物理实验方法与演示教具制作

本书主要针对物理学师范专业学生为适应普通高中新物理课程标准和中学物理教学要求而编写，旨在培养学生的创新意识和动手能力，使学生能根据中学物理教学的要求，设计和改进实验，能自制和改进教具，并能应用新技术、新材科学更新和充实中学物理实验内容本书内容包括物理实验中按测量技术分类的各种测量方法、实验误差分析与数据处理方法、物理实验设计的基本原则和方法、各种实验创新方法、物理实验教具制作加工的基本方法以及实际制作演示和设计性与制作性实验。

第1章实验方法及作用1
1.1什么是实验方法1
1.2实验方法的一般性作用1
1.2.1实验方法能检验理论的真理1
1.2.2实验方法是获取第一手科研资料重要的和有力的手段2
1.2.3实验方法是探索自然奥秘的必由之路2
1.2.4实验方法能够推动自然科学的发展3
1.3实验方法在科研中的特殊作用3
1.3.1可以选取典型材料进行实验和研究3
1.3.2实验方法可以简化和纯化研究对象3
1.3.3实验方法具有定向强化研究对象的作用4
1.3.4实验方法具有加速和延缓研究对象的作用5
1.3.5实睡方法具有模拟研究对象的作用5
1.4物理实验在物理学发展中的作用5
1.4.1物理实验方法的兴起5
1.4.2物理实验在物理学发展中的作用7
1.5物理实验方法的发展11
1.5.1物理实验方法需要去搜索更大和更小11
1.5.2物理实验方法是集体的综合事业12
1.5.3物理实验方法是各学科的结合、渗透和应用12
参考文献13
第2章物理实验中的测量方法14
2.1比较法14
2.1.1直接比较法14
2.1.2间接比较法15
2.2放大法18
2.2.1累积放大法18
2.2.2机械放大法19
2.2.3电子放大法20
2.2.4光学放大法20
2.3模拟法21
2.3.1物理模拟法21
2.3.2数学模拟法22
2.4干涉法22
2.5示踪法23
2.6量纲分析法23
2.7转换测量法24
2.7.1寻求物理量之间的相互关系25
2.7.2传感器转换法27
参考文献28
第3章实验误差分析与数据处理29
3.1测量及其误差29
3.1.1量、测量和单位29
3.1.2测量及误差29
3.2误差处理32
3.2.1革统误差的修正和消减32
3.2.2测量结果的很好值与随机误差的估算35
3.3测量不确定度和测量结果的表述41
3.3.1测量不确定皮的基本概念41
3.3.2直接测量的不确定皮估计和结果的表过42
3.3.3间接测量的不确定度合成和结果的表述43
3.4有效数字及其表示47
3.4.1有效数字的一般概念47
3.4.2确定测量结果的有效数字的方法47
3.4.3数字截尾的舍入规则48
3.4.4数值的科学表达形式4
3.4.5有效数字运算规则48
3.5数据处理常用方法50
3.5.1列表法50
3.5.2图示法和图解法51
3.5.3遥差法56
3.5.4最小二乘法和线性拟合57
3.6用Excel软件处理物理实验数据59
3.6.1启动Excel60
3.6.2工作表、工作簿、单元格、区域60
3.6.3工作表中内容的输入60
3.6.4引用62
3.6.5图表功能64
3.6.6利用回归分析工具处理数据65
附录中华人民共和国法定计量单位70
参考文献72
第4章物理实验设计的基本原则和方法73
4.1实验方法的选择与设计73
4.2测量方法的选择与设计73
4.3测量仪器的选配74
4.3.1确定不确定度分配方案75
4.3.2测量器具的选择75
4.3.3不确定度的地对值合成法76
4.4测量条件的选择78
4.5设计实验举例79
参考文献80
第5章创新的方法81
5.1技术创新的基本过程81
5.1.1技术创新过程的线性模型81
5.1.2技术创新过程的复变模型82
5.1.3技术创新过程与一般工程技术过程84
5.2创新的目标及其来源84
5.2.1目标来自需求84
5.2.2来源之一:幻想与愿望86
5.2.3来源之二:解决问题89
5.2.4来源之三:消除缺点91
5.2.5来源之四:增进功能93
5.2.6来源之五:降低成本94
5.3创新构思的技巧96
5.3.1创新任务的表述与思路96
5.3.2观察、分析与联想97
5.3.3活用科学技术原理100
5.3.4组合法102


5.3.5变化法107

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