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绪论1

第一章 物理实验基本知识3

1.1 观察与分析3

1.2 测量及其误差4

1.2.1 量、测量和单位4

1.2.2 直接测量与间接测量5

1.2.3 测量误差及其分类5

1.2.4 系统误差5

1.2.5 随机误差7

1.3 测量结果的最佳值与随机误差的估算7

1.3.1 随机误差的统计规律7

1.3.2 测量结果的最佳值—算术平均值8

1.3.3 随机误差的表示法8

1.3.4 随机误差的估算10

1.3.5 平均值的标准误差10

1.4 仪器误差11

1.4.1 仪器的最大误差11

1.4.2 仪器的标准误差12

1.5 间接测量的误差传递12

1.5.1 误差的一般传递公式13

1.5.2 标准误差的传递公式13

1.5.3 有限次测量的间接测量标准误差14

1.6 不确定度15

1.6.1 不确定度15

1.6.2 不确定度的简化估算方法15

1.6.3 合成不确定度16

1.6.4 测量结果有效数字取舍原则16

1.7 有效数字及其运算18

1.7.1 有效数字的概念18

1.7.2 有效数字运算规则19

1.8 测量和数据处理程序21

1.8.1 直接测量及其数据处理的程序21

1.8.2 间接测量及其数据处理的程序21

1.9 数据处理的基本方法22

1.9.1 列表法22

1.9.2 图示法和图解法23

1.9.3 逐差法28

1.9.4 最小二乘法和线性拟合29

第二章 物理实验基本训练32

2.1 物理实验的基本测量方法32

2.1.1 比较法32

2.1.2 放大法34

2.1.3 转换测量法36

2.1.4 模拟法37

2.2 物理实验的基本仪器37

2.2.1 力学基本仪器38

2.2.2 电学基本仪器42

2.2.3 光学基本仪器50

2.3 物理实验中的基本调整与操作技术56

2.3.1 零位调整56

2.3.2 水平、竖直调整57

2.3.3 消除视差57

2.3.4 共轴调整59

2.3.5 逐次逼近法59

2.3.6 先定性、后定量原则59

2.3.7 电学实验的操作规程60

2.3.8 光学实验的操作要点60

2.4 微机与微型计算器在物理实验中的应用61

实验1 用单摆测量重力加速度64

实验2 微小长度变化的测量—光杠杆镜尺法68

实习1 金属的杨氏模量的测量68

实习2 金属线膨胀率的测量72

实验3 电桥法测中、低值电阻75

实验4 补偿原理和电势差计83

附录4-1 分压箱、标准电池及UJ1型电势差计88

实验5 光路调整和透镜焦距测量91

实验6 分光计98

附录6-1 棱镜材料折射率与最小偏向角关系式证明105

附录6-2 几种型号分光计调节过程中的光学现象比较106

实验7 气垫技术109

实习1 速度、加速度和重力加速度的测量109

实习2 碰撞实验—验证动量守恒定律115

附录7-1 两种型号数字计时（测试）仪118

实验8 液体表面张力系数的测量120

实验9 转动惯量的测量125

实习1 三线摆125

实习2 扭摆129

实验10 静电场测绘132

实验11 灵敏电流计特性研究137

实验12 电表改装与校正142

第三章 物理实验基本技术146

3.1 非电量电测技术146

3.1.1 热电转换技术147

3.1.2 力电转换技术150

3.1.3 光电转换技术150

3.2 测磁技术154

3.2.1 冲击法154

3.2.2 感应法157

3.2.3 霍尔效应法158

3.2.4 核磁共振法160

3.3 电学测量动态显示技术161

3.3.1 阴极射线示波器161

3.3.2 电子电势差计162

3.3.3 x-y函数记录仪162

3.4 光学测量基本技术163

3.4.1 干涉测量技术164

3.4.2 衍射测量技术166

3.4.3 偏振测量技术167

3.5 照相和暗室技术170

实验13 阴极射线示波器172

附录13-1 几种型号示波器面板图181

附录13-2 几种型号信号发生器面板图182

实验14 冲击法测磁场—互感系数的测量184

实验15 霍尔法测磁场187

实习1 通电螺线管内磁场分布的测量187

实习2 铁磁质材料的磁化曲线和磁滞回线测量189

附录15-1 霍尔效应中的副效应及其消除法193

实验16 非电量电测（一）—温度电测法194

实习1 电阻温度计与不平衡电桥194

实习2 热电偶标定与测温195

附录16-1 铜电阻的阻值与温度关系表198

实验17 光的干涉—牛顿环199

实验18 衍射光栅203

实习1 汞光谱波长测量203

实习2 氢原子光谱研究205

实验19 单缝衍射的光强分布207

实验20 光的偏振211

实验21 光电效应217

实验22 太阳能电池伏安特性的测量221

实验23 用波尔共振仪研究受迫振动225

实验24 非电量电测（二）—声速测量232

实验25 金属逸出电势的测定237

实验26 元电荷测定—密立根油滴实验241

实验27 迈克耳孙干涉仪247

附录27-1 干涉条纹图样与时间相干性251

实验28 照相技术254

实习1 黑白照相254

实习2 数码摄影259

附录28-1 底片种类与性能指标263

附录28-2 常用的显影液和定影液的配方265

附录28-3 照相纸的选择266

附录28-4 彩色基本知识267

实验29 传感器的应用—位移量测量组合实验268

实习1 光纤传感器269

实习2 霍尔式传感器271

实习3 电涡流式传感器271

实习4 电容式传感器272

实习5 电阻应变片传感器273

实验30 全息照相276

实习1 激光再现全息照相276

实习2 白光再现全息照相280

实验31 验证快速电子的动量与动能的相对论关系284

实验32 扫描隧穿显微镜290

第四章 设计性实验296

4.1 设计性实验的性质与任务296

4.1.1 科学实验的全过程296

4.1.2 设计性实验的特点297

4.2 处理系统误差的一般知识297

4.2.1 系统误差的分类297

4.2.2 系统误差的处理299

4.3 实验方案的选择和实验仪器的配套302

4.3.1 实验方法的选择302

4.3.2 测量方法的选择303

4.3.3 测量仪器的选择304

4.3.4 测量条件的选择305

4.3.5 数据处理方法与实验方案的选择306

4.3.6 实验仪器的配套308

实验33 误差分配和实验仪器的选择310

实验34 重力加速度的研究312

实验35 简谐振动的研究314

实验36 落球法测定液体的黏度316

实验37 变阻器的使用与电路控制319

实验38 电势差计校准电表和测定电阻324

实验39 非线性电阻特性研究326

实验40 动态物理过程的实时测量328

实验41 动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量333

附录41-1 圆棒横振动杨氏横量测量式证明334

实验42 硅光电池特性的研究337

实验43 光栅特性的研究340

实验44 组装迈克耳孙干涉仪342

实验45 熵的测定345

实验46 非线性电路中的混沌现象348

总附录351

1.中华人民共和国法定计量单位351

2.一些常用的物理常量354