绪论 1
第1章 测量误差与数据处理 5
1.1 测量 5
1.1.1 测量的定义 5
1.1.2 直接测量和间接测量 5
1.1.3 基本单位和导出单位 6
1.1.4 误差与误差分析 6
1.1.5 测量不确定度 9
1.2 有效数字 13
1.2.1 有效数字和仪器读数规则 13
1.2.2 有效数字的运算及修约规则 15
1.3 数据处理的常用方法 17
1.3.1 列表法 17
1.3.2 作图法 17
1.3.3 逐差法 19
1.3.4 最小二乘法和一元线性回归 20
1.4 物理实验的基本方法 21
1.4.1 比较法 21
1.4.2 放大法 21
1.4.3 补偿法 22
1.4.4 转换法 22
1.4.5 模拟法 23
第2章 基本实验仪器的使用和操作方法 25
2.1 力学、热学实验常用仪器 25
2.2 电磁学实验常用仪器 32
2.3 光学实验常用仪器 36
2.4 基本操作方法 39
第3章 基础性实验 42
3.1 长度的测量 42
3.2 密度的测量 47
〈拓展〉 49
比重瓶法测量液体的密度 49
比重瓶法测量固体小颗粒的密度 50
用定容瓶测空气的密度 50
3.3 转动惯量的测量 50
〈拓展〉 56
三线摆法测转动惯量 56
扭摆法测转动惯量 57
3.4 弹性模量的测定 57
3.4.1 弯梁法测量金属材料的弹性模量 57
3.4.2 拉伸法测量金属材料弹性模量 61
〈拓展〉 64
动态悬挂法测弹性模量 64
迈克耳孙干涉仪法测弹性模量 64
3.5 测金属丝的线膨胀系数 65
〈拓展〉 67
光杠杆法测线膨胀系数 67
迈克耳孙干涉仪法测线膨胀系数 67
3.6 金属电阻温度系数的测定 68
〈拓展〉 70
3.7 PN结正向压降与温度关系的研究和应用 71
3.8 分光计的调整与使用 74
〈拓展〉 79
分光计的调节技巧 79
3.9 用分光计测折射率 81
3.10 牛顿环 83
〈拓展〉 86
操作技巧 86
3.11 电表的改装与校准 87
〈拓展〉 91
改装微安表为欧姆表 91
3.12 电阻的伏安特性研究 92
3.13 多用表的使用 96
3.14 箱式电桥测电阻 101
3.15 静电场的描绘 106
〈拓展〉 110
3.16 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 111
3.17 示波器的调整与使用 115
第4章 综合性实验 129
4.1 声速测定 129
〈拓展〉 137
利用超声波测量声速 137
超声光栅测定液体中的声速 137
用昆特管测量超声波的速度 138
4.2 压力传感器特性研究及其应用 139
4.3 液体表面张力系数的测量 142
〈拓展〉 144
毛细管法测液体表面张力系数 144
焦利氏秤法测液体表面张力系数 144
4.4 太阳能电池基本特性测定 145
4.5 用分光计测光栅常数和波长 147
4.6 光电效应法测定普朗克常量 151
4.7 密立根油滴实验测量电子电荷 156
4.8 弗兰克-赫兹实验 161
4.9 霍尔效应测磁场 165
4.10 电阻特性的研究 167
4.10.1 热敏电阻温度特性的研究 167
4.10.2 光敏电阻的光电特性研究 169
4.11 数字万用表实验 170
4.12 电子秤的设计与制作 178
第5章 设计性研究性实验 182
5.1 设计性研究性实验的性质和任务 182
5.1.1 设计性研究性实验概述 182
5.1.2 设计性研究性实验的实施程序 182
5.2 实验方案的选择 183
5.2.1 实验方法的选择 183
5.2.2 测量方法的选择 183
5.2.3 测量仪器的选择与配套 184
5.2.4 测量条件的选择 185
5.2.5 数据处理方法的选择 186
5.2.6 设计性研究性实验的要求 187
5.3 重力加速度的测定 187
〈提示〉 188
方法1 单摆法 188
方法2 自由落体法 188
方法3 气垫导轨法 189
5.4 不规则固体密度的测定 189
5.5 电表内阻的测定 190
〈提示〉 190
方法1 伏安法 190
方法2 惠斯通电桥法 190
方法3 电桥伏安法 190
方法4 补偿法测电压 191
方法5 补偿法测电阻 191
5.6 望远镜与显微镜的组装 192
5.7 简谐振动的研究 194
5.8 滑动变阻器的使用与电器控制 196
5.9 万用电表的设计 200
5.10 测定物体折射率 206
〈提示〉 206
方法1 最小偏向角法 206
方法2 牛顿环干涉法 207
5.11 纺织品介电常数的测定 208
5.12 电阻温度计的设计 210
第6章 演示实验 212
6.1 电磁炮 212
6.2 避雷针 212
6.3 伯努利悬浮球 213
6.4 磁悬浮球 214
6.5 弹性碰撞球 214
6.6 电风转筒演示 215
6.7 电介质磁化 216
6.8 亥姆霍兹线圈演示仪 217
6.9 静电屏蔽笼 218
6.10 静电植绒 218
6.11 茹科夫斯基转椅 219
6.12 雅各布天梯 220
6.13 锥体上滚 221
6.14 能量转换轮 221
6.15 台式皂膜 222
6.16 手触电池 223
6.17 静电跳球 223
6.18 角动量守恒转台 224
6.19 双向翻转伽尔顿板 225
6.20 洛伦兹力 226
6.21 直升飞机演示 226
6.22 昆特管 227
6.23 人造火焰 228
附录 229
附录A 物理学家简介 229
附录B 国际单位制的基本单位 242
附录C 常用物理参数 243
参考文献 246