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绪论 1

第1章　误差理论与数据处理基本知识 5

1.1　测量与误差 5

1.1.1 测量的基本概念及分类 5

1.1.2　误差的基本概念及分类 6

1.1.3　正确度、精密度和准确度 7

1.2　系统误差 7

1.2.1 系统误差的来源 7

1.2.2 系统误差的分类 8

1.2.3 系统误差的发现 8

1.2.4 系统误差的减少和消除 9

1.2.5　仪器误差 10

1.3　随机误差及其数学处理 11

1.3.1 随机误差的正态分布规律 11

1.3.2　算术平均值和标准偏差 13

1.3.3　t分布（学生氏分布） 14

1.3.4　绝对误差与相对误差 15

1.3.5　异常值的剔除 15

1.4　有效数字 17

1.4.1　有效数字的概念 17

1.4.2　运算后的有效数字 18

1.4.3 使用有效数字运算规则时应注意的问题 19

1.4.4　数值的修约规则 20

1.5　作图法处理实验数据 20

1.5.1 作图法的步骤与规则 21

1.5.2　用作图法求直线的斜率、截距和经验公式 22

1.5.3 曲线的改直 22

1.6　逐差法处理数据 23

1.7　最小二乘法 25

1.8　大学物理实验中的不确定度 27

1.8.1 不确定度的建立 27

1.8.2　测量不确定度的基本概念 28

1.8.3　不确定度的分类 28

1.8.4　直接测量结果不确定度的评定（计算方法） 28

1.8.5 直接测得量不确定度评定的步骤及示例 29

1.8.6 间接测得量的不确定度评定 31

第2章　物理实验中常用的测量方法和基本调整操作技术 34

2.1 物理实验中常用的测量方法 34

2.1.1 比较法 34

2.1.2　放大法 35

2.1.3　平衡法 36

2.1.4　补偿法 36

2.1.5　转换法 37

2.1.6　模拟法 39

2.1.7 干涉法 40

2.1.8 示踪法 40

2.1.9　量纲分析法 41

2.2　物理实验中的基本调整和操作技术 42

2.2.1 零位调整 42

2.2.2　水平、铅直调整 42

2.2.3　消除视差 43

2.2.4　共轴调整 44

2.2.5　逐次逼近法 44

2.2.6　先定性、后定量原则 44

2.2.7 电学实验操作规程 45

2.2.8　光学实验的操作要点 45

第3章　物理实验常用仪器介绍 47

3.1　物理天平与分析天平 47

3.1.1 物理天平 47

3.1.2　分析天平 48

3.2　计时仪表 50

3.3　低摩擦装置 51

3.4　温度计、湿度计与气压计 52

3.4.1 温度计 52

3.4.2　湿度计 55

3.4.3 气压计 55

3.5　电磁测量的基本仪器 56

3.5.1 电源 57

3.5.2 电表 58

3.5.3 电阻 61

3.6　光学元件 65

3.6.1　透镜 65

3.6.2　棱镜 66

3.6.3　分束镜 66

3.6.4　光栅 66

3.6.5 光电池 67

3.6.6 滤光片 67

3.6.7　光谱干板 68

3.7　常用光学仪器 68

3.7.1 望远镜 69

3.7.2　测微目镜 69

3.7.3　读数显微镜 70

3.8　常用光源 71

3.9　常用仪器的误差限 72

第4章　物理实验基本仪器的使用与训练 74

实验4.1　长度测量仪器与训练 74

实验4.2　复摆的研究 80

实验4.3　称衡基本仪器与训练 84

实验4.3.1 规则物体密度的测量 84

实验4.3.2 用流体静力称衡法和比重瓶法测量固体和液体的密度 86

实验4.4　电学基本仪器与训练 89

实验4.4.1 电表的改装与校准 89

实验4.4.2 示波器的调整和使用 94

实验4.4.3　二极管伏安特性的研究 102

实验4.4.4　双补偿法测电阻 105

实验4.4.5 惠斯通电桥测中值电阻 107

实验4.4.6 直流单、双臂电桥的使用 111

实验4.4.7 交流电桥的应用 118

实验4.5　光学基本仪器与训练 124

实验4.5.1 分光仪的调整及三棱镜顶角的测量 124

实验4.5.2　光栅特性及波长的测量 130

实验4.5.3 用最小偏向角测量玻璃的折射率 133

实验4.5.4 用折射极限法测量固体和液体的折射率 137

实验4.5.5 用超声光栅测定液体中的声速 140

实验4.6　热学基本仪器与训练 145

第5章　综合及应用型实验 149

实验5.1　刚体转动的研究 149

实验5.1.1 用塔轮式转动惯量仪测量刚体的转动惯量 149

实验5.1.2 用气垫转盘测量刚体的转动惯量 153

实验5.2　杨氏模量的测量 159

实验5.3　液体黏滞系数的测量 163

实验5.3.1 落球法测量液体的黏滞系数 164

