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第一篇 实验理论与基础知识1

第一章 绪论1

1.1大学物理实验的地位、作用、目的和任务1

1.2大学物理实验教学体系和基本要求2

1.3大学物理实验教学主要环节与基本规则3

1.4小结：怎样学好大学物理实验、实验室主要规则5

第二章 误差与数据处理基础知识7

2.1测量与误差的基本概念7

2.2系统误差的理论分析和处理10

2.3随机误差的理论分析和处理13

2.4测量结果与不确定度的评定21

2.5有效数字的记录及其运算34

2.6实验数据处理基本方法和结果表示37

2.7计算机数据处理软件与计算器统计功能简介50

练习题59

第三章 测量方法与仪器调整原则和技术62

3.1实验的基本测量方法和技术62

3.2仪器调整的基本原则68

3.3物理实验常用仪器71

第二篇 基础性、综合性、应用性实验94

第四章 力学与热学实验94

实验1力学基本测量——长度、质量和物体密度的测定94

练习一 规则物体尺寸的直接测量94

练习二 规则物体密度的间接测量97

练习三 不规则物体、液体密度的间接测量99

实验2用自由落体仪测定重力加速度102

实验3用三线摆测物体的转动惯量104

实验4扭摆法测定物体转动惯量110

实验5气垫导轨实验（一）——（滑块碰撞）验证动量守恒定律114

实验6气垫导轨实验（二）——滑块的简谐振动119

实验7弦振动的研究122

实验8光杠杆镜尺法测定钢丝的杨氏弹性模量——微小长度变化的测量127

实验9用拉脱法测液体表面张力系数——微小力（用焦利秤）测量132

实验10用落球法测液体的黏滞系数135

实验11空气比热容比的测定——用绝热膨胀法、压缩法138

实验12稳态法测量不良导体导热系数141

实验13惯性秤实验144

第五章 电磁学实验147

实验14电学基本测量——测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线147

实验15直流单臂电桥（惠斯通电桥）测电阻151

练习一 滑线式单臂电桥测电阻153

练习二 用箱式电桥测电阻值及其串、并联阻值155

练习三 自组惠斯通电桥测电阻值及电桥灵敏度156

练习四 用单臂电桥测电阻温度特性157

实验16用双臂电桥（开尔文电桥）测小电阻及温度系数158

实验17用电势差计测量电动势163

实验18用模拟法测绘静电场168

实验19示波器的使用175

实验20用示波器观测二极管伏安特性曲线182

实验21用霍尔元件测量磁场184

实验22用感应法测量磁场189

实验23霍尔效应法测螺线管磁场191

实验24电磁感应法测磁场原理195

实验25铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测绘197

实验26电容器的充放电201

实验27用冲击电流计测电容和高阻205

实验28灵敏电流计基本特性研究210

实验29黑盒子实验——测量判定电阻、电容、电感、二极管211

实验30交流电路的谐振现象213

第六章 光学实验218

实验31光学基本实验（一）——薄透镜焦距的测定218

实验32光学基本实验（二）——组装显微镜、望远镜、幻灯机及放大倍数测量223

练习一 组装显微镜223

练习二 组装望远镜225

练习三 组装透射式幻灯机（投影系统）227

实验33分光计实验（一）——分光仪的调节和使用228

实验34分光计实验（二）——用分光仪测定三棱镜顶角232

实验35分光计实验（三）——用分光仪测量绿光最小偏向角和折射率235

实验36光的干涉实验（一）——薄膜干涉（牛顿环）237

实验37光的干涉实验（二）——劈尖干涉241

实验38光的干涉实验（三）——双棱镜干涉实验243

实验39光栅衍射实验（一）——光栅常数测定及特性研究247

实验40光栅衍射实验（二）——光波波长的测量250

实验41光的衍射实验（三）——单（多）缝（孔等）衍射的光强分布252

实验42光偏振及其应用256

练习一 用分光计进行偏振光实验259

练习二 用光具座进行偏振光实验261

第七章 近代物理与信息处理综合性、应用性实验263

实验43迈克耳孙干涉仪的调节与使用263

实验44微波干涉和布拉格衍射270

实验45密立根油滴仪测电子电量276

实验46弗兰克-赫兹实验282

实验47全息照相286

实验48用超声光栅测定液体中的声速290

实验49光电效应和普朗克常量的测量294

实验50光信息的调制与解调实验299

