大学物理实验教程

br />     纵观物理学发展历史，我们不难发现，物理学研究中的许多重大成果都是
由实验得到的。例如，德国科学家伦琴(w．K．R6ntgen)在研究真空管放电实
验时发现X射线，由于这一发现他在世界上**个获得诺贝尔物理学奖。同样，
英籍匈牙利物理学家伽柏(D．Gabor)在1948年为提高显微镜的分辨能力，在
实验中发明了全息照相技术，因此获得了诺贝尔物理学奖，当今全息照相技术
在许多商品的防伪技术上得到广泛的应用。诸如此类的例子不胜枚举。古人云：
“天下物理，岂可以意求。”就是说，天下事物的客观规律，不能以自己的主观
意志来求真相。通过物理实验不但可以检验理论的正确性，而且还可以发现客
观规律，因此，我们可以说，物理学本质上是一门实验的科学。
    为了适应我国高等教育大众化教育发展的需要，教育部高等学校非物理
类专业物理基础课程教学指导分委员会新近制定了“非物理类理工学科大学
物理实验教学基本要求”。在基本要求中，对大学物理实验课程的地位、作用
和、任务作了明确的阐述，指出物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学
实验基本训练的必修课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开
端。物理实验课程在培养学生严谨治学、活跃创新意识和适应科技发展的综
合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。
    梅山孩等教师结合自己教学中的经验和体会，根据新制定的“非物理类
理工学科大学物理实验教学基本要求”，组织编写了《大学物理实验教程》一
书。书中通过设置一定数量的基础实验、综合性实验、设计性实验、课题性
实验和计算机辅助类实验来实现分层次教学的要求。书中编写了一定数量的
综合性实验，在这类实验中，同一个实验涉及多个学科的知识领域，会用到
多种实验方法和技术，从而打破了课程单学科编写的体系，体现了当代前沿
科学研究中知识面广、学科交叉和相互渗透的特点。通过做这类实验可提高
学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。
    我相信，这本《大学物理实验教程》对于学生了解大学物理实验教学内容、
实验技能和方法以及提高学生科学实验能力和科学素养一定会有很大帮助。
    浙江大学  诸葛向彬
    2007年11月6日
 前  言
    物理学本质上是一门实验科学。物理实验课程包含丰富的实验思想、方
法、手段，提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、
提高科学素质的重要基础。同时，物理实验课程在培养学生严谨的治学态度、
活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面，具
有其他实践类课程不可替代的作用。
    随着高等教育的大众化，对普通本科院校的教育教学尤其是课程建设提
出了更高的要求，编写符合教育部课程体系要求，同时符合学校实际的课程
教材显得十分必要。作者在参加历年全国高等学校物理基础课程教育学术研
讨会时，看到各高校正如火如茶地开展物理实验课程改革，改革的核心是打
破严格的学科体系，建立以培养学生能力为核心的多层次模块化的课程体系，
同时吸纳物理学及实验科学的前沿知识。
    本书为浙江省高等学校中青年教师资助计划项目。按照教育部高等学校
非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会新近制定的“非物理类理工学
科大学物理实验课程教学基本要求”，采用多层次、模块化课程体系，并根据
普通本科院校理工科教学的特点，编写本书，意在培养重基础、宽口径、高
素质、强能力的复合型人才。
    本书模块主要包括基础实验、综合性实验、设计性实验、课题性实验和
计算机辅助类实验。基础实验，主要学习基本物理量的测量、基本实验仪器
的使用、基本实验技能和基本测量方法、误差和不确定度以及数据处理的理
论与方法等，此类实验为适应各专业的普及性实验。综合性实验，指在同一
个实验中涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理等多个知识领域，综合
应用多种方法和技术的实验，此类实验的目的是巩固学生在基础性实验阶段
的学习成果，开阔学生的眼界和思路，提高学生对实验方法和实验技术的综
合运用能力。设计性实验，是指根据给定的实验题目、要求和实验条件，由
学生自己设计方案并基本独立完成全过程的实验。课题性实验，是指组织若
干个围绕基础物理实验的课题，由学生以个体或团队的形式，以科研方式进
行的实验，通过设计性或课题性实验使学生了解科学实验的全过程，逐步掌
握科学思想和科学方法，培养学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定
问题的能力。计算机辅助类实验，是指利用计算机技术采集实验数据，实现
 复杂数据的处理和分析，模拟物理实验场景和过程，从而掌握数字化实验基
本技术和技能。
    本书可作为各类普通本科院校非物理(理工科)专业的大学物理实验
用书。
    本书由梅山孩任主编。实验一至实验五由倪小静编写；实验二十二至实
验二十五由来娴静编写；其余部分由梅山孩编写。杨超云、蔡晓鸥、梁方秋、
夏姣真等在实验教材与实验仪器整合方面提出了许多宝贵意见。
    本书在编写过程中得到了浙江树人大学毛建明副教授、李立敏副教授和
许跃宇副教授的支持，浙江大学诸葛向彬教授、陈守川教授、顾智企副教援、
斯公寿高级实验师和钱水明高级实验师等的指导，浙江大学等兄弟院校和仪
器厂家的支持，在此表示衷心的感谢。
    实验教学的探索是无止境的长期任务，书中的新方法、新观点难免有不
妥之处，恳请同行及广大读者提出宝贵意见。
    作者
    2007年12月