大学物理实验

本书是在2009年出版的《大学物理实验》和2011年出版的《大学物理实验》(第2版)的基础上，为了更好地适应我校人才培养的目标和定位，适应课程体系的变化，根据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委会2010年制定的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》，整合新编实验项目，结合编者多年从事大学物理实验教学的实践经验编写而成。全书共有27个实验，以力学、光学和应用性项目为主，分成三个教学层次：一层次为基础性实验，由12个实验项目组成；第二层次为综合与应用性实验，由8个实验项目组成；第三层次为设计与创新性实验，由7个实验项目组成。书中既精选了传统的验证性实验，又适当引入了应用性的实验项目，部分实验或采用新的测量方法，或使用更为优选的测量仪器，在一定程度上反映出近几年来大学物理实验课程教学改革和发展的趋势。 本书可作为高等工科院校各相关专业大学物理实验课程的教材或参考书，也可供相关专业广大科技工作者和工程技术人员参考。

前言
绪论1
第一章不确定度和数据处理基础知识3
第一节测量与误差3
第二节测量的不确定度和测量结果的表示5
第三节有效数字及其运算规则11
第四节数据处理的基本方法13
练习题18
第二章第一层次实验21
实验一固体密度的测量21
实验二热电偶定标实验24
实验三伏安法测电阻27
实验四示波器的使用31
实验五薄透镜焦距的测定36
实验六拉伸法测定金属丝的弹性模量40
实验七扭摆法测定物体的转动惯量46
实验八声速的测定51
实验九弦振动研究实验59
实验十电表的改装和校正69
实验十一用读数显微镜观测牛顿环73
实验十二光的干涉、光的衍射及偏振光实验79
（一）光的干涉实验79
（二）光的衍射实验83
（三）偏振光实验86
第三章第二层次实验92
实验十三运动及动力学系列实验92
实验十四液体黏度的测定100
实验十五动态悬挂法测定工程材料的弹性模量105
实验十六用CCD成像系统观测牛顿环109
实验十七电子示波器的原理实验112
实验十八用玻尔共振仪研究受迫振动119
实验十九阿贝成像原理和空间滤波126
实验二十全息照相135
第四章第三层次实验142
实验二十一设计显微镜、望远镜、幻灯机实验142
实验二十二力学实验——桥梁振动研究实验149
实验二十三利用X射线衍射仪测量晶体的晶格常数156
实验二十四不同方法牛顿环测凸透镜曲率半径的研究157
实验二十五用阿贝折射仪测量折射率158
实验二十六椭圆偏振法测量薄膜厚度与折射率159
实验二十七万用电表设计及制作160
参考文献161

前言2010年教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委会制定了《理工科类大学物理实验课教学基本要求》。按照这份文件的要求，2011年8月我们编写并出版了《大学物理实验》(第2版)。《大学物理实验》(第2版)至今已经使用了五年多时间，一方面在实验教学过程中发现其中存在一些问题需要修订；另一方面，根据物理实验中心的课程建设所开设的新实验没能包含在第2版教材中。因此，为了更好地适应我校人才培养的目标和定位，适应课程体系的变化，我们在第2版的基础之上，对教材做了修订。根据教学需要，新版分为两册出版：《大学物理实验Ⅰ》和《大学物理实验Ⅱ》。    本书为《大学物理实验Ⅰ》，共编入27个实验项目：大部分为经典的基础实验项目，意在使学生学会使用基本仪器，掌握基本的实验技能，为后续学习打下基础；另外部分则是近年来在我校物理实验中心重点建设过程中新建的实验项目，这些实验项目融合了科研领域中的新成果和现代应用技术，使本书的内容在兼顾基础的同时又具有时代性和先进性。根据我们的教学改革思路和我校现行的物理实验课程体系，本书在结构上将实验项目按其性质划分为三个层次，内容以力学、光学和应用性项目为主：第一层次为基础性实验项目；第二层次为综合与应用性实验项目；第三层次则是设计与创新性实验项目。如此划分层次，意在通过由浅入深、由易到难、由基础到综合和应用的物理实验教学模式，使学生的科学实验能力和创新能力能够循序渐进地得到提高。    本书的编写与我校物理实验中心的建设与发展紧密相连，是全体实验教师和实验技术人员长期以来辛勤耕耘、努力工作、不断改革创新的结果，是集体智慧的结晶。本书在编写和修订过程中得到了校内外许多同仁的关心和帮助，并借鉴了兄弟院校教学改革的经验和参阅了有关的优秀教材，在此一并致以衷心感谢。同时也非常感谢机械工业出版社的编辑对本书出版发行给予的大力支持。    物理实验教学改革是一项长期的任务，随着教学改革的不断深入，以及新的实验内容和新的实验技术手段的不断出现，加之编者水平有限，书中难免会有不够完善和不妥当之处，恳请各位同仁及广大读者提出宝贵意见。    编者2016年12月