大学物理实验 第3版

本书依据教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会编制的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》（2023年版）编写而成。 全书分为“测量、不确定度评定与数据处理”“物理实验的基本训练”“基础性实验”“综合性实验”“设计性实验”及“研究性实验”6章，共71个备选实验。 本书贯彻“两性一度”要求，以培养高素质人才为目标，融入国内外高校物理实验教学先进理念和教学改革新经验、新成果，增加新一轮技术革命和新质生产力发展相关内容，提供“实验操作演示”“理论讲解视频”“物理思想与物理方法解析（思政提要）”以及“知识图谱”二维码链接，以期在帮助学生打牢实验基础、培养科学素养、增强创新意识、提高创新能力、树立正确的价值观等方面发挥更好的作用。 本书可作为普通高等院校理工科各专业的大学物理实验课程教材，也可供教师备课或学生学习参考。

高等院校教师

序 前言 绪论1 01物理实验的地位和作用1 02物理实验课的任务1 03物理实验课的基本教学环节2 031全开放式的实验教学模式2 032常规教学模式2 第1章测量、不确定度评定与数据 处理6 11测量6 111直接测量和间接测量6 112等精度测量7 113测量的精度、误差7 114仪器的精确度等级7 115物理量的单位8 12测量的不确定度9 121不确定度9 122不确定度的来源9 123不确定度的评定9 13有效数字22 131测量值的有效数字22 132直接测量量有效数字的读取23 133间接测量量有效数字的运算23 134估计值及不确定度有效数字的 取位规则25 14常用数据处理方法25 141列表法25 142作图法26 143最小二乘法29 144Origin软件在数据处理中的 应用32 15物理实验的基本方法36 151比较法36 152放大法37 153转换法38 154模拟法40 16物理思想与物理方法解析40 习题41 第2章物理实验的基本训练43 21基本物理量的测量43 211长度测量43 212质量测量47 213时间测量48 214电学量的测量48 215温度测量56 216发光强度测量57 22物理实验的基本调整和操作技术59 23基本操作练习61 231长度与体积的测量61 练习1游标卡尺测铜环体积62 练习2螺旋测微器测钢球体积62 练习3读数显微镜测圆孔面积63 232电学基本仪器使用64 24物理思想与物理方法解析66 第3章基础性实验68 实验31用三线摆法测量物体的转动 惯量68 实验32物体密度的测量75 实验33弦线上的驻波实验79 实验34水浴加热法测量金属线膨胀 系数84 实验35光杠杆法测量固体线膨胀系数88 实验36冷却法测量金属的比热容92 实验37空气比热容比的测定96 实验38电阻元件伏安特性的研究101 实验39平衡电桥与非平衡电桥特性的 研究105 实验310电位差计的原理和使用111 实验311示波器的使用117 实验312霍尔法测磁场122 实验313薄凸透镜焦距的测定128 实验314阿贝折射仪测定折射率和 色散133 实验315分光计的调节与使用139 实验316等厚干涉实验144 实验317偏振光的观测与研究151 第4章综合性实验157 实验41液体表面张力系数的测量157 实验42金属丝弹性模量的测定164 实验43超声速的测量170 实验44稳态平板法测量材料导热 系数177 实验45铁磁材料磁化曲线及居里点的 测定182 实验46RLC串联谐振电路特性的 研究188 实验47迈克耳孙干涉仪实验192 实验48迈克耳孙干涉仪测量气体 折射率197 实验49用分光计测三棱镜顶角和 折射率200 实验410衍射光栅的研究204 实验411液体旋光率的测定207 实验412菲涅耳双棱镜测量光的波长212 实验413阿贝成像空间滤波和θ调制216 实验414数值孔径和光纤分束器性质的 研究222 实验415音频信号光纤传输技术实验225 实验416光敏传感器的光电特性研究232 实验417光电效应实验240 实验418用密立根油滴仪测量电子 电荷249 实验419弗兰克赫兹实验254 实验420金属电子逸出功的测定261 第5章设计性实验266 51制定设计性实验方案的原则266 52设计举例270 53设计性实验选题271 531重力加速度的测定（自由 落体法）271 532重力加速度的测定（单摆、 凯特摆）275 533直流控制电路输出特性研究278 534电表的改装284 535LC串联电路测量电感287 536电容制作及固体材料介电常数的 测定289 537RC串联电路充放电特性研究291 538电子荷质比的测量296 539辉光放电等离子体电导率的 测定298 5310显微镜和望远镜的设计和 组装301 5311非线性相位调制假彩色编码304 5312非接触法测定透明液体 折射率308 *5313声波探伤310 *5314光纤310 *5315微弱磁场测量310 *5316热力学第二定律310 *5317热辐射311 *5318导电性311 *5319复杂结构的衍射与干涉311 *5320利用霍尔传感器设计实验 装置312 54物理思想与物理方法解析312 第6章研究性实验314 实验61玻璃材料的设计与制备314 实验62固相法合成上转换荧光粉及光谱 测量321 实验63液晶电光效应实验324 实验64燃烧产生OH自由基的光谱 实验331 实验65聚焦离子束系统虚拟仿真实验335 实验66固相法合成上转换荧光粉及 光谱测量虚拟仿真实验340 实验67大气压下电晕放电的产生与 伏安特性344 实验68低温等离子体参量的双探针诊断351 实验69电荷电压法测量介质阻挡放电 功率355 实验610长余辉发光材料的制备实验359 实验611太阳能光伏电池组的特性 研究362 实验612太阳能风光互补发电特性 研究369 实验613吸光度测定实验374 实验614真空蒸镀法制备薄膜381