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绪论1

第一章 物理实验基本知识4

1.1 观察与分析4

1.2 测量及其误差6

1.2.1 量、测量和单位6

1.2.2 直接测量与间接测量6

1.2.3 测量误差及其分类6

1.2.4 系统误差7

1.2.5 随机误差8

1.3 测量结果的最佳值与随机误差的估算9

1.3.1 随机误差的统计规律9

1.3.2 测量结果的最佳值——算术平均值10

1.3.3 随机误差的表示法10

1.3.4 随机误差的估算13

1.3.5 平均值的标准误差13

1.4 仪器误差14

1.4.1 仪器的最大误差14

1.4.2 仪器的标准误差15

1.5 间接测量的误差传递16

1.5.1 误差的一般传递公式16

1.5.2 标准误差的传递公式17

1.5.3 有限次测量的间接测量标准误差18

1.6 不确定度18

1.6.1 不确定度19

1.6.2 不确定度的简化估算方法19

1.6.3 合成不确定度20

1.6.4 测量结果有效数字取舍原则21

1.7 有效数字及其运算22

1.7.1 有效数字的概念22

1.7.2 有效数字运算规则24

1.8 测量和数据处理程序25

1.8.1 直接测量及其数据处理的程序26

1.8.2 间接测量及其数据处理的程序26

1.9 数据处理的基本方法26

1.9.1 列表法26

1.9.2 图示法和图解法27

1.9.3 逐差法32

1.9.4 最小二乘法和线性拟合33

第二章 物理实验基本训练37

2.1 物理实验的基本测量方法37

2.1.1 比较法37

2.1.2 放大法39

2.1.3 转换测量法41

2.1.4 模拟法42

2.2 物理实验的基本仪器43

2.2.1 力学基本仪器43

2.2.2 电学基本仪器49

2.2.3 光学基本仪器58

2.3 物理实验中的基本调整与操作技术65

2.3.1 零位调整65

2.3.2 水平、竖直调整66

2.3.3 消除视差66

2.3.4 共轴调整68

2.3.5 逐次逼近法68

2.3.6 先定性、后定量原则68

2.3.7 电学实验的操作规程69

2.3.8 光学实验的操作要点70

2.4 微机与微型计算器在物理实验中的应用70

实验1 微小长度变化的测量——光杠杆镜尺法72

实习1 金属的杨氏模量的测量73

实习2金属线膨胀率的测量78

实验2速度与加速度的研究81

实验3电桥法测中、低值电阻93

实验4补偿原理和电势差计102

实验5光路调整和透镜焦距测量111

实验6分光计118

实验7碰撞实验——验证动量守恒定律130

实验8液体表面张力系数的测量133

实验9转动惯量的测量140

实习1三线摆140

实习2扭摆145

实验10静电场测绘148

实验11 电表改装与校正154

实验12胡克定律及弹簧的能量存储实验158

实验13弦振动与驻波164

实验14气体比热容比的测定170

第三章 物理实验基本技术173

3.1 非电学量电测技术173

3.1.1 热电转换技术173

3.1.2 力电转换技术177

3.1.3 光电转换技术178

3.2 测磁技术183

3.2.1 冲击法183

3.2.2 感应法186

3.2.3 霍尔效应法187

3.2.4 核磁共振法189

3.3 电学测量动态显示技术191

3.3.1 阴极射线示波器191

3.3.2 电子电势差计192

3.3.3 x-y函数记录仪192

3.4 光学测量基本技术193

3.4.1 干涉测量技术194

3.4.2 衍射测量技术197

3.4.3 偏振测量技术198

3.5 照相和暗室技术202

实验15示波器实验203

实习1 阴极射线示波器203

实习2数字示波器213

实验16霍尔法测磁场226

实习1 通电螺线管内磁场分布的测量227

实习2铁磁质材料的磁化曲线和磁滞回线测量229

实验17光的干涉——牛顿环235

实验18衍射光栅239

实习1汞光谱波长测量239

实习2氢原子光谱研究243

实验19单缝衍射的光强分布245

实验20光的偏振与旋光249

实习1光的偏振249

实习2旋光255

实验21迈克耳孙干涉仪258

实验22非电学量电测（一）——温度电测法267

实习1 电阻温度计与不平衡电桥267

实习2 热电偶标定与测温269

实验23非电学量电测（二）——声速测量272

实验24用波尔共振仪研究受迫振动278

实验25太阳能电池伏安特性的测量286

实验26金属逸出电势的测定291

实验27光电效应295

实验28元电荷测定——密立根油滴实验299

实验29传感器的应用——位移量测量组合实验307

实习1光纤传感器309

实习2 霍尔式传感器310

实习3 电涡流式传感器311

实习4 电容式传感器312

实习5电阻应变片传感器313

实验30照相技术316

实习1 黑白照相316

实习2数码摄影323

实验31全息照相333

实习1 激光再现全息照相333

实习2 白光再现全息照相338

实验32冷却法测量金属的比热容341

实验33空气热机实验346

实验34动态法测量良导体的热导率350

第四章 设计性实验357

4.1 设计性实验的性质与任务357

4.1.1 科学实验的全过程357

4.1.2 设计性实验的特点358

4.2 处理系统误差的一般知识358

4.2.1 系统误差的分类358

4.2.2 系统误差的处理360

4.3 实验方案的选择和实验仪器的配套365

4.3.1 实验方案的选择365

4.3.2 测量方法的选择365

4.3.3 测量仪器的选择366

4.3.4 测量条件的选择368

4.3.5 数据处理方法与实验方案的选择369

4.3.6 实验仪器的配套371

实验35 误差分配和实验仪器的选择372

实验36 重力加速度的研究374

实验37 简谐振动的研究375

实验38 落球法测定液体的黏度378

实验39 变阻器的使用与电路控制381

实验40 电势差计校准电表和测定电阻386

实验41 非线性电阻特性研究388

实验42 动态物理过程的实时测量391

实验43 动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量397

实验44 硅光电池特性的研究401

实验45 光栅特性的研究404

实验46 熵的测定406

实验47 非线性电路中的混沌现象408

第五章 课题研究性实验412

实验48 蜡烛火焰熄灭后水面升高的现象研究412

实验49 高斯炮中磁相互作用的研究413

实验50 挥动绳子发声机理的探究415

实验51 探究盛液瓶子的滚动规律416

实验52 罐中罐冰箱的制作与研究417

实验53 开尔文静电发生器418

总附录421

1.中华人民共和国法定计量单位421

2.一些常用的物理常量424