本书是根据高等学校理工科大学“物理实验课程”教学基本要求编写而成的大学物理实验教材。全书共分六章，第一章为绪论；第二章讲述测量误差和实验数据处理的基本知识；第三章给出物理实验的基本知识，供学生随时查看；第四章为15个基础性实验，以巩固和加强学生的物理实验的基本能力；第五章编排了8个综合性实验，第六章提供了7个设计性实验。这些实验中，既有经过长期教学实践、内容比较成熟的实验，又有自行研发的新实验，以加强学生在实验方法、实验技术方面的训练，以及学生个性发展和创新能力的培养。本书适合作为高等学校工科各专业和理科非物理专业“大学物理实验”课程的教材或参考书，也可以供其他专业和一般工程技术人员阅读参考。

        依据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《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》和《高等工业学校物理学教学大纲》，结合上海海洋大学新世纪人才培养方案和大学物理实验课程标准，我们组织编写了《大学物理实验》。本教材吸收了国内外优秀物理实验教材的精华，融入了我们多年来物理实验教学改革的经验。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。物理学是一门实验科学。物理学的理论是通过观察、实验、抽象、假说并通过实践检验而建立起来的。早在300多年前，从伽利略和牛顿等学者以科学实验方法研究自然规律开始，就逐渐形成了一门物理学科。从此一切物理概念的确立、物理规律的发现、物理理论的建立都依赖于实验，并受实验的检验。所以实验与理论相辅相成：实验是物理学的基础，理论是实验的总结。任何物理理论都必须依靠实验提供的精确数据来验证。作为培养高级工程技术应用型人才的高等工科学校，不仅要使学生掌握深厚的理论知识，还要使学生具有较强的从事科学实验的能力。物理实验是一门对高等工科学校学生进行科学实验基本训练的基础课程，是学生在高等学校受到系统实验技能训练的开端。它在培养学生运用实验手段去发现、观察、分析和研究解决问题的能力方面，在提高学生科学实验素质方面，都起到重要的作用。同时，它也为学生今后的学习、工作奠定了一个良好的实验基础。物理实验课有其自身的规律和特点。学生应遵循这些规律，采取与物理理论课程有所区别的学习方法，充分重视上好实验课的三个环节（预习、操作、总结），举一反三，边操作边思考，理论联系实际，及时总结，并不断培养对实验的兴趣。切忌轻视实验，对实验课程采取敷衍了事、得过且过的错误做法。否则，学生不仅学不到科学实验的有关知识，甚至还会出现损坏仪器、危及安全的各种事故。为保证教学质量，确保物理实验课程正常的教学秩序，请同学们自觉遵守以下规定：（1）在规定时间内进行实验，不得无故缺席、迟到、早退。因故不能按时实验者，必须事先请假，并约定补做日期，否则以旷课论处。（2）实验前认真阅读书中有关内容，明确所做实验的目的、原理、仪器及步骤，写好预习报告。未按要求预习者，不得进行实验操作。（3）实验时先熟悉仪器设备，了解其使用方法和注意事项，严格遵守操作规程，注意安全，对需使用电源的实验必须经教师检查线路，同意后方可接通电源。另一方面，也反对过分依赖教师，机械地按讲义操作。（4）一旦发生事故应立即报告教师，控制现场，并根据情况按有关规定处理。（5）进入实验室必须衣冠整洁，并注意保持实验室安静、清洁，不准随地吐痰、乱扔纸屑，不准吃零食、饮料，不准在实验室内打闹喧哗；不准穿拖鞋、背心进入实验室，爱护仪器设备，非本组实验器材未经同意不准动用。（6）实验完毕，原始数据及实验装置经教师检查认可后，方可切断电源，拆除线路，整理仪器。（7）离开实验室前，应将原始数据填写在“实验数据存档卡”上交给教师。写实验报告时，以此数据为凭。实验数据不得篡改，不得互相抄袭。一经发现，该次实验成绩按不及格论处。如果实验后发现数据有误，应到实验室申请重做实验。（8）实验报告应按时、按要求认真完成，送交指导教师批阅。本书编写的分工如下：杨渭编写第一章、第四章4?10节及附录；孔祥洪编写第三章、第六章6?3和6?5节，郭阳雪编写第四章4?9和4?11节、第五章5?5节、第六章6?1和6?2节，梁雪飞编写第二章、第六章6?4和6?6节，常英立编写第五章5?1~5?3节，王蕊丽编写第四章4?7和4?8节，张建军编写第四章4?1、4?2、4?3和4?5节，洪鹏程编写第四章4?6节、第五章5?4节，徐锋编写第四章实验4?12和4?13节，李雪莹编写第四章4?4节，全书由杨渭统稿。胡根大副教授给出了很多建议和帮助。本书的成功编写得益于多位同事和前辈一丝不苟的工作，编写中也参考了部分兄弟院校的相关实验教材。在此对他们表示衷心的感谢。由于时间仓促，编者水平有限，教材中的不足错误在所难免，敬请使用和阅读本书的同行、学生和技术人员不吝指教，以便再版时修订和改正。



        杨渭2010年8月

第一章绪论1

§1?1物理实验课的目的与任务1

§1?2大学物理实验的基本要求2

§1?3大学物理实验的主要教学环节4

第二章误差和实验数据处理的基本知识6

§2?1测量与误差的概念6

§2?2误差来源与分类7

§2?3误差分析的应用8

§2?4实验不确定度的评定13

§2?5有效数字及其运算15

第三章物理实验的基本知识20

§3?1物理实验的基本测量方法20

§3?2基本物理量的测量及常用仪器23

§3?2?1力学、热学基本物理量的测量及常用测量仪器23

§3?2?2电学基本物理量的测量及常用测量仪器28

§3?2?3光学基本仪器36

§3?3实验室常用电源与光源42

§3?3?1实验室常用电源42

§3?3?2实验室常用光源44

§3?4实验数据处理的基本方法46

第四章基础性实验52

§4?1长度测量52

§4?2非电量测量——温度电测法59

§4?3物体密度的测量62

§4?4杨氏弹性模量的测定65

§4?4?1静态拉伸?光杠杆放大法杨氏弹性模量的测定65

§4?4?2悬挂法杨氏弹性模量的测定70

§4?4?3霍尔位置传感器杨氏弹性模量的测定74

§4?5超声波声速测定76

§4?6电学元件伏安特性的测量81

§4?7电桥测电阻85

§4?8温差电偶的定标和测量90

§4?9示波器的调节与使用95

§4?10霍尔效应实验99

§4?11光的干涉——牛顿环102

§4?12用旋光测糖溶液的浓度109

§4?13使用迈克尔逊干涉仪测波长115

大学物理实验第五章综合性实验124

§5?1用扭摆法测定刚体转动惯量124

§5?2密立根油滴实验129

§5?3光电效应法测量普朗克常数132

§5?4测定铁磁材料的磁化曲线135

§5?5分光计实验139

§5?5?1分光计的调整与使用139

§5?5?2三棱镜顶角的测定141

§5?5?3折射率的测定144

§5?5?4光栅常数的测定146

第六章设计性实验150

§6?1重力加速度的测定150

§6?2杨氏模量测量方法的研究151

§6?3非线性伏安法特性研究152

§6?4流体力学特性研究——硬币起飞155

§6?5太阳能电池特性的研究156

§6?6磁电阻元件的研究158

附录ATH?MHC型智能磁滞回线测试仪使用说明书160

附录B数位键和数据键操作167

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