目 錄

緒言 1
第1章 測量誤差與數(shù)據(jù)處理 3
1.1 測量與有效數(shù)字 3
1.1.1 測量 3
1.1.2 有效數(shù)字 3
1.1.3 有效數(shù)字記錄 3
1.1.4 數(shù)值修約 4
1.1.5 有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則 4
1.2 測量誤差 6
1.2.1 真值 6
1.2.2 誤差 6
1.2.3 相對誤差 6
1.2.4 誤差的分類 7
1.3 系統(tǒng)誤差及其處理 8
1.3.1 系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn) 8
1.3.2 系統(tǒng)誤差的修正和消除 8
1.4 隨機(jī)誤差及其估算 9
1.4.1 隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 9
1.4.2 測量結(jié)果的最佳值——算術(shù)平均值 10
1.4.3 殘差 10
1.4.4 隨機(jī)誤差的表示法 11
1.4.5 有限次測量列的隨機(jī)誤差估算 12
1.4.6 算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差 13
1.5 儀器誤差 13
1.5.1 儀器的示值誤差 13
1.5.2 儀器的標(biāo)準(zhǔn)誤差 14
1.6 直接測量量及間接測量量的誤差傳遞 15
1.6.1 直接測量結(jié)果的表示 15
1.6.2 間接測量結(jié)果的誤差傳遞 17
1.6.3 間接測量的數(shù)據(jù)處理過程 21
1.7 不確定度 22
1.7.1 不確定度的概念 22
1.7.2 不確定度評定的簡化方法 22
1.7.3 不確定度的計(jì)算 23
1.8 數(shù)據(jù)處理方法 25
1.8.1 列表法 25
1.8.2 圖示法和圖解法 26
1.8.3 逐差法 28
1.8.4 最小二乘法（線性回歸） 29
1.8.5 計(jì)算機(jī)軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 32
1.9 習(xí)題 34
第2章 常用物理實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù) 36
2.1 基本物理實(shí)驗(yàn)方法 36
2.1.1 比較法 36
2.1.2 放大法 37
2.1.3 補(bǔ)償法 38
2.1.4 轉(zhuǎn)換法 39
2.1.5 模擬法 41
2.1.6 基本光學(xué)實(shí)驗(yàn)方法 42
2.2 基本物理實(shí)驗(yàn)儀器 45
2.2.1 力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器 46
2.2.2 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器 50
2.2.3 光學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器 59
2.3 基本操作技術(shù) 63
2.3.1 零位調(diào)整 63
2.3.2 水平、鉛直調(diào)整 64
2.3.3 共軸調(diào)整 64
2.3.4 消視差 65
2.3.5 逐次逼近調(diào)整 66
2.4 物理實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范 66
2.4.1 實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范總則 66
2.4.2 力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范 66
2.4.3 電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范 67
2.4.4 光學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范 68
第3章 基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn) 70
3.1 拉伸法測量楊氏模量 70
3.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?70
3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 70
3.1.3 實(shí)驗(yàn)原理 72
3.1.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 73
3.1.5 數(shù)據(jù)處理 74
3.1.6 思考題 74
3.1.7 實(shí)驗(yàn)拓展 74
3.2 扭擺法測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 74
3.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?75
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器 75
3.2.3 實(shí)驗(yàn)原理 75
3.2.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 77
3.2.5 數(shù)據(jù)處理 78
3.2.6 思考題 78
3.2.7 實(shí)驗(yàn)拓展 78
3.3 電子束實(shí)驗(yàn) 79
3.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?79
3.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器 79
3.3.3 實(shí)驗(yàn)原理 79
3.3.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 84
3.3.5 數(shù)據(jù)處理 85
3.3.6 思考題 86
3.3.7 實(shí)驗(yàn)拓展 86
3.4 單臂電橋測量中值電阻 86
3.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?87
3.4.2 實(shí)驗(yàn)儀器 87
3.4.3 實(shí)驗(yàn)原理 87
3.4.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 88
3.4.5 數(shù)據(jù)處理 89
3.4.6 思考題 89
3.4.7 實(shí)驗(yàn)拓展 89
3.5 雙臂電橋測量低值電阻 90
3.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?90
3.5.2 實(shí)驗(yàn)儀器 90
3.5.3 實(shí)驗(yàn)原理 90
3.5.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 92
3.5.5 數(shù)據(jù)處理 93
3.5.6 思考題 94
3.5.7 實(shí)驗(yàn)拓展 94
3.6 靜電場的模擬 94
3.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?95
3.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器 95
3.6.3 實(shí)驗(yàn)原理 95
3.6.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 98
3.6.5 數(shù)據(jù)處理 99
3.6.6 思考題 99
3.6.7 實(shí)驗(yàn)拓展 99
3.7 直流電位差計(jì)測量熱電偶溫差電動(dòng)勢 100
3.7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?100
3.7.2 實(shí)驗(yàn)儀器 100
3.7.3 實(shí)驗(yàn)原理 100
