第1章 物理观察实验 1
1.1 物理观察实验概述 1
1.1.1 鉴赏上帝的秘密 2
1.1.2 探寻物理根源 5
1.2 宏观的观察实验专题 9
实验1 蜻蜓翅膀宏细观结构的观察实验 9
实验2 流动现象的观察实验 15
实验3 用非线性电路观察混沌现象 21
实验4 光偏振现象的观察实验 25
实验5 静物全息照片的观察实验 29
1.3 微观的观察实验专题 34
实验6 微尺度热现象的观察实验 34
实验7 狭义相对论的动量与动能 38
1.4 宇观的观察实验专题 42
实验8 自制云雾室观察宇宙射线的实验 42
实验9 残余引力波、微波背景辐射的观测实验 45
参考文献 51
第2章 物理随堂实验 54
2.1 物理随堂实验概述 54
2.1.1 随堂实验的特点 54
2.1.2 随堂实验的种类 55
2.1.3 随堂演示实验箱的应用 55
2.1.4 随堂实验设计的原则 56
2.1.5 随堂演示实验箱的取材与发展 57
2.2 牛顿马戏团 58
2.2.1 运动学系列 58
实验1 双珠竞走的随堂实验 58
实验2 摩擦力提供的向心力的随堂实验 60
2.2.2 动力学系列 63
实验3 研究牛顿第二定律的随堂实验 63
实验4 变质量问题的随堂演示实验 65
实验5 超弹力碰撞的随堂实验 68
实验6 鸡蛋撑人的随堂实验 69
实验7 神奇的平衡的随堂实验 70
实验8 科里奥利力的随堂实验 72
2.2.3 刚体系列 74
实验9 角动量守恒的随堂演示实验 74
实验10 刚体定轴转动角动量守恒的演示实验 75
实验11 平行轴定理 76
实验12 翻身陀螺的随堂实验 78
2.2.4 振动与波系列 79
实验13 摆的同步现象的随堂实验 79
实验14 啄木鸟的随堂实验 80
实验15 音叉口腔共振的随堂实验 81
实验16 弦驻波的随堂实验 82
实验17 多普勒效应的随堂实验 83
2.3 焦耳工作室 85
2.3.1 热力学系列 85
实验18 孔明灯的随堂实验 85
实验19 蒸汽机模型的随堂实验 88
实验20 史特林热机 89
实验21 气体膨胀的随堂实验——用肉眼就看得出气体在膨胀 90
2.3.2 分子动理学系列 91
实验22 伽尔顿板的随堂实验 91
2.3.3 物性学系列 93
实验23 瞬间沸腾的随堂实验 93
实验24 用微波炉测光速的随堂实验 94
实验25 过桥米线里的肉片热传导的演示实验 95
2.4 法拉第俱乐部 98
2.4.1 静电系列 99
实验26 尖端放电效应的随堂实验 99
实验27 富兰克林轮的随堂实验 100
实验28 法拉第的介质极化的随堂实验 102
实验29 （逆）压电效应的随堂实验 103
2.4.2 静磁系列 106
实验30 奥斯特电流磁效应的随堂实验 106
实验31 法拉第无刷直流电动机的随堂实验 107
实验32 有趣的电磁实验应用设计 109
实验33 铁磁材料的居里温度的随堂实验 110
2.4.3 电磁系列 112
实验34 电生磁与磁生电效应的随堂实验 112
实验35 介质磁化的随堂实验 114
2.4.4 电路系列 116
实验36 电容器充放电及其电场、磁场能量测量 116
2.4.5 电磁波系列 122
实验37 电磁波的发射与接收的随堂实验 122
实验38 趋肤效应的随堂实验 125
2.5 菲涅耳珠宝行 126
2.5.1 与高中衔接系列 126
实验39 消失的钱币的随堂实验 126
实验40 声、光聚焦的随堂实验 127
实验41 光纤花的随堂实验 128
实验42 辉光盘的随堂实验 129
实验43 西汉透光铜镜的随堂实验 130
实验44 凹面镜成像（双曲面成像）的随堂实验 131
实验45 动物复眼的随堂实验 132
