正版新书]大学物理实验 第5版编者:张志东//魏怀鹏//展永9787030

第五版前言

版前言

篇 实验理论与基础知识

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 4

1.4 小结：怎样学好大学物理实验、实验室主要规则 7

第2章 误差与数据处理基础知识 9

2.1 测量与误差的基本概念 9

2.2 系统误差的理论分析和处理 12

2.3 随机误差的理论分析和处理 15

2.4 测量结果与不确定度（uncertainty）的评定 23

2.5 有效数字的记录及其运算 37

2.6 实验数据处理基本方法和结果表示 40

2.7 计算机数据处理软件（Origin、Excel等）、计算器统计功能简介 53

2.8 练习题 62

第3章 测量方法与仪器调整原则和技术 65

3.1 实验的基本测量方法和技术 65

3.2 仪器调整的基本原则 71

3.3 物理实验常用仪器 74

第二篇 基础性、综合性、应用性实验

第4章 力学与热学实验 97

实验1 力学基本测量——长度、质量和物体密度ρ的测定 97

练习一 规则物体尺寸的直接测量 98

练习二 规则物体密度ρ的间接测量 101

练习三 不规则物体、液体密度ρ的间接测量 103

实验2 用自由落体仪测定重力加速度g 106

实验3 用三线摆测物体的转动惯量I 108

实验4 扭摆法测定物体转动惯量I 114

实验5 气垫导轨实验（一、二、三）——“滑块碰撞”，滑块的简谐振动，滑块运动速度v、加速度a 118

练习一 （气轨）“滑块碰撞”——验证动量守恒定律 119

练习二 （气轨）滑块的简谐振动——测弹性系数k、周期T、能量E 123

练习三 （气轨）测量滑块运动速度v、加速度a——验证牛顿运动第二定律 126

实验6 弦振动特性研究（一、二） 130

练习一 用“驻波法”测（音叉）横波波长λ，频率f 130

练习二 乐器（吉他）弦振动的研究 135

实验7 光杠杆镜尺法测定钢丝的杨氏弹性模量Y——微小长度变化的测量 136

实验8 用拉脱法测液体表面张力系数γ——微小力（用焦利秤）测量 142

练习一 测定弹簧的弹性系数k 143

练习二 测定液体（水）的表面张力系数γ 145

实验9 用落球法测液体的黏滞系数（黏度）η 146

练习一 “落球法”测常温液体黏滞系数η 147

练习二 “落球法”测变温液体黏滞系数η 149

练习三 设计用“毛细管法”测液体黏滞系数η 150

实验10 气体（空气）比热容比γ的测定——用绝热膨胀法、压缩法、谐振法 151

练习一 用传感器“绝热膨胀法、压缩法”测定比热容比γ 153

练习二 用谐振方式“绝热法”测量空气比热容比Cp/CV 154

实验11 稳态法测量不良导体导热系数λ 156

实验12 惯性秤实验 159

第5章 电磁学实验 162

实验13 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 162

练习一 测绘线性电阻的I-U伏安特性曲线 164

练习二 测绘非线性电阻（二极管）的I-U伏安特性曲线 166

练习三 测绘灯丝、发光二极管的I-U伏安特性曲线 167

实验14 直流单臂电桥（惠斯通电桥）测电阻 168

练习一 “滑线（板）式”单臂电桥测电阻Rx 170

练习二 “箱式”单臂电桥测电阻值Rx及其串、并联阻值 173

练习三 自组惠斯通电桥测电阻值Rx及电桥灵敏度k 174

练习四 用单臂电桥测电阻温度特性（R-t、R-T） 175

实验15 用双臂电桥（开尔文电桥）测小电阻R及温度系数α 176

练习一 测量（铜棒、铝棒等）导体的电阻Rx及电阻率ρ 179

练习二 测量（漆包线等）导体电阻的温度系数α 181

实验16 用电势差计测量电动势E 183

实验17 用模拟法测绘静电场 188

练习一 用“导电微晶”静电场模拟仪器模拟静电场 193

练习二 用“导电纸”自行组装静电场模拟仪器模拟静电场 194

实验18 示波器的使用 195

练习一 校准示波器、多种信号波形观测：Up-p、U有效值、周期T、频率f 203

练习二 垂直振动合成——李萨如图形观测、测频率f 205

实验19 用示波器观测二极管伏安特性曲线 206

实验20 交流电路的谐振现象 209

练习一 RLC串联电路的谐振实验 209

练习二 RLC并联电路谐振实验 211

实验21 用霍尔元件测量磁场B 214

实验22 用“霍尔效应法”测螺线管磁场B 219

实验23 用电磁感应法测磁场B 222

实验24 铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测绘 225

实验25 电容器的充放电 228

实验26 黑盒子实验——测量判定电阻R、电容C、电感L、二极管 232

第6章 光学实验 235

实验27 光学基本实验（一、二）——薄透镜焦距f的测定 235

练习一 测量凸透镜焦距f凸——“自准法”、“物距像距法”、“共轭法” 239

练习二 测量凹透镜的焦距f凹——“自准法”、“物距像距法” 240

实验28 光学基本实验（三、四、五）——组装显微镜、望远镜、幻灯机及放大倍数测量 242

练习一 组装显微镜 242

练习二 组装望远镜 243

练习三 组装透射式幻灯机（投影系统） 246

