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绪论 1

第1章 测量误差 4

1.1 测量与误差 4

1.1.1 测量及分类 4

1.1.2 误差及分类 5

1.1.3 精密度、正确度和准确度 6

1.2 误差处理 7

1.2.1 随机误差 7

1.2.2 仪器误差 13

1.3 测量不确定度 16

1.3.1 测量不确定度的分类 17

1.3.2 合成不确定度 19

1.3.3 扩展不确定度 20

1.3.4 直接测量不确定度的估算 20

1.3.5 间接测量不确定度的估算 23

1.3.6 微小标准差可忽略判据 27

1.3.7 不确定度分析在实验设计中的作用 27

1.4 实验数据的有效位数 28

1.4.1 有效位数的概念 29

1.4.2 修约规则 29

1.4.3 原始数据的有效位数 30

1.4.4 运算过程中的有效位数 31

1.4.5 测量不确定度的有效位数 31

第2章 数据处理 33

2.1 常用的数据处理方法 33

2.1.1 列表法 33

2.1.2 作图法 33

2.1.3 最小二乘法 36

2.1.4 逐差法 38

2.2 用Excel软件处理实验数据 39

2.3 用Origin软件绘制实验图表 42

实验A1 时间测量中随机误差的统计分布 44

第3章 物理实验基本测量方法 47

3.1 比较法 47

3.1.1 直接比较法 48

3.1.2 间接比较法 48

3.2 放大法 48

3.2.1 累积放大法 49

3.2.2 机械放大法 49

3.2.3 电学放大法 49

3.2.4 光学放大法 50

3.3 转换法 50

3.3.1 不可测量量的转换 50

3.3.2 不易测准量的转换 50

3.4 模拟法 51

3.4.1 物理模拟 51

3.4.2 类比模拟 51

3.5 平衡法 52

3.6 补偿法 52

3.6.1 补偿法用于测量 52

3.6.2 补偿法用于修正系统误差 52

3.7 干涉、衍射法 53

第4章 物理实验基本器具使用 54

4.1 长度测量基本器具 55

实验B1 测量物体的几何尺寸 60

4.2 质量测量基本器具 61

实验B2 固体与液体密度的测定 64

4.3 时间测量基本器具 68

实验B3 刚体转动惯量的测定 68

4.4 温度测量基本器具 74

实验B4 用热敏电阻测量温度 76

实验B5 pn结正向压降的温度特性 78

4.5 电学实验常用器具 80

实验B6 常用电子元件参数测量 86

实验B7 电表的改装和校准 91

4.6 光学实验常用器具 95

实验B8 薄透镜焦距的测定 98

实验B9 分光计的调节和应用 102

4.7 示波器的使用 110

实验B10 模拟示波器的使用 110

实验B11 数字示波器的使用 116

第5章 基本物性的测量 121

实验C1 固体比热容的测量 121

实验C2 液体比热容的测量 124

实验C3 气体比热容比cp/cv的测量 127

实验C4 液体表面张力系数的测定 131

实验C5 液体黏滞系数的测定 137

实验C6 弹性（杨氏）模量的测量 143

实验C7 金属线胀系数的测定 150

实验C8 电子衍射和物质波 152

第6章 基本物理常量的测量 159

实验D1 重力加速度的测定 159

实验D2 电子荷质比的测量 162

实验D3 基本电荷量的测量 165

实验D4 声速的测量 169

实验D5 光速的测量 173

实验D6 玻尔兹曼常量的测量 176

实验D7 普朗克常量的测量 180

第7章 电磁学实验 185

实验E1 惠斯通电桥测量电阻 185

实验E2 RL和RC电路的稳态过程 190

实验E3 电信号的傅里叶分解与合成 195

实验E4 铁磁材料磁滞回线的测量 199

实验E5 用霍尔效应测磁场强度 204

第8章 波动光学实验 210

8.1 干涉测量专题 210

实验F1 迈克耳孙干涉仪 211

实验F2 用牛顿环测平凸透镜的曲率半径 217

8.2 衍射测量专题 221

实验F3 单缝衍射的光强研究 222

实验F4 光栅衍射与超声光栅 225

8.3 偏振测量专题 230

实验F5 光的偏振现象研究 230

实验F6 用椭偏仪测量薄膜的厚度和折射率 235

第9章 其他专题实验 239

9.1 光谱与能级 239

实验G1 光栅单色仪测量氢原子光谱 239

实验G2 弗兰克-赫兹实验测量原子能级 243

实验G3 金属电子功函数的测定 247

9.2 照相技术 252

实验G4 胶片照相技术 253

实验G5 数码照相技术 258

实验G6 全息照相技术 261

9.3 非线性简介 266

实验G7 非线性电路产生混沌 267

附录 重要物理实验编年史（至1996年） 271

附表 276

附表一 物理常量表（CODATA2006年推荐值） 276

附表二 国际单位制的基本单位 277

附表三 国际单位制的两个辅助单位 277

附表四 国际单位制中21个具有专门名称的导出单位 278

附表五 中华人民共和国法定计量单位 278

附表六 部分城市的重力加速度值（单位：m·s-2） 279

附表七 在标准大气压下不同温度时水的密度 280

附表八 不同温度时水的黏滞系数 281

附表九 水及部分固体的比热容简表 281

附表十 不同温度时干燥空气中的声速（单位：m·s-1） 281

附表十一 部分固体的线膨胀系数 282

附表十二 20℃时部分金属的弹性模量 282

附表十三 常用光源的谱线波长 283