1測量與誤差的基本概念6
2.1.1測量的定義和分類6
2.1.2誤差7
2.1.3誤差的分類7
2.2偶然誤差的統(tǒng)計規(guī)律8
2.3測量結果的不確定度評定9
2.3.1測量不確定度的基本概念9
2.3.2不確定度的兩類分量10
2.3.3合成標準不確定度11
2.3.4擴展不確定度12
2.3.5直接測量量的不確定度評定12
2.3.6間接測量量的不確定度評定14
2.4有效數(shù)字的記錄與運算17
2.4.1有效數(shù)字的概念17
2.4.2直接測量量的有效數(shù)字讀取17
2.4.3有效數(shù)字尾數(shù)的舍入法則18
2.5系統(tǒng)誤差的分析與處理19
2.5.1系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)19
2.5.2系統(tǒng)誤差的消除20
2.6實驗方案的選擇原則21
2.6.1測量儀器的選擇21
2.6.2測量條件的確定22
2.6.3測試環(huán)境的選擇23
2.7知識鞏固練習23
第3章物理實驗技術與方法25
3.1物理實驗基本實驗技術25
3.2物理實驗基本實驗方法26
3.2.1比較法26
3.2.2放大法27
3.2.3換測法27
3.2.4模擬法27
3.2.5干涉法28
3.3數(shù)據(jù)處理常用方法28
3.3.1列表法28
3.3.2作圖法29
3.3.3逐差法31
3.3.4小二乘法32
3.4計算機或手機在實驗數(shù)據(jù)處理中的應用34
3.4.1Excel或WPS在數(shù)據(jù)處理中的應用34
3.4.2利用WPS Office手機軟件進行數(shù)據(jù)處理37
3.4.3利用手機APP進行數(shù)據(jù)處理38
第4章基礎性實驗40
實驗4.1固體密度測量測量結果的不確定度評定40
實驗4.2基本電路的檢測42
實驗4.3示波器基礎實驗48
實驗4.4分光儀的調(diào)節(jié)和三棱鏡頂角測定55
第5章綜合性實驗Ⅰ60
實驗5.1剛體轉(zhuǎn)動慣量的測量60
實驗5.2聲速測量66
實驗5.3單臂電橋測電阻70
實驗5.4直流非平衡電橋的應用75
實驗5.5用示波器觀測二極管伏安特性79
實驗5.6楊氏模量測量81
實驗5.7靜電場模擬86
實驗5.8電位差計校準毫安表89
實驗5.9邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)及使用92
實驗5.10穩(wěn)態(tài)法測量不良導體的導熱系數(shù)101
實驗5.11磁滯回線研究105
實驗5.12偏振光實驗109
第6章綜合性實驗Ⅱ116
實驗6.1磁場測量116
實驗6.2牛頓環(huán)和劈尖干涉120
實驗6.3全息照相124
實驗6.4法布里珀涉儀的調(diào)節(jié)和使用129
實驗6.5液體表面張力測量132
實驗6.6普朗克常量測量135
實驗6.7高溫超導材料臨界轉(zhuǎn)變溫度的測定140
實驗6.8密立根油滴儀實驗149
實驗6.9金屬鎢電子逸出功的測量153
實驗6.10超聲探測實驗159
實驗6.11弗蘭克赫茲實驗164
實驗6.12微波光學實驗167
第7章設計性實驗I173
實驗7.1沖擊電流計測電容175
實驗7.2電位差計測電阻175
實驗7.3雙臂電橋測電阻176
實驗7.4熱敏電阻熱電特性研究177
實驗7.5二極管伏安特性研究177
實驗7.6環(huán)形電流磁場研究178
實驗7.7用邁克爾遜干涉儀實現(xiàn)白光干涉179
實驗7.8用邁克爾遜干涉儀測量空氣折射率179
實驗7.9用分光儀測量三棱鏡折射率180
實驗7.10使用光柵測量光波波長181
實驗7.11用分光儀測量光柵常數(shù)183
實驗7.12時差法測定聲速184
實驗7.13用平衡電橋測量銅電阻溫度特性184
實驗7.14用雙臂電橋測金屬棒的電阻率185
第8章設計性實驗Ⅱ187
實驗8.1金屬材料的導熱系數(shù)測量187
實驗8.2傳感器實驗:光纖傳感器測量靜態(tài)位移188
實驗8.3傳感器實驗:光纖傳感器測量振動（998型）188
實驗8.4傳感器實驗:光纖傳感器測量轉(zhuǎn)速189
實驗8.5光學實驗平臺上的實驗190
實驗8.6三線擺實驗193
實驗8.7偏振光的起偏和檢偏195
實驗8.8RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程研究195
實驗8.9溫度的測量與報警198
實驗8.10助聽器的設計與制作199
實驗8.11紅外防盜報警器的設計與制作200
實驗8.12水位自動控制系統(tǒng)的設計201
第9章物理實驗常用儀器儀表及使用203
9.1力學和熱學實驗常用儀器及使用203
9.2電磁學實驗常用儀器、儀表及使用207
9.2.1電源208
9.2.2直流電表208
9.2.3示波器210
9.2.4電阻器215
9.2.5常用的電氣元件符號217
9.2.6箱式電橋QJ60教學單雙兩用電橋218
9.2.7標準電池220
9.3光學實驗常用儀器、元件及使用221
9.3.1光學元件和儀器的使用規(guī)則221
9.3.2操作光學儀器的注意事項221
9.3.3常用光源及其他器件222
9.3.4分光儀224
附錄A基本常數(shù)表227
參考文獻232

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