基础物理实验

前言

绪论

第1章 物理实验的基本仪器

1.1 基本仪器使用

1.2 基本测量方法

1.3 基本调整技术

1.4 基本操作原则

第2章 误差理论基础知识

2.1 测量与误差、不确定度的基本概念

2.2 直接测量、间接测量的不确定度评定

2.3 有效数字的记录与运算

2.4 数据处理的基本方法

2.5 常用仪器的仪器误差

第3章 前导实验

实验1 固体密度的测量

实验2 自由落体运动的研究

实验3 单摆实验

实验4 驻波的研究

实验5 热电偶定标

实验6 液体表面张力系数的测定

实验7 液体粘滞系数的测定

实验8 电阻元件的伏安特性

实验9 电位差计的原理和使用

实验10 薄透镜焦距的测定

实验11 单缝衍射光强分布的测定

第4章 基础实验

实验12 金属丝杨氏弹性模量的测量

实验13 用三线摆测量转动惯量

实验14 气垫导轨的应用

实验15 导热系数的测定

实验16 电桥法测电阻

实验17 用模拟法测绘静电场

实验18 示波器的使用

实验19 电子束的偏转和聚焦与电子荷质比的测j

实验20 霍耳法测螺线管的磁场

实验21 声速的测定

实验22 分光计的调整与使用

实验23 光的偏振

实验24 光的干涉

第5章 综合提高实验

实验25 磁滞回线

实验26 光纤通信

实验27 超声光栅

实验28 热敏电阻的温度特性研究

实验29 多普勒效应

实验30 集成电路温度传感器的特性测量及应用

实验31 双光栅测量微弱振动位移量

实验32 周期函数的傅里叶分析

实验33 非线性电路混沌的研究

实验34 金属线膨胀系数的测量

第6章 近代物理实验

实验35 迈克耳逊干涉仪的调整和使用

实验36 光电效应法测定普朗克常数

实验37 密立根油滴实验

实验38 夫兰克一赫兹实验

实验39 全息技术

实验40 铁磁共振

实验41 黑体辐射

实验42 微波的单缝衍射和布拉格衍射

实验43 液晶光阀的特性研究

第7章 设计研究性实验

7.1 设计、研究性实验概述

7.2 力学、热学设计实验

实验44 物体密度值的测定

实验45 热敏温度计制作

实验46 气垫上测滑块的瞬时速度

实验47 测偏心圆块绕特定轴的转动惯量

实验48 用焦利氏称测量弹簧的有效质量

实验49 粘滞阻尼系数的测定

实验50 物体在液体中的运动研究

实验51 超声波实验设计

实验52 人耳听阈曲线测定

7.3 电磁学设计实验

实验53 滑线变阻器的限流特性与分压特性的研究

实验54 测定灵敏电流计的自由振荡周期

实验55 十一线电位差计测量电池内阻

实验56表头参数的测定

实验57 自组滑线式电桥测微安表内阻

实验58 感应法测螺线管磁场

实验59黑合子

实验60 自动温控电路设计和安装

实验61 大功率电子节能灯的设计制作

实验62 RLC电路的暂态过程研究

7.4 光学设计实验

实验63 测透明固体的折射率

实验64 等厚干涉法测液体的折射率

实验65 光的色散研究

实验66 分光计测反射光的偏振特性

实验67 原子光谱的研究

实验68 光源的时间相干性研究

实验69 用迈克耳逊干涉仪测玻璃片厚度

实验70 测定显微镜的放大率

实验71 模拟眼睛成像及屈光不正的物理矫正

7.5 综合设计实验

实验72 CCD成像系统测杨氏模量

实验73 用惠斯通电桥给光敏二极管定标

实验74 色度学实验

实验75 光纤压力传感器测定压力变化

7.6 研究性实验

实验76 金割效应物理摆

实验77 音叉非线性振动的混沌研究

附录Ⅰ 中华人民共和国法定计量单位

附录Ⅱ 物理学常用数表

参考文献

……

《基础物理实验》系统地介绍了与大学物理实验有关的数据处理知识，一些常用的力学、热学、电磁学和光学仪器设备的原理和使用方法，物理实验经常采用的各种基本测量方法;按不同层次编排了34个基础实验、9个近代物理实验、32个设计性实验和2个研究性实验，实验内容涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理等方面，其中还有一些是综合性实验。《基础物理实验》各章节及各个实验既相互独立，又相互配合，循序渐进、初步形成了一个完整的体系。

基础物理实验课是大学中理、工、医、农等各科最基本的实验课之一，是为培养学生创新能力和实践能力、提高学生科学素质打下扎实基础的极其重要的教学内容和环节。随着时代的发展，特别是随着物理学近年来在其他各学科中的迅速渗透和广泛应用，"基础"的内容日益广泛、要求日益提高。为了适应这种变化，基础物理实验的内容必须"与时俱进"。复旦大学物理教学实验中心近年来积极改革实验内容，大力引进新技术、排出新实验，使基础实验紧跟时代发展而不断更新，取得了一定的效果。本教材是总结这些经验并吸取其他许多兄弟院校的宝贵意见而写成的。

