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绪论 1

1 物理实验基本知识 5

1.1 测量及其误差 5

1.1.1 量、测量和单位 5

1.1.2 直接测量与间接测量 6

1.1.3 测量误差及其分类 6

1.2 系统误差和随机误差 6

1.2.1 系统误差 7

1.2.2 随机误差 8

1.3 测量结果的最佳值与随机误差的估算 8

1.3.1 随机误差的统计规律 8

1.3.2 测量结果的最佳值——算术平均值 9

1.3.3 随机误差的表示法 9

1.3.4 随机误差的估算 10

1.3.5 平均值的标准误差σ? 11

1.4.1 仪器的最大误差△仪 12

1.4 仪器误差 12

1.4.2 仪器的标准误差σ仪 13

1.5 有效数字及其运算 13

1.5.1 有效数字的概念 13

1.5.2 有效数字运算规则 15

1.6 测量结果的质量评价与直接测量结果的表述 17

1.6.1 测量结果的质量评价 17

1.6.2 直接测量结果的表述 17

1.6.3 直接测量的工作流程图 18

1.7 间接测量的误差与结果表述 20

1.7.1 误差的一般传递公式 20

1.7.2 标准误差的传递公式 21

1.7.3 几个简单关系的传递公式 21

1.7.4 间接测量结果的有效数字 23

1.7.5 间接测量的数据处理流程图 24

1.8 数据处理的基本方法 25

1.8.1 列表法 26

1.8.2 图示法和图解法 26

1.8.3 逐差法 31

1.8.4 最小二乘法和线性拟合 32

1.9 计算器在数据处理中的应用 34

1.9.1 标准误差的计算 34

1.9.2 最小二乘法一元线性拟合有关量的计算 35

误差与有效数字练习题 37

2 物理实验基本训练 39

2.1 物理实验的基本测量方法 39

2.1.1 比较法 39

2.1.2 放大法 40

2.1.3 转换测量法 42

2.1.4 模拟法 43

2.2.1 力学基本仪器 44

2.2 物理实验的基本仪器 44

2.2.2 电学基本仪器 48

2.2.3 光学基本仪器 55

2.3 物理实验中的基本调整与操作技术 62

2.3.1 零位调整 62

2.3.2 水平、铅直调整 62

2.3.3 消除视差 63

2.3.5 逐次逼近法 64

2.3.4 等高共轴调整 64

2.3.6 先定性、后定量原则 65

2.3.7 电学实验的操作规程 65

2.3.8 光学实验的操作要点 66

实验6 补偿原理和电位差计 99

实验7 光路调整和透镜焦距测量 106

实验8 分光计 112

实验9 气垫技术 123

实习1 速度、加速度和重力加速度的测量 123

实习2 碰撞实验——验证动量守恒定律 129

实验10 液体表面张力系数的测量 136

实验11 转动惯量的测量 141

实习1 三线摆 141

实习2 扭摆 145

实验12 静电场测绘 148

实验13 灵敏电流计特性研究 154

实验14 电表改装与校正 158

3 物理实验基本技术 163

3.1 非电量电测技术 163

3.1.1 热电转换技术 163

3.1.2 力电转换技术 166

3.1.3 光电转换技术 167

3.2 测磁技术 169

3.2.1 冲击法 169

3.2.2 感应法 172

3.2.3 霍尔效应法 173

3.2.4 核磁共振法 175

3.3 电学测量动态显示技术 176

实习2 霍耳法测量通电螺线管内部磁场 209

实验18 非电量电测(一)——温度电测法 210

实习1 电阻温度计与不平衡电桥 211

实习2 热电偶标定与测温 212

实验19 光的干涉——牛顿环 215

实验20 衍射光栅 218

实习1 汞光谱波长测量 218

实习2 氢原子光谱研究 220

实验21 光的偏振 222

实验22 光电效应 226

实验23 用波尔共振仪研究受迫振动 229

实验24 非电量电测(二)——声速测量 235

实验25 金属逸出电位的测定 240

实验26 迈克耳逊干涉仪 244

实验27 单缝衍射的光强分布 250

实验28 照相技术 254

实验29 小型棱镜摄谱仪的使用 262

实验30 全息照相 265

4 设计性实验 270

4.1 设计性实验的性质与任务 270

4.1.1 科学实验的全过程 270

4.1.2 设计性实验的特点 271

4.2 处理系统误差的一般知识 271

4.2.1 系统误差的分类 271

4.2.2 系统误差的处理 273

4.2.3 系统误差的传递和计算 276

4.3 实验方案的选择和实验仪器的配套 278

4.3.1 实验方法的选择 278

4.3.2 测量方法的选择 278

4.3.3 测量仪器的选择 280

4.3.4 测量条件的选择 281

4.3.5 数据处理方法与实验方案的选择 282

4.3.6 实验仪器的配套 283

实验31 误差分配和实验仪器的选择 285

实验32 重力加速度的研究 286

实验33 简谐振动的研究 287

实验34 变阻器的使用与电路控制 289

实验35 电位差计校准电表和测定电阻 293

实验36 非线性电阻特性研究 295

实验37 RC串联电路暂态过程的研究 296

实验38 硅光电池特性的研究 299

实验39 光栅特性的研究 301

实验40 组装迈克耳逊干涉仪 302

总附录 305

1.中华人民共和国法定计量单位 305

2.一些常用的物理数据表 307