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绪论1

第1章 测量误差与数据处理5

1.1 测量5

1.1.1 测量的定义5

1.1.2 直接测量和间接测量5

1.1.3 基本单位和导出单位6

1.1.4 误差与误差分析6

1.1.5 测量不确定度9

1.2 有效数字13

1.2.1 有效数字和仪器读数规则13

1.2.2 有效数字的运算及修约规则15

1.3 数据处理的常用方法17

1.3.1 列表法17

1.3.2 作图法17

1.3.3 逐差法19

1.3.4 最小二乘法和一元线性回归20

1.4 物理实验的基本方法21

1.4.1 比较法21

1.4.2 放大法21

1.4.3 补偿法22

1.4.4 转换法22

1.4.5 模拟法23

第2章 基本实验仪器的使用和操作方法25

2.1 力学、热学实验常用仪器25

2.2 电磁学实验常用仪器32

2.3 光学实验常用仪器36

2.4 基本操作方法39

第3章 基础性实验42

3.1 长度的测量42

3.2 密度的测量47

〈拓展〉49

比重瓶法测量液体的密度49

比重瓶法测量固体小颗粒的密度50

用定容瓶测空气的密度50

3.3 转动惯量的测量50

〈拓展〉56

三线摆法测转动惯量56

扭摆法测转动惯量57

3.4 弹性模量的测定57

3.4.1 弯梁法测量金属材料的弹性模量57

3.4.2 拉伸法测量金属材料弹性模量61

〈拓展〉64

动态悬挂法测弹性模量64

迈克耳孙干涉仪法测弹性模量64

3.5 测金属丝的线膨胀系数65

〈拓展〉67

光杠杆法测线膨胀系数67

迈克耳孙干涉仪法测线膨胀系数67

3.6 金属电阻温度系数的测定68

〈拓展〉70

3.7 PN结正向压降与温度关系的研究和应用71

3.8 分光计的调整与使用74

〈拓展〉79

分光计的调节技巧79

3.9 用分光计测折射率81

3.10 牛顿环83

〈拓展〉86

操作技巧86

3.11 电表的改装与校准87

〈拓展〉91

改装微安表为欧姆表91

3.12 电阻的伏安特性研究92

3.13 多用表的使用96

3.14 箱式电桥测电阻101

3.15 静电场的描绘106

〈拓展〉110

3.16 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线111

3.17 示波器的调整与使用115

第4章 综合性实验129

4.1 声速测定129

〈拓展〉137

利用超声波测量声速137

超声光栅测定液体中的声速137

用昆特管测量超声波的速度138

4.2 压力传感器特性研究及其应用139

4.3 液体表面张力系数的测量142

〈拓展〉144

毛细管法测液体表面张力系数144

焦利氏秤法测液体表面张力系数144

4.4 太阳能电池基本特性测定145

4.5 用分光计测光栅常数和波长147

4.6 光电效应法测定普朗克常量151

4.7 密立根油滴实验测量电子电荷156

4.8 弗兰克-赫兹实验161

4.9 霍尔效应测磁场165

4.10 电阻特性的研究167

4.10.1 热敏电阻温度特性的研究167

4.10.2 光敏电阻的光电特性研究169

4.11 数字万用表实验170

4.12 电子秤的设计与制作178

第5章 设计性研究性实验182

5.1 设计性研究性实验的性质和任务182

5.1.1 设计性研究性实验概述182

5.1.2 设计性研究性实验的实施程序182

5.2 实验方案的选择183

5.2.1 实验方法的选择183

5.2.2 测量方法的选择183

5.2.3 测量仪器的选择与配套184

5.2.4 测量条件的选择185

5.2.5 数据处理方法的选择186

5.2.6 设计性研究性实验的要求187

5.3 重力加速度的测定187

〈提示〉188

方法1 单摆法188

方法2 自由落体法188

方法3 气垫导轨法189

5.4 不规则固体密度的测定189

5.5 电表内阻的测定190

〈提示〉190

方法1 伏安法190

方法2 惠斯通电桥法190

方法3 电桥伏安法190

方法4 补偿法测电压191

方法5 补偿法测电阻191

5.6 望远镜与显微镜的组装192

5.7 简谐振动的研究194

5.8 滑动变阻器的使用与电器控制196

5.9 万用电表的设计200

5.10 测定物体折射率206

〈提示〉206

方法1 最小偏向角法206

方法2 牛顿环干涉法207

5.11 纺织品介电常数的测定208

5.12 电阻温度计的设计210

第6章 演示实验212

6.1 电磁炮212

6.2 避雷针212

6.3 伯努利悬浮球213

6.4 磁悬浮球214

6.5 弹性碰撞球214

6.6 电风转筒演示215

6.7 电介质磁化216

6.8 亥姆霍兹线圈演示仪217

6.9 静电屏蔽笼218

6.10 静电植绒218

6.11 茹科夫斯基转椅219

6.12 雅各布天梯220

6.13 锥体上滚221

6.14 能量转换轮221

6.15 台式皂膜222

6.16 手触电池223

6.17 静电跳球223

6.18 角动量守恒转台224

6.19 双向翻转伽尔顿板225

6.20 洛伦兹力226

6.21 直升飞机演示226

6.22 昆特管227

6.23 人造火焰228

附录229

附录A 物理学家简介229

附录B 国际单位制的基本单位242

附录C 常用物理参数243

参考文献246