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绪论 1

第一章 物理实验基本知识 3

1.1 观察与分析 3

1.2 测量及其误差 4

1.2.1 量、测量和单位 4

1.2.2 直接测量与间接测量 5

1.2.3 测量误差及其分类 5

1.2.4 系统误差 5

1.2.5 随机误差 7

1.3 测量结果的最佳值与随机误差的估算 7

1.3.1 随机误差的统计规律 7

1.3.2 测量结果的最佳值—算术平均值 8

1.3.3 随机误差的表示法 8

1.3.4 随机误差的估算 10

1.3.5 平均值的标准误差 10

1.4 仪器误差 11

1.4.1 仪器的最大误差 11

1.4.2 仪器的标准误差 12

1.5 间接测量的误差传递 12

1.5.1 误差的一般传递公式 13

1.5.2 标准误差的传递公式 13

1.5.3 有限次测量的间接测量标准误差 14

1.6 不确定度 15

1.6.1 不确定度 15

1.6.2 不确定度的简化估算方法 15

1.6.3 合成不确定度 16

1.6.4 测量结果有效数字取舍原则 16

1.7 有效数字及其运算 18

1.7.1 有效数字的概念 18

1.7.2 有效数字运算规则 19

1.8 测量和数据处理程序 21

1.8.1 直接测量及其数据处理的程序 21

1.8.2 间接测量及其数据处理的程序 21

1.9 数据处理的基本方法 22

1.9.1 列表法 22

1.9.2 图示法和图解法 23

1.9.3 逐差法 28

1.9.4 最小二乘法和线性拟合 29

第二章 物理实验基本训练 32

2.1 物理实验的基本测量方法 32

2.1.1 比较法 32

2.1.2 放大法 34

2.1.3 转换测量法 36

2.1.4 模拟法 37

2.2 物理实验的基本仪器 37

2.2.1 力学基本仪器 38

2.2.2 电学基本仪器 42

2.2.3 光学基本仪器 50

2.3 物理实验中的基本调整与操作技术 56

2.3.1 零位调整 56

2.3.2 水平、竖直调整 57

2.3.3 消除视差 57

2.3.4 共轴调整 59

2.3.5 逐次逼近法 59

2.3.6 先定性、后定量原则 59

2.3.7 电学实验的操作规程 60

2.3.8 光学实验的操作要点 60

2.4 微机与微型计算器在物理实验中的应用 61

实验1 用单摆测量重力加速度 64

实验2 微小长度变化的测量—光杠杆镜尺法 68

实习1 金属的杨氏模量的测量 68

实习2 金属线膨胀率的测量 72

实验3 电桥法测中、低值电阻 75

实验4 补偿原理和电势差计 83

附录4-1 分压箱、标准电池及UJ1型电势差计 88

实验5 光路调整和透镜焦距测量 91

实验6 分光计 98

附录6-1 棱镜材料折射率与最小偏向角关系式证明 105

附录6-2 几种型号分光计调节过程中的光学现象比较 106

实验7 气垫技术 109

实习1 速度、加速度和重力加速度的测量 109

实习2 碰撞实验—验证动量守恒定律 115

附录7-1 两种型号数字计时（测试）仪 118

实验8 液体表面张力系数的测量 120

实验9 转动惯量的测量 125

实习1 三线摆 125

实习2 扭摆 129

实验10 静电场测绘 132

实验11 灵敏电流计特性研究 137

实验12 电表改装与校正 142

第三章 物理实验基本技术 146

3.1 非电量电测技术 146

3.1.1 热电转换技术 147

3.1.2 力电转换技术 150

3.1.3 光电转换技术 150

3.2 测磁技术 154

3.2.1 冲击法 154

3.2.2 感应法 157

3.2.3 霍尔效应法 158

3.2.4 核磁共振法 160

3.3 电学测量动态显示技术 161

3.3.1 阴极射线示波器 161

3.3.2 电子电势差计 162

3.3.3 x-y函数记录仪 162

3.4 光学测量基本技术 163

3.4.1 干涉测量技术 164

3.4.2 衍射测量技术 166

3.4.3 偏振测量技术 167

3.5 照相和暗室技术 170

实验13 阴极射线示波器 172

附录13-1 几种型号示波器面板图 181

附录13-2 几种型号信号发生器面板图 182

实验14 冲击法测磁场—互感系数的测量 184

实验15 霍尔法测磁场 187

实习1 通电螺线管内磁场分布的测量 187

实习2 铁磁质材料的磁化曲线和磁滞回线测量 189

附录15-1 霍尔效应中的副效应及其消除法 193

实验16 非电量电测（一）—温度电测法 194

实习1 电阻温度计与不平衡电桥 194

实习2 热电偶标定与测温 195

附录16-1 铜电阻的阻值与温度关系表 198

实验17 光的干涉—牛顿环 199

实验18 衍射光栅 203

实习1 汞光谱波长测量 203

实习2 氢原子光谱研究 205

实验19 单缝衍射的光强分布 207

实验20 光的偏振 211

实验21 光电效应 217

实验22 太阳能电池伏安特性的测量 221

实验23 用波尔共振仪研究受迫振动 225

实验24 非电量电测（二）—声速测量 232

实验25 金属逸出电势的测定 237

实验26 元电荷测定—密立根油滴实验 241

实验27 迈克耳孙干涉仪 247

附录27-1 干涉条纹图样与时间相干性 251

实验28 照相技术 254

实习1 黑白照相 254

实习2 数码摄影 259

附录28-1 底片种类与性能指标 263

附录28-2 常用的显影液和定影液的配方 265

附录28-3 照相纸的选择 266

附录28-4 彩色基本知识 267

实验29 传感器的应用—位移量测量组合实验 268

实习1 光纤传感器 269

实习2 霍尔式传感器 271

实习3 电涡流式传感器 271

实习4 电容式传感器 272

实习5 电阻应变片传感器 273

实验30 全息照相 276

实习1 激光再现全息照相 276

实习2 白光再现全息照相 280

实验31 验证快速电子的动量与动能的相对论关系 284

实验32 扫描隧穿显微镜 290

第四章 设计性实验 296

4.1 设计性实验的性质与任务 296

4.1.1 科学实验的全过程 296

4.1.2 设计性实验的特点 297

4.2 处理系统误差的一般知识 297

4.2.1 系统误差的分类 297

4.2.2 系统误差的处理 299

4.3 实验方案的选择和实验仪器的配套 302

4.3.1 实验方法的选择 302

4.3.2 测量方法的选择 303

4.3.3 测量仪器的选择 304

4.3.4 测量条件的选择 305

4.3.5 数据处理方法与实验方案的选择 306

4.3.6 实验仪器的配套 308

实验33 误差分配和实验仪器的选择 310

实验34 重力加速度的研究 312

实验35 简谐振动的研究 314

实验36 落球法测定液体的黏度 316

实验37 变阻器的使用与电路控制 319

实验38 电势差计校准电表和测定电阻 324

实验39 非线性电阻特性研究 326

实验40 动态物理过程的实时测量 328

实验41 动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量 333

附录41-1 圆棒横振动杨氏横量测量式证明 334

实验42 硅光电池特性的研究 337

实验43 光栅特性的研究 340

实验44 组装迈克耳孙干涉仪 342

实验45 熵的测定 345

实验46 非线性电路中的混沌现象 348

总附录 351

1.中华人民共和国法定计量单位 351

2.一些常用的物理常量 354