实验29 分光计实验（一、二、三） 247

练习一 分光计的调节和使用 247

练习二 用“分光计”测定三棱镜顶角α 255

练习三 用分光计测量绿光最小偏向角δmin和折射率n 260

实验30 光栅衍射实验（一、二）——分光计实验（四、五） 263

练习一 光栅常数d测定 264

练习二 光波波长λ测量 268

实验31 光的衍射实验（三）——单（多）缝（孔等）衍射的光强分布 271

实验32 光的干涉实验（一、二） 277

练习一 薄膜干涉——牛顿环测曲率半径R 277

练习二 劈尖干涉 281

实验33 光的干涉实验（三）——双棱镜干涉实验测波长λ 283

实验34 光偏振及其应用 288

练习一 用分光计进行偏振光实验 291

练习二 用光具座进行偏振光实验 292

第7章 近代物理与信息处理综合性、应用性实验 295

实验35 迈克耳孙干涉仪的调节与使用 295

练习一 用等倾干涉测激光波长（λHe-Ne≈632.8nm） 300

练习二 用等倾干涉测钠黄光波长（λNa≈589.3nm） 303

练习三 用迈克耳孙干涉原理测空气折射率n 305

实验36 微波迈克耳孙干涉和布拉格衍射 308

练习一 用迈克耳孙微波干涉法测波长 311

练习二 微波布拉格衍射强度分布测量（I-α，I-θ曲线） 313

练习三 微波单缝衍射实验 315

练习四 微波双缝干涉实验 316

实验37 密立根油滴实验——测电子电量e 316

练习一 “平衡法”测电子电量e（“动态法”特例） 321

练习二 “动态法”测电子电量e 322

练习三 “变电荷法”测电子电量（选做） 323

实验38 夫兰克—赫兹实验——测原子激发电势V 0323

实验39 全息照相 330

实验40 用超声光栅测定液体中的声速v 334

实验41 声学实验（一、二）——用超声传感器、音叉共鸣管测声速v 340

练习一 用超声传感器“共振法”、“相位法”测声速v 340

练习二 用音叉共鸣管“共振法”测声速v 346

实验42 光电效应和普朗克常量h测量 348

实验43 光信息的调制与解调实验 353

实验44 氢原子光谱及里德伯常量RH的测定 358

实验45 盖革-米勒实验——G-M计数器和核衰变的统计规律 364

第三篇 设计性、研究性实验

设计性、研究性实验概述 370

第8章 力学实验 375

实验46 设计用“单摆”测重力加速度g 375

实验47 设计测固体、液体密度ρ 379

练习一 设计用“流体静力称衡法”测定轻质固体、液体密度ρ 379

练习二 设计用“比重瓶法”测定液体、固体小块颗粒物密度ρ 381

实验48 设计测量固体（金属）材料线膨胀系数α（一、二） 382

练习一 设计用“光杠杆”测量固体（金属）的线膨胀系数α 382

练习二 设计用“千分表（尺）”测固体（金属）线膨胀系数α 386

实验49 设计用“焦利秤”测弹簧的有效质量m 390

实验50 研究测定刚体转动惯量I（一、二） 390

练习一 设计测定偏心轮绕定轴的转动惯量I 390

练习二 设计用“气垫法”测定物体的转动惯量I 391

实验51 碰撞打靶 393

第9章 热学实验 394

实验52 设计测定气体比热容比γ=CP/CV 394

实验53 设计测量不良导体的导热系数λ 396

实验54 电子温度计的组装设计 397

实验55 冰的熔解热L测量 397

实验56 空气热机原理实验 399

0章 电学、电磁学实验 403

实验57 设计用“伏安法”（补偿原理）测电阻Rx 403

实验58 热敏电阻和热电偶实验与研究（一、二）——热敏电阻的温度特性、热电偶的温差电动势E 405

练习一 热敏电阻的温度特性实验与研究 405

练习二 用“电势差计”测热电偶温差电动势E 408

附录A 热电偶定标实验仪温控仪面板使用说明 411

附录B 直流电势差计使用说明 412

实验59 自组惠斯通电桥测电阻Rx 414

实验60 电表内阻R内测量设计 415

实验61 制流电路与分压电路特性实验（用滑线变阻器或电阻箱） 415

实验62 电势差计应用设计实验（一、二） 418

练习一 设计用电势差计测电阻Rx 418

练习二 设计用电势差计校准毫安表、伏特表 419

实验63 电表的改装与校准设计 420

实验64 万用表组装设计 421

实验65 设计用“霍尔效应”测量霍尔元件基本参数：电导率σ、霍尔系数KH 422

实验66 设计用“霍尔开关”测量弹簧的劲度系数 426

实验67 设计用“冲击法”测磁场强度B 427

练习一 用“冲击法”测地磁场强度B 427

练习二 用“冲击法”测螺线管磁场B 428

实验68 电子束的偏转、聚焦实验 429

练习一 电子束的偏转 429

练习二 电子束的聚焦 431

1章 光学实验 435

实验69 设计用“分光计”测定液体折射率n 435

实验70 阿贝折射仪的原理和应用设计 436

实验71 暗室技术——黑白照片的冲洗、印制与放大 436

2章 传感器技术应用与设计实验 439

实验72 压力传感器特性测量及应用设计 439

实验73 PN结温度传感器测温设计 442

实验74 温度传感器特性测量及应用设计 443

实验75 霍尔开关、光电传感器特性测量及应用设计 446

实验76 硅光电池特性研究与应用设计 449

……