定 价：49 元
丛书名：国家级物理实验教学示范中心教学丛书中山大学物理学实验系列丛书
- 作者：沈韩主编
- 出版时间：2015/2/1
- ISBN：9787030433114
- 出 版 社：科学出版社
- 中图法分类：O4-33
- 页码：380
- 纸张：胶版纸
- 版次：1
- 开本：16K
《国家级物理实验教学示范中心教学丛书·中山大学物理学实验系列丛书：基础物理实验》按照高等院校本科物理实验教学的要求，分为三篇共11章，系统介绍了物理实验的基本要求，物理实验数据的基本处理方法和不确定度的分析方法，并介绍了力学、热学、电磁学、光学等多种基本物理量的测量和控制方法，以及多种物理实验室常用仪器的使用方法根据教学需要设置了29个实验项目，在基础物理实验课程中较全面地引入数字化、智能化和虚拟化的测控仪器。
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目录
前言
第一篇 绪论
第1章 基础物理实验课程的教学目的和要求 3
1.1 基础物理实验课程的定位 3
1.1.1 基础物理实验课程的定位和教学内容 3
1.1.2 基础物理实验课程的教学要求 3
1.2 基础物理实验课程的教学环节和要求 4
1.2.1 一个完整科学实验需经历的基本环节 4
1.2.2 物理教学实验的分类 4
1.2.3 基础物理实验三个层次实验的教学目的和重点 6
1.2.4 基础物理实验课程教学安排 7
第2章 实验测量、误差和不确定度 11
2.1 物理量的测量 11
2.1.1 何为测量 11
2.1.2 基本物理量计量标准 11
2.1.3 测量仪器的校准 11
2.1.4 测量的分类 12
2.2 测量误差 12
2.2.1 测量误差的定义 12
2.2.2 误差的分类 13
2.2.3 准确度、精密度 14
2.3 随机误差 15
2.3.1 随机误差分布规律 15
2.3.2 随机误差的计算方法及实例 17
2.3.3 有效数字 21
2.3.4 测量仪器的准确度等级和误差 24
2.4 系统误差 25
2.4.1 系统误差的来源及确定方法 25
2.4.2 消除或减小系统误差的方法 25
2.5 测量结果的不确定度 27
2.5.1 不确定度概念的由来 27
2.5.2 不确定度的概念和分类 27
2.5.3 考虑自由度时不确定度的评定 28
2.5.4 不考虑自由度时不确定度的评定 34
第3章 实验数据的处理与表达 36
3.1 列表法和作图法 36
3.1.1 列表法 36
3.1.2 作图法和图算法 37
3.2 线性化数据处理方法 43
3.2.1 最小二乘法 43
3.2.2 零偏差法 45
3.2.3 回归测量的平差 46
3.2.4 小范围的线性化 47
3.2.5 大范围的线性化和图算法 47
3.3 经验方程 47
3.3.1 线型选择 48
3.3.2 单调线型 49
3.3.3 起伏线型 49
3.3.4 扭结线型和波包（钟形）线型 50
3.3.5 组合线型 51
3.3.6 数学在物理实验中的重要性 51
3.4 用计算机处理实验数据 52
3.4.1 通用数据处理软件 52
3.4.2 数学软件 53
3.4.3 编程语言 55
第4章 电磁学实验基础知识及测控设备 61
4.1 电源 61
4.1.1 电池 62
4.1.2 直流电源 65
4.1.3 直流高压源 67
4.1.4 电容（大电流） 68
4.1.5 调压器 69
4.2 信号发生器 69
4.2.1 交流信号相关参数 69
4.2.2 信号发生器 71
4.3 常用电学测量仪器 72
4.3.1 数字万用表 72
4.3.2 交流毫伏表 74
4.3.3 高压表 74
4.3.4 微电流表 76
4.3.5 电荷计 77
4.3.6 高阻表 78
4.3.7 低阻表 78
4.3.B 电桥 79
4.3.9 示披器 82
4.4 其他常用电学实验装置 88
4.4.1 电路实验板 88
4.4.2 滑线变阻器 90
4.4.3 电阻箱和标准电阻 91
4.4.4 电容箱和标准电容 92
4.4.5 电感箱和标准电感 92
4.5 电学实验常用符号 93
4.6 常用磁学实验装置 94
4.6.1 磁场的表征参数 94
4.6.2 磁场的获得 95
4.6.3 磁场的测量 97
4.7 电磁学实验安全注意事项 98
第5章 力学实验基础知识及测控设备 100
5.1 长度测量仪器 100
5.1.1 望远镜 100
5.1.2 激光测距仪 100
5.1.3 钱纹尺 101
5.1.4 游标卡尺 101
5.1.5 螺旋测徽计 103