首先，诸如量子论的实验、相对论的实验、X光技术、高真空技术等过去一直认为是"近代物理实验"的内容，现在已为许多非物理专业所广泛需要;由于新技术在医学上的普遍应用，CT、核磁共振等过去的"尖端"技术，现已几乎成为妇孺皆知的名词了。为了适应这种情况，本教材编入了一些最重要、最基本的近代物理实验的内容，把它们"普物化"了。这些实验已在复旦大学非物理专业普物实验课中开设多年，受到各系师生的普遍好评，实践证明非物理专业的低年级学生是完全可以接受这些近代物理实验技术的。

其次，近年来各类实验仪器有了长足的进步。数字式仪表已在许多领域取代了指针式仪表，以电磁力平衡为原理的各类电子天平已取代了以杠杆平衡为原理的各种衡具，小型精巧的霍耳元件已广泛应用于许多力学、电学和磁学测量中，由计算机实时监控的实验仪器装置也屡见不鲜……因此，本教材在实验仪器的选用上也作了较大的改革，删除了一些过时的仪器设备，如电位差计、电光分析天平、光点反射式检流计、冲击电流计等，采用了一些先进的仪器，如存储示波器、液晶光阀装置、光镊子实验仪、小型X光实验仪、简易核磁共振仪等;不少实验中采用了计算机记录、绘图或监控，提高了普物实验的现代化水平。

第一章 绪论

第一节物理实验的重要性

第二节普通物理实验课的要求

第三节如何进行普通物理实验

第二章 实验数据的处理

第一节实验误差的分析

第二节实验不确定度的评定

第三节制表、作图与拟合

第三章 定性与半定量实验

实验3-1硬币起飞--流体力学研究

实验3-2碰撞打靶

实验3-3驻波与克拉尼图形

实验3-4编钟探秘--声学研究

实验3-5声波测距

实验3-6浮水硬币实验--表面张力研究

实验3-7用频闪仪测量周期性运动物体的频率

实验3-8静电感应及其应用

实验3-9静电与水

实验3-10静电场中的"单摆"

实验3-11单相旋转磁场的产生和应用

实验3-12电磁感应现象研究

实验3-13超导磁悬浮

实验3-14利用钢尺测量激光的波长

实验3-15光通信

实验3-16激光监听

第四章 力学与热学实验

实验4-1照相胶片密度的测定

实验4-2气垫导轨实验

实验4-3伸长法测钢丝杨氏模量

实验4-4霍耳位置传感器的定标和弯曲法测杨氏模量

实验4-5用扭摆法测定物体转动惯量

实验4-6用霍耳开关测量弹簧的劲度系数

实验4-7弦线上波的传播规律

实验4-8声速的测量

实验4-9液体的表面张力系数测量

实验4-10落球法测量液体粘度

实验4-11热敏电阻器的电阻温度特性测量

实验4-12集成电路温度传感器的特性测量及应用

实验4-13冰的比熔解热的测量

实验4-14混合法测量液体比汽化热

实验4-15液氮比汽化热的测量

实验4-16冷却法测量金属比热容

实验4-17不良导体导热系数的测量

实验4-18用压力传感器和温度传感器测气体的绝热指数

实验4-19低真空的获得和气体普适常量的测定

第五章 电磁学实验

实验5-1用稳恒电流场模拟静电场

实验5-2静电泄漏规律的研究

实验5-3直流电桥

实验5-4交流电桥

实验5-5示波器使用

实验5-6RC和RL电路的瞬态过程

实验5-7RC和RL电路的稳态过程

实验5-8 RLC电路的串联谐振

实验5-9半导体PN结的物理特性及弱电流测量

实验5-10用霍耳传感器测量螺线管磁场

实验5-11圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场

实验5-12用磁阻传感器测量地磁场

实验5-13霍耳传感器测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线

实验5-14方波电信号的傅里叶分析

实验5-15非线性电路振荡周期的分岔与混沌实验

实验5-16锑化铟磁电阻传感器的磁阻特性测量及应用

第六章 光学实验

实验6-1眼镜片焦距的测量

实验6-2牛顿环

实验6-3分光计的调节和应用

实验6-4用菲涅耳双棱镜测量光的波长

实验6-5迈克耳孙干涉仪

实验6-6衍射光栅

实验6-7光偏振现象的研究

实验6-8光电效应

实验6-9全息照相

实验6-10声光效应实验

实验6-11液晶光阀

实验6-12光镊子实验

第七章 技术性实验与近代物理实验

实验7-l电工实验--简单配电板的安装和检测

实验7-2电表的改装与校准

实验7-3高真空镀膜

实验7-4计算机实测物理实验

实验7-5用计算机实测技术研究冷却规律

实验7-6用计算机实测技术研究声波和拍

实验7-7用计算机实测技术研究弹簧振子的振动

实验7-8用计算机实测技米研究单摆

实验7-9用计算机实测技术研究点光源的光照度与距离的关系

实验7-10量子论实验--原子能量量子化的观察与测量

实验7-11相对论实验--相对论中动能与动量关系的验证

实验7-12核磁共振实验

实验7-13 x光实验--X光透视与食盐晶体的结构分析

实验7-14工业CT实验

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