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第一篇 实验理论与基础知识1

第1章 测量误差2

1.1测量与误差2

1.1.1测量及分类2

1.1.2误差及分类3

1.1.3精密度、正确度和准确度4

1.2误差处理4

1.2.1随机误差4

1.2.2仪器误差6

1.3测量不确定度6

1.3.1测量不确定度的分类6

1.3.2标准不确定度7

1.3.3扩展不确定度9

1.3.4不确定度与测量误差9

1.3.5不确定度分析在实验设计中的作用11

1.4实验数据的有效位数12

1.4.1有效位数的概念12

1.4.2修约规则12

1.4.3原始数据的有效位数13

1.4.4运算过程中的有效位数13

第2章 数据处理14

2.1常用的数据处理方法14

2.1.1列表法14

2.1.2作图法15

2.1.3最小二乘法16

2.1.4逐差法19

2.2用Excel软件处理实验数据21

2.3用Origin软件绘制实验图表23

第3章 物理实验基本测量方法28

3.1比较法28

3.1.1直接比较法29

3.1.2间接比较法29

3.2放大法29

3.2.1累积放大法29

3.2.2机械放大法30

3.2.3电学放大法30

3.2.4光学放大法30

3.3转换法30

3.3.1不可测量的转换30

3.3.2不易测准量的转换31

3.4模拟法31

3.4.1物理模拟31

3.4.2类比模拟31

3.5平衡法31

3.6补偿法32

3.6.1补偿法用于测量32

3.6.2补偿法用于修正系统误差32

3.7干涉、衍射法32

第4章 物理实验基本器具使用33

4.1长度测量基本器具33

实验1 测量物体的几何尺寸33

4.2质量测量基本39

实验2 固体与液体密度的测定39

4.3时间测量基本器具43

实验3 单摆的研究44

4.4温度测量基本器具47

实验4 用热敏电阻测量温度47

实验5 PN结正向压降的温度特性51

4.5电学实验常用器具59

实验6 二极管伏安特性的测试59

实验7 万用表的使用60

4.6光学实验常用器具62

实验8 薄透镜焦距的测定62

实验9 分光计的调节和应用65

4.7示波器的使用68

实验10 示波器的使用68

第二篇 基础性、综合性实验72

第5章 力学实验73

实验1 长度测量73

实验2 固体和液体密度的测定77

实验3 惯性秤实验81

实验4 牛顿第二定律的验证84

实验5 动量守恒定律的验证89

实验6 杨氏弹性模量的测定92

实验7 刚体转动的测定95

实验8 声速的测定98

实验9 弦振动的研究101

实验10 固体转动惯量的测定（扭摆法）103

实验11 刚体转动惯量的测定（三线摆法）109

实验12 杨氏弹性模量的测定（弯曲法）113

实验13 气垫导轨上滑块的简谐振动117

第6章 热学实验124

实验1 空气比热容比的测定125

实验2 测定固体比热容130

实验3 液体比热容的测定133

实验4 气体三定律与气态方程的验证实验135

实验5 冰的溶解热的测定138

实验6 水的汽化热的测定142

实验7 沸点与压强关系的研究144

实验8 导热系数的测定147

实验9 （a）液体表面张力系数的测定（用拉脱法）154

实验9 （b）液体表面张力系数的测定（用毛细管法）157

实验10 热功当量的测定160

实验11 液体粘滞系数的测定164

实验12 真空的获得与测量168

第7章 电磁学实验174

实验1 静电场的描绘174

实验2 电学元件的伏安特性测量181

实验3 电表改装与校准190

实验4 密立根油滴实验199

实验5 电子束聚集实验207

实验6 电子束的偏转实验215

实验7 电子荷质比测量222

实验8 灵敏电流计特性的研究231

实验9 磁场的描绘237

实验10 霍耳效应243

实验11 RLC电路暂态特性研究253

实验12 RLC串联电路稳态特性研究261

实验13 冲击电流计测螺线管内轴线上磁场的分布268

实验14 用冲击电流计测电容及高电阻275

实验15 铁磁材料磁化特性研究280

第8章 光学实验286

实验1 薄透镜特性的研究286

实验2 光具组基点的测定292

实验3 分光计的调节及棱镜玻璃折射率的测定295

实验4 望远镜和显微镜实验301

实验5 用小型棱镜射谱仪测定光波波长304

实验6 用牛顿干涉测透镜折射率311

实验7 偏振现象的观测与分析317

实验8 利用光电效应测定普朗克常量322

实验9 迈克尔逊干涉仪的调节和使用325

实验10 法布里——珀罗标准具实验330

实验11 单缝衍射相对光强分布实验333

实验12 单缝衍射光强分布和缝宽测定338

实验13 用掠入法测定透明介质的折射率341

实验14 激光多普勒效应演示仪344

实验15 光速的测定345

实验16 全息照相352

第三篇 设计性、研究性实验357

第9章 设计性、研究性实验361

实验1 金属线胀系数的测定361

实验2 音频信号光纤传输实验365

实验3 光敏电阻特性测定及其应用372

实验4 液体密度的实时测量377

实验5 直流非平衡电桥研究380

实验6 全息位相光栅的研究与制作385

实验7 热敏电阻温度特性研究与热敏温度计的设计390

实验8 硅光电池特性研究395

实验9 低电阻的测量400

实验10 万用表的设计与制作403

实验11 金属电子逸出功的测定408

实验12 用传感器测量杨氏模量413

实验13 迈克耳孙干涉仪的深入研究417

实验14 测量音叉的固有频率418

实验15 简谐振动规律的研究419

实验16 研究磁阻尼和测量动摩擦系数420

实验17 利用惠斯通电桥原理测量电流表内阻421

实验18 整流器的设计与制作422

实验19 测定电表的内阻423

实验20 组装显微镜与望远镜423

实验21 用激光显示李萨如图形424

实验22 计算机在测量导热系数实验中的应用425

实验23 用CCD光强分布测量系统研究衍射光强分布426

实验24 地磁场的测量427

实验25 霍尔传感器的输出特性及弹簧振子的运动规律428

实验26 压电陶瓷电致伸缩系数的测量429

第四篇 计算机辅助与计算机模拟物理实验430

第10章 计算机辅助物理实验与计算机模拟物理实验431

10.1概述431

10.2实验实例432

实验1 MATLAB在物理实验中的应用432

实验2 磁感应强度仿真实验438

附录442

附录1 世界十大物理实验442

附录2 中华人民共和国法定计量单位444

附录3 基本物理量值447

附录4 国际单位制（SI）448

附录5 常用物理数据449