3.7.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 103
3.7.5 數(shù)據(jù)處理 104
3.7.6 思考題 105
3.7.7 實(shí)驗(yàn)拓展 105
3.8 示波器的調(diào)整及應(yīng)用 105
3.8.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?105
3.8.2 實(shí)驗(yàn)儀器 105
3.8.3 實(shí)驗(yàn)原理 106
3.8.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 113
3.8.5 數(shù)據(jù)處理 114
3.8.6 思考題 114
3.8.7 實(shí)驗(yàn)拓展 115
3.9 整流、濾波電路的特性 115
3.9.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?116
3.9.2 實(shí)驗(yàn)儀器 116
3.9.3 實(shí)驗(yàn)原理 116
3.9.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 118
3.9.5 數(shù)據(jù)處理 118
3.9.6 思考題 119
3.9.7 實(shí)驗(yàn)拓展 119
3.10 鐵磁材料的磁滯回線 120
3.10.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?120
3.10.2 實(shí)驗(yàn)儀器 120
3.10.3 實(shí)驗(yàn)原理 120
3.10.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 128
3.10.5 數(shù)據(jù)處理 129
3.10.6 思考題 129
3.10.7 實(shí)驗(yàn)拓展 130
3.11 沖擊電流計(jì)測量磁滯回線 130
3.11.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?130
3.11.2 實(shí)驗(yàn)儀器 130
3.11.3 實(shí)驗(yàn)原理 130
3.11.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 133
3.11.5 數(shù)據(jù)處理 134
3.11.6 思考題 134
3.11.7 實(shí)驗(yàn)拓展 135
3.12 分光計(jì)的調(diào)整與使用 135
3.12.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?135
3.12.2 實(shí)驗(yàn)儀器 136
3.12.3 實(shí)驗(yàn)原理 136
3.12.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 144
3.12.5 注意事項(xiàng) 145
3.12.6 思考題 145
3.12.7 實(shí)驗(yàn)拓展 146
3.13 等厚干涉 147
3.13.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?147
3.13.2 實(shí)驗(yàn)儀器 147
3.13.3 實(shí)驗(yàn)原理 147
3.13.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 151
3.13.5 數(shù)據(jù)處理 152
3.13.6 思考題 152
3.13.7 實(shí)驗(yàn)拓展 152
3.14 透射光柵測量光波波長 153
3.14.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?153
3.14.2 實(shí)驗(yàn)儀器 153
3.14.3 實(shí)驗(yàn)原理 154
3.14.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟 154
3.14.5 數(shù)據(jù)處理 155
3.14.6 思考題 155
3.14.7 實(shí)驗(yàn)拓展 156
第4章 綜合性物理實(shí)驗(yàn) 157
4.1 邁克爾遜干涉儀 157
4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?157
4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 157
4.1.3 實(shí)驗(yàn)原理 157
4.1.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 160
4.1.5 數(shù)據(jù)處理 162
4.1.6 思考題 162
4.1.7 實(shí)驗(yàn)拓展 162
4.2 光電效應(yīng)——普朗克常數(shù)的測量 163
4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?163
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器 163
4.2.3 實(shí)驗(yàn)原理 164
4.2.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 165
4.2.5 數(shù)據(jù)處理 167
4.2.6 思考題 168
4.2.7 實(shí)驗(yàn)拓展 168
4.3 夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn) 169
4.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?169
4.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器 169
4.3.3 實(shí)驗(yàn)原理 169
4.3.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 173
4.3.5 數(shù)據(jù)處理 174
4.3.6 思考題 174
4.3.7 實(shí)驗(yàn)拓展 175
4.4 密立根油滴實(shí)驗(yàn)測電子電荷 175
4.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?176
4.4.2 實(shí)驗(yàn)儀器 176
4.4.3 實(shí)驗(yàn)原理 176
4.4.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 180
4.4.5 數(shù)據(jù)處理 182
4.4.6 思考題 183
4.4.7 實(shí)驗(yàn)拓展 183
4.5 氣體中聲速的測量 183
4.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?184
4.5.2 實(shí)驗(yàn)儀器 184
4.5.3 實(shí)驗(yàn)原理 184
4.5.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 187
4.5.5 數(shù)據(jù)處理 189
4.5.6 思考題 189
4.5.7 實(shí)驗(yàn)拓展 189
4.6 超聲光柵測量聲速 190
4.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?190
4.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器 190
4.6.3 實(shí)驗(yàn)原理 190
4.6.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 192
4.6.5 數(shù)據(jù)處理 193
4.6.6 思考題 194
4.6.7 實(shí)驗(yàn)拓展 194
4.7 應(yīng)變式傳感器 194
