大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

本書在內(nèi)容安排上充分考慮到理工科院校有關(guān)專業(yè)特點(diǎn)及基礎(chǔ)課教學(xué)的需要，內(nèi)容涉及面廣、實(shí)用性強(qiáng)。

培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力等方面，具有其他實(shí)踐類課程無法替代的特點(diǎn)。

本書是根據(jù)教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)頒布的《高等學(xué)校非物理類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》，結(jié)合一般本科院校專業(yè)的特點(diǎn)和廈門華廈學(xué)院應(yīng)用型本科要求及實(shí)驗(yàn)室儀器現(xiàn)狀，在總結(jié)多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上編寫而成的。本書在內(nèi)容安排上充分考慮到理工科學(xué)校有關(guān)專業(yè)特點(diǎn)及基礎(chǔ)課教學(xué)的需要，內(nèi)容涉及面廣、實(shí)用性強(qiáng)。

物理實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端。物理實(shí)驗(yàn)課覆蓋面廣，具有豐富獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)思想、方法和手段，同時(shí)能提供綜合性很強(qiáng)的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻岣邔W(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)課程。物理實(shí)驗(yàn)課在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力等方面，具有其他實(shí)踐類課程無法替代的作用。

依照精選內(nèi)容的原則，本書共6章，第1章為測(cè)量誤差、測(cè)量不確定度和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，介紹測(cè)量、誤差處理、不確定度評(píng)估、有效數(shù)字運(yùn)算以及常用的數(shù)據(jù)處理方法；第2章為物理實(shí)驗(yàn)常用測(cè)量方法，介紹物理實(shí)驗(yàn)的基本方法；第3章為力學(xué)&熱學(xué)實(shí)驗(yàn)，選編了9個(gè)力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)；第4章為電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)，選編了14個(gè)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)；第5章為光學(xué)實(shí)驗(yàn)，選編了4個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)；第6章為綜合物理實(shí)驗(yàn)，選編了包括激光全息照相、超導(dǎo)磁懸浮力測(cè)量和光纖通信演示在內(nèi)的5個(gè)綜合物理實(shí)驗(yàn)。

由于編者水平有限，加之編寫時(shí)間倉促，書中難免有不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

