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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