实验46 梦幻点阵（旋转字幕球）的随堂实验 133
2.5.2 光学衍射系列 134
实验47 变色珠子的随堂实验 134
实验48 热熔胶光学散射的随堂实验 135
实验49 互补色图像的随堂实验 137
实验50 光纤传像束的随堂实验 138
实验51 激光平面的随堂实验 139
实验52 分辨本领的随堂实验 140
2.5.3 光的干涉系列 141
实验53 散射光干涉的随堂实验 141
实验54 光碟片轨距测量的随堂实验 142
2.5.4 光的偏振系列 144
实验55 偏振光的随堂实验 144
实验56 小型万花筒的随堂实验 147
实验57 光弹性的演示实验 148
参考文献 151
第3章 物理表演实验 153
3.1 物理表演实验概述 153
3.1.1 物理表演实验的特点 154
3.1.2 物理表演实验的方法 154
3.1.3 表演实验的注意事项 155
3.2 基础表演实验（Ⅰ） 157
3.2.1 与高中衔接的表演 157
实验1 运动的独立性的表演实验 157
实验2 逆风行舟的表演实验 160
实验3 质心运动的表演实验 161
实验4 往“上滚”的物体的表演实验 162
3.2.2 非惯性系的表演 167
实验5 非惯性系平台的表演实验 167
实验6 科里奥利力的表演实验 170
3.2.3 动力学的表演 173
实验7 麦克斯韦滚摆的表演实验 173
实验8 角动量合成表演实验 174
实验9 转动定理的表演实验 176
3.2.4 刚体的表演 178
实验10 茹可夫斯基凳的表演实验 178
实验11 刚体进动的表演实验 180
实验12 陀螺仪的表演实验 181
3.2.5 振动与波的表演 182
实验13 转动扭摆的表演实验 182
实验14 两个简谐振动合成的表演实验 185
实验15 驻波共振的表演实验 187
3.2.6 流体的表演 189
实验16 叶片翼型升力与几何参数关系表演实验 189
实验17 伯努利悬浮球的表演实验 191
3.3 基础表演实验（Ⅱ） 193
3.3.1 与高中衔接的表演 193
实验18 龙卷风的表演实验 193
实验19 空气压缩引火的表演实验 196
3.3.2 热力学的表演 197
实验20 热力学第一定律的表演实验 197
实验21 热引擎（热机循环）的表演实验 202
实验22 家用冰箱、空调制冷系统的表演实验 204
实验23 热力学第二定律的表演实验 206
3.3.3 分子动理学的表演 208
实验24 气体动理论（平衡态）的模拟的表演实验 208
3.3.4 非平衡态理论的表演 213
实验25 空气黏性飞盘的表演实验 213
实验26 雷诺实验的表演 215
3.3.5 物性学的表演 217
实验27 液体表面张力的表演实验 217
3.4 综合表演实验 219
3.4.1 与高中衔接的表演 219
实验28 电力线的表演实验 219
实验29 两异号点电荷周围的电力线的表演实验 220
实验30 静电屏蔽的表演实验 221
实验31 静电摆球的表演实验 222
实验32 静电跳球的表演实验 223
实验33 带电圆筒的电场分布的表演实验 224
3.4.2 静电的表演 225
实验34 弯曲金属表面电荷分布的表演实验 225
实验35 避雷针原理的表演实验 227
实验36 法拉第笼的表演实验 228
实验37 静电吹蜡的表演实验 229
实验38 静电滚动可乐瓶的表演实验 230
实验39 范德格拉夫起电机的表演实验 231
实验40 电介质的极化的表演实验 232
实验41 法拉第电介质的表演实验 233
实验42 静电场电势分布的表演实验 234
3.4.3 静磁的表演 236
实验43 安培力的表演实验 236
实验44 洛伦兹力的表演实验 237
