本教材是根據教育部高等學校物理基礎課程教學指導分委員會制定的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》(2010年版),結合技術技能型人才培養(yǎng)目標要求,在充分吸收近年我校物理實驗教學改革和課程建設成果的基礎上,對第2版的內容進行刪減、修改和補充而重新編寫的。本教材根據分層次教學的需要,分為六部分,重點介紹了緒論、基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗,共有43個實驗。另外,本教材還以學院物理實驗教學中心網站及物理仿真實驗室為平臺,編入了仿真實驗。教材的附錄中有基本物理常數及國際單位制等內容。本教材為高等院校工程類專業(yè)的教科書或參考書。
本教材是根據教育部高等學校物理基礎課程教學指導分委員會制定的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》(2010年版),結合技術技能型人才培養(yǎng)目標要求,在充分吸收近年來我校物理實驗教學改革和課程建設成果的基礎上,對第2版的內容進行刪減、修改和補充而重新編寫的。本教材分為六部分:緒論、基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗、仿真實驗和附錄,內容包括實驗方法、測量誤差、數據處理、力學、熱學、電磁學、光學和近代物理等,共編入43個實驗和3個仿真實驗。教材的宗旨是建立與分層次教學法相適應的,按照由簡到繁、由易到難、循序漸近、逐層提高的原則編排基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三個層次的物理實驗教學內容體系。實驗教材的基礎是實驗。在實驗內容和題目的選擇上,我們從經典物理實驗中精心挑選了一些物理思想好、實驗方法典型的內容編入教材,主要是加強對學生物理實驗基礎的訓練,讓學生掌握基本的實驗知識、實驗方法、實驗技能和數據處理方法,養(yǎng)成良好的實驗習慣和科學態(tài)度。在注重基礎訓練的同時,我們也十分重視物理實驗內容的創(chuàng)新。物理實驗應與時俱進,具有時代性,把反映時代特色的新技術、新成果納入實驗教學;物理實驗教學還應結合學校專業(yè)特點,把與專業(yè)緊密結合、應用性強、物理內涵豐富的實驗引入教學,這樣更有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和為經濟建設服務的意識。仿真實驗是以學院物理實驗教學中心網站和仿真實驗室為平臺,介紹計算機模擬物理實驗的操作方法。學生通過仿真實驗的訓練,可以在網上進行實驗預習和課外實驗。由于仿真實驗不受儀器設備和學時的限制,大大地豐富了開放式物理實驗教學的內容。本教材是吉林建筑大學城建學院基礎物理實驗教學中心全體教師辛勤勞動的成果。周輝教授審閱了書稿,并對教材編寫提出了許多寶貴的指導意見,在此表示衷心的感謝。此次成書由姜廣軍擔任主編,張彥純、向安潤擔任副主編。編寫的具體分工如下:姜廣軍編寫緒論、實驗1、實驗9、實驗20、實驗27、實驗28、實驗29、實驗35、實驗43及附錄;張彥純和王杰編寫實驗3、實驗7、實驗13、實驗14、實驗23、實驗34、實驗41及實驗42;向安潤編寫實驗2、實驗11、實驗25、實驗30、實驗31、實驗32、實驗38及仿真實驗;羅樹范和張薇薇編寫實驗12、實驗15、實驗16、實驗24及實驗33;李明非和張丹瑋編寫實驗6、實驗19、實驗26、實驗37及實驗39;付靜編寫實驗4、實驗5、實驗10、實驗18及實驗22;孟祥秋編寫實驗8、實驗17、實驗21、實驗36及實驗40。本教材在修訂過程中得到了院部有關領導、儀器生產廠家的大力支持和幫助,同時參考了多所兄弟院校的大學物理實驗教材,在此表示衷心的感謝。由于經驗不足,水平有限,教材中難免有疏漏之處,懇請讀者指正并多提寶貴建議。編者
前言第1章緒論111物理實驗課程的地位、目的和要求112測量與誤差213不確定度及測量結果表達式714有效數字1115實驗數據處理方法13第2章基礎性實驗16實驗1物體密度的測量16實驗2在氣墊導軌上測滑塊的速度和加速度21實驗3用扭擺法測定物體的轉動慣量27實驗4溫差電偶的定標與測溫33實驗5固體線脹系數的測定35實驗6熱管及其性能測試38實驗7電表的改裝與校準40實驗8用惠斯通電橋測電阻45實驗9用電位差計測量電動勢48實驗10用霍爾元件測量螺線管軸向磁感應強度的分布51實驗11示波器的使用57實驗12分光計的調節(jié)和使用66實驗13雙棱鏡干涉71實驗14用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑75實驗15用衍射光柵測量光波波長78實驗16光的偏振81第3章綜合性實驗87實驗17用動態(tài)懸掛法測定工程材料的彈性模量87實驗18RLC電路的暫態(tài)過程96實驗19熱敏電阻特性研究101實驗20聲速的測定104實驗21超聲波測試原理及應用110實驗22鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線116實驗23邁克耳孫干涉儀的調節(jié)與使用122實驗24利用超聲光柵測聲速127實驗25太陽能電池的特性與應用研究131實驗26全息照相的基本技術138實驗27電阻應變式傳感器靈敏度特性的研究142實驗28金屬箔式應變片交流全橋及其應用151實驗29霍爾式傳感器的特性研究154實驗30光電效應及普朗克常量的測定157實驗31夫蘭克赫茲實驗163實驗32核磁共振實驗166第4章設計性實驗171實驗33簡諧運動的研究171實驗34用伏安法測電阻173實驗35用電位差計校正電壓表175實驗36改裝毫安表178實驗37聲音頻率測量179實驗38熱電偶溫度計的設計180實驗39半導體溫度計的設計182實驗40用多普勒效應測物體運動的速度183實驗41細絲直徑的測量184實驗42用邁克耳孫干涉儀測量透明薄片的折射率186實驗43應用傳感器設計電子秤187第5章仿真實驗18951仿真實驗簡介18952仿真實驗舉例191仿真實驗1用拉伸法測金屬絲的彈性模量191仿真實驗2密立根油滴實驗197仿真實驗3氫氘光譜拍攝202附錄208附錄A基本物理常量的值208附錄B國際單位制(SI)簡介208附錄C20℃時幾種物質的密度210附錄D20℃時某些金屬的彈性模量210附錄E某些固體的線脹系數210附錄F水的飽和蒸汽壓和溫度的關系表211