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第0章 绪论1

0.1物理实验与科学、文化和社会发展1

0.1.1物理实验与科学的发展1

0.1.2物理实验与文化2

0.1.3物理实验与社会发展3

0.2物理实验课程的目的和任务6

0.3物理实验课的学习方法7

0.3.1物理实验课的基本环节7

0.3.2如何上好物理实验课9

第1章 实验数据误差分析和数据处理13

1.1实验数据的误差分析13

1.2有效数字及其运算规则18

1.2.1有效数字18

1.2.2有效数字运算规则18

1.3误差的基本性质19

1.3.1误差的正态分布19

1.3.2测量集合的最佳值20

1.3.3有限测量次数中标准误差σ的计算20

1.3.4可疑观测值的舍弃21

1.3.5函数误差22

1.4实验数据处理26

1.4.1列表法26

1.4.2作图法26

1.4.3图解法27

1.4.4逐差法29

1.4.5用最小二乘法作直线拟合29

1.4.6教学中常用仪器误差限△仪31

习题31

第2章 物理实验的基本仪器33

2.1力学基本仪器33

2.1.1米尺33

2.1.2游标卡尺的使用34

2.1.3螺旋测微器的使用34

2.1.4读数显微镜的使用35

2.1.5秒表的使用36

2.2热学基本仪器37

2.2.1分类37

2.2.2常用的几种测温仪器37

2.3电学基本仪器39

2.3.1电表39

2.3.2万用表40

2.3.3灵敏电流计43

2.3.4电位器及电阻箱44

2.4光学基本仪器46

2.4.1光学仪器基本原理46

2.4.2光学仪器47

第3章 物理实验的方法与技术49

3.1物理实验思想和方法的形成49

3.2物理实验的测量和分析方法50

第4章 基础性实验57

4.1复摆的研究57

4.1.1实验目的57

4.1.2实验仪器57

4.1.3实验原理57

4.1.4实验内容与步骤60

4.1.5注意事项61

4.1.6思考题61

4.2三线摆测刚体的转动惯量62

4.2.1实验目的62

4.2.2实验仪器62

4.2.3实验原理64

4.2.4实验内容与步骤66

4.2.5数据处理67

4.2.6注意事项67

4.3声速的测定67

4.3.1实验目的67

4.3.2实验仪器68

4.3.3实验原理68

4.3.4实验内容71

4.3.5注意事项72

4.3.6思考题72

4.4金属比热容的测量73

4.4.1实验目的73

4.4.2实验仪器73

4.4.3实验原理73

4.4.4实验内容与步骤76

4.4.5实验报告77

4.4.6注意事项78

4.5直流电位差计的原理和使用79

4.5.1实验目的79

4.5.2实验仪器79

4.5.3实验原理79

4.5.4仪器介绍81

4.5.5实验步骤82

4.5.6电位差计的应用82

4.5.7操作注意事项83

4.5.8思考题83

4.6静电场描绘实验83

4.6.1实验目的83

4.6.2实验仪器83

4.6.3实验原理83

4.6.4实验内容与步骤84

4.6.5操作注意事项88

4.6.6思考题88

4.7惠斯通电桥测量电阻88

4.7.1实验目的88

4.7.2实验仪器88

4.7.3实验原理89

4.7.4实验内容与步骤90

4.7.5注意事项91

4.8霍尔效应的研究91

4.8.1实验目的91

4.8.2实验原理91

4.8.3实验仪器94

4.8.4实验方法94

4.8.5实验内容95

4.8.6思考题96

4.9电子荷质比测量仪实验98

4.9.1电子射线的电偏转与磁偏转98

4.9.2电子射线的电聚焦与磁聚焦101

4.10示波器的使用106

4.10.1实验目的106

4.10.2实验仪器106

4.10.3实验原理106

4.10.4仪器描述109

4.10.5实验内容114

4.10.6思考题115

第5章 设计性实验116

5.1设计性物理实验基础知识116

5.1.1设计性物理实验的教学目的116

5.1.2设计性物理实验方案的选择116

5.1.3设计性实验的一般程序117

5.1.4设计性实验的要求119

5.1.5科学实验设计应遵循的原则119

5.2研究弦线上的驻波现象119

5.2.1实验目的119

5.2.2实验仪器120

5.2.3实验原理120

5.2.4实验内容121

5.2.5操作注意事项121

5.2.6思考题122

5.3液体黏滞系数测量实验仪123

5.3.1实验目的123

5.3.2实验仪器123

5.3.3实验原理123

5.3.4实验内容与步骤124

5.3.5实验数据处理125

5.3.6思考题125

5.4电表的改装与校准126

5.4.1实验目的126

5.4.2实验原理127

5.4.3实验内容129

5.4.4思考题130

5.5万用表的设计与组装实验仪131

5.5.1实验目的131

5.5.2实验仪器131

5.5.3实验原理131

5.5.4实验内容与步骤135

5.5.5数据处理137

5.5.6注意事项138

5.5.7实验报告要求138

5.5.8思考题138

5.6螺线管磁场的测定139

5.6.1实验目的139

5.6.2实验原理139

5.6.3实验内容140

5.6.4思考题141

5.7光速的测定141

5.7.1实验目的142

5.7.2实验设备142

5.7.3实验原理143

5.7.4实验内容与步骤144

5.7.5数据处理145

5.7.6注意事项145

5.7.7实验报告要求146

5.7.8思考题146

5.8液晶电光效应的研究146

5.8.1实验目的146

5.8.2实验仪器147

5.8.3实验原理147

5.8.4实验内容与步骤150

5.8.5数据处理151

5.8.6注意事项151

5.8.7思考题152

第6章 综合性实验156

6.1多普勒效应的研究156

6.1.1实验目的156

6.1.2实验仪器156

6.1.3实验原理157

6.1.4实验内容159

6.1.5数据处理160

6.1.6注意事项161

6.1.7实验报告要求161

6.1.8思考题161

6.2半导体温差发电的研究162

6.2.1实验目的162

6.2.2实验仪器162

6.2.3实验原理163

6.2.4实验内容与步骤164

6.2.5实验报告165

6.2.6注意事项165

6.2.7思考题166

6.3磁悬浮的研究166

6.3.1实验目的166

6.3.2实验仪器166

6.3.3实验原理166

6.3.4实验内容与步骤169

6.3.5注意事项169

6.3.6思考题169

6.4黑体辐射170

6.4.1实验目的170

6.4.2实验仪器170

6.4.3实验原理170

6.4.4实验内容172

6.4.5注意事项173

6.5普朗克常量的测定173

6.5.1实验目的173

6.5.2实验仪器173

6.5.3实验原理174

6.5.4实验内容与步骤175

6.5.5实验数据处理176

6.5.6思考题177

第7章 世界十大经典物理实验178

7.1托马斯·杨的双缝衍射应用于电子干涉实验178

7.2伽利略的自由落体实验179

7.3罗伯特·密立根的油滴实验180

7.4牛顿的棱镜分解太阳光181

7.5托马斯·杨的光干涉实验182

7.6卡文迪什扭矩实验183

7.7埃拉托色尼测量地球圆周184

7.8伽利略的加速度实验184

7.9卢瑟福散射与原子的有核模型186

7.10米歇尔·傅科钟摆实验188

附录A中华人民共和国法定计量单位190

附录B 物理常量表193

参考文献203