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第一篇 实验理论与基础知识 1

第1章 测量误差 2

1.1测量与误差 2

1.1.1测量及分类 2

1.1.2误差及分类 3

1.1.3精密度、正确度和准确度 4

1.2误差处理 4

1.2.1随机误差 4

1.2.2仪器误差 6

1.3测量不确定度 6

1.3.1测量不确定度的分类 6

1.3.2标准不确定度 7

1.3.3扩展不确定度 9

1.3.4不确定度与测量误差 9

1.3.5不确定度分析在实验设计中的作用 11

1.4实验数据的有效位数 12

1.4.1有效位数的概念 12

1.4.2修约规则 12

1.4.3原始数据的有效位数 13

1.4.4运算过程中的有效位数 13

第2章 数据处理 14

2.1常用的数据处理方法 14

2.1.1列表法 14

2.1.2作图法 15

2.1.3最小二乘法 16

2.1.4逐差法 19

2.2用Excel软件处理实验数据 21

2.3用Origin软件绘制实验图表 23

第3章 物理实验基本测量方法 28

3.1比较法 28

3.1.1直接比较法 29

3.1.2间接比较法 29

3.2放大法 29

3.2.1累积放大法 29

3.2.2机械放大法 30

3.2.3电学放大法 30

3.2.4光学放大法 30

3.3转换法 30

3.3.1不可测量的转换 30

3.3.2不易测准量的转换 31

3.4模拟法 31

3.4.1物理模拟 31

3.4.2类比模拟 31

3.5平衡法 31

3.6补偿法 32

3.6.1补偿法用于测量 32

3.6.2补偿法用于修正系统误差 32

3.7干涉、衍射法 32

第4章 物理实验基本器具使用 33

4.1长度测量基本器具 33

实验1 测量物体的几何尺寸 33

4.2质量测量基本 39

实验2 固体与液体密度的测定 39

4.3时间测量基本器具 43

实验3 单摆的研究 44

4.4温度测量基本器具 47

实验4 用热敏电阻测量温度 47

实验5 PN结正向压降的温度特性 51

4.5电学实验常用器具 59

实验6 二极管伏安特性的测试 59

实验7 万用表的使用 60

4.6光学实验常用器具 62

实验8 薄透镜焦距的测定 62

实验9 分光计的调节和应用 65

4.7示波器的使用 68

实验10 示波器的使用 68

第二篇 基础性、综合性实验 72

第5章 力学实验 73

实验1 长度测量 73

实验2 固体和液体密度的测定 77

实验3 惯性秤实验 81

实验4 牛顿第二定律的验证 84

实验5 动量守恒定律的验证 89

实验6 杨氏弹性模量的测定 92

实验7 刚体转动的测定 95

实验8 声速的测定 98

实验9 弦振动的研究 101

实验10 固体转动惯量的测定（扭摆法） 103

实验11 刚体转动惯量的测定（三线摆法） 109

实验12 杨氏弹性模量的测定（弯曲法） 113

实验13 气垫导轨上滑块的简谐振动 117

第6章 热学实验 124

实验1 空气比热容比的测定 125

实验2 测定固体比热容 130

实验3 液体比热容的测定 133

实验4 气体三定律与气态方程的验证实验 135

实验5 冰的溶解热的测定 138

实验6 水的汽化热的测定 142

实验7 沸点与压强关系的研究 144

实验8 导热系数的测定 147

实验9 （a）液体表面张力系数的测定（用拉脱法） 154

实验9 （b）液体表面张力系数的测定（用毛细管法） 157

实验10 热功当量的测定 160

实验11 液体粘滞系数的测定 164

实验12 真空的获得与测量 168

第7章 电磁学实验 174

实验1 静电场的描绘 174

实验2 电学元件的伏安特性测量 181

实验3 电表改装与校准 190

实验4 密立根油滴实验 199

实验5 电子束聚集实验 207

实验6 电子束的偏转实验 215

实验7 电子荷质比测量 222

实验8 灵敏电流计特性的研究 231

实验9 磁场的描绘 237

实验10 霍耳效应 243

实验11 RLC电路暂态特性研究 253

实验12 RLC串联电路稳态特性研究 261

实验13 冲击电流计测螺线管内轴线上磁场的分布 268

实验14 用冲击电流计测电容及高电阻 275

实验15 铁磁材料磁化特性研究 280

第8章 光学实验 286

实验1 薄透镜特性的研究 286

实验2 光具组基点的测定 292

实验3 分光计的调节及棱镜玻璃折射率的测定 295

实验4 望远镜和显微镜实验 301

实验5 用小型棱镜射谱仪测定光波波长 304

实验6 用牛顿干涉测透镜折射率 311

实验7 偏振现象的观测与分析 317

实验8 利用光电效应测定普朗克常量 322

实验9 迈克尔逊干涉仪的调节和使用 325

实验10 法布里——珀罗标准具实验 330

实验11 单缝衍射相对光强分布实验 333

实验12 单缝衍射光强分布和缝宽测定 338

实验13 用掠入法测定透明介质的折射率 341

实验14 激光多普勒效应演示仪 344

实验15 光速的测定 345

实验16 全息照相 352

第三篇 设计性、研究性实验 357

第9章 设计性、研究性实验 361

实验1 金属线胀系数的测定 361

实验2 音频信号光纤传输实验 365

实验3 光敏电阻特性测定及其应用 372

实验4 液体密度的实时测量 377

实验5 直流非平衡电桥研究 380

实验6 全息位相光栅的研究与制作 385

实验7 热敏电阻温度特性研究与热敏温度计的设计 390

实验8 硅光电池特性研究 395

实验9 低电阻的测量 400

实验10 万用表的设计与制作 403

实验11 金属电子逸出功的测定 408

实验12 用传感器测量杨氏模量 413

实验13 迈克耳孙干涉仪的深入研究 417

实验14 测量音叉的固有频率 418

实验15 简谐振动规律的研究 419

实验16 研究磁阻尼和测量动摩擦系数 420

实验17 利用惠斯通电桥原理测量电流表内阻 421

实验18 整流器的设计与制作 422

实验19 测定电表的内阻 423

实验20 组装显微镜与望远镜 423

实验21 用激光显示李萨如图形 424

实验22 计算机在测量导热系数实验中的应用 425

实验23 用CCD光强分布测量系统研究衍射光强分布 426

实验24 地磁场的测量 427

实验25 霍尔传感器的输出特性及弹簧振子的运动规律 428

实验26 压电陶瓷电致伸缩系数的测量 429

第四篇 计算机辅助与计算机模拟物理实验 430

第10章 计算机辅助物理实验与计算机模拟物理实验 431

10.1概述 431

10.2实验实例 432

实验1 MATLAB在物理实验中的应用 432

实验2 磁感应强度仿真实验 438

附录 442

附录1 世界十大物理实验 442

附录2 中华人民共和国法定计量单位 444

附录3 基本物理量值 447

附录4 国际单位制（SI） 448

附录5 常用物理数据 449