大學物理實驗

本書包括誤差理論及數據處理的基本知識、常用實驗儀器簡介和實驗設計方法，強調基礎訓練和物理概念的理解。全書按照基礎必修實驗項目、專業模塊化教學實驗項目、設計研究性實驗項目，涵蓋力學、熱學、光學和電磁學等方面的知識。在每項實驗均插有儀器照片，並附有相關物理學史小知識，提高學生的學習興趣。本書可作為高等院校工科學生大學物理實驗教材或參考書。

前言

緒論1

0 1大學物理實驗課程的地位和作用1

0 2大學物理實驗課程的任務和目的1

0 3大學物理實驗課程的學習要點3

第1章測量與誤差的基本知識4

1 1測量與誤差4

1 1 1測量及其分類4

1 1 2誤差的基本知識4

1 2測量結果的不確定度評定7

1 2 1不確定度的概念7

1 2 2合成不確定度Δ的估算方法8

1 3有效數字處理的基本知識10

1 3 1有效數字的一般概念10

1 3 2中間過程運算結果的有效位數11

1 3 3測量結果表達式中的有效數位12

1 4幾種實驗數據的處理方法12

1 4 1作圖法12

1 4 2逐差法13

1 4 3小二乘法14

習題14

第2章常用實驗儀器簡介16

2 1力學實驗常用儀器簡介16

2 1 1長度測量儀16

2 1 2質量測量儀20

2 1 3時間的測量及常用器具21

2 2電磁學實驗常用儀器簡介23

2 2 1電源23

2 2 2電阻23

2 2 3磁電系儀表25

2 2 4數字指示表28

2 2 5示波器29

2 2 6電學實驗中儀器的佈線連接35

2 3光學實驗基礎知識35

2 3 1光學儀器的使用與維護35

2 3 2光學實驗的光源36

2 3 3光學實驗調節中的問題38

2 4常用傳感器及工作原理39

2 4 1力敏傳感器39

2 4 2熱敏傳感器43

2 4 3光敏傳感器43

2 4 4磁敏傳感器44

2 4 5濕敏傳感器44

2 4 6氣敏傳感器45

第3章物理實驗設計的基本方法46

第4章理工科基礎必修實驗項目51

實驗4 1物體密度的測量51

實驗4 2 1用拉伸法測金屬絲的彈性模量53

實驗4 2 2用共振法測金屬絲的彈性模量57

實驗4 3用三線擺法測物體的轉動慣量62

實驗4 4 1用焦利秤測液體的表面張力係數67

實驗4 4 2用傳感器測液體的表面張力係數70

實驗4 5用混合量熱法測定固體的比熱容73

實驗4 6線性電阻和非線性電阻的伏安特性75

實驗4 7用模擬法測繪靜電場81

實驗4 8箱式電位差計的使用87

實驗4 9圓線圈和亥姆霍茲線圈磁場的測量90

實驗4 10空氣中聲速的測量95

實驗4 11等厚干涉——牛頓環100

實驗4 12用邁克耳孫干涉儀測激光波長 105

實驗4 13分光計實驗108

實驗4 14普朗克常量的測定117

第5章 專業模塊化教學實驗項目121

實驗5 1氣墊導軌實驗121

實驗5 2固體線脹係數的測定126

實驗5 3温度傳感器的温度特性測量129

實驗5 4用旋光儀測旋光性溶液的旋光率和濃度137

實驗5 5單縫衍射的相對光強分佈141

實驗5 6利用霍爾效應測量螺線管磁場145

實驗5 7用惠斯通電橋測電阻148

實驗5 8電錶的改裝與校準152

實驗5 9用開爾文電橋測低電阻157

實驗5 10磁化曲線與磁滯回線的測定162

實驗5 11金屬電子逸出功的測定與磁控條件166

實驗5 12不良導體導熱係數的測定177

實驗5 13弗蘭克-赫茲實驗183

實驗5 14硅光電池光照特性的測試187

實驗5 15音頻信號的光纖傳輸191

實驗5 16超聲波探測實驗195

實驗5 17液晶電光效應的研究 200

實驗5 18温差電偶的定標和測温203

實驗5 19RLC電路的穩態特性207

實驗5 20薄透鏡焦距的測定211

實驗5 21用雙稜鏡干涉測量鈉光波長217

實驗5 22測定液體的黏度221

實驗5 23微波的布拉格衍射224

第6章研究設計型創新實驗項目232

實驗6 1用焦利氏秤測量彈簧的有效質量 232

實驗6 2用三線擺研究物體的轉動週期規律232

實驗6 3彈簧振子週期公式的研究 233

實驗6 4用熱敏電阻改裝温度計 233

實驗6 5用示波器觀測電容器的充放電特性 234

實驗6 6表頭參數的測定 235

實驗6 7簡易萬用電表的設計製作和定標235

實驗6 8內調焦望遠鏡的組裝及放大倍率的測定236

實驗6 9用等厚干涉法測量液體的折射率238

實驗6 10氣體折射率的測量238

實驗6 11用邁克耳孫干涉儀測透明介質的折射率 239

實驗6 12用邁克耳孫干涉儀測量金屬絲的彈性模量 240

實驗6 13用非平衡直流電橋測量鉑電阻的温度特性240

實驗6 14壓力傳感器特性的研究249

實驗6 15用氣敏式傳感器測酒精含量249

實驗 6 16用濕敏式傳感器測濕度250

實驗 6 17用光纖位移傳感器測位移特性251

實驗 6 18用光電傳感器測轉速、控制電動機轉速252

附錄 257

附錄A常用物理參數257

附錄B實驗數據表格參考261

參考文獻302