大学物理实验 第7版PDF电子书下载

第一篇 实验理论与基础知识 3

第1章 绪论 3

1.1 大学物理实验的地位、作用、目的和任务 3

1.2 大学物理实验教学体系和基本要求 4

1.3 大学物理实验教学主要环节与基本规则 6

1.4 小结：怎样学好大学物理实验、实验室主要规则 9

第2章 误差与数据处理基础知识 11

2.1 测量与误差的基本概念 11

2.2 系统误差的理论分析和处理 14

2.3 随机误差的理论分析和处理 17

2.4 测量结果与不确定度的评定 26

2.5 有效数字的记录及其运算 41

2.6 实验数据处理基本方法和结果表示 44

2.7 计算机数据处理软件、计算器统计功能简介 59

2.8 练习题 68

第3章 测量方法与仪器调整原则和技术 72

3.1 实验的基本测量方法和技术 72

3.2 仪器调整的基本原则 78

3.3 物理实验常用仪器 81

第二篇 基础性、综合性、应用性实验 107

第4章 力学与热学实验 107

实验1 力学基本测量 107

练习一 规则物体尺寸的直接测量 108

练习二 规则物体密度ρ的间接测量 112

练习三 不规则物体、液体密度ρ的间接测量 114

实验2 用自由落体仪测定重力加速度g 119

实验3 用三线摆测物体的转动惯量I 121

实验4 用扭摆法测定物体的转动惯量I 129

实验5 气垫导轨实验（一、二、三）——“滑块碰撞”，滑块的简谐振动，滑块运动速度v、加速度a 133

练习一 （气轨）“滑块碰撞”——验证动量守恒定律 134

练习二 （气轨）滑块的简谐振动——测劲度系数k、周期T、能量E 139

练习三 （气轨）测量滑块运动速度v、加速度a——验证牛顿运动第二定律 142

实验6 弦振动特性研究（一、二） 146

练习一 用“驻波法”测（音叉）横波波长λ，频率f 146

练习二 乐器（吉他）弦振动的研究 153

实验7 光杠杆镜尺法测定钢丝的杨氏模量E——微小长度变化的测量 153

实验8 用“拉脱法”测液体的表面张力系数γ——微小力（用焦利秤、力敏传感器）测量 160

练习一 用“焦利秤”测定弹簧的劲度系数k 162

练习二 用“焦利秤”测定液体（水）的表面张力系数γ 164

练习三 用“力敏传感器”测定液体（水）的表面张力系数γ 165

实验9 用落球法测液体的黏度η 169

练习一 “落球法”测常温液体黏度η 171

练习二 “落球法”测变温液体黏度η 174

练习三 设计用“毛细管法”测液体黏度η 174

实验10 气体（空气）比热容比γ的测定——用绝热膨胀法、压缩法、谐振法 175

练习一 用传感器“绝热膨胀法、压缩法”测定比热容比γ 176

练习二 用谐振方式“绝热法”测量空气比热容比γ 180

实验11 稳态法测量不良导体导热系数λ 182

实验12 惯性秤实验 185

第5章 电磁学实验 189

实验13 电学基本测量——测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 189

练习一 测绘线性电阻的伏安特性曲线 192

练习二 测绘非线性电阻（二极管）的伏安特性曲线 194

练习三 测绘灯丝、发光二极管的伏安特性曲线 195

实验14 直流单臂电桥（惠斯通电桥）测电阻 196

练习一 “滑线（板）式”单臂电桥测电阻Rx 198

练习二 “箱式”单臂电桥测电阻Rx及其串、并联阻值 201

练习三 自组惠斯通电桥测电阻Rx及电桥灵敏度k 202

练习四 用单臂电桥测电阻温度特性 203

实验15 用双臂电桥（开尔文电桥）测小电阻R及温度系数α 205

练习一 测量（铜棒、铝棒等）导体的电阻Rx及电阻率ρ 208

练习二 测量（漆包线等）导体电阻的温度系数α 210

实验16 用电势差计测量电动势E 212

实验17 用模拟法测绘静电场 218

练习一 用“导电微晶”静电场模拟仪器模拟静电场 224

练习二 “自行组装”静电场模拟仪器模拟静电场（用导电纸） 225