实验45 顺磁介质磁化的表演实验 239
实验46 超导磁悬浮列车的表演实验 240
3.4.4 电磁的表演 242
实验47 电磁感应现象的表演实验 242
实验48 铝管表演电磁阻尼的表演实验 244
实验49 跳环式楞次定律的表演实验 245
实验50 涡电流效应的表演实验 246
实验51 电磁阻尼摆的表演实验 246
实验52 磁滞回线的表演实验 247
实验53 磁聚焦的表演实验 249
3.4.5 电路的表演 250
实验54 自感现象的表演实验 250
实验55 通电、断电自感现象的表演实验 251
实验56 互感现象的表演实验 252
实验57 单相旋转磁场的表演实验 253
实验58 电磁炮的表演实验 254
实验59 等厚干涉磁致伸缩的表演实验 256
3.4.6 电磁波的表演 257
实验60 带电体的互相作用的表演实验 257
实验61 赫兹谐振器的表演实验 258
3.5 现代技术表演实验 259
3.5.1 与高中衔接的表演 259
实验62 海市蜃楼的表演实验 259
实验63 扫描成像原理的表演实验 260
实验64 几何光学系列的表演实验 261
实验65 光学幻影的表演实验 264
3.5.2 衍射的表演 265
实验66 光的衍射的表演实验 265
实验67 菲涅耳透镜的表演实验 266
实验68 傅里叶光学基本原理——2f和4f系统的表演实验 268
实验69 阿贝成像和空间滤波的表演实验 269
3.5.3 干涉的表演 271
实验70 迈克耳孙干涉的表演实验 271
实验71 劳埃德镜的表演实验 273
实验72 比累对切透镜的表演实验 274
实验73 激光多普勒流体速度的表演实验 276
实验74 菲涅耳双面镜的表演实验 278
实验75 菲涅耳双棱镜的表演实验 279
实验76 全息照相的表演实验 280
实验77 组合干涉仪的表演实验 282
实验78 光纤温度传感系统的表演实验 284
3.5.4 偏振的表演 286
实验79 玻璃堆起偏、检偏的表演实验 286
实验80 偏振光干涉的表演实验 287
实验81 晶体的双折射的表演实验 289
实验82 法拉第磁旋光的表演实验 291
实验83 旋光现象的表演实验 292
实验84 旋光色散的表演实验 294
实验85 液晶的电光效应的表演实验 295
实验86 长余辉材料的表演实验 297
3.6 先进技术表演实验 299
实验87 双光纤通信的表演实验 299
实验88 光纤迈克耳孙干涉的表演实验 302
实验89 光纤陀螺的表演实验 304
实验90 叶片热机的表演实验 306
实验91 利用光纤实现光学势阱的表演实验 307
实验92 黑体辐射的表演实验 311
实验93 X射线的表演实验 313
实验94 塞曼效应的表演实验 314
实验95 磁热效应的表演实验 315
实验96 光纤莫尔表演实验 318
实验97 高导电率材料的电磁悬浮融化的表演实验 320
参考文献 323
第4章 物理趣味探究实验 325
4.1 物理趣味探究实验概述 325
4.1.1 物理趣味探究实验的特征 325
4.1.2 物理趣味探究实验的分析 326
4.1.3 物理趣味探究实验的设计 327
4.2 物理基本量的检测 328
4.3 物理趣味探究实验（Ⅰ） 332
4.3.1 力学趣味探究 332
实验1 刚体定点运动问题的探究 332
实验2 振动合成问题的探究 335
实验3 受迫振动问题的探究 337
实验4 驻波问题的探究 341
实验5 多普勒效应问题的探究 344
实验6 空气中的声速测量 348
实验7 流体力学中空气阻力问题的探究 350
实验8 流体力学中机翼压差问题的探究 352
4.3.2 热学趣味探究 353
实验9 热空气发动机问题的探究 353
