本书是在福建师范大学国家级物理实验教学示范中心和大学物理实验国家级教学团队几十年教学经验的基础上编写而成的，它同时是国家精品课程“大学物理实验”的主讲教材。本书以“阶段化、单元化、现代化”的教学模式为指导，力图把“物理实验的设计与研究”、“物理实验方法”、“物理实验思想”贯穿于实验教学的全过程。教材以大纲为依据，主要内容包括测量的不确定度与数据处理，物理实验基本知识，基础物理实验，力学、热力学基本实验，电磁学基本实验，光学基本实验和近代物理基础实验等。教材重视科研与教学的有机结合，特别引入了基于PASCO计算机传感技术的8个数字化物理实验和10个与学科研究密切相关的创新性与研究性实验。
样章试读
目录
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序
前言
绪论 1
第1章 测量的不确定度与数据处理 5
1.1 测量的基本概念 5
1.1.1 测量及其表示 5
1.1.2 测量的分类 5
1.2 误差的基本概念 6
1.2.1 真值与测量误差 6
1.2.2 误差的表示形式：绝对误差与相对误差 6
1.2.3 误差的分类及来源 7
1.3 直接测量随机误差的估算 8
1.3.1 随机误差的统计分布规律 8
1.3.2 用算术平均值表示测量结果的最佳值 9
1.3.3 随机误差的表示与估算 9
1.3.4 t分布 10
1.3.5 粗差的剔除 11
1.4 测量不确定度简介 11
1.4.1 不确定度的概念 12
1.4.2 直接测量不确定度的估算 12
1.4.3 合成标准不确定度和展伸不确定度 13
1.4.4 间接测量不确定度的计算 14
1.4.5 不确定度计算的简化——微小误差舍去原则 15
1.5 有效数字及其运算规则 15
1.5.1 有效数字的概念 16
1.5.2 有效数字记录与修约时必须注意的问题 16
1.5.3 有效数字的运算 17
1.6 实验数据处理的常用方法 18
1.6.1 列表法 18
1.6.2 作图法 19
1.6.3 逐差法 21
1.6.4 线性回归法 22
第2章 物理实验基本知识 27
2.1 物理学中的基本物理量及其测量方法 27
2.1.1 物理学中的基本物理量概述 27
2.1.2 长度 28
2.1.3 质量 30
2.1.4 温度 31
2.1.5 时间 32
2.1.6 电压 32
2.1.7 电阻 33
2.1.8 磁场 34
2.1.9 光波波长 35
2.1.10 折射率 36
2.2 物理实验常用基本仪器 38
2.2.1 力学、热学实验常用仪器 38
2.2.2 电磁学实验常用仪器 50
2.2.3 光学常用仪器 59
2.3 物理实验的基本测量方法 65
2.3.1 放大法 65
2.3.2 补偿法 66
2.3.3 比较法 66
2.3.4 修正法 67
2.3.5 光学测量中的视差和等高共轴调节 68
2.3.6 转换法 69
2.3.7 模拟法 70
2.4 物理实验思想 71
2.4.1 古代朴素的物理实验思想 72
2.4.2 经典物理实验思想 73
2.4.3 现代物理实验思想 75
2.5 物理实验的设计 78
2.5.1 设计性实验概述 78
2.5.2 设计性实验需要遵循的四个基本原则 79
2.5.3 设计性实验的典型分析 82
第3章 基础物理实验 85
实验1 长度测量 85
实验2 密度测量 90
实验3 温度和气压测量 93
实验4 金属线胀系数测定 97
实验5 补偿法测干电池的电动势与内阻 100
实验6 用惠斯通电桥测电阻 103
实验7 静电场描绘 106
实验8 薄透镜焦距测量 110
实验9 用牛顿环测定透镜的曲率半径 113
第4章 力学、热力学基本实验 116
4.1 运动学与动力学实验 116
实验10 速度和加速度的测量 116
实验11 碰撞中的动量和动能变化规律的研究 118
实验12 用单摆测定重力加速度 120
实验13 用自由落体法测定重力加速度 122
实验14 用可倒摆测定重力加速度 124
实验15 用复摆研究刚体转动 127
实验16 声速测量 130
