本書是為獨立開設大學物理實驗課程的普通高等院校非物理專業學生編寫的教材。全書共分15部分內容,包括測量結果的判定與數據處理方法、信號發生器與示波器的使用、長度測量、速度測量、電阻測量、角度測量、電路設計、光學設計、混沌原理及應用、傳感器專題、新能源專題、材料專題、通信專題、聲學專題、虛擬實驗專題等內容。每個實驗包括實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗內容、數據處理、注意事項、思考題等內容。本書可作為高等院校各專業的大學物理實驗課程的教材或參考書。
1、專題化教學模式基礎物理實驗中心注重學生基本知識,基本方法和基本技能的訓練,著重培養學生發現、分析和解決物理問題的能力。我們將打破普通物理實驗中力、熱、聲、光、電之間的界限以及普通物理和近代物理之間的界限,以實踐能力的培養為主線重構實驗內容以及教學體系,采用專題化教學模式,讓學生由淺入深對一個問題進行剖析。2、“虛”“實”結合的實驗教學體系計算機技術的快速發展,虛擬物理實驗的出現對傳統物理實驗產生了巨大的沖擊,虛擬物理實驗在虛擬實驗開發、實驗數據采集和分析等方面表現出了優越性。因此,有必要對傳統物理實驗和虛擬物理實驗進行有機結合,在不影響學習實踐能力培養的基礎上大膽引入虛擬物理實驗,對原有的實驗項目進行虛擬物理的改造。3、將物理學和現代科技的新成果、新技術與新方法引入物理實驗教材科學技術迅速發展,許多與物理學相關的新成果、新技術與新方法不斷涌現,為了讓學生了解和掌握現代科學技術,應當把這些知識納入物理實驗教材中。
目 錄
第一章 測量結果的判定與數據處理方法 1
第一節 測量 1
第二節 誤差 2
第三節 測量結果的不確定度 4
第四節 常用的數據處理方法 7
第五節 基于Excel軟件處理物理實驗數據 11
第二章 信號發生器與示波器的使用 18
第一節 任意波形發生器的使用 18
第二節 雙蹤示波器的使用 22
第三章 長度測量專題 31
實驗一 游標卡尺和螺旋測微器的使用 32 目 錄
第一章 測量結果的判定與數據處理方法 1
第一節 測量 1
第二節 誤差 2
第三節 測量結果的不確定度 4
第四節 常用的數據處理方法 7
第五節 基于Excel軟件處理物理實驗數據 11
第二章 信號發生器與示波器的使用 18
第一節 任意波形發生器的使用 18
第二節 雙蹤示波器的使用 22
第三章 長度測量專題 31
實驗一 游標卡尺和螺旋測微器的使用 32
實驗二 光的干涉法測光波波長 33
實驗三 光的干涉法測平凸透鏡的球面半徑 36
實驗四 單透鏡焦距的測定 38
第四章 速度測量方法專題 42
實驗一 磁懸浮導軌測量運動物體的速度 43
實驗二 聲速的多途徑測量 46
實驗三 超聲波在液體中的相速與群速的測量 51
第五章 電阻測量專題 54
實驗一 伏安法測電阻值和元件伏安特性的測量 55
實驗二 惠斯通電橋測電阻 60
實驗三 研究非平衡電橋的工作特性 62
第六章 角度測量專題——分光計的調整和應用 63
實驗一 分光計的調整 63
實驗二 分光計的應用 67
第七章 電路設計專題 71
實驗一 電路元件伏安特性的測繪及電源外特性的測量 72
實驗二 RLC電路特性的研究 76
實驗三 整流、濾波和穩壓電路特性研究 84
第八章 光學設計專題實驗 89
實驗一 單縫衍射實驗 90
實驗二 夫瑯和費雙縫衍射 93
實驗三 光柵衍射(夫瑯和費多縫衍射) 96
實驗四 偏振實驗 97
實驗五 透鏡焦距的測量 101
第九章 混沌原理及應用專題 104
實驗一 混沌波形發生實驗 106
實驗二 混沌鍵控實驗 111
實驗三 混沌掩蓋與解密實驗 113
第十章 傳感器專題實驗 117
實驗一 金屬箔式應變片性能——單臂電橋 118
實驗二 金屬箔式應變片——交流全橋 119
實驗三 差動變壓器(互感式)的性能 120
實驗四 霍爾式傳感器的應用——電子秤 121
第十一章 新能源專題 126
實驗一 太陽能電池特性測試 128
實驗二 燃料電池特性測試 133
第十二章 材料專題 139
實驗一 動態法測量金屬楊氏模量 140
實驗二 金屬電子逸出功的測定 141
實驗三 材料導熱系數的測量 145
第十三章 通信專題實驗 150
實驗一 音頻信號光纖傳輸技術實驗 151
實驗二 激光監聽實驗 156
實驗三 水波通信實驗 159
實驗四 電磁波發射接收與趨膚效應 159
實驗五 雷達通信實驗 160
第十四章 聲學專題實驗 162
實驗一 全消聲室聲學測量實驗 163
實驗二 超聲定位和形貌成像實驗 167
實驗三 聲光調制和聲光偏轉實驗 173
第十五章 虛擬實驗專題 182
實驗一 LabVIEW編程環境與基本操作 182
實驗二 虛擬儀器函數發生器 188
實驗三 LabVIEW串口通信程序設計 192
實驗四 使用數據采集設備上的計數器 197
實驗五 電子溫度計 199
參考文獻 206