《大学物理实验(第3版)》共分四篇。第一篇介绍基本的物理实验知识,第二篇为基本物理实验,共收入2个基本的物理实验项目,第三篇为综合性实验,共收入18个综合性实验项目,第四篇为设计性实验,共收入13个设计性实验项目。
绪论
一、物理实验的地位和作用
二、物理实验课的教学目的
三、物理实验课的教学要求
(一)课前预习
(二)课堂实验
(三)书写实验报告
第一篇 物理实验基础知识
第1章 测量与误差
一、测量的基本概念
(一)测量
(二)直接测量与间接测量
(三)单次测量与多次测量
二、误差的基本概念
(一)误差与偏差
(二)误差的种类
(三)精密度、正确度、准确度和精度
三、随机误差的统计
(一)标准误差、标准偏差与平均值的标准偏差
(二)随机误差的正态分布规律
(三)标准误差的统计意义
四、测量结果表达
(一)测量不确定度的基本概念
(二)直接测量结果的不确定度评定
(三)测量结果的不确定度表示
(四)多次直接测量量不确定度评定的步骤
(五)单次直接测量量不确定度评定
(六)间接测量的不确定度评定
(七)间接测量结果不确定度评定的步骤
(八)微小误差准则
五、仪器误差
(一)仪器示值误差
(二)仪器的标准误差
(三)仪器的灵敏阈
第2章 有效数字
一、有效数字
(一)有效数字的定义
(二)有效数字的意义
二、有效数字的运算法则
(一)加减运算结果有效数字的确定方法
(二)乘除法运算结果有效数字的确定方法
(三)其他几种函数运算结果的有效数字确定方法
三、测量结果有效数字的确定方法
(一)直接测量结果有效数字的确定
(二)间接测量结果有效数字的确定
(三)最后测量结果的有效数字确定
(四)科学记数法
(五)有效数字尾数的修约法则
三、有效数字确定实例
第3章 实验数据处理方法
一、实验数据处理的一般方法
(一)列表法
(二)实验数据检验与坏值的剔除方法
(三)测量结果计算
二、图示图解法
(一)图示法
(二)图解法
三、最小二乘法
(一)求回归直线
(二)y、a、b的标准偏差
(三)相关系数
四、逐差法
(一)逐差法的适用条件
(二)逐差法
(三)利用逐差法确定物理量之间的关系式的方法
第4章 科技实验报告写作
一、科技实验报告的作用
二、科技实验报告的格式与写法
(一)引言(实验目的)
(二)实验原理及实验方法
(三)实验数据及处理
附录 动态法测定杨氏模量计算公式推导
实验15 空气中声速的测定
实验16 霍尔元件特性及磁场测定
附录 霍尔元件的副效应
实验17 光的等厚干涉与应用
附录 JCD2型读数显微镜
实验18 分光计的调节与棱镜顶角测定
实验19 薄透镜焦距测量
实验20 迈克尔逊干涉仪测量光波长
实验21 法布理一珀罗干涉实验
实验22 旋光仪测旋光液体的浓度
实验23 光电管特性测定
第三篇 近代与综合性物理实验
实验24 激光全息摄影
实验25 夫兰克一赫兹实验
附录 夫兰克—赫兹实验仪工作参数的设置与保护措施
实验26 核磁共振
附录 实验操作中一些常见问题的排除
实验27 塞曼效应
附录 Zeeman智能分析软件的使用简介
实验28 法拉第效应
附录 法拉第效应的理论解释
实验29 高临界温度超导体临界温度的电阻测量法
附录 热电势及热电势的消除方法
实验30 科学工作室与计算机数据采集
附录 PASCO传感器一览表
实验31 应用计算机测定线性电阻伏安特性
实验32 应用计算机测定空气中的声速
实验33 应用计算机测定单缝衍射的光强度分布
附录 旋转移动传感器与光传感器
实验34 应用计算机测定导热系数
实验35 用光学多道分析器研究氢原子光谱
实验36 扫描隧道显微镜
实验37 微波专题实验
附录 微波基本知识