实验10 二组分金属相图问题的探究 357
实验11 液体的黏滞系数测量问题的探究 359
4.4 物理趣味探究实验（Ⅱ） 361
4.4.1 静磁的趣味探究 361
实验12 直导体外磁场的探究 361
实验13 螺线管内的磁场的探究 363
实验14 电子荷质比的探究 364
实验15 磁路定理的探究实验 366
4.4.2 电磁的趣味探究 368
实验16 高温超导临界温度的电阻探测 369
实验17 铁磁材料的磁滞回线的探究 374
4.4.3 电路的趣味探究 378
实验18 巨磁电阻效应的探究 378
实验19 燃料电池综合特性的探究 387
4.4.4 电磁波的趣味探究 394
实验20 天线辐射方向特性的探究 394
实验21 微波布拉格衍射的探究 399
实验22 分米波的特性的探究 402
4.5 物理趣味探究实验（Ⅲ） 405
4.5.1 衍射的趣味探究 405
实验23 超声光栅的探究——液体中超声声速的测定 405
实验24 辐射定律的探究 410
实验25 X射线衍射的探究 412
实验26 X射线吸收的探究 416
实验27 X射线电离剂量率的探究 419
4.5.2 干涉的趣味探究 422
实验28 组合干涉实验的探究 422
实验29 横向剪切干涉实验 428
4.5.3 偏振的趣味探究 432
实验30 普克尔斯效应的探究 432
实验31 普克尔斯效应应用的探究（音频信号传输） 436
实验32 克尔效应的探究 439
实验33 法拉第效应的探究 441
4.6 物理趣味探究实验（Ⅳ） 444
4.6.1 探究专题一：微弱信号检测技术的探究 444
实验34 相关器原理和基本参数 446
实验35 锁相放大器原理和应用 451
4.6.2 探究专题二：核物理基础实验的探究 456
实验36 康普顿散射的探究 459
实验37 X射线的康普顿效应的探究 467
4.6.3 探究专题三：等离子体检测技术的探究 470
实验38 磁控直流辉光等离子体放电特性 470
实验39 静电探针测量等离子体温度（Tc）密度（nc） 472
实验40 气体击穿电压测定——帕邢定律验证实验 474
4.6.4 探究专题四：数字微镜检测技术的探究 476
实验41 光束整形技术的探究 476
参考文献 479
第5章 物理创意制作实验 481
5.1 创意制作实验的基本操作 481
5.2 创意制作实验的加工技术 483
5.2.1 加工技术 483
5.2.2 焊接技术 486
5.2.3 黏接技术 491
5.2.4 印刷电路板制作 497
5.3 创意制作实验的设计原理 499
5.3.1 物理平衡原理 499
5.3.2 物理转换原理 501
5.3.3 物理比较原理 501
5.3.4 物理放大原理 503
5.3.5 物理模拟原理 504
5.3.6 物理变换原理 504
5.4 物理平衡的自制实验专题 506
实验1 关于“曲线运动”演示实验 506
5.5 物理变换的自制实验专题 511
实验2 制作电池 511
实验3 电容的充放电的自制实验 517
5.6 物理放大的自制实验专题 519
实验4 低压电控制高压电的自制实验 519
实验5 测量热胀系数的实验制作 521
5.7 物理模拟的自制实验专题 528
实验6 GPS演示实验 528
实验7 相控阵雷达演示实验 531
实验8 “电子路标”的室内定位系统的演示实验 534
5.8 物理比较的自制实验专题 539
实验9 飘升机的自主制作与探究 539
实验10 无线输电的探测实验 542
5.9 物理转换的自制实验专题 544
实验11 一道大学物理习题的探究与制作 544
实验12 费恩曼喷头反转问题 553
参考文献 557
附图 559