大学物理实验（第二版）

作者简介

内容简介

绪论 　　物理学从本质上说是一门实验科学.物理规律的研究都以实验事实为基础，并不断接受实验的检验.物理实验在物理学的发展过程中起着十分重要的作用.物理实验课是高等学校理工科各专业一门独立开设的必修基础课程，与理论课教学具有同等重要的地位.两者既有深刻的内在联系，又有各自的任务和作用. 　　物理实验是对理工科大学生进行实验方法和实验技能系统训练的开端，也是对学生进行科学实验训练的重要基础.物理实验课是对学生进行基础实验方法和技能的训练，特别是对有效数字概念和误差理论的学习、运用和训练. 　　一、物理实验的地位、作用和任务 　　1.通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验的基础知识 　　(1)掌握常用物理量的基本测量方法、常用实验方法及常用测量仪器的原理和使用等.这些测量方法及有关仪器在科学实验或日常工作中会经常遇到. 　　(2)学习误差理论，有效数字的读取、记录和运算方法以及正确处理实验数据的基本方法，学习提高实验精度和减小实验误差的常用方法和技巧.例如，学会分析哪些误差是主要的，哪些可以减小或忽略.在满足精度要求的前提下，能够提出初步的最简便、经济的实验方案，包括选择恰当的仪器与测量步骤等. 　　(3)了解理论知识的有关应用，包括最新应用.这不但能加深学生对物理学原理的理解，反过来还可以增加对理论课的学习兴趣及主动性，同时也可以拓宽知识面，开阔思路，丰富应用实践方面的经验. 　　2.培养和提高学生的科学实验能力 　　(1)提高独立阅读实验教材和仪器说明书、查阅相关参考资料以及实验前准备工作的能力，培养正确使用常用仪器进行测量的能力. 　　(2)初步掌握常用物理仪器的基本操作方法以及提高利用这些仪器对基本物理量进行测量的能力. 　　(3)培养运用物理学理论及相关知识对实验现象进行初步分析判断的能力. 　　(4)学会正确记录和处理实验数据、绘制曲线和图表、说明实验结果、撰写合格实验报告. 　　3.培养和提高学生的科学实验素养 　　使学生具有理论联系实际的优良作风，实事求是、严谨认真的科学态度，有序细致的操作习惯，自觉研究和探索科学问题的创新精神，自觉遵守纪律、团结协作、爱护公共财物的优秀品德. 　　二、怎样学好物理实验课 　　要想实现培养目标，完成上述任务，学生应该根据物理实验课的特点和要求认真对待实验教学的各个环节，潜心钻研，才可以达到更好的效果. 　　物理实验课一般可分为四个主要环节进行. 　　1.实验前的预习 　　实验课前，学生必须认真阅读实验教材，以便更好地了解实验的基本原理，掌握实验的关键环节，为及时、迅速、准确地测得实验数据做好准备.通过预习，还要了解仪器的工作原理和使用方法.在学习中要认真回答思考题，牢记注意事项及安全操作规程.由于实验课时间有限，因此课前预习的好坏是能否完成实验，能否取得较好效果的前提. 　　2.课堂讲解 　　实验前老师对仪器的调节使用，以及主要实验内容、具体步骤和注意事项进行简要的讲解，为准确无误地完成实验打好基础. 　　3.课堂实验 　　课堂实验是实验课最重要的环节. 　　(1)实验前必须检查和辨认仪器设备、材料是否完好、齐备，明确各部分的作用、使用方法和注意事项. 　　(2)根据实验要求正确地检查有关仪器组成.经检查确保无误，方可按步骤进行实验操作.特别是在电学实验中，在连接电路前，应考虑仪器设备的合理布局及电源的正负极性，电路连接好之后，还要注意把仪器调节到“安全待测状态”，然后请教师检查，确定电路连接正确无误后方可接通电源进行实验. 　　(3)在实验中必须仔细观察、积极思考、认真操作、防止急躁，做到实事求是地观察和测量.要初步学会分析实验现象，遇到问题时应冷静分析和思考；在实验中有意识地培养自己的独立工作能力. 　　(4)实验数据的记录是实验结果和分析问题的依据.在实验中，应根据所使用仪器的精度和实验条件认真真实地读取和记录实验数据，千万不可根据主观臆想来编造数据、凑数据，特别是要正确地使用有效数字.原始数据必须要记录在原始数据记录本上，不要随意涂改，对认为错误的数据应轻轻划上一道，在旁边写上正确值，以便在分析测量结果和误差时参考. 　　两人以上合作实验时要合理分工，充分交流，协调一致，共同达到实验要求.实验完毕，应将所测量的数据交给任课教师检查、签字，最后再仔细收拾整理仪器设备，保持实验室的清洁与整齐. 　　4.撰写实验报告 　　实验报告是对实验过程及其结果的系统而全面的总结，要用简明的形式将实验结果完整而真实地表达出来.实验报告要用统一规格的实验报告纸书写(可加附页)，必须各自独立地及时完成.要做到文字通顺、表述明确、字迹端正、图表规范、结果正确、讨论认真.好的实验报告应作为研究资料保存. 　　实验报告通常包括： 　　(1)实验名称、实验者姓名、学号、同组人姓名、实验日期. 　　(2)实验目的. 　　(3)实验原理.用简洁的语言对实验所依据的理论进行叙述，不要照抄书本.要给出实验所依据的定理、定律、线路、光路以及有关实验条件等. 　　(4)实验的内容和步骤.根据老师的具体要求简述主要实验内容和步骤. 　　(5)实验记录.实验数据记录应尽量详尽，并注明单位.数据记录还应包括相关的常数. 　　(6)数据处理及实验结果的表示.包括结果计算、实验曲线、表格、误差分析、最后结果表示等内容.计算按照有效数字的运算法则进行.根据要求计算各直接测量量和间接测量量的不确定度，并将实验结果正确地表示出来. 　　(7)结果讨论.根据实验的具体情况，必要时应对实验结果进行讨论，讨论内容不限.如实验中观察到的现象分析、误差来源分析、实验中存在的问题讨论、结果的可靠性等. 　　第一篇 物理实验的数据分析