第1章物理實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用
1.1 計(jì)算機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用
1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)1.1 虛擬仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1.2 虛擬仿真示波器的調(diào)節(jié)與使用
實(shí)驗(yàn)1.3 虛實(shí)結(jié)合綜合光學(xué)實(shí)驗(yàn)
拓展閱讀1 虛擬技術(shù)簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)1.4 虛實(shí)結(jié)合紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1.5 非線性混沌實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1.6 高溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定
拓展閱讀2 低溫技術(shù)簡(jiǎn)介
第2章定性與半定量實(shí)驗(yàn)
2.1 在物理實(shí)驗(yàn)課程中引入定性與半定量實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性與可行性
2.2 定性與半定量物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
第1章物理實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用
1.1 計(jì)算機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用
1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)1.1 虛擬仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1.2 虛擬仿真示波器的調(diào)節(jié)與使用
實(shí)驗(yàn)1.3 虛實(shí)結(jié)合綜合光學(xué)實(shí)驗(yàn)
拓展閱讀1 虛擬技術(shù)簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)1.4 虛實(shí)結(jié)合紅外掃描成像實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1.5 非線性混沌實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1.6 高溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定
拓展閱讀2 低溫技術(shù)簡(jiǎn)介
第2章定性與半定量實(shí)驗(yàn)
2.1 在物理實(shí)驗(yàn)課程中引入定性與半定量實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性與可行性
2.2 定性與半定量物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)2.1 受迫振動(dòng)與共振實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)液體內(nèi)部壓強(qiáng)分布實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)2.3 光通信及互感現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)2.4 尖端放電與靜電電動(dòng)機(jī)、靜電除塵
實(shí)驗(yàn)2.5 感應(yīng)電流的熱效應(yīng)
實(shí)驗(yàn)2.6 通電、斷電自感實(shí)驗(yàn)
拓展閱讀3 真空與真空鍍膜技術(shù)簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)2.7 頻閃法測(cè)轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)探索
實(shí)驗(yàn)2.8 磁懸浮實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2.9 聲聚焦實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2.10 神奇的輝光球
實(shí)驗(yàn)2.11 激光監(jiān)聽
實(shí)驗(yàn)2.12 霍爾傳感器測(cè)磁場(chǎng)分布的應(yīng)用探索
拓展閱讀4 顯微技術(shù)簡(jiǎn)介
第3章綜合性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.1 液晶電光效應(yīng)
實(shí)驗(yàn)3.2 多種衍射綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.3 光纖通信綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.4 聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.5 電容傳感器實(shí)驗(yàn)
拓展閱讀5 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)3.6 電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.7 邁克爾遜干涉儀綜合實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.8 全息照相實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.9 雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.10 聲波測(cè)距實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3.11 核磁共振實(shí)驗(yàn)
拓展閱讀6磁共振簡(jiǎn)介
第4章設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
4.1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求
4.2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的舉例
4.3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)4.1 孔明燈的研究與設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.2 電阻測(cè)量設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.3 駐波實(shí)驗(yàn)研究與簡(jiǎn)單樂器的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.4 平行軸定理驗(yàn)證設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.5 酒精濃度儀的研究與設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.6 光照強(qiáng)度計(jì)的研究與設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.7 波長(zhǎng)的相對(duì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
