大学物理实验-(第六版)

目录
前言
**版前言
第1篇 实验理论与基础知识
第1章 绪论 1
1.1 大学物理实验的地位、作用、目的和任务 1
1.2 大学物理实验教学体系和基本要求 2
1.3 大学物理实验教学主要环节与基本规则 4
1.4 小结：怎样学好大学物理实验、实验室主要规则 7
第2章 误差与数据处理基础知识 9
2.1 测量与误差的基本概念 9
2.2 系统误差的理论分析和处理 12
2.3 随机误差的理论分析和处理 15
2.4 测量结果与不确定度的评定 23
2.5 有效数字的记录及其运算 37
2.6 实验数据处理基本方法和结果表示 40
2.7 计算机数据处理软件（Origin、Excel等）、计算器统计功能简介 53
2.8 练习题 62
第3章 测量方法与仪器调整原则和技术 65
3.1 实验的基本测量方法和技术 65
3.2 仪器调整的基本原则 71
3.3 物理实验常用仪器 74
第2篇 基础性、综合性、应用性实验
第4章 力学与热学实验 97
实验1 力学基本测量——长度、质量和物体密度ρ的测定 97
练习一 规则物体尺寸的直接测量 98
练习二 规则物体密度ρ的间接测量 101
*练习三 不规则物体、液体密度ρ的间接测量 103
实验2 用自由落体仪测定重力加速度g 107
实验3 用三线摆测物体的转动惯量I 109
实验4 扭摆法测定物体转动惯量I 115
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 118
练习一 （气轨）“滑块碰撞”——验证动量守恒定律 120
练习二 （气轨）滑块的简谐振动——测弹性系数k、周期T、能量E 123
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 127
实验6 弦振动特性研究（一、二）131
练习一 用“驻波法”测（音叉）横波波长λ,频率f 131
练习二 乐器（吉他）弦振动的研究 136
实验7 光杠杆镜尺法测定钢丝的杨氏弹性模量Y——微小长度变化的测量 137
实验8 用拉脱法测液体表面张力系数γ——微小力（用焦利秤）测量 143
练习一 测定弹簧的弹性系数k 144
练习二 测定液体（水）的表面张力系数γ 146
实验9 用落球法测液体的黏滞系数（黏度）η 147
练习一 “落球法”测常温液体黏滞系数η 148
*练习二 “落球法”测变温液体黏滞系数η 150
*练习三 设计用“毛细管法”测液体黏滞系数η 151
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 152
练习一 用传感器“绝热膨胀法、压缩法”测定比热容比γ152
练习二 用谐振方式“绝热法”测量空气比热容比Cp/CV 155
实验11 稳态法测量不良导体导热系数λ 157
实验12 惯性秤实验 160
第5章 电磁学实验 163
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 163
练习一 测绘线性电阻的I-U伏安特性曲线 165
练习二 测绘非线性电阻（二极管）的I-U伏安特性曲线 167
*练习三 测绘灯丝、发光二极管的I-U伏安特性曲线 168
实验14 直流单臂电桥（惠斯通电桥）测电阻 169
练习一 “滑线（板）式”单臂电桥测电阻Rx 171
练习二 “箱式”单臂电桥测电阻值Rx及其串、并联阻值 174
*练习三 自组惠斯通电桥测电阻值Rx及电桥灵敏度k 175
*练习四 用单臂电桥测电阻温度特性（R-t、R-T） 176
实验15 用双臂电桥（开尔文电桥）测小电阻R及温度系数α 177
练习一 测量（铜棒、铝棒等）导体的电阻Rx及电阻率ρ 180
练习二 测量（漆包线等）导体电阻的温度系数α 182
实验16 用电势差计测量电动势E 184
实验17 用模拟法测绘静电场 189
练习一 用“导电微晶”静电场模拟仪器模拟静电场 194
练习二 用“导电纸”自行组装静电场模拟仪器模拟静电场 195
实验18 示波器的使用 196
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 204
练习二 垂直振动合成——李萨如图形观测、测频率f 206
实验19 用示波器观测二极管伏安特性曲线 207
实验20 交流电路的谐振现象 210
