大学物理实验（第二版）

◆ 分层次体系，基础性、设计性和综合性、近代物理实验等三个层次

◆ 适用于应用型本科人才培养，精选实验题目，兼顾各专业需求

◆ 实验原理及操作步骤等内容丰富详实，便于学生预习和实验操作

◆ 紧密跟踪科技前沿，近代物理实验项目突出“新”

◆ 附录内容丰富实用，便于读者扩展知识面及查阅

本书是根据2004年原国家教委颁发的《非物理类理工科大学物理实验课程教学基本要求》，并结合物理实验室仪器设备的实际情况，借鉴国内外近年来大学物理实验教学改革的研究成果，在总结多年教学实践经验的基础上编写而成。

全书主要内容包括绪论、理论知识、基本实验、基本仪器使用实验、综合性与设计性及近代物理实验、附录等几个部分，共36个实验。其中绪论部分主要介绍物理实验的特点、物理实验的地位和作用、物理实验课的目的与任务、物理实验的基本程序和要求，并且给出物理实验成绩评定的记分标准；第一部分比较系统地介绍物理实验的基本理论知识、基本实验方法及常用实验仪器；第二部分选编19个基本实验（按力学、热学、电磁学、光学顺序排列）；第三部分选编4个基本仪器使用实验；第四部分选编13个有关力学、热学、电磁学、光学和近代物理等方面的综合性和设计性实验；附录部分介绍了世界十大经典物理实验、诺贝尔物理学奖与物理实验、中华人民共和国法定计量单位和国际单位制，并给出常用的物理参数，以便查阅。

在编写过程中力求做到：实验目的具体、突出，实验要求明确，实验原理叙述清楚，实验内容和步骤详尽，方便学生学习。

本书由刘景旺担任主编，张博洋、张云鹏、宫自强担任副主编。参加本书编写人员及所承担的内容为：刘景旺编写绪论、第一部分第1章～第2章、第二部分实验一～实验五；宫自强编写第二部分实验六～实验十四；张博洋编写第二部分实验十五～实验二十三；张云鹏编写第二部分实验二十四～实验三十三；李永辉编写第二部分实验三十四～三十六；甘延标编写附录。本书出版之际，对原来参加本书编写的孙光东同志的贡献表示敬意，参加本书编写与审校工作的还有史菲、何春江、吉利、樊清海、张文治、王军涛等同志，在此一并致谢。

本书在编写过程中，借鉴和参考了兄弟院校出版的有关教材和经验（详见本书参考文献），对这些教材的作者，在此表示衷心的感谢。

本书可作为高等院校，特别是新建本科院校工科各专业的大学物理实验课程教材或教学参考书，也可供成人高等院校工科各专业学生和社会读者阅读参考。

由于编者水平有限，书中难免存在漏误之处，恳请读者批评指正。

作 者

2009年12月

序
第二版前言
第一版前言

绪论 1

第一部分 理论知识

第1章 测量误差与数据处理 6
1.1 测量与误差 6
1.1.1 测量、直接测量与间接测量 6
1.1.2 等精度测量与不等精度测量 7
1.1.3 仪器精密度、准确度及量程 7
1.1.4 误差与偏差 7
1.1.5 相对误差 9
1.1.6 系统误差与随机误差 9
1.1.7 测量的精密度、准确度和精确度 10
1.1.8 随机误差的估算 10
1.2 测量结果的评定和不确定度 13
1.2.1 不确定度的含义 13
1.2.2 测量结果的表示和合成不确定度 14
1.2.3 合成不确定度的两类分量 15
1.2.4 直接测量的不确定度 16
1.2.5 间接测量结果的合成不确定度 17
1.3 有效数字及其运算法则 22
1.3.1 有效数字的概念 22
1.3.2 直接测量的有效数字记录 23
1.3.3 有效数字的运算法则 23
1.4 数据处理方法 25
1.4.1 列表法 26
1.4.2 作图法 27
1.4.3 逐差法 27
1.4.4 用最小二乘法求经验方程 29
1.4.5 用函数计算器处理实验数据 31
1.4.6 用微机进行数据处理 34
练习题 35
第2章 基本实验方法及常用实验仪器 36
2.1 物理实验的基本方法 36
2.1.1 比较法 37
2.1.2 放大法 37
2.1.3 补偿法 39
2.1.4 转换法 41
2.1.5 模拟法 44
2.1.6 量纲分析法 45
2.2 基本物理实验仪器 46
2.2.1 力学、热学基本物理量测量及
常用仪器介绍 46
2.2.2 电磁学实验常用仪器 60