編 者

2017年11月

第１章 測(cè)量誤差、測(cè)量不確定度和實(shí)驗(yàn)
數(shù)據(jù)處理 1
1.1 測(cè)量誤差基本知識(shí) 1
1.1.1 測(cè)量 1
1.1.2 誤差 2
1.1.3 隨機(jī)誤差的估算 4
1.1.4 間接測(cè)量的誤差 7
1.2 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示 10
1.2.1 測(cè)量不確定度的基本概念 10
1.2.2 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示 13
1.2.3 不確定度分析的意義及不確定度
均分原理 16
1.2.4 不確定度計(jì)算實(shí)例 17
1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修約 21
1.3.1 有效位數(shù)的概念 21
1.3.2 測(cè)量不確定度的有效位數(shù)和
修約規(guī)則 22
1.3.3 測(cè)量結(jié)果的有效位數(shù)和修約規(guī)則 22
1.3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有效位數(shù)的運(yùn)算規(guī)則 23
1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法 23
1.4.1 列表法 24
1.4.2 坐標(biāo)法 24
1.4.3 逐差法 25
1.4.4 最小二乘法 26
1.5 隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)分布 29
1.5.1 正態(tài)分布 29
1.5.2 t分布（學(xué)生分布） 30
1.5.3 均勻分布 30
1.5.4 三角分布 31
思考題 32
1.6 游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微計(jì)的使用 33
1.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?33
1.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器 33
1.6.3 實(shí)驗(yàn)原理 33
1.6.4 實(shí)驗(yàn)步驟 35
1.6.5 測(cè)量記錄和數(shù)據(jù)處理 36
思考題 37
第2章 物理實(shí)驗(yàn)常用測(cè)量方法 38
2.1 比較法 38
2.1.1 直接比較法 38
2.1.2 間接比較法 38
2.2 放大法 38
2.2.1 累計(jì)放大法 39
2.2.2 機(jī)械放大法 39
2.2.3 電磁放大法 39
2.2.4 光學(xué)放大法 39
2.3 轉(zhuǎn)換法 40
2.3.1 參量轉(zhuǎn)換法 40
2.3.2 能量轉(zhuǎn)換法 40
2.4 補(bǔ)償法 40
2.4.1 補(bǔ)償法測(cè)量 41
2.4.2 補(bǔ)償法校正 41
2.5 平衡法 41
2.6 模擬法 41
2.6.1 物理模擬法 42
2.6.2 數(shù)學(xué)模擬法 42
2.7 干涉法 42
思考題 42
第3章 力學(xué)&熱學(xué)實(shí)驗(yàn) 43
實(shí)驗(yàn)1 楊氏彈性模量測(cè)定 43
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?43
二、實(shí)驗(yàn)儀器 43
三、實(shí)驗(yàn)原理 46
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 47
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 47
六、注意事項(xiàng) 48
七、思考題 49
實(shí)驗(yàn)2 聲速測(cè)量 49
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?49
二、實(shí)驗(yàn)儀器 49
三、實(shí)驗(yàn)原理 49
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 51
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 52
六、注意事項(xiàng) 52
七、思考題 52
實(shí)驗(yàn)3 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度
和瞬時(shí)速度 53
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?53
二、實(shí)驗(yàn)儀器 53
三、實(shí)驗(yàn)原理 54
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 54
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 55
六、注意事項(xiàng) 55
七、思考題 55
實(shí)驗(yàn)4 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 56
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?56
二、實(shí)驗(yàn)儀器 56
三、實(shí)驗(yàn)原理 56
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 56
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 56
六、注意事項(xiàng) 57
七、思考題 57
實(shí)驗(yàn)5 驗(yàn)證牛頓第二定律 57
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?57
二、實(shí)驗(yàn)儀器 57
三、實(shí)驗(yàn)原理 57
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 57
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 58
六、注意事項(xiàng) 59
七、思考題 59
實(shí)驗(yàn)6 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 59
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?59
二、實(shí)驗(yàn)儀器 59
三、實(shí)驗(yàn)原理 59
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 59
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 60
六、注意事項(xiàng) 61
七、思考題 61
實(shí)驗(yàn)7 研究簡諧振動(dòng)的規(guī)律 62
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?62
二、實(shí)驗(yàn)儀器 62
三、實(shí)驗(yàn)原理 64
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 64
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 65
六、注意事項(xiàng) 65
七、思考題 65
實(shí)驗(yàn)8 剛體轉(zhuǎn)動(dòng) 65
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?65
二、實(shí)驗(yàn)儀器 66
三、實(shí)驗(yàn)原理 66
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 68
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 69
六、注意事項(xiàng) 73
七、思考題 74
實(shí)驗(yàn)9 金屬線脹系數(shù)測(cè)定 74
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?74
二、實(shí)驗(yàn)儀器 74
三、實(shí)驗(yàn)原理 75
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 76
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 76
六、注意事項(xiàng) 77
七、思考題 77
第4章 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn) 78
實(shí)驗(yàn)10 惠斯通電橋測(cè)電阻 78
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?78
二、實(shí)驗(yàn)儀器 78
三、實(shí)驗(yàn)原理 78
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 80
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 80
六、思考題 81
實(shí)驗(yàn)11 非線性元件伏安特性測(cè)量 81
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?81
二、實(shí)驗(yàn)儀器 81
三、實(shí)驗(yàn)原理 82
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 84
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 84
六、測(cè)量元件特性時(shí)的注意事項(xiàng) 85
實(shí)驗(yàn)12 磁阻效應(yīng)現(xiàn)象 86
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?86
二、實(shí)驗(yàn)儀器 86
三、實(shí)驗(yàn)原理 88
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 89
五、注意事項(xiàng) 91
六、思考題 91
實(shí)驗(yàn)13 動(dòng)態(tài)磁滯回線 91
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?92
二、實(shí)驗(yàn)儀器 92
三、實(shí)驗(yàn)原理 92
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 96
實(shí)驗(yàn)14 太陽能電池基本特性測(cè)定 102
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?102
二、實(shí)驗(yàn)儀器 102
三、實(shí)驗(yàn)原理 102
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 103
五、數(shù)據(jù)記錄及處理 105
六、注意事項(xiàng) 106
七、思考題 106