5.1.6 千分表 104
5.1.7 光学显微测量 105
5.1.B 光杠杆 107
5.1.9 测厚仪 108
5.1.10 其他长度测量设备 109
5.2 重量和质量测量仪器 110
5.2.1 弹簧秤 110
5.2.2 机械天平 110
5.2.3 电子天平 111
5.3 时间测量仪器 113
5.3.1 秒表 113
5.3.2 光电门 113
5.3.3 高速摄像机 114
5.4 角度测量仪器 114
5.4.1 转动传感器 114
5.4.2 转速计 115
5.4.3 分光计 115
第6章 热学实验基础知识及测控设备 121
6.1 温标 121
6.2 温度计 123
6.2.1 玻璃捧式液体温度计 124
6.2.2 贝克曼温度计 125
6.2.3 热电偶温度计 126
6.2.4 pn 结温度计 129
6.2.5 固体电阻温度计 129
6.2.6 石英晶体温度计 130
6.2.7 集成电路温度计 130
6.2.8 非接触式温度计 131
6.3 温度控制 133
6.3.1 杜瓦瓶 134
6.3.2 恒沮液体浴 134
6.3.3 恒温金属浴 136
6.3.4 磁力搅拌器 136
6.3.5 电热套 137
6.3.6 半导体制冷 137
第7章 光学实验基础知识及测控设备 138
7.1 光学基本物理量和单位 139
7.1.1 辐射度学参数 139
7.1.2 光度学参数 140
7.1.3 光谱学参数 141
7.1.4 其他光学常用参数 143
7.2 光源 144
7.2.1 光源的分类 144
7.2.2 连续谱光源 145
7.2.3 线状谱光摞（光谱灯） 147
72.4 单色光源 148
7.2.5 光纤搞合光源 150
7.3 光学元件 150
7.3.1 光阑 151
7.3.2 滤光片 153
7.3.3 反射镜 154
7.3.4 透镜 155
7.3.5 棱镜 157
7.3.6 偏振元件 159
7.3.7 常见光学系统 160
7.4 光检测设备 162
7.4.1 光传感器 162
7.4.2 光检测仪器和设备 166
7.5 光学平台及调节附件 167
7.5.1 属座及工作台 168
7.5.2 接杆和支杆 172
7.5.3 调节架 173
7.6 光学实验安全注意事项 179
7.6.1 光学元件的正确使用与维护 179
7.6.2 光学实验的操作规则 180
第8章 传感器及通用物理实验平台 181
8.1 传感器及数据采集器 181
8.1.1 传感器的基本结构 181
8.1.2 传感器的种类 182
8.1.3 传感器的基本特性 183
8.1.4 传感器实验系统 184
8.2 通用物理实验平台 184
8.2.1 SW850物理实验系统构成 184
8.2.2 SW850物理实验系统使用方法 185
8.2.3 Capstone软件的视频分析功能 189
8.3 基于虚拟仪器的物理实验平台 191
8.3.1 虚拟仪器 191
8.3.2 虚拟仪器技术简介 192
8.3.3 LabVIEW简介 193
8.3.4 NI myDAQ和NI ELVlS实验教学平台 195
第9章 基础物理实验（Ⅰ）201
实验A1 长度、重量、密度的测量及不确定度分析 201
实验A2 用力敏传感器测液体表面张力系数 202
实验A3 巨磁电阻效应实验 205
实验A4 温度传感器温度特性的测量 213
实验A5 用示波器测量交流信号的基本参数 216
实验A6 交流信号的频谱及常用电子元器件的I-V特性 220
实验A7 迈克耳孙干涉及应用（激光干涉) 224
实验A8 液体折射率的测量 229
实验A9 光栅常数及光波波长的测量 233
实验A10 薄透镜焦距的测量 236
实验All 透镜组基本参数的测量 241
实验A12 自组双透镜光学系统 245
第10章 基础物理实验（Ⅱ) 252
实验B1 光电效应实验 252
实验B2 不良导体热传导率的测量（准稳态法) 258
实验B3 玻尔振动基础实验 264
实验B4 基于转动传感器的玻尔振动综合实验 268
实验B5 RLC 串联电路交流稳态和谐振特性 271
实验B6 用交流电桥测电感电容 276
实验B7 表面等离子激元共振（SPR) 实验 280
实验B8 椭圆偏振测薄膜厚度 284
实验B9 迈克耳孙干涉及应用（白光干涉) 290
实验B10 单缝衍射相对光强分布 292
实验Bll 圆孔衍射实验 297
第11章 基础物理实验（Ⅲ) 302
实验C1 电子电荷的确定一一密立根油滴实验 302
实验C2 原子定态能级的观测一一弗兰克-赫兹实验 310