实验18 示波器的使用 226

练习一 校准示波器、多种信号波形观测：Up-p、U有效值、周期T、频率f 235

练习二 垂直振动合成——李萨如图形观测、测频率f 237

实验19 用示波器观测二极管伏安特性曲线 238

实验20 交流电路的谐振现象（一、二） 241

练习一 RLC串联电路的谐振实验 244

练习二 RLC并联电路的谐振实验 245

实验21 用霍尔元件测量磁场B 246

实验22 用“霍尔效应法”测螺线管磁场B 251

实验23 用“电磁感应法”测磁场B 255

实验24 电容器的充放电 258

实验25 黑盒子实验——测量判定电阻R、电容C、电感L、二极管 262

第6章 光学实验 265

实验26 光学基本实验（一、二）——薄透镜焦距f的测定 265

练习一 测量凸透镜的焦距f凸——“自准法”“物距像距法”“共轭法” 269

练习二 测量凹透镜的焦距f凹——“自准法”“物距像距法” 271

实验27 光学基本实验（三、四、五）——组装显微镜、望远镜、幻灯机及放大倍数测量 273

练习一 组装显微镜 273

练习二 组装望远镜 275

练习三 组装透射式幻灯机（投影系统） 277

实验28 分光计实验（一、二、三） 281

练习一 分光计的调节和使用 281

练习二 用分光计测定三棱镜顶角α 288

练习三 用分光计测量绿光最小偏向角δmin和折射率n 295

实验29 光栅衍射实验（一、二）——分光计实验（四、五） 298

练习一 光栅常量d测定 299

练习二 光波波长λ测量 304

实验30 光的衍射实验（三）——单（多）缝（孔等）衍射的光强分布 307

实验31 光的干涉实验（一、二） 312

练习一 薄膜干涉——用牛顿环测曲率半径R 313

练习二 劈尖干涉 317

实验32 光的干涉实验（三）——双棱镜干涉实验测波长λ 319

实验33 光偏振及其应用 325

练习一 用分光计进行偏振光实验 328

练习二 用光具座进行偏振光实验 330

第7章 近代物理与信息处理综合性、应用性实验 333

实验34 迈克耳孙干涉仪的调节与使用 333

练习一 用等倾干涉测激光波长（λHe-Ne≈632.8 nm） 339

练习二 用等倾干涉测钠黄光波长（λNa≈589.3 nm） 341

练习三 用迈克耳孙干涉原理测空气折射率n 343

实验35 微波迈克耳孙干涉和布拉格衍射 346

练习一 用迈克耳孙微波干涉法测波长 349

练习二 微波布拉格衍射强度分布测量（I-α、I-θ曲线） 351

实验36 密立根油滴实验——测电子电荷量 354

练习一 “平衡法”测电子电荷量（“动态法”特例） 359

练习二 “动态法”测电子电荷量 360

练习三 “变电荷法”测电子电荷量（选做） 361

实验37 弗兰克-赫兹实验——测原子第一激发电势V0 361

实验38 全息照相 368

实验39 用超声光栅测定液体中的声速v 373

实验40 声学实验（一、二）——用超声传感器、音叉共鸣管测声速v 378

练习一 用超声传感器“共振法”“相位法”测声速v 379

练习二 用音叉共鸣管“共振法”测声速v 385

实验41 光电效应及普朗克常量h测量 387

实验42 氢原子光谱及里德伯常量RH测定 393

实验43 盖革-米勒实验——G-M计数管及核衰变的统计规律 399

练习一 用实时数据采集装置自动测量核衰变统计规律 405

练习二 手动测量核衰变统计规律（略） 406

第三篇 设计性、研究性实验 409

设计性、研究性实验概述 409

第8章 力学实验 414

实验44 设计用“单摆”测重力加速度g 414

实验45 设计测固体、液体密度ρ 419

练习一 设计用“流体静力称衡法”测定轻质固体、液体密度ρ 419

练习二 设计用“比重瓶法”测定液体、固体小颗粒物体密度ρ 421

实验46 设计测量固体（金属）材料线膨胀系数α（一、二） 423