4.7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?195
4.7.2 實(shí)驗(yàn)儀器 195
4.7.3 實(shí)驗(yàn)原理 195
4.7.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 196
4.7.5 數(shù)據(jù)處理 198
4.7.6 思考題 199
4.7.7 實(shí)驗(yàn)拓展 199
4.8 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)——霍爾效應(yīng) 199
4.8.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?201
4.8.2 實(shí)驗(yàn)儀器 201
4.8.3 實(shí)驗(yàn)原理 201
4.8.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 203
4.8.5 數(shù)據(jù)處理 204
4.8.6 思考題 204
4.8.7 實(shí)驗(yàn)拓展 204
4.9 PN結(jié)正向特性的研究和應(yīng)用 205
4.9.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?205
4.9.2 實(shí)驗(yàn)儀器 205
4.9.3 實(shí)驗(yàn)原理 205
4.9.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 210
4.9.5 數(shù)據(jù)處理 211
4.9.6 思考題 212
4.9.7 實(shí)驗(yàn)拓展 212
4.10 太陽能電池基本特性的測量 212
4.10.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?213
4.10.2 實(shí)驗(yàn)儀器 213
4.10.3 實(shí)驗(yàn)原理 213
4.10.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 214
4.10.5 數(shù)據(jù)處理 217
4.10.6 思考題 218
4.10.7 實(shí)驗(yàn)拓展 218
第5章 設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn) 219
5.1 設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)概述 219
5.2 設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)的任務(wù)和測量對象 219
5.3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的方法選擇 220
5.3.1 實(shí)驗(yàn)方法的選擇 220
5.3.2 測量方法的選擇 221
5.3.3 測量方法的選擇原則 222
5.4 選擇測量儀器及測量條件 223
5.4.1 測量儀器的選擇 223
5.4.2 測量條件的選擇 224
5.5 重力加速度的測量研究 225
5.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?225
5.5.2 實(shí)驗(yàn)儀器 226
5.5.3 實(shí)驗(yàn)要求 226
5.5.4 實(shí)驗(yàn)提示 226
5.5.5 數(shù)據(jù)處理 227
5.5.6 思考題 227
5.5.7 實(shí)驗(yàn)拓展 227
5.6 溫度傳感器的溫度特性研究 227
5.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?227
5.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器 228
5.6.3 實(shí)驗(yàn)原理 228
5.6.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 231
5.6.5 數(shù)據(jù)處理 235
5.6.6 思考題 236
5.6.7 實(shí)驗(yàn)拓展 236
5.6.8 附錄1：物理設(shè)計(jì)性（熱學(xué)）實(shí)驗(yàn)裝置使用說明書 236
5.6.9 附錄2：智能溫度控制器使用說明 237
5.7 非平衡電橋的原理和設(shè)計(jì)應(yīng)用 238
5.7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?238
5.7.2 實(shí)驗(yàn)儀器 238
5.7.3 實(shí)驗(yàn)原理 239
5.7.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 243
5.7.5 數(shù)據(jù)處理 245
5.7.6 思考題 246
5.7.7 實(shí)驗(yàn)拓展 246
5.8 電表的改裝 246
5.8.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?246
5.8.2 實(shí)驗(yàn)儀器 246
5.8.3 實(shí)驗(yàn)原理 247
5.8.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 249
5.8.5 注意事項(xiàng) 250
5.8.6 思考題 250
5.8.7 實(shí)驗(yàn)拓展 250
5.9 數(shù)字電表的設(shè)計(jì)和校準(zhǔn) 251
5.9.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?251
5.9.2 實(shí)驗(yàn)儀器 251
5.9.3 實(shí)驗(yàn)原理 251
5.9.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 261
5.9.5 注意事項(xiàng) 269
5.9.6 思考題 270
5.9.7 實(shí)驗(yàn)拓展 270
5.10 二階電路的響應(yīng)研究 270
5.10.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?270
5.10.2 實(shí)驗(yàn)儀器 270
5.10.3 實(shí)驗(yàn)原理 271
5.10.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 272
5.10.5 數(shù)據(jù)處理 273
5.10.6 思考題 273
5.10.7 實(shí)驗(yàn)拓展 273
5.11 新型能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究實(shí)驗(yàn) 273
5.11.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?274
5.11.2 實(shí)驗(yàn)儀器 275
5.11.3 實(shí)驗(yàn)原理 275
5.11.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 282
5.11.5 數(shù)據(jù)處理 288
5.11.6 思考題 288
5.11.7 實(shí)驗(yàn)拓展 289
5.12 聲光電路的特性研究與設(shè)計(jì) 289
5.12.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?289
5.12.2 實(shí)驗(yàn)儀器 289
5.12.3 實(shí)驗(yàn)原理 289
5.12.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 291
5.12.5 數(shù)據(jù)處理 292
5.12.6 思考題 292
5.12.7 實(shí)驗(yàn)拓展 292
附錄A 國際單位制 293
附錄B 常用的物理常量 295
參考文獻(xiàn) 298