实验38 应用计算机测定磁敏电阻特性
实验39 数字示波器的使用
实验40 RC、RL、RIC电路的暂态过程
实验41 磁性材料磁滞回线测定
附录 DM-1型磁滞回线测试仪面板介绍
实验42 应用计算机测定电阻的温度特性
实验43 应用计算机测定PN结正向电压温度特性
实验44 声光衍射法测定液体中的声速
附录 声光衍射仪
实验45 微弱信号测量专题实验
实验46 光学图像识别专题实验
附录 空间光调制器和液晶显示器(LCD)
实验47 激光光电测量专题实验
附录 衍射试件缝宽及小孔直径数据
实验 48X射线专题实验
第四篇 设计性物理实验
设计性物理实验教学方法
实验49 偏振法测定材料折射率
实验50 光栅衍射法测定光波长
实验51 干涉法测量空气折射率
实验52 折射法测定棱镜折射率
附录 折射法测定棱镜折射率的计算公式推导
实验53 牛顿第二定律验证
实验54 光敏电阻特性测定
实验55 应用计算机测定电容放电特性及电容测量
实验56 应用计算机测定长直螺线管轴线上的磁场分布
实验57 光敏二极管的特性测定
实验58 液体中的声速与温度的关系研究
实验59 液体中的声速与液体浓度的关系研究
附录 常用物理常数表
参考文献
对称调节:借助瞄准器和准星瞄准镜面中心,直接用肉眼去看镜面,若能看见镜面中央有模糊的刻度尺的像(如图7—3所示),表明支架的位置是合适的,不需要调整。此时望远镜和刻度尺相对于镜面的法线是左右对称的,这就是对称的判断方法。如果没有看到刻度尺的像,也就是说支架的位置不合适,应先判断支架是偏左还是偏右,然后再移动支架到能使刻度尺和望远镜对称的位置上。所以调节望远镜和刻度尺相对于镜面的法线左右对称,主要是调整支架的位置。
4.调节刻度尺的像清晰
调节望远镜焦距调节旋钮使刻度尺的像清晰。
5.刻度调零
刻度尺的零刻度线与叉丝长横线重合。刻度调零要根据观察到的情况来调:如果又丝中间的长的横线与数值较大的刻度线重合,那么根据反射定律则应先微调镜面的倾角;若长横线与数值较小的刻度线重合,则应松开刻度尺背面的固定旋钮,调节刻度尺的高度直到长横线与零刻度线重合。俯仰角螺丝也可帮助调零,但它调零的幅度有限,通常是几毫米内,以不影响刻度尺像的清晰度为宜。
(二)数据测量
1.记录金属样品的长度L的值及不确定度。
2.用尺度望远镜测量光杠杆反射镜面到尺读望远镜刻度尺之间的距离D。读出望远镜目镜分划板上两短线在刻度尺上的值B1、B2。
3.测量样品长度随温度的变化特性
打开线胀系数仪的电源开关,并记下显示的初始温度t0。和长横丝的初始位置N0的值。按下加热开关,当温度升高到t0+1℃时,再次按下加热开关(即停止加热)。观察温度变化至温度升到平衡点时,记下t1,N1。接着再加热,等到温度升高到t1+2℃时停止加热,测量第2个平衡点温度t2和对应的刻度读数N2。接下来依此法要求测量6个平衡点温度(从第2次加热开始,加热幅度都是比前一个最高温度多2℃。测量完成后要关掉电源开关)。
4.测量光杠杆前足尖连线到后足尖的距离h。按前面介绍的方法用游标卡尺单次测量的值。
(三)注意事项
1.光杠杆的后足不要靠圆环边缘放置
光杠杆的后足一定不要放置在待测样品圆环靠边的地方,否则一旦待测样品长度发生变化时,后足的位置可能发生移动而出错。
2.实验装置的调节要有依有据
如果望远镜中看不到刻度尺的像,那么要按实验装置调节步骤检查是哪一个环节没调好。易出现的问题有:镜面是否竖直、望远镜与刻度尺是否对称、望远镜的高度和角度是否合适、物镜旋钮是否调好等。
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