實(shí)驗(yàn)15 光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù) 106
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?106
二、實(shí)驗(yàn)儀器 106
三、實(shí)驗(yàn)原理 107
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 110
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 112
六、注意事項(xiàng) 112
實(shí)驗(yàn)16 霍爾效應(yīng) 113
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?113
二、實(shí)驗(yàn)儀器 113
三、實(shí)驗(yàn)原理 113
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 116
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 116
六、注意事項(xiàng) 117
七、思考題 117
實(shí)驗(yàn)17 霍爾傳感器特性效應(yīng)—
轉(zhuǎn)速測(cè)量 118
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?118
二、實(shí)驗(yàn)儀器 118
三、實(shí)驗(yàn)原理 119
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 119
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 120
六、注意事項(xiàng) 120
七、思考題 120
實(shí)驗(yàn)18 霍爾傳感器特性效應(yīng)—轉(zhuǎn)角測(cè)量 120
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?120
二、實(shí)驗(yàn)儀器 120
三、實(shí)驗(yàn)原理 121
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 122
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 122
六、注意事項(xiàng) 122
七、思考題 123
實(shí)驗(yàn)19 霍爾傳感器特性效應(yīng)—
大電流測(cè)量 123
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?123
二、實(shí)驗(yàn)儀器 123
三、實(shí)驗(yàn)原理 124
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 125
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 125
六、注意事項(xiàng) 126
七、思考題 126
實(shí)驗(yàn)20 霍爾傳感器特性效應(yīng)—
產(chǎn)品計(jì)數(shù) 126
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?126
二、實(shí)驗(yàn)儀器 126
三、實(shí)驗(yàn)原理 127
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 127
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 128
六、注意事項(xiàng) 128
七、思考題 129
實(shí)驗(yàn)21 霍爾傳感器特性效應(yīng)—測(cè)量圓形
柱鋼在軸線上的分布 129
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?129
二、實(shí)驗(yàn)儀器 129
三、實(shí)驗(yàn)原理 130
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 130
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 131
六、注意事項(xiàng) 131
七、思考題 131
實(shí)驗(yàn)22 霍爾傳感器特性效應(yīng)—測(cè)量霍爾
傳感器開關(guān)特性參數(shù) 131
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?131
二、實(shí)驗(yàn)儀器 131
三、實(shí)驗(yàn)原理 132
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 133
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 133
六、注意事項(xiàng) 134
七、思考題 134
實(shí)驗(yàn)23 PN結(jié)的物理特性及波爾茲曼
常數(shù)測(cè)試 134
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?134
二、實(shí)驗(yàn)儀器 135
三、實(shí)驗(yàn)原理 135
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 137
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 138
六、注意事項(xiàng) 140
七、思考題 140
第5章 光學(xué)實(shí)驗(yàn) 141
實(shí)驗(yàn)24 邁克爾遜干涉儀測(cè)量光波波長 141
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?141
二、實(shí)驗(yàn)儀器 141
三、實(shí)驗(yàn)原理 143
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 144
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 144
六、注意事項(xiàng) 145
七、思考題 145
實(shí)驗(yàn)25 邁克爾遜干涉儀測(cè)量空氣折射率 145
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?145
二、實(shí)驗(yàn)儀器 146
三、實(shí)驗(yàn)原理 146
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 148
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 149
六、注意事項(xiàng) 149
七、思考題 149
實(shí)驗(yàn)26 分光計(jì)測(cè)量棱鏡材料的折射率 150
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?150
二、實(shí)驗(yàn)儀器 150
三、實(shí)驗(yàn)原理 153
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 154
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 155
六、注意事項(xiàng) 155
七、思考題 155
實(shí)驗(yàn)27 分光計(jì)及超聲光柵測(cè)聲速 156
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?156
二、實(shí)驗(yàn)儀器 156
三、實(shí)驗(yàn)原理 157
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 159
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 160
六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 161
七、思考題 162
第6章 綜合物理實(shí)驗(yàn) 163
實(shí)驗(yàn)28 激光全息照相 163
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?163
二、實(shí)驗(yàn)儀器 163
三、實(shí)驗(yàn)原理 163
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 166
五、注意事項(xiàng) 166
實(shí)驗(yàn)29 光纖通信演示 167
一、概述 167
二、實(shí)驗(yàn)儀器 167
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 168
四、注意事項(xiàng) 169
實(shí)驗(yàn)30 密立根油滴 169
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?169
二、實(shí)驗(yàn)儀器 170
三、實(shí)驗(yàn)原理 171
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 173
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 174
六、注意事項(xiàng) 175
實(shí)驗(yàn)31 電表改裝與校準(zhǔn) 175
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?175
二、實(shí)驗(yàn)原理 176
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟 178
四、思考題 180
實(shí)驗(yàn)32 超導(dǎo)磁懸浮力測(cè)量 180
一、實(shí)驗(yàn)原理 180
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 181
三、注意事項(xiàng) 181
四、思考題 181
附錄 182
附錄1 物理常數(shù)表 182
附錄2 物理單位表 183
附錄3 怎樣撰寫物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 185
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?185
二、實(shí)驗(yàn)原理 185
三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 186
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原始數(shù)據(jù) 186
五、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論 186
六、結(jié)果的分析討論 186
物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 187
物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 187
參考文獻(xiàn) 188