拓展閱讀7微波技術(shù)簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)4.8 根據(jù)“不確定度均分”原則進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.9 薄片厚度測(cè)量專題設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.10 折射率測(cè)量專題設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.11 用分光計(jì)測(cè)定液體折射率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.12 用極限折射法測(cè)定三棱鏡的折射率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.13 接地電阻測(cè)量設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.14 利用光杠桿法測(cè)量薄片厚度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)4.15 光的偏振實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
拓展閱讀8 等離子體技術(shù)簡(jiǎn)介
第5章研究性實(shí)驗(yàn)
5.1 研究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求
5.2 研究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)課題
實(shí)驗(yàn)5.1 錐體上滾實(shí)驗(yàn)與“怪坡”之謎研究
實(shí)驗(yàn)5.2 熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)5.3 伯努利方程應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)5.4 電磁驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)5.5 學(xué)生興趣制作研究與實(shí)踐
實(shí)驗(yàn)5.6 “歷史上最美的”物理實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)5.7 陀螺進(jìn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)5.8 電子秤的研究
實(shí)驗(yàn)5.9 全息技術(shù)研究
拓展閱讀9 全息技術(shù)簡(jiǎn)介
……
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為改進(jìn)普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造了很好的條件。利用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行輔助,很大程度上改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,也為實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的構(gòu)建提供了最有力的支持。利用計(jì)算機(jī),可以實(shí)現(xiàn)按教學(xué)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。計(jì)算機(jī)模擬仿真實(shí)驗(yàn)、用微機(jī)控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程或采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等計(jì)算機(jī)輔助系列,在物理實(shí)驗(yàn)中被廣泛地運(yùn)用,如“虛擬示波器”、“虛實(shí)結(jié)合綜合光學(xué)實(shí)驗(yàn)”等。
1.1計(jì)算機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用
物理實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理是實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將計(jì)算機(jī)引入到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中,不但可以提高處理效率,同時(shí)還能避免在處理過(guò)程中計(jì)算錯(cuò)誤的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)圖表化、誤差分析標(biāo)準(zhǔn)化。
1.數(shù)學(xué)計(jì)算軟件在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
所謂“萬(wàn)物皆數(shù)”,一切知識(shí)的根基都來(lái)自于數(shù)學(xué)。在科學(xué)研究和工程應(yīng)用過(guò)程中,往往需要大量的數(shù)學(xué)計(jì)算,傳統(tǒng)的紙筆已經(jīng)不能從根本上滿足海量計(jì)算的要求。當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理需要復(fù)雜計(jì)算,要求較高時(shí),往往使實(shí)驗(yàn)者要花費(fèi)大量時(shí)間在數(shù)據(jù)處理過(guò)程上。而使用數(shù)學(xué)計(jì)算軟件(如Matlab、Mathematica等)來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算則可以有效地減輕計(jì)算工作量,提高工作效率。現(xiàn)代數(shù)學(xué)計(jì)算軟件具有編程簡(jiǎn)單、易于學(xué)習(xí)、能快速進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的特點(diǎn),無(wú)論是在校學(xué)生,還是工程技術(shù)人員和科研人員,都可以快速學(xué)習(xí)Matlab、Mathematica等軟件,并用它們來(lái)解決各種數(shù)值計(jì)算問題。
1) Matlab簡(jiǎn)介
Matlab軟件的出現(xiàn)是和科學(xué)計(jì)算緊密聯(lián)系在一起的。20世紀(jì)70年代,CleverMoler在線性代數(shù)課程教學(xué)中為了讓學(xué)生能使用Fortran的Linpack、Eispack子程序庫(kù),又不至于在編程上花費(fèi)太多時(shí)間,開發(fā)了Matlab軟件。1984年MathWorks公司成立,Matlab正式向市場(chǎng)推出,同時(shí)開發(fā)者也繼續(xù)進(jìn)行著軟件的研究和開發(fā)工作。到目前為止,已經(jīng)發(fā)布了Matlab8.1版本,MathWorks公司又實(shí)現(xiàn)了一次技術(shù)層面上的飛躍。
Matlab的特點(diǎn)在于強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算和可視化軟件處理能力,它最初主要用于方便矩陣的存取,其基本元素是無(wú)須定義維數(shù)的矩陣。經(jīng)過(guò)十幾年的完善和擴(kuò)充,現(xiàn)在已發(fā)展成為線性代數(shù)課程的標(biāo)準(zhǔn)工具,也成為其他許多領(lǐng)域課程的使用工具。Matlab不僅在數(shù)學(xué)方面,在物理、統(tǒng)計(jì)、工程、金融等方面都有強(qiáng)大的工具箱可以使用。
2) 數(shù)學(xué)計(jì)算軟件Matlab的使用
由于篇幅所限,這里主要介紹Matlab在物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中可能會(huì)用到的一些基本命令,至于Matlab的高級(jí)命令和Mathematica的使用方法,請(qǐng)讀者自行查閱相關(guān)書籍。
(1) Matlab的界面。
Matlab窗口頂部的標(biāo)準(zhǔn)菜單可以用做文件管理和文件調(diào)試等工作;右邊有一個(gè)下拉列表框,它可以選擇和設(shè)置當(dāng)前工作路徑;左下方是歷史命令窗口;右下方是Matlab最重要的窗口——命令窗口。Matlab的界面如圖1.0.1所示。
圖1.0.1Matlab界面圖命令在“.”提示符后面輸入。讀者可以在這里嘗試輸入一些實(shí)際的基本命令。例如,我們想得到433乘以15的結(jié)果,就可以在提示符后面輸入433*15,然后按Enter鍵回車,即可得到如下結(jié)果:
……