实验C3 原子的发射和吸收光谱 318
实验C4 基于LabVIEW的虚拟仪器技术 328
实验C5 壁间滤波和光信息处理基础实验 332
实验C6 光纤光学基础实验 340
参考文献 350
附录 351
附录A 预习报告与数据记录范例 351
附录B 实验报告范例 353
附录C t分布在不同置信概率p与自由度v下的tp值 360
附录D 实验室常用参数表 361
《国家级物理实验教学示范中心教学丛书·中山大学物理学实验系列丛书：基础物理实验》：
第一篇 绪论
第1章 基础物理实验课程的教学目的和要求
1.1 基础物理实验课程的定位
1.1.1 基础物理实验课程的定位和教学内容
物理学是研究物质的基本结构，基本运动形式，相互作用及其转化规律的自然科学.它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的各个方面，是其他自然科学和工程技术的基础.物理学本质上是一门实验科学，物理实验是物理学的基础.人们借助于一定的测量仪器，运用一定的测量方法，通过实验来探索各种物理量之间的数量关系，再运用推理的方法，发现变化规律，建立物理理论.新理论要不断接受科学和生产实践的检验，当发现新的观测结果与现有物理理论相矛盾时，人们就以新的观点重新审查原有的理论，根据实验结果界定原有理论的适用范围，并通过实验建立更加完善的理论和定律.在过去人类探索自然的漫长岁月中，物理学就是经过不断反复的“实践—理论—实践”的过程才发展到今天的水平.毫无疑义，物理学今后仍将经历无数次这样的“实践—理论—实践”的过程.所以，物理实验既是物理学发展的基础，又是研究物理学的基本手段。
基础物理实验（也称为普通物理实验，大学物理实验）涵盖了力学，热学，电磁学，光学和原子物理学的重要内容，与大学物理理论课程紧密结合，是许多理，工，农，医科学生在本科阶段最早接触的必修实验课之一.基础物理实验是学生从高中阶段的“应试学习”向本科阶段的“研究学习”过渡的重要课程，在培养学生的科学实验能力和科学素质，严谨的治学态度，辩证唯物主义的世界观，活跃的创新意识，理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程较难替代的作用。
1.1.2基础物理实验课程的教学要求
经过长期的发展和完善，实验物理已形成了自己独立的内容体系.学生通过实验物理课的学习，将学到很多物理理论课上不能学到的实验知识，方法和技能.物理实验的重要性使它成为一门独立开设的基础课，基础物理实验是实验物理系列课程中的第一门课程.学生通过独立完成一定数量的实验，学习物理实验的一般规律，掌握物理实验的基本知识，基本技能和基本方法.物理类专业的学生将通过基础物理实验的学习，为后续的近代物理实验和各种专业实验课程打下良好基础.由于以物理学为基础的现代测量方法已广泛应用于自然科学的各个领域，对于非物理类专业的学生来说，基础物理实验对于在他们各自的学习和研究领域中提高运用现代测量手段的能力无疑是十分重要的.为实现上述教学目的，基础物理实验课程的教学要求是：
（1） 掌握测量误差和不确定度的基本知识和评估方法，包括直接测量和间接测量的误差以及不确定度的评估方法，能分析测量误差和不确定度的来源及大小并作出正确估计，对实验结果的可靠程度和存在问题作出判断，对提高实验结果可靠程度的可能途径提出建议。
（2） 具有正确处理实验数据的基本能力，包括有效数字的运算法则，列表法，作图法，最小二乘法以及应用计算机通用软件处理实验数据的基本方法.
（3） 掌握基本物理量的测量和控制方法及技术，如长度，质量，时间，温度，电流，电压，磁感应强度，发光强度，电子电荷，普朗克常量等常用物理量及物性参数的测控，并注意加强传感器技术，数字化测量技术和计算机技术在物理实验教学中的应用。
（4） 掌握实验室常用仪器和设备的使用方法，学会正确装配，调整，标定和操作仪器和设备的一般规律，进而学会根据要求设计和制定简单的实验方案，选择仪器设备，进行实验，并能排除实验中出现的小故障。
（5） 了解并逐步掌握常用的物理实验方法和实验操作技术，如比较法，转换法，放大法，模拟法，补偿法，平衡法，干涉法，衍射法以及近代科学研究和工程技术中广泛应用的其他方法.掌握零位调节，水平/铅直调节，光路的共轴调节，消视察调节，逐次逼近调节等实验调节方法。
（6） 通过预习报告和正式实验报告的书写，了解科学文献的写作要求和图表的制作方法，学会用科学的语言描述实验目的，实验过程，实验现象和实验结果，为今后科学论文的写作打下基础。
……
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