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2. 網(wǎng)絡(luò)工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
3. 信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師考試32小時(shí)通關(guān)（適用第4版考綱） [薛大龍]
4. 信息系統(tǒng)管理工程師考試32小時(shí)通關(guān)（適配第2版考綱） [薛大龍　劉偉]
5. 土木工程材料檢測(cè)實(shí)訓(xùn) [洪曉江 達(dá)則曉麗 錢波]
6. 科技信息檢索與論文寫作實(shí)用教程 [李振華]
7. 傳統(tǒng)山水畫論解讀與實(shí)踐 [陳鈉 著]
8. Python數(shù)據(jù)庫編程 [主編 殷樹友 邢 翀]
9. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo) [主編 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國勇 晏廷榮]
11. Vienna整流器技術(shù) [桂存兵 著]
12. 變頻器與伺服應(yīng)用 [陳剛 葉云飛]
13. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [湯琳 李敏]
14. 爐邊夜話——深入淺出話AI [汪建　著]
15. 電商運(yùn)營與管理 [鐘肖英 陳瀟]
16. Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) [主編 姜春磊 陳虹潔]
17. 信息技術(shù)基礎(chǔ)（Windows 10+WPS Office）（微課版） [主編　石利平　田輝平　謝盛嘉]
18. 人工智能應(yīng)用 [主編　陳　萍　劉培培　陳孟軍]
19. 大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo) [主編　劉志堅(jiān)]
20. 高級(jí)辦公應(yīng)用項(xiàng)目教程 [主編 屈晶 趙成麗]
21. 微信小程序開發(fā)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)（微課版） [主編 黃龍泉 郭峰 朱倩]
22. 企業(yè)檔案工作實(shí)戰(zhàn)寶典百問百答 [華俊 盧秀英 邵甜甜 著]
23. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用 [主編 唐繼勇 葉坤 孫夢(mèng)娜]
24. 大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ) [主編 王麗莉 王 楊]
25. 船舶輔機(jī) [主編 王連海 于洋 姜淑翠]
26. 大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo) [主編 王麗莉 董宴廷]
27. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師章節(jié)習(xí)題與考點(diǎn)特訓(xùn) [主編 薛大龍 鄒月平]
28. 高校學(xué)生工作探索與實(shí)踐 [郭亮 著]
29. 大學(xué)生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年長沙市會(huì)展業(yè)發(fā)展報(bào)告 [主編 周棟良]