大学物理实验

本书根据2004年国家教委颁发的《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，在总结多年教学实践经验的基础上编写而成。

全书共有36个实验。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，并且给出了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；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。

本书由孙光东任主编，刘景旺、张云鹏、张博洋任副主编，参加编写的还有宫自强、吉莉等，全书由孙光东负责统稿。

实验教学是一项集体的事业，无论实验的编排、实验仪器的安装调试，还是教材的编写，都是实验室全体工作人员的劳动成果。本书编入的实验选题，汇聚了全体物理实验工作人员多年的教学经验和体会。

随着新技术、新方法不断引入实验教学，以及实验教学改革的逐步深入，书中难免存在不完善和不妥当之处，真诚地希望各位同行和使用本教材的教师和学生提出宝贵意见和建议。

编 者

2007年1月

序
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 8
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 14
1.2.4 直接测量的不确定度 15
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 22
1.3.3 有效数字的运算法则 23
1.4 数据处理方法 24
1.4.1 列表法 25
1.4.2 作图法 26
1.4.3 逐差法 27
1.4.4 用最小二乘法求经验方程 28
1.4.5 用函数计算器处理实验数据 30
1.4.6 用微机进行数据处理 33
练习题 34
第2章 基本实验方法及常用实验仪器 35
2.1 基本实验方法 35
2.1.1 比较测量法 35
2.1.2 放大测量法 37
2.1.3 补偿测量法 38
2.1.4 转换测量法 39
2.1.5 模拟测量法 41
2.1.6 干涉测量法和光谱测量法 42
2.1.7 非电量电测法 43
2.2 基本物理实验仪器 46
2.2.1 力学、热学实验常用仪器 46
2.2.2 电磁学实验常用仪器 53
2.2.3 光学实验常用仪器 62
2.2.4 实验室常用光源 67
第二部分 基本实验
实验一 长度及密度的测量 68
实验二 利用气垫导轨验证动量守恒 77
实验三 杨氏模量的测量 82
实验四 重力加速度的测定 88
实验五 刚体转动惯量的测量 93
实验六 液体表面张力系数的测定 97
实验七 液体粘滞系数的测量 103
实验八 固体线胀系数的测定 107
实验九 直流电桥测电阻 111
实验十 非线性电阻的伏安特性研究 116
实验十一 静电场的描绘 119
实验十二 用示波器测动态磁滞回线 126
实验十三 电子束实验 131
实验十四 用牛顿环测凸透镜的曲率半径 143
实验十五 薄透镜焦距的测量 148
实验十六 折射率的测定 153
实验十七 用光栅测光栅常数和光波波长 158
实验十八 用迈克尔逊干涉仪测He-Ne激光的波长 164
实验十九 偏振光的观察与应用 170
第三部分 基本仪器使用实验
实验二十 万用表的使用 175
实验二十一 电位差计的使用 180
实验二十二 示波器的使用 185
实验二十三 分光计的结构与使用 194
第四部分 综合性、设计性及近代物理实验
实验二十四 用霍耳元件测螺线管磁场 202
实验二十五 交流电桥 206
实验二十六 电阻随温度变化曲线 211
实验二十七 大学摄影技术 216
实验二十八 压力传感器特性研究及应用 221
实验二十九 声速的测定 226
实验三十 光学全息照相 231
实验三十一 密立根油滴实验 235
实验三十二 利用光电效应测普朗克常量 242
实验三十三 弗兰克—赫兹实验 248
实验三十四 光速的测定 254
实验三十五 塞曼效应实验 264
实验三十六 光纤传输技术实验 269
附录
附录一 世界十大经典物理实验 277
附录二 诺贝尔物理学奖与物理实验 283
附录三 中华人民共和国法定计量单位 291
附录四 物理学常用数表 294
参考文献 299

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. 大学物理实验（第二版） [刘景旺]
19. 大学物理标准化习题集 [主编 咸立芬 王子国]
20. 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]
21. 物理学（第五版）同步辅导及习题全解 [主编 黄淑森 焦艳芳]
22. 物理化学（第五版）同步辅导及习题全解 [主编 边文思 孟祥曦]
23. 大学物理（上、下册） [李春贵 主编]