练习一 设计用“光杠杆”测量固体（金属）的线膨胀系数α 423

练习二 设计用“千分表（尺）”测量固体（金属）的线膨胀系数α 426

实验47 研究测定刚体转动惯量I 431

练习一 用转动惯量仪测定物体的转动惯量I 431

练习二 设计测定偏心轮绕定轴的转动惯量I 437

练习三 设计用“气垫法”测定物体的转动惯量I 437

实验48 碰撞打靶实验 439

第9章 热学实验 441

实验4 9设计测定气体比热容比γ＝cp/cV 441

实验50 设计测量不良导体的导热系数λ 443

实验51 冰的熔化热L测量 445

实验52 空气热机原理实验 447

第10章 电学、电磁学实验 452

实验53 设计用“伏安法”（补偿原理）测电阻Rx 452

实验54 电表内阻R内测量设计 454

实验55 制流电路与分压电路特性实验（用滑线变阻器或电阻箱） 455

实验56 电势差计应用设计实验（一、二） 458

练习一 设计用电势差计测电阻Rx 458

练习二 设计用电势差计校准毫安表、电压表 459

实验57 电表的改装与校准设计 461

实验58 万用表组装设计 462

实验59 设计用“霍尔效应”测量霍尔元件基本参量：电导率σ、霍尔系数KH 463

实验60 电子束的偏转、聚焦实验 467

练习一 电子束的偏转 467

练习二 电子束的聚焦 470

第11章 光学实验 474

实验61 设计用分光计测定液体折射率n 474

实验62 阿贝折射仪的原理和应用设计 475

实验63 暗室技术——黑白照片的冲洗、印制与放大 476

第12章 传感器技术应用与设计实验 478

实验64 压力传感器特性测量及应用设计 478

实验65 温度传感器特性测量及应用设计 481

练习一 测量温度传感器的伏安特性、温度特性 482

练习二 利用温度传感器，设计一个测温或控温装置（数显或指针式温度计） 483

实验66 霍尔开关、光电传感器特性测量及应用设计 485

实验67 霍尔位置传感器与弯曲法测量杨氏模量E 488

实验68 用磁阻传感器测量地磁场B 491

第13章 近代物理与信息处理实验 496

实验69 波尔共振实验 496

实验70 液晶电光效应实验研究 500

第14章 计算机在物理量测量中的应用探索简介 507

14.1 非电量电测技术应用简介 507

14.2 传感器和实验数据采集装置简介 509

14.3 计算机在物理测量中的应用探索提要 514

14.4 计算机模拟仿真技术简介 514

14.5 计算机模拟仿真物理实验简介 515

14.6 计算机数值模拟与数据处理实验 516

参考文献 518

附录 物理学常用数据表 519

附录1 常用物理常量表 519

附录2 部分物质的密度ρ 520

附录3 重力加速度g（中国部分城市、海平面上不同纬度） 520

附录4 20 ℃时某些金属的杨氏模量E 521

附录5 某些物质中的声速v 521

附录6 20℃时某些液体、不同温度的水与空气接触的表面张力系数γ 522

附录7 液体的黏度η 523

附录8 20℃时金属及合金的电阻率p及其温度系数α 523

附录9 部分物质的折射率n 524

附录10 部分固体和液体的比热容 524

附录11 常用气体比热容、比重（空气密度1.2 9 kg/m3） 525

附录12 饱和蒸汽压力p、温度T对照表 525

附录13 某些材料的导热系数λ 526

附录14 某些材料的线膨胀系数α 527

附录15 国际单位制、常用单位换算表 528

附录16 电磁波频谱表（无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线、宇宙射线） 531

附录17 常用光源谱线的波长λ 531

附录18 tp因子表——常用不同置信概率p及n（自由度v＝n-1）下的tp（或t） 532

附录19 物理实验中常见的仪器△分度值、仪器基本误差限值△ins 532