大學物理實驗

中國水利水電出版社

【作者】主編李密丹楊少波

【I S B N 】978-7-5170-7468-7

【責任編輯】張玉玲

【適用讀者群】本專通用

【出版時間】2019-02-28

【開本】16開

【裝幀信息】平裝（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【頁數】220

【千字數】334

【印張】13.75

【定價】￥36

【叢書】普通高等教育“十三五”規劃教材

【備注信息】

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本書依據教育部物理基礎課程教學分委員會編制的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》（2010年），結合北京印刷學院物理實驗教學中心多年來的教學實踐和改革經驗，借鑒國內外近年來物理實驗教學研究成果編寫而成。在內容安排上盡量由淺入深，循序漸進。全書由緒論、實驗理論和基本實驗方法、實驗項目組成。考慮到分層次教學的要求，將實驗項目按基本實驗、基礎實驗、綜合性和應用性實驗、設計性實驗四個層次編排，共收入了36個實驗項目。同時，本書結合北京印刷學院的行業特點，增設了部分與印刷專業相關的針對性強的實驗項目。

本書可作為高等院校工科類專業的物理實驗教學用書，也可供相關讀者參考。

在內容安排上盡量由淺入深，循序漸進。

將實驗項目按基本實驗、基礎實驗、綜合性和應用性實驗、設計性實驗四個層次編排。

結合北京印刷學院的行業特點，增設了部分與印刷專業相關的針對性強的實驗項目。

前言

物理學本質上是一門實驗學科。物理實驗是科學實驗的基礎，具有大多數科學實驗的共性，其實驗思想、實驗方法和實驗手段目前已廣泛地應用于科學技術的各個領域。大學物理實驗課是高等院校理工學生接受科學實驗訓練的必修基礎課程，在培養學生科學實驗能力和創新能力、提高科學素質等方面具有不可替代的作用。該課程在向學生傳授物理實驗基礎知識的同時，更注重培養學生養成良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風，為今后的學習和工作奠定堅實的基礎。

本書依據教育部物理基礎課程教學分委員會編制的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》（2010年），結合北京印刷學院物理實驗教學中心多年來的教學實踐和改革經驗，在《大學物理實驗》（2005年，李密丹等主編）的基礎上重新編寫而成。本書在內容安排上盡量由淺入深，循序漸進。全書由緒論、實驗理論和基本實驗方法、實驗項目組成。考慮到分層次教學的要求，將實驗項目按基本實驗、基礎實驗、綜合性和應用性實驗、設計性實驗四個層次編排。緒論介紹物理實驗課的目的和任務、主要環節以及實驗守則和實驗安全。第1章和第2章詳細闡述了測量與誤差的基本知識、處理實驗數據的一些常用方法，以及物理實驗中常用的基本測量方法和實驗室常用儀器的構造、性能、使用方法。第3章為基本實驗，是入門性實驗，為那些基礎薄弱的學生開設，設置了4個實驗項目，學生通過基本實驗的學習，掌握最基本物理量的測量、最基本儀器的使用，并逐漸熟悉物理實驗課程的基本程序和學習方法，同時養成良好的實驗習慣，為后續實驗打下堅實的基礎。第4章為基礎實驗，按力學、熱學、電磁學、光學設置了13個實驗項目，以基本物理知識、基本實驗操作技術和基本實驗方法訓練為主，培養學生獨立實驗的能力。第5章為綜合性與應用性實驗，設置了9個實驗項目，目的是鞏固學生的學習成果，提高學生對實驗方法和實驗技術的綜合運用能力；同時結合我校專業特點，在物理實驗課程中引進現代科學技術，如傳感器技術、光電子技術、色彩學技術等，開闊學生的眼界和思路。第6章為設計性實驗，設置了10個實驗項目，學生根據給定的實驗題目、要求和條件，自己設計方案并獨立完成實驗，目的是激發學生的學習主動性，培養學生的創新能力和初步的科學研究能力。本書在編寫過程中充分考慮到開放式教學要求，各層次實驗項目相互聯系又相對獨立，學生可以根據自己的能力、興趣和專業特點選做。

本書是北京印刷學院物理實驗教學中心全體教師和實驗技術人員集體的智慧和勞動的結晶。同時，本書在編寫過程中，參考了許多兄弟院校的教材和教學儀器廠家提供的資料，在此一并表示衷心感謝。

由于編者的水平有限，加之編寫時間倉促，難免有不足之處，懇請讀者批評指正。

編者

2018年9月

前言

緒論 1
0.1 大學物理實驗課的目的和任務 1
0.2 大學物理實驗課程的主要環節 2
0.3 實驗守則 3
0.4 實驗安全 3
第1章實驗誤差和數據處理基礎知識 5
1.1 測量與誤差的基本概念 5
1.1.1 測量 5
1.1.2 真值、測量值和測量誤差 5
1.1.3 測量誤差的分類 6
1.1.4 測量精度 9
1.2 測量結果表示與不確定度計算 9
1.2.1 不確定度的分類 9
1.2.2 不確定度計算 10
1.3 有效數字及其運算規則 14
1.3.1 有效數字的概念 14
1.3.2 有效數字的讀數規則 14
1.3.3 有效數字的書寫方法 15
1.3.4 有效數字的運算規則 15
1.4 實驗數據處理的基本方法 16
1.4.1 列表法 16
1.4.2 作圖法 16
1.4.3 逐差法 19
1.4.4 最小二乘法（線性回歸） 20
習題 24
第2章物理實驗基本測量方法和常用儀器 26
2.1 物理實驗中常用的基本測量方法 26
2.1.1 比較法 26
2.1.2 放大法 26
2.1.3 轉換測量法 28
2.1.4 模擬法 32
2.2 物理實驗常用儀器 33
2.2.1 力學實驗常用儀器 33
2.2.2 電學實驗常用儀器 40
2.2.3 光學實驗常用儀器 47
第3章基本實驗 51
實驗3.1 力學基本測量—長度和物體
密度的測定 51
實驗3.2 電學基本測量—電學元件伏
安特性的測量 53
實驗3.3 光學基本實驗—薄透鏡焦距
的測定 57
實驗3.4 示波器的使用 61