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第一篇 实验理论基础知识 1

绪论 2

第1章 测量的基本知识 6

1.1 测量的基本知识 6

1.2 数据记录及规则 7

1.3 有效数字及运算法则 7

1.3.1 有效数字 7

1.3.2 有效数字的运算规则 8

1.3.3 有效数字的修约规则 9

练习题 9

第2章 不确定度的基本知识及处理方法 10

2.1 误差的基本概念 10

2.2 误差的分类及消除方法 10

2.2.1 系统误差的来源及消除方法 11

2.2.2 随机误差的规律及消除方法 11

2.2.3 过失误差 13

2.3 不确定度知识及估算 14

2.3.1 标准不确定度的分类 14

2.3.2 标准不确定度的估算 14

2.4 测量结果的表示 18

2.4.1 测量结果的表示方法 18

2.4.2 测量结果和不确定度的取位与修约 19

练习题 20

第3章 数据处理方法 21

3.1 列表法 21

3.2 作图法 22

3.2.1 作图法的优点 22

3.2.2 作图法的基本要求 22

3.2.3 常用的作图法处理数据 23

3.2.4 作图法中常见的错误 25

3.3 逐差法 25

3.3.1 逐差法的优点 25

3.3.2 逐差法的数据处理 25

3.4 线性回归法 26

3.4.1 最小二乘法原理 26

3.4.2 一元线性回归 27

3.5 计算器、计算机处理法 29

3.5.1 计算器的数据处理功能 29

3.5.2 计算机的数据处理功能 30

练习题 32

第二篇 基础实验 33

第4章 力学和热学实验 34

实验1 长度测量 34

实验2 密度测量 38

实验3 扭摆法测刚体的转动惯量 41

实验4 气垫法测刚体的转动惯量 44

实验5 验证刚体转动惯量的平行轴定理 47

实验6 验证角动量守恒定律 50

实验7 用拉伸法测定钢丝的杨氏模量 52

实验8 用拉脱法测定液体表面张力系数 56

实验9 落球法测量液体的黏度 59

实验10 金属线膨胀系数测量 60

实验11 稳态法测量不良导体的导热系数 63

实验12 空气热机原理 66

第5章 光学实验 71

5.1 光学实验的注意事项 71

5.2 常用光源 71

实验13 透镜焦距的测量 72

实验14 分光计的调整 76

实验15 分光计的使用——测三棱镜顶角 81

实验16 分光计的使用——测折射率 83

实验17 光的等厚干涉——牛顿环 85

实验18 光的等厚干涉——劈尖 89

实验19 菲涅耳双棱镜干涉实验 91

实验20 光栅衍射——测光栅常量 96

实验21 光栅衍射——测光的波长 100

实验22 线偏振现象及规律 101

实验23 圆偏振及椭圆偏振 107

第6章 电磁学实验 112

实验24 测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 112

实验25 补偿法研究伏安特性 114

实验26 电阻的分压特性和限流特性 118

实验27 直流单臂电桥 121

实验28 直流双臂电桥 125

实验29 用模拟法研究静电场 129

实验30 示波器原理 133

实验31 示波器使用 137

实验32 地磁场磁感应强度的测量 142

实验33 霍尔效应及霍尔元件基本参量的测量 146

实验34 霍尔元件测量磁场 152

实验35 铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测绘 153

第7章 近代物理与应用性实验 158

实验36 迈克耳孙干涉仪调整和应用 158

实验37 全息照相 166

实验38 光电效应和普朗克常量的测定 170

实验39 弗兰克-赫兹实验 175

实验40 超声光栅测声速实验 178

实验41 声速的测量 182

实验42 霍尔位置传感器与弯曲法测量杨氏模量 185

实验43 温度传感器特性测量及应用 188

实验44 空气比热容比测定实验 192

实验45 单缝衍射的光强分布 195

实验46 微波干涉与布拉格衍射 198

实验47 光信息的调制与解调实验 203

实验48 液晶的电光特性实验 209

实验49 波尔共振实验 216

第三篇 设计实验专题 223

第8章 气垫导轨上的实验 224

实验50 验证牛顿第二定律 226

实验51 测量重力加速度 228

实验52 验证动量守恒定律 229

实验53 验证机械能守恒定律 231

实验54 研究滑块的简谐振动 232

第9章 热学实验 234

实验55 液体比汽化热的测量 234

实验56 测量冰的熔化热 235

实验57 温度标的设计与制作 236

实验58 良导体导热系数的测量 236

第10章 光学测量实验 238

实验59 单缝衍射一维光强分布的测试 238

实验60 偏振光现象的观察与测试 239

实验61 补偿式光纤位移传感器 240

实验62 补偿式光纤位移传感器测量热膨胀系数 242

实验63 硅光电池特性研究 244

第11章 电磁学实验 247

实验64 电表改装 247

实验65 稳压二极管反向伏安特性 248

实验66 电路混沌效应 249

实验67 RLC电路特性的研究 251

实验68 整流、滤波和稳压电路 255

第12章 传感器技术及应用 257

实验69 电阻应变式传感器的特性及应用 257

实验70 电感式传感器的特性及应用设计 257

实验71 电容式传感器的特性及应用 258

实验72 磁电式传感器的特性及应用 259

实验73 热电式传感器的特性及应用 260

实验74 光电式传感器的特性及应用 261

实验75 压电式传感器的特性及应用 261

实验76 光纤传感器的特性及应用 262

实验77 气敏传感器的特性及应用 263

实验78 湿度传感器的特性及应用 263

第13章 超声波应用 265

实验79 超声波探伤实验 265

实验80 超声波液位计的设计 266

实验81 金属杨氏模量的测量 266

实验82 脉冲回波比较法测量金属和液体的声速 267

实验83 超声波测量水下地形地貌 267

附录 269

附录1 常用物理常量表 269

附录2 物质的密度 270

附录3 20 ℃金属的杨氏模量 270

附录4 某些物质中的声速 271

附录5 在20℃时与空气接触的液体表面张力系数 271

附录6 液体的黏度η 271

附录7 金属和合金的电阻率及其温度系数 272

参考文献 273