具体描述
《21世纪应用型高等院校示范性实验教材•大学物理实验》除绪论外共分4章，第1章为测量误差、不确定度及数据处理，介绍测量、误差处理、不确定度评估、有效数字运算以及常用的数据处理方法，第2章为基本测量方法及常用仪器介绍，介绍物理实验的基本方法和操作技术、常用物理量的测量及常用仪器简介，第3章为基础性实验，编入力学、热学、光学和电磁学基础性实验17个，第4章为综合性与设计性实验，编入综合性实验和设计性实验共28个。
《大学物理实验》是一本为高等院校物理类专业学生量身打造的实验指导教材。本书旨在引导学生掌握物理实验的基本原理、方法和技能，培养严谨的科学态度和创新精神，提升分析问题、解决问题的能力。 全书共包含二十余个经典且贴近现代物理研究前沿的实验项目，涵盖了力学、热学、光学、电磁学、近代物理等大学物理教学体系中的核心内容。每个实验都经过精心设计，力求在保证科学性、严谨性的基础上，兼顾操作的便捷性和数据的准确性。 实验设计特色： 理论与实践相结合： 每个实验前都附有详细的理论背景介绍，包括相关物理概念的定义、定律的阐述、公式的推导，以及实验目的和意义的说明。这有助于学生在动手操作前建立清晰的认识，理解实验设计的逻辑和物理规律的体现。 仪器设备介绍详尽： 针对实验所需的关键仪器设备，本书提供了清晰的结构图、工作原理说明和使用注意事项。学生能够快速熟悉实验器材，了解其性能和局限性，为实验的顺利进行打下基础。 操作步骤清晰明了： 实验步骤的描述力求简洁、准确、易于理解，并配以必要的示意图和操作要领提示。指导学生按照规范化的流程进行操作，避免不必要的失误。 数据记录与处理规范： 书中提供了标准化的数据记录表格，并详细介绍了数据处理的方法，包括有效数字的表示、误差分析（系统误差、偶然误差的来源与处理）、作图法、回归分析等。旨在培养学生准确记录数据、科学处理数据的能力。 结果分析与讨论深入： 每个实验都留有开放性的分析与讨论部分，引导学生思考实验结果的物理意义，分析误差的可能来源，并提出改进实验的建议。鼓励学生将理论知识与实验现象相结合，形成自己的理解和见解。 前沿性与趣味性兼顾： 在传统经典实验的基础上，本书还选取了一些具有时代特色的实验项目，如激光干涉、光电效应、霍尔效应等，以激发学生的学习兴趣，拓宽其科学视野。 本书内容涵盖（但不限于）： 一、力学部分： 验证机械能守恒定律： 通过落体运动实验，精确测量物体下落过程中的位移和速度，分析机械能是否守恒，理解重力做功与势能变化的关系。 求重力加速度： 运用单摆或复摆法，通过测量周期和摆长，精确测定当地的重力加速度值，了解周期性运动与物理量的关系。 牛顿第二定律的验证： 使用气垫导轨或斜面小车，研究加速度与合外力、质量的关系，直观感受力的作用效果。 动量守恒定律的验证： 利用碰撞实验，测量碰撞前后小球的动量，验证动量守恒定律，理解碰撞过程中的动量变化。 转动惯量的测量： 通过扭摆或叠盘法，测量刚体的转动惯量，理解转动惯量对物体转动状态的影响。 二、热学部分： 液体的比热容测量： 采用量热法，通过加热和混合，测量液体的比热容，了解物质的吸热能力。 固体熔点的测定： 使用熔点仪或温度计，观察固体在加热过程中温度的变化，测定其熔点，理解相变过程。 理想气体的状态方程验证： 在恒容或恒压条件下，测量气体的压强、体积和温度，验证理想气体的状态方程，理解气体宏观性质的规律。 热电偶测温及其应用： 学习热电偶的工作原理，利用其测量温度，并可以进一步探索其在温差电效应等方面的应用。 三、光学部分： 光的折射定律与折射率的测定： 通过测定光线通过不同介质的偏折角度，验证折射定律，测定介质的折射率。 平行光束的会聚与发散： 利用透镜和平面镜，观察平行光的会聚和发散现象，了解透镜的成像性质。 杨氏双缝干涉测波长： 测量双缝干涉条纹的间距，计算光的波长，直观展示光的干涉特性。 单缝衍射与光栅衍射： 观察单缝衍射条纹，测量衍射角，理解衍射现象，并利用光栅进行更精确的波长测量。 菲涅尔半波损失的验证： 通过观察反射光和透射光的干涉条纹，验证菲涅尔半波损失的存在。 四、电磁学部分： 电阻的测量与伏安特性曲线： 测量不同材料电阻的阻值，绘制伏安特性曲线，了解欧姆定律和非欧姆元件的特性。 串联与并联电路的分析： 搭建不同类型的电路，测量电流和电压，验证基尔霍夫定律，理解电路的组成和工作原理。 磁场的测量与分布： 使用高斯计或磁力计，测量载流导线、螺线管等产生的磁场强度和分布，理解磁场的性质。 电磁感应现象的观察： 通过改变磁通量，观察感应电流的产生，验证法拉第电磁感应定律。 RLC串联电路的阻抗特性： 测量交流电路中电感、电容、电阻的阻抗，观察谐振现象，理解交流电路的特性。 五、近代物理部分： 光电效应的实验研究： 测量光电效应的截止电压，验证光子的概念和能量守恒定律。 密立根油滴实验： 通过测量油滴的带电量，求出基本电荷的数值，理解电荷的量子化。 X射线衍射： 观察晶体对X射线的衍射图样，了解布拉格定律和晶体结构。 本书的编写团队由经验丰富的大学物理教学专家和一线实验教师组成，他们结合多年的教学实践和对学生学习需求的深入理解，对实验项目进行了反复的优化和打磨。书中的语言风格力求通俗易懂，避免过于深奥的理论推导，而是侧重于实验的实际操作和结果分析。 《大学物理实验》不仅是一本实验指导书，更是一本培养学生科学素养和工程实践能力的宝贵工具。通过系统地学习和实践本书中的实验项目，学生将能够更深刻地理解物理学基本原理，掌握科学研究的基本方法，为未来在物理学及相关领域的深入学习和研究打下坚实的基础。本书适合作为普通高等院校物理学、应用物理学、材料物理、电子信息工程、光电信息科学与工程等专业的实验课程教材，也可供相关专业的教师和研究生参考。
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