练习一 RLC串联电路谐振实验 210
练习二 RLC并联电路谐振实验 212
实验21 用霍尔元件测量磁场B 215
实验22 用“霍尔效应法”测螺线管磁场B 220
实验23 用电磁感应法测磁场B 223
实验24 铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测绘 226
实验25 电容器的充放电 229
实验26 黑盒子实验——测量判定电阻R、电容C、电感L、二极管 233
第6章 光学实验 236
实验27 光学基本实验（一、二）——薄透镜焦距f的测定 236
练习一 测量凸透镜焦距f凸——自准法、物距像距法、共轭法 240
练习二 测量凹透镜焦距f凹——自准法、物距像距法 241
实验28 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 243
练习一 组装显微镜 243
练习二 组装望远镜 244
练习三 组装透射式幻灯机（投影系统） 247
实验29 分光计实验（一、二、三） 248
练习一 分光计的调节和使用 248
练习二 用“分光计”测定三棱镜顶角α 256
练习三 用分光计测量绿光*小偏向角δmin和折射率n 261
实验30 光栅衍射实验（一、二）——分光计实验（四、五） 265
练习一 光栅常数d测定 265
练习二 光波波长λ测量 270
实验31 光的衍射实验（三）——单（多）缝（孔等）衍射的光强分布 272
实验32 光的干涉实验（一、二） 278
练习一 薄膜干涉——牛顿环测曲率半径R 278
练习二 劈尖干涉 282
实验33 光的干涉实验（三）——双棱镜干涉实验测波长λ 284
实验34 光偏振及其应用 289
练习一 用分光计进行偏振光实验 292
练习二 用光具座进行偏振光实验 293
第7章 近代物理与信息处理综合性、应用性实验 296
实验35 迈克耳孙干涉仪的调节与使用 296
练习一 用等倾干涉测激光波长（λHe-Ne≈632.8 nm） 301
练习二 用等倾干涉测钠黄光波长（λNa≈589.3 nm） 304
*练习三 用迈克耳孙干涉原理测空气折射率n 306
实验36 微波迈克耳孙干涉和布拉格衍射 309
练习一 用迈克耳孙微波干涉法测波长 312
练习二 微波布拉格衍射强度分布测量（I-α,I-θ曲线） 314
*练习三 微波单缝衍射实验 316
*练习四 微波双缝干涉实验 317
实验37 密立根油滴实验——测电子电量e 317
练习一 “平衡法”测电子电量e（“动态法”特例） 322
*练习二 “动态法”测电子电量e 323
*练习三 “变电荷法”测电子电量（选做） 324
实验38 弗兰克-赫兹实验——测原子**激发电势V0 324
实验39 全息照相 331
实验40 用超声光栅测定液体中的声速v 335
实验41 声学实验（一、二）——用超声传感器、音叉共鸣管测声速v 341
练习一 用超声传感器“共振法”、“相位法”测声速v 341
练习二 用音叉共鸣管“共振法”测声速v 347
实验42 光电效应和普朗克常量h测量 349
实验43 光信息的调制与解调实验 354
实验44 氢原子光谱及里德伯常量RH的测定 359
实验45 盖革-米勒实验——G-M计数器和核衰变的统计规律 365
第3篇 设计性、研究性实验设计性、研究性实验概述 371
第8章 力学实验 376
实验46 设计用“单摆”测重力加速度g 376
实验47 设计测固体、液体密度ρ 380
练习一 设计用“流体静力称衡法”测定轻质固体、液体密度ρ 380
练习二 设计用“比重瓶法”测定液体、固体小块颗粒物密度ρ 382
实验48 设计测量固体（金属）材料线膨胀系数α（一、二） 383
练习一 设计用“光杠杆”测量固体（金属）的线膨胀系数α 383
练习二 设计用“千分表（尺）”测固体（金属）线膨胀系数α 387
实验49 设计用“焦利秤”测弹簧的有效质量m 391
实验50 研究测定刚体转动惯量I（一、二） 391
练习一 设计测定偏心轮绕定轴的转动惯量I 391
练习二 设计用“气垫法”测定物体的转动惯量I 392
实验51 碰撞打靶 394
第9章 热学实验 395
实验52 设计测定气体比热容比γ=Cp/CV 395
实验53 设计测量不良导体的导热系数λ 397
实验54 电子温度计的组装设计 398
实验55 冰的熔解热L测量 398
