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45个实验，以光学、热学、电磁学及应用性项目为主，分成三个教学层次：靠前层次为基础性实验，由12个实验组成，第二层次为综合与应用性实验，由14个实验项目组成，第三层次为近代物理实验和设计与创新性物理实验，由19个实验项目组成。书中既精选了应用性物理实验，又适当引入近代物理实验项目和设计创新性物理实验项目，部分实验或采用新的测量方法，或使用更为优选、准确的测量仪器，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
第一章第一层次实验1
实验一迈克尔逊干涉仪（一）1
迈克尔逊干涉仪（二）5
实验二衍射光栅9
实验三直流电桥与电阻的测量16
实验四不良导体导热系数的测定19
实验五非线性元件伏安特性的研究24
实验六太阳电池伏安特性的测量29
实验七电阻应变传感器33
实验八集成电路温度传感器的特性测量及应用41
实验九光电传感器基本特性的测量44
实验十磁性材料基本特性的研究49
实验十一霍尔效应及其应用55
实验十二霍尔传感器测量铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线62
第二章第二层次实验70
实验十三磁电阻传感器实验70
实验十四巨磁电阻效应及应用78
实验十五CCD微机密立根油滴实验91
实验十六夫兰克赫兹实验96
实验十七利用声光器件测定光速及透明介质中的声速100
（一）光速的测定100
（二）透明介质里的声速测量105
实验十八液晶电光效应特性研究108
实验十九压电陶瓷特性及振动的干涉测量113
实验二十光纤传感器设计与应用116
实验二十一物体色度值的测量123
实验二十二用光学多通道分析器研究氢原子光谱133
实验二十三电子束的电偏转和磁偏转研究139
实验二十四磁聚焦法测定电子荷质比148
实验二十五光纤通信原理158
实验二十六音频信息的光纤通信174
第三章第三层次实验180
（一）近代物理实验180
实验二十七微波电子顺磁共振实验180
实验二十八热重法分析物质固相反应192
实验二十九红外分光光度计的使用194
实验三十拉曼光谱实验200
实验三十一原子力显微镜（AFM）观察光栅表面形貌204
实验三十二扫描隧道显微镜（STM）观察光栅表面形貌209
实验三十三低温巨磁阻效应实验213
实验三十四真空镀膜系列实验217
（一）真空技术及蒸发镀膜217
（二）离子溅射镀膜224
（三）真空的获得与真空镀膜227
（二）设计性实验241
实验三十五亥姆霍兹线圈磁场分布规律的研究241
实验三十六利用硅光电池测量高锰酸钾浓度与透射率关系242
实验三十七均匀毫特斯拉级弱磁场的建立及其直接测量243
实验三十八光电二极管伏安特性的计算机数据采集245
实验三十九磁性材料居里温度计算机数据采集246
实验四十RC电路暂稳态的研究248
实验四十一薄膜制备技术及性能测试249
实验四十二坡莫合金磁阻传感器特性研究和应用250
实验四十三PN结物理特性的测量252
实验四十四模拟电冰箱制冷系数的测量254
实验四十五硅光电池特性的研究256
附录不确定度和数据处理基础知识257
附录A测量与误差257
附录B测量的不确定度和测量结果的表示259
附录C有效数字及其运算规则265
附录D数据处理的基本方法267
参考文献273

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Ⅱ》，共编入45个实验项目：一部分为经典的基础实验项目；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，内容以光学、热学、电磁学及应用性项目为主。本书在结构上将实验项目按其性质划分为三个层次：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；第三层次为近代物理实验和设计与创新性物理实验项目。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