实验51氢原子光谱及里德伯常量的测定304

实验52盖革-米勒计数器和核衰变的统计规律309

实验53声学实验（一）——用超声传感器（共振法、相位法）测声速315

实验54声学实验（二）——用音叉共鸣管测声速321

第三篇 设计性、研究性实验323

设计性、研究性实验概述323

第八章 力学实验328

实验55设计用单摆测重力加速度328

实验56设计用流体静力称衡法测定轻质固体、液体密度331

实验57设计用比重瓶法测定液体、固体小块颗粒物密度333

实验58设计用光杠杆测量固体（金属）的线胀系数335

实验59设计用千分表（尺）测固体（金属）线膨胀系数338

实验60设计用焦利秤测弹簧的有效质量342

实验61设计测定偏心轮绕定轴的转动惯量343

实验62设计用气垫导轨测滑块运动速度、加速度——验证牛顿运动第二定律343

实验63设计用气垫法测定物体的转动惯量347

实验64碰撞打靶349

实验65乐器（吉他）弦振动的研究350

第九章 热学实验351

实验66设计测定气体比热容比CP／Cv351

实验67设计测量不良导体的导热系数353

实验68电子温度计的组装354

实验69测定冰的熔解热354

实验70空气热机原理实验356

第十章 电学、电磁学实验360

实验71设计用伏安法补偿原理测电阻360

实验72自组惠斯通电桥测电阻361

实验73电表内阻测量设计362

实验74电容的测量设计362

实验75制流电路与分压电路特性（用滑线变阻器）363

实验76设计用电势差计测电阻365

实验77设计用电势差计校准毫安表、伏特表366

实验78设计电表的改装与校准368

实验79万用表组装设计369

实验80设计用电流场模拟静电场369

实验81设计用冲击法测地磁场强度370

实验82设计用冲击法测螺线管磁场371

实验83设计霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量372

实验84设计用霍尔开关测量弹簧的劲度系数376

实验85双踪示波器的应用设计377

实验86电子束的偏转378

实验87电子束的聚焦380

第十一章 光学实验384

实验88设计用分光计测定液体折射率384

实验89阿贝折射仪的原理和应用设计385

实验90用平行光法测透镜焦距385

实验91暗室技术——黑白照片的冲洗、印制与放大386

第十二章 传感器技术应用与设计实验388

实验92压力传感器特性及应用设计388

实验93 pn结温度传感器测温设计391

实验94温度传感器的特性及应用设计392

实验95霍尔开关、光电传感器的特性测量及应用设计395

实验96硅光电池特性研究与应用设计398

实验97霍尔位置传感器与弯曲法测量杨氏模量398

实验98磁阻传感器与地磁场测量402

实验99传感器系统实验仪405

实验100超声波技术应用设计412

实验101用拉脱法测液体表面张力系数——用力敏传感器测定微小力412

第十三章 近代物理与信息处理实验416

实验102弦驻波法测量交流电频率的装置416

实验103自组迈克耳孙干涉仪测量某种单色光波长416

实验104玻尔共振实验416

实验105全息光栅的制作与检验420

实验106液晶电光效应实验研究421

第十四章 计算机在物理量测量中的应用探索简介427

14.1非电量电测技术应用简介427

14.2传感器和实验数据采集装置简介429

14.3计算机在物理测量中的应用探索提示433

14.4计算机模拟仿真技术简介434

14.5计算机模拟仿真物理实验简介435

14.6计算机数值模拟与数据处理实验436

参考文献438

附录 物理学常用数表439

附录1常用物理常量439

附录2物质的密度440

附录3我国部分城市的重力加速度440

附录4海平面上不同纬度的重力加速度440

附录5 20℃时某些金属的杨氏弹性模量441

附录6某些物质中的声速441

附录7 20℃时与空气接触的液体表面张力系数441

附录8不同温度下与空气接触的水的表面张力系数441

附录9液体的黏度（黏滞系数η）442

附录10金属和合金的电阻率及其温度系数442

附录11物质的折射率442

附录12部分固体和液体的比热容443

附录13常用气体比热、比重表（空气密度1.29kg／m3）443

附表14饱和蒸汽压力、温度对照表444

附录15某些材料的导热系数λ （W／mK）444

附录16某些材料的线膨胀系数445

附录17国际单位制446

附录18常用光源的谱线波长448

附录19物理实验中常见的仪器误差限值△ins448