实验56 空气热机原理实验 400
第10章 电学、电磁学实验 404
实验57 设计用“伏安法”（补偿原理）测电阻Rx 404
实验58 热敏电阻和热电偶实验与研究（一、二）——热敏电阻的温度特性、热电偶的温差电动势E 406
练习一 热敏电阻的温度特性实验与研究 406
练习二 用“电势差计”测热电偶温差电动势E 409
实验59 自组惠斯通直流单臂电桥测电阻Rx 415
实验60 电表内阻R内测量设计 416
实验61 制流电路与分压电路特性实验（用滑线变阻器或电阻箱） 416
实验62 电势差计应用设计实验（一、二） 419
练习一 设计用电势差计测电阻Rx 419
练习二 设计用电势差计校准毫安表、伏特表 420
实验63 电表的改装与校准设计 421
实验64 万用表组装设计 422
实验65 设计用“霍尔效应”测量霍尔元件基本参数：电导率σ、霍尔系数KH 423
实验66 设计用“霍尔开关”测量弹簧的劲度系数 427
实验67 设计用“冲击法”测磁场强度B 428
练习一 用“冲击法”测地磁场强度B 428
练习二 用“冲击法”测螺线管磁场B 429
实验68 电子束的偏转、聚焦实验 430
练习一 电子束的偏转 430
练习二 电子束的聚焦 432
第11章 光学实验 436
实验69 设计用“分光计”测定液体折射率n 436
实验70 阿贝折射仪的原理和应用设计 439
实验71 暗室技术——黑白照片的冲洗、印制与放大 439
第12章 传感器技术应用与设计实验 442
实验72 压力传感器特性测量及应用设计 442
实验73 pn结温度传感器测温设计 445
实验74 温度传感器特性测量及应用设计 446
实验75 霍尔开关、光电传感器特性测量及应用设计 449
实验76 硅光电池特性研究与应用设计 452
实验77 霍尔位置传感器与弯曲法测量杨氏模量Y 452
实验78 用磁阻传感器测量地磁场B 456
实验79 用“拉脱法”测液体表面张力系数γ——用力敏传感器测定微小力 459
第13章 近代物理与信息处理实验463
实验80 用“弦驻波法”测量交流电频率f的装置 463
实验81 玻尔共振实验 463
实验82 液晶电光效应实验研究 467
实验83 太阳能电池基本特性测定与研究 473
练习一 全暗条件下，测量太阳能电池的外加电压伏安特性ISC-U 475
练习二 不同光照强度下，测量太阳能电池的光功率P、开路电压UOC和短路电流ISC 477
练习三 固定光照下，测量太阳能电池的输出特性 478
第14章 计算机在物理量测量中的应用探索简介 481
14.1 非电量电测技术应用简介 481
14.2 传感器和实验数据采集装置简介 483
14.3 计算机在物理测量中的应用探索提要 487
14.4 计算机模拟仿真技术简介 488
14.5 计算机模拟仿真物理实验简介 489
14.6 计算机数值模拟与数据处理实验 490
参考文献 492
附录 物理学常用数表 493
附录1 常用物理常量 493
附录2 部分物质的密度ρ 494
附录3 重力加速度g（中国部分城市、海平面上不同纬度） 494
附录4 20℃时某些金属的杨氏弹性模量Y 495
附录5 某些物质中的声速v 495
附录6 20℃时某些液体、不同温度T的水与空气接触的表面张力系数γ 495
附录7 液体的黏度（黏滞系数）η 496
附录8 20℃时金属合金的电阻率ρ及其温度系数α496
附录9 部分物质的折射率n 496
附录10 部分固体和液体的比热容 497
附录11 常用气体比热、比重表（空气密度 1.29 kg/m 3） 497
附表12 饱和蒸汽压力p、温度T对照表 498
附录13 某些材料的导热系数λ 498
附录14 某些材料的线膨胀系数α499
附录15 （1）铜电阻Cu 50的电阻-温度特性(α=0.004280℃-1) 500
附录15 （2）铜-康铜热电偶分度表 501
附录16 国际单位制、常用单位换算表 502
附录17 电磁波频谱表（无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线、γ射线、宇宙射线） 504
附录18 常用光源的谱线波长λ 505
附录19 tp因子表——常用不同置信概率p及n（自由度ν=n-1）下的tp（或t） 505
附录20 物理实验中常见的仪器Δ分度值、仪器基本误差限值Δins 505