实验5.3.2　转筒法测量液体的黏滞系数 170

实验5.4　弦音振动 173

实验5.5　波尔共振 177

实验5.6　液体表面张力系数的测量 187

实验5.7　线膨胀系数的测定 190

实验5.8　介质导热系数的测定 192

实验5.9　用冷却法测金属的比热容 196

实验5.10　小型制冷装置制冷功率和制冷效率的测量 200

实验5.11　声速测量 207

实验5.12 电位差计的原理与应用 211

实验5.13　热电偶定标 217

实验5.14　灵敏电流计的研究 220

实验5.15　电子束的聚焦和偏转研究 225

实验5.16　冲击电流计的使用 232

实验5.17　通电圆线圈和亥姆霍兹线圈磁场的测量 240

实验5.18　几何光学的应用与研究 243

实验5.18.1 用自准直法测薄凸透镜焦距 244

实验5.18.2 用位移法测薄凸透镜焦距 245

实验5.18.3 目镜焦距fe的测量 246

实验5.18.4 自组显微镜 248

实验5.18.5 自组望远镜 249

实验5.18.6 自组透射式幻灯机 250

实验5.18.7　测节点位置及透镜组焦距 252

实验5.19　双棱镜干涉实验 254

实验5.20　等厚干涉的研究与应用 257

实验5.21　单缝衍射的相对光强分布 262

实验5.22　光的偏振 267

实验5.23　用旋光仪测量溶液的旋光率及浓度 274

实验5.24　椭圆偏振法测量薄膜厚度和折射率 279

实验5.25　用阿贝折射仪测量透明材料的折射率 284

实验5.26　多普勒效应的研究与应用 288

实验5.26.1　验证多普勒效应并测声速 290

实验5.26.2　研究自由落体运动 292

实验5.26.3　研究简谐振动 293

实验5.26.4　验证牛顿第二定律 295

实验5.27 PN结正向电压温度特性研究 297

实验5.28　铁磁材料的研究 301

实验5.28.1 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 301

实验5.28.2　铁磁材料居里点的研究 308

实验5.29　霍尔效应 312

实验5.29.1 霍尔效应的研究 312

实验5.29.2　霍尔效应测螺线管轴线磁场 318

实验5.30　光纤通信原理和光纤传感器特性研究 320

实验5.30.1 光纤通信原理 321

实验5.30.2　光纤传感器的位移特性实验 323

实验5.30.3　光纤传感器测速实验 325

第6章　近代物理实验 329

实验6.1　普朗克常数的测定 329

实验6.1.1 光电效应法测量普朗克常数 329

实验6.1.2　氢原子光谱法测量普朗克常数 333

实验6.2　迈克耳逊干涉仪的调整与使用 335

实验6.2.1 双光束等倾干涉 335

实验6.2.2 多光束干涉 338

实验6.2.3　测钠黄光波长差 341

实验6.3　光速测量 342

实验6.4　全息照相 350

实验6.4.1 透射式全息照相——普通全息照相 350

实验6.4.2　反射式全息照相——白光再现全息图 356

实验6.5　夫兰克-赫兹实验 359

实验6.6　密立根油滴实验 363

实验6.7　塞曼效应实验 370

实验6.8　光谱分析实验 376

实验6.9　热辐射的研究实验 378

实验6.10　钨的逸出功的测定 382

实验6.11　声光衍射 390

实验6.12　真空的获得与测量 394

第7章　设计性实验 401

实验7.1　数字电表原理及万用表设计 401

实验7.2　动力学实验 409

实验7.2.1 单摆实验研究 409

实验7.2.2　复摆研究 410

实验7.2.3　惯性秤实验 412

实验7.2.4　双线摆实验 413

实验7.2.5　三线摆和扭摆实验 413

实验7.3　传感器研究与应用 414

实验7.3.1 金属箔式应变片传感器的研究与应用 414

实验7.3.2 霍尔式传感器的研究与应用 415

实验7.3.3 差动变压器（互感式）传感器的研究与应用 416

实验7.3.4　差动螺管式（自感式）电感传感器的研究与应用 416

实验7.3.5 差动变面积式电容传感器的研究 417

实验7.3.6　扩散硅压阻式压力传感器的研究 417

实验7.3.7　压电传感器的研究 418

实验7.3.8 气敏电阻传感器（MQ3）的研究 419

实验7.3.9 湿敏电阻传感器的研究 420

实验7.3.10　热释电传感器 420

实验7.3.11 光纤传感器特性实验 421

实验7.3.12　光敏传感器实验 421

实验7.3.13 热电阻特性实验 423

实验7.3.14　集成温度传感器实验 424

附录 426

一、中华人民共和国法定计量单位 426

二、物理学常用数据表 430

三、重要物理实验年表 439

参考文献 446