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绪论 1

第1章 测量的不确定度与数据处理 5

1.1测量的基本概念 5

1.1.1测量及其表示 5

1.1.2测量的分类 5

1.2误差的基本概念 6

1.2.1真值与测量误差 6

1.2.2误差的表示形式：绝对误差与相对误差 6

1.2.3误差的分类及来源 7

1.3直接测量随机误差的估算 8

1.3.1随机误差的统计分布规律 8

1.3.2用算术平均值表示测量结果的最佳值 9

1.3.3随机误差的表示与估算 9

1.3.4 t分布 10

1.3.5粗差的剔除 11

1.4测量不确定度简介 11

1.4.1不确定度的概念 12

1.4.2直接测量不确定度的估算 12

1.4.3合成标准不确定度和展伸不确定度 13

1.4.4间接测量不确定度的计算 14

1.4.5不确定度计算的简化——微小误差舍去原则 15

1.5有效数字及其运算规则 15

1.5.1有效数字的概念 16

1.5.2有效数字记录与修约时必须注意的问题 16

1.5.3有效数字的运算 17

1.6实验数据处理的常用方法 18

1.6.1列表法 18

1.6.2作图法 19

1.6.3逐差法 21

1.6.4线性回归法 22

第2章 物理实验基本知识 27

2.1物理学中的基本物理量及其测量方法 27

2.1.1物理学中的基本物理量概述 27

2.1.2长度 28

2.1.3质量 30

2.1.4温度 31

2.1.5时间 32

2.1.6电压 32

2.1.7电阻 33

2.1.8磁场 34

2.1.9光波波长 35

2.1.10折射率 36

2.2物理实验常用基本仪器 38

2.2.1力学热学实验常用仪器 38

2.2.2电磁学实验常用仪器 50

2.2.3光学常用仪器 59

2.3物理实验的基本测量方法 65

2.3.1放大法 65

2.3.2补偿法 66

2.3.3比较法 66

2.3.4修正法 67

2.3.5光学测量中的视差和等高共轴调节 68

2.3.6转换法 69

2.3.7模拟法 70

2.4物理实验思想 71

2.4.1古代朴素的物理实验思想 72

2.4.2经典物理实验思想 73

2.4.3现代物理实验思想 75

2.5物理实验的设计 78

2.5.1设计性实验概述 78

2.5.2设计性实验需要遵循的四个基本原则 79

2.5.3设计性实验的典型分析 82

第3章 基础物理实验 85

实验1长度测量 85

实验2密度测量 90

实验3温度和气压测量 93

实验4金属线胀系数测定 97

实验5补偿法测干电池的电动势与内阻 100

实验6用惠斯通电桥测电阻 103

实验7静电场描绘 106

实验8薄透镜焦距测量 110

实验9用牛顿环测定透镜的曲率半径 113

第4章 力学、热力学基本实验 116

4.1运动学与动力学实验 116

实验10速度和加速度的测量 116

实验11碰撞中的动量和动能变化规律的研究 118

实验12用单摆测定重力加速度 120

实验13用自由落体法测定重力加速度 122

实验14用可倒摆测定重力加速度 124

实验15 用复摆研究刚体转动 127

实验16声速测量 130

实验17多普勒效应实验 134

实验18弦振动的研究 136

实验19物体转动惯量的测量 139

4.2气体、液体和固体的力学、热学特性测量 143

实验20液体黏滞系数的测量 143

实验21用焦利氏秤测量液体的表面张力系数 144

实验22空气比热容比的测量 146

实验23冰的熔解热的测量 148

实验24材料导热系数的测量 150

实验25金属比热容的测量 152

实验26金属材料杨氏模量的测量 153

第5章 电磁学基本实验 160

5.1直流电学量的测量 160

实验27非线性电阻元件伏安特性的研究 160

实验28 pn结正向压降温度特性研究 162

实验29电容放电法测量高阻值电阻 165

实验30用凯尔文电桥测铜棒的电阻率 167

实验31非平衡直流电桥及其应用 170

5.2交流电学量的测量 173

实验32用交流电桥测量元件的交流参数 173

实验33用示波器测量交流信号 179

实验34 RLC串联电路的暂态过程研究 182

实验35 RLC电路的稳态特性研究 187

实验36 RLC电路的谐振特性研究 193

实验37“黑盒子”问题的研究 198

5.3磁材料与磁场测量 199

实验38霍尔效应研究及磁场测量 199

实验39半导体材料的磁电阻效应研究 202

实验40地磁场水平分量的测量 204

实验41磁滞回线和磁化曲线的测量 209

第6章 光学基本实验 212

6.1焦距与助视仪器放大率测量 212

实验42用平行光管测量透镜焦距 212

实验43透镜组基点的测定 216

实验44助视仪器放大率测量 219

6.2折射率与光强的测量 223

实验45用分光计测量玻璃棱镜折射率 223

实验46掠入射法测量液体的折射率 225

实验47用迈克耳孙干涉仪测定空气的折射率 227

实验48发光强度与光照度的测量 228

6.3波长测量 230

实验49用双棱镜干涉测定钠光波长 230

实验50用迈克耳孙干涉仪测定钠光波长 235

实验51用透射光栅测量光波波长 239

实验52单色仪的定标和滤光片光谱透射率的测定 240

实验53用法布里-珀罗干涉仪测定钠光双线波长差 245

6.4偏振、旋光效应及其应用 247

实验54偏振现象的观察与研究 247

实验55用旋光效应测定糖溶液的浓度 251

实验56液晶电光效应实验 253

实验57衍射法测量光纤包层外径 257

实验58用超声光栅测量声速 260

第7章 近代物理基础实验 264

实验59阿贝成像原理与空间滤波 264

实验60电子比荷测定 267

实验61光电效应研究 269

实验62弗兰克-赫兹实验 271

实验63光谱定性分析 273

实验64密立根油滴实验 276

第8章 数字化物理实验 279

引言 279

实验65牛顿第二定律的验证 285

实验66滑动摩擦系数的测量 288

实验67阻尼振动研究 290

实验68空气热机实验研究 293

实验69变阻器控制电路的研究 296

实验70光的干涉与衍射现象的研究 300

实验71透明介质布儒斯特角的测定 304

实验72细杆直径的测量 306

第9章 创新性与研究性实验 309

引言 309

实验73 ITO薄膜的制备及其特性测量 310

实验74利用原子力显微镜观测薄膜的表面形貌 312

实验75太阳能集热器原理及其特性测量 316

实验76太阳能光伏电池原理及其特性测量 318

实验77 LED光强分布和光束角测量 321

实验78用LEID伏安曲线计算发射波长 323

实验79磁控溅射法制备薄膜材料 324

实验80锂离子电池正极材料LiNi0.5 Mn1.5O4的制备及其电化学性能研究 327

实验81锂离子电池分析——循环伏安和交流阻抗 329

实验82新型磁制冷材料 331

参考文献 336

附录 物理常量表 339