大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

在內(nèi)容安排上盡量由淺入深，循序漸進(jìn)。

將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按基本實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)四個(gè)層次編排。

結(jié)合北京印刷學(xué)院的行業(yè)特點(diǎn)，增設(shè)了部分與印刷專業(yè)相關(guān)的針對(duì)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

前 言

物理學(xué)本質(zhì)上是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，具有大多數(shù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的共性，其實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)手段目前已廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等院校理工學(xué)生接受科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?chuàng)新能力、提高科學(xué)素質(zhì)等方面具有不可替代的作用。該課程在向?qū)W生傳授物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，更注重培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本書依據(jù)教育部物理基礎(chǔ)課程教學(xué)分委員會(huì)編制的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》（2010年），結(jié)合北京印刷學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心多年來的教學(xué)實(shí)踐和改革經(jīng)驗(yàn)，在《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》（2005年，李密丹等主編）的基礎(chǔ)上重新編寫而成。本書在內(nèi)容安排上盡量由淺入深，循序漸進(jìn)。全書由緒論、實(shí)驗(yàn)理論和基本實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組成。考慮到分層次教學(xué)的要求，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按基本實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)四個(gè)層次編排。緒論介紹物理實(shí)驗(yàn)課的目的和任務(wù)、主要環(huán)節(jié)以及實(shí)驗(yàn)守則和實(shí)驗(yàn)安全。第1章和第2章詳細(xì)闡述了測(cè)量與誤差的基本知識(shí)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一些常用方法，以及物理實(shí)驗(yàn)中常用的基本測(cè)量方法和實(shí)驗(yàn)室常用儀器的構(gòu)造、性能、使用方法。第3章為基本實(shí)驗(yàn)，是入門性實(shí)驗(yàn)，為那些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生開設(shè)，設(shè)置了4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生通過基本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，掌握最基本物理量的測(cè)量、最基本儀器的使用，并逐漸熟悉物理實(shí)驗(yàn)課程的基本程序和學(xué)習(xí)方法，同時(shí)養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第4章為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，按力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)設(shè)置了13個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以基本物理知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)和基本實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練為主，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力。第5章為綜合性與應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置了9個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目的是鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用能力；同時(shí)結(jié)合我校專業(yè)特點(diǎn)，在物理實(shí)驗(yàn)課程中引進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，如傳感器技術(shù)、光電子技術(shù)、色彩學(xué)技術(shù)等，開闊學(xué)生的眼界和思路。第6章為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置了10個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求和條件，自己設(shè)計(jì)方案并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和初步的科學(xué)研究能力。本書在編寫過程中充分考慮到開放式教學(xué)要求，各層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力、興趣和專業(yè)特點(diǎn)選做。

本書是北京印刷學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心全體教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員集體的智慧和勞動(dòng)的結(jié)晶。同時(shí)，本書在編寫過程中，參考了許多兄弟院校的教材和教學(xué)儀器廠家提供的資料，在此一并表示衷心感謝。

由于編者的水平有限，加之編寫時(shí)間倉(cāng)促，難免有不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編 者

2018年9月

前言

緒論 1
0.1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的目的和任務(wù) 1
0.2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的主要環(huán)節(jié) 2
0.3 實(shí)驗(yàn)守則 3
0.4 實(shí)驗(yàn)安全 3
第1章 實(shí)驗(yàn)誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí) 5
1.1 測(cè)量與誤差的基本概念 5
1.1.1 測(cè)量 5
1.1.2 真值、測(cè)量值和測(cè)量誤差 5
1.1.3 測(cè)量誤差的分類 6
1.1.4 測(cè)量精度 9
1.2 測(cè)量結(jié)果表示與不確定度計(jì)算 9
1.2.1 不確定度的分類 9
1.2.2 不確定度計(jì)算 10
1.3 有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則 14
1.3.1 有效數(shù)字的概念 14
1.3.2 有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)則 14
1.3.3 有效數(shù)字的書寫方法 15
1.3.4 有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則 15
1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的基本方法 16
1.4.1 列表法 16
1.4.2 作圖法 16
1.4.3 逐差法 19
1.4.4 最小二乘法（線性回歸） 20
習(xí)題 24
第2章 物理實(shí)驗(yàn)基本測(cè)量方法和常用儀器 26
2.1 物理實(shí)驗(yàn)中常用的基本測(cè)量方法 26
2.1.1 比較法 26
2.1.2 放大法 26
2.1.3 轉(zhuǎn)換測(cè)量法 28
2.1.4 模擬法 32
2.2 物理實(shí)驗(yàn)常用儀器 33
2.2.1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器 33
2.2.2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器 40
2.2.3 光學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器 47
第3章 基本實(shí)驗(yàn) 51
實(shí)驗(yàn)3.1 力學(xué)基本測(cè)量—長(zhǎng)度和物體
密度的測(cè)定 51
實(shí)驗(yàn)3.2 電學(xué)基本測(cè)量—電學(xué)元件伏
安特性的測(cè)量 53
實(shí)驗(yàn)3.3 光學(xué)基本實(shí)驗(yàn)—薄透鏡焦距
的測(cè)定 57
實(shí)驗(yàn)3.4 示波器的使用 61

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