实验17 多普勒效应实验 134
实验18 弦振动的研究 136
实验19 物体转动惯量的测量 139
4.2 气体、液体和固体的力学、热学特性测量 143
实验20 液体黏滞系数的测量 143
实验21 用焦利氏秤测量液体的表面张力系数 144
实验22 空气比热容比的测量 146
实验23 冰的熔解热的测量 148
实验24 材料导热系数的测量 150
实验25 金属比热容的测量 152
实验26 金属材料杨氏模量的测量 153
第5章 电磁学基本实验 160
5.1 直流电学量的测量 160
实验27 非线性电阻元件伏安特性的研究 160
实验28 pn结正向压降温度特性研究 162
实验29 电容放电法测量高阻值电阻 165
实验30 用凯尔文电桥测铜棒的电阻率 167
实验31 非平衡直流电桥及其应用 170
5.2 交流电学量的测量 173
实验32 用交流电桥测量元件的交流参数 173
实验33 用示波器测量交流信号 179
实验34 RLC串联电路的暂态过程研究 182
实验35 RLC电路的稳态特性研究 187
实验36 RLC电路的谐振特性研究 193
实验37 “黑盒子暠问题的研究 198
5.3 磁材料与磁场测量 199
实验38 霍尔效应研究及磁场测量 199
实验39 半导体材料的磁电阻效应研究 202
实验40 地磁场水平分量的测量 204
实验41 磁滞回线和磁化曲线的测量 209
第6章 光学基本实验 212
6.1 焦距与助视仪器放大率测量 212
实验42 用平行光管测量透镜焦距 212
实验43 透镜组基点的测定 216
实验44 助视仪器放大率测量 219
6.2 折射率与光强的测量 223
实验45 用分光计测量玻璃棱镜折射率 223
实验46 掠入射法测量液体的折射率 225
实验47 用迈克耳孙干涉仪测定空气的折射率 227
实验48 发光强度与光照度的测量 228
6.3 波长测量 230
实验49 用双棱镜干涉测定钠光波长 230
实验50 用迈克耳孙干涉仪测定钠光波长 235
实验51 用透射光栅测量光波波长 239
实验52 单色仪的定标和滤光片光谱透射率的测定 240
实验53 用法布里珀罗干涉仪测定钠光双线波长差 245
6.4 偏振、旋光效应及其应用 247
实验54 偏振现象的观察与研究 247
实验55 用旋光效应测定糖溶液的浓度 251
实验56 液晶电光效应实验 253
实验57 衍射法测量光纤包层外径 257
实验58 用超声光栅测量声速 260
第7章 近代物理基础实验 264
实验59 阿贝成像原理与空间滤波 264
实验60 电子比荷测定 267
实验61 光电效应研究 269
实验62 弗兰克赫兹实验 271
实验63 光谱定性分析 273
实验64 密立根油滴实验 276
第8章 数字化物理实验 279
引言 279
实验65 牛顿第二定律的验证 285
实验66 滑动摩擦系数的测量 288
实验67 阻尼振动研究 290
实验68 空气热机实验研究 293
实验69 变阻器控制电路的研究 296
实验70 光的干涉与衍射现象的研究 300
实验71 透明介质布儒斯特角的测定 304
实验72 细杆直径的测量 306
第9章 创新性与研究性实验 309
引言 309
实验73 ITO薄膜的制备及其特性测量 310
实验74 利用原子力显微镜观测薄膜的表面形貌 312
实验75 太阳能集热器原理及其特性测量 316
实验76 太阳能光伏电池原理及其特性测量 318
实验77 LED光强分布和光束角测量 321
实验78 用LED伏安曲线计算发射波长 323
实验79 磁控溅射法制备薄膜材料 324
实验80 锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的制备及其电化学性能研究 327
实验81 锂离子电池分析——循环伏安和交流阻抗 329
实验82 新型磁制冷材料 331
参考文献 336
附录 物理常量表 339
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