第二部分 基本实验

实验一 长度及密度的测量 71
实验二 利用气垫导轨验证动量守恒 80
实验三 杨氏模量的测量 85
实验四 重力加速度的测定 91
实验五 刚体转动惯量的测量 96
实验六 液体表面张力系数的测定 100
实验七 液体粘滞系数的测量 106
实验八 固体线胀系数的测定 110
实验九 直流电桥测电阻 115
实验十 非线性电阻的伏安特性研究 120
实验十一 静电场的描绘 123
实验十二 用示波器测动态磁滞回线 130
实验十三 电子束实验 135
实验十四 用牛顿环测凸透镜的曲率半径 147
实验十五 薄透镜焦距的测量 152
实验十六 折射率的测定 157
实验十七 用分光计测光栅常数和光波波长 162
实验十八 用迈克尔逊干涉仪测
He-Ne激光的波长 168
实验十九 偏振光的观察与应用 174

第三部分 基本仪器使用实验

实验二十 万用表的使用 179
实验二十一 电位差计的使用 184
实验二十二 示波器的使用 189
实验二十三 分光计的结构与使用 198

第四部分 综合性、设计性及近代物理实验

实验二十四 用霍尔元件测螺线管磁场 207
实验二十五 交流电桥 210
实验二十六 电阻随温度变化曲线 214
实验二十七 大学摄影技术 219
实验二十八 压力传感器特性研究及应用 223
实验二十九 声速的测定 229
实验三十 光学全息照相 235
实验三十一 密立根油滴实验 239
实验三十二 利用光电效应测普朗克常量 246
实验三十三 弗兰克－赫兹实验 252
实验三十四 光速的测定 258
实验三十五 塞曼效应实验 268
实验三十六 光纤传输技术实验 272

附录

附录一 世界十大经典物理实验 280
附录二 诺贝尔物理学奖与物理实验 286
附录三 中华人民共和国法定计量单位 294
附录四 物理学常用数表 297
参考文献 302

1. 大学物理（下册）（第三版） [主编 梁志强 刘进庆 王立飞]
2. 大学物理（上册）（第三版） [主编 梁志强 吴世亮 尹妍妍]
3. 大学物理实验（第二版） [主编 李忠 孙耀强]
4. 大学物理实验 [主 编 李密丹 杨少波]
5. 大学物理学习指导 [主编 钟春晓 任喜梅]
6. 大学物理实验 [汤丽华 蔡志猛 陈明明]
7. 矿物掺量对轻骨料混凝土物理性能的影响研究 [王萧萧 申向东]
8. 大学物理分层次作业练习册 [主编 梁志强]
9. 大学物理（下册） [主编 梁志强 王伟]
10. 大学物理（上册） [主编 梁志强 伊长虹]
11. 基于Simplorer场路耦合多物理域联合仿真 [赵鲁 编著]
12. 大学物理实验 [主编 秦永平 李忠]
13. 大学物理标准化习题集（第二版） [主编 咸立芬 王子国]
14. 大学物理（下册） [咸立芬 王子国]
15. 大学物理（上册） [主 编 咸立芬 王子国]
16. 普通物理学（第六版•上册）同步辅导及习题全解 [黄淑森 焦艳芳]
17. 大学物理实验 [王克强]
18. 大学物理标准化习题集 [主编 咸立芬 王子国]
19. 大学基础物理学（第二版）同步辅导及习题全解 [主编 刘东星 边文思]
20. 物理学（第五版）同步辅导及习题全解 [主编 黄淑森 焦艳芳]
21. 物理化学（第五版）同步辅导及习题全解 [主编 边文思 孟祥曦]
22. 大学物理（上、下册） [李春贵 主编]
23. 大学物理实验 [孙光东 主编]