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第一篇 误差与数据处理 2

第一章 误差基础知识 2

第一节 误差的基本概念 2

一、研究误差的重要意义 2

二、直接测量、间接测量 3

三、绝对误差、相对误差及其表示方法 3

四、关于真值x0、算术平均值χ？与残差V 4

五、误差的分类 5

二、系统误差的分类及其消除方法 6

一、研究系统误差的意义 6

第二节 系统误差 6

六、精密度、正确度、准确度与精度 6

第三节 偶然误差 10

一、偶然误差的分布规律——高斯正态分布 10

二、偶然误差的估算 11

第四节 直接测量误差的估算 15

一、单次测量误差的估算 15

二、多次重复测量误差的估算 16

第五节 间接测量误差的估算 17

一、全微分法求间接量的最大绝对误差 17

二、对数微分法求间接量的相对误差 18

四、常用的误差估算公式 19

三、标准误差的传递累积公式 19

五、实验结果的表达 20

第二章 有效数字及数据处理 21

第一节 有效数字 21

一、误差与有效数字、有效数字的性质 21

二、误差的定位与取值 22

三、测得值的有效位及其修约法则 22

第二节 有效数字的简单运算法则 24

一、和差运算 24

二、积商运算 24

三、函数的有效位 24

第四节 数据处理举例 25

第三节 数据处理流程图 25

第五节 数据处理方法 28

一、列表法 28

二、作图法 29

三、逐差法 31

四、回归法 32

练习题 39

第二篇 实验方法和测量方法 42

第一章 物理实验中的基本实验方法 42

第一节 换测法 42

一、参量换测法 42

二、能量换测法 43

一、静态研究法 44

第二节 静态与动态研究法 44

二、动态研究法 45

第三节 模拟法 45

一、物理模拟 45

二、数学模拟 46

第四节 干涉法 46

一、驻波法 46

二、衍射法 47

第二章 物理实验中的基本测量方法 48

第一节 比较法 48

一、直接比较法 48

二、间接比较法 50

三、替代法 51

第二节 测量宽度展延法 52

第三节 线性放大法 53

一、机械放大 53

二、电磁放大 53

三、光学放大 53

第四节 对称测量法 54

一、双向对称测量法 54

二、平衡位置互易法 56

三、内插法 57

第一章 通用及力学实验仪器 60

第一节 游标卡尺 60

第三篇 物理实验常用仪器 60

第二节 螺旋测微计 63

第三节 读数显微镜 65

第四节 杨氏模量实验仪 68

第五节 焦利秤 70

第六节 气垫导轨 71

第七节 计时仪表 73

一、停表 73

二、QD—2双测频率计 74

三、QDDG—JS2型计时器 75

四、TP—801单板机 76

第八节 三线悬摆仪 76

第九节 冲击摆 77

第十节 DIC—6微机开关信号采集装置 78

第二章 电磁学实验基本仪器 82

第一节 仪器的布置、联接和安全操作 82

第二节 电源 84

一、交流电源 84

二、直流电源 84

第三节 电阻器 85

一、滑线变阻器 86

二、旋转式电阻箱 87

三、标准电阻 89

第四节 电表 90

一、电流计(表头) 90

三、电压表(伏特表) 91

二、电流表(安培表) 91

四、晶体管毫伏表 92

五、D26电动系交直流两用表 93

六、静电系高压伏特计 93

第五节 检流计(灵敏电流计) 94

一、复射式检流计(AC15/5) 94

二、指针式检流计(AC5) 98

第六节 常见的电表标记符号、精度等级与读数 99

一、常见符号 99

二、电表精度等级和误差估算 99

三、电表的读数方法 101

一、线式电位差计(十一线电位差计) 103

第七节 电位差计 103

二、箱式电位差计(UJ31与UJ36) 104

第八节 万用表 109

一、指针式万用表(磁电式) 109

二、数字式万用表 116

三、真空管和晶体管式万用表简介 119

第九节 箱式直流电桥 120

一、使用电桥的注意事项 121

二、QJ23型单臂电桥 121

三、QJ26型双臂电桥 123

四、QJ36型单双臂两用电桥 125

第十节 XFD—7A型低频信号发生器 130

第十一节 PB-2型十进制频率计 132

第十二节 示波器 134

一、SB—10型示波器 134

二、ST—16型示波器 136

三、SB—14型慢扫描示波器简介 141

第十三节 LZ3型函数记录仪 143

第三章 分光计、常用光源及照相设备 150

第一节 分光计 150

第二节 常用光源 155

一、白炽灯 156

二、气体放电光源 156

一、照相机 158

第三节 照相、印相设备 158

二、测光表 160

三、冲洗设备 161

四、黑白彩色两用放大机与恒温冲洗箱 163

第四篇 基本实验 167

实验一 长度测量 167

实验二 金属丝杨氏弹性模量的测定 173

实验三 气轨上的物理实验 179

实验四 用冲击摆测定子弹的速率 190

实验五 三线悬摆测转动惯量 194

实验六 用夸特摆测重力加速度 201

实验七 液体表面张力系数的测定 206

实验八 电表的改装和校准 211

实验九 万用表的使用 217

实验十 伏安法测电阻 224

实验十一 直流电桥测电阻 232

实验十二 电位差计及其应用 241

实验十三 灵敏电流计研究 251

实验十四 磁场测量 257

实验十五 模拟静电场 270

实验十六 电子束的聚焦和偏转 277

实验十七 示波器的调整和使用 293

实验十八 声速的测定 304

实验十九 光的等厚干涉 309

实验二十 分光计的调整及应用 317

实验二十一 摄影技术(含黑白与彩色摄影) 332

第五篇 综合及中级物理实验 347

实验二十二 气体导热系数的测定 347

实验二十三 迈克尔逊干涉仪 360

实验二十四 夫兰克——赫兹实验 369

实验二十五 光电效应法测定普朗克常数 380

实验二十六 微波实验 388

实验二十七 全息摄影 395

第六篇 设计性实验 408

实验二十八 碰撞实验设计 408

实验二十九 简易欧姆表设计 409

实验三十 单缝衍射的光强分布 411

实验三十一 光栅衍射法测定光波的波长 414

实验三十二 光的偏振 419

第一节 计算机辅助教学——示波器的结构与示波器原理演示 422

第七篇 计算机应用 422

第二节 冲击摆实验数据的微机处理 435

第三节 夸特摆实验数据的微机处理 436

第四节 一元线性回归 437

第五节 气体导热系数测定数据的微机处理 442

第六节 APPLE PLOT绘图软件的应用 445

附录 450

1.国际单位制(SI) 450

2.基本物理常数 451

3.标准大气压下不同温度的纯水密度 451

5.不同温度下与空气接触的水的表面张力系数σ 452

4.20℃时常见固体和液体的密度p 452

6.部分液体同空气接触面的表面张力系数与温度的关系 453

7.在海平面上不同纬度处的重力加速度 453

8.20℃时某些材料的杨氏弹性模量 454

9.铜—康铜热电偶分度表(0～100℃) 454

10.水的沸点(℃)随大气压强p的变化 455

11.几种常见光源的谱线波长表 455

12.几种常用光源的主要参数 456

13.黑白冲片与印相药液配方 457

14.彩色胶卷的冲洗药液配方及工艺 458

15.彩色照片的冲洗药液配方及工艺 460

参考文献 465