大学物理实验讲义-张家港校区.doc

大学物理实验讲义-张家港校区 大学物理实验教材 江苏科技大学张家港校区 前 言 《大学物理实验》是面向高等学校理工科学生的重要实践课程，对于培养学生的从事科学研究的基本素养、锻炼学生的动手能力、观测能力、数据处理与分析能力，培养学生的创新意识与科研开发能力，具有不可替代的重要作用。 物理实验作为科学实验的基础实验，其研究方法、观察和分析手段、各种仪器设备已被广泛地应用在自然科学和工程技术的各个领域。因此作为基础实验课，它既能让学生通过实验学习到科学实验的基础知识，又能使学生在实验方法的考虑、测量仪器的选择、实验误差的分析中受到训练，并为学生进行后续实验打下基础。 我们根据目前我国高等院校大学物理实验开设的情况，及我校的《大学物理实验》培养方案与目标，对照校区实验室的仪器设备配置，组织编写了这本实验讲义，可供校区所有理工科专业的学生使用。 本讲义的编写由肖沛主持，肖沛、林季资和徐胜共同完成。 本讲义在编写过程中,参考了许多其他高等师范院校的实验教材,得到了我校许多长期从事实验教学工作教师的大力支持，特别是参考了校本部物理实验室所用讲义以及学校尤建飞老师和李巧改老师编写的教材，以及，在此表示感谢！本讲义难免有不妥之处,恳请读者批评指正。 1 目 录 绪 论 误差理论与数据处理-----------------------------------------3 实验一 霍尔位置传感器测杨氏模量-----------------------------------35 实验二 研究弦线上的驻波现象---------------------------------------41 实验三 利用霍尔效应测磁场-------------------------------------------------------------45 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 附 录 电位差计测电动势-------------------------------------------49 线性电阻和非线性电阻的伏电安特性曲线----------------------------------54 测量超声波在空气中的传播速度----------------------------------------------61 光电效应测普朗克常数----------------------------------------------------------66 夫兰克-赫兹实验------------------------------------------------------------------69 光的等厚干涉实验-------------------------------------------72 实验报告范例-----------------------------------------------76 2 绪 论 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式及其规律的学科。物理学按研究方法可分为理论物理和实验物理两大分支。理论物理是从一系列基本原理出发，经过数学的推演得出结果，并将结果与观测和实验相比较，从而达到理解现象、预测未知的目的。实验物理是以观测和实验为手段来发现新的物理规律，验证理论结论，同时也为理论物理提供新的研究课题。因此，物理实验是研究自然规律的最基本的手段，是物理理论的源泉。 物理学从本质上说是一门实验科学。历史表明，在物理学的建立和发展过程中，物理实验一直起着重要的作用，并且在今后探索和开拓新的科技领域时，物理实验仍然是强有力的工具。在高等理工院校，物理实验课是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是理工类专业对学生实验训练的重要基础，是大学生学习或从事科学实验的起步。因此，国家教育部把物理实验列为理工院校培养大学生进行科学实验基本训练的一门独立的、重要的必修课程。所以，学好物理实验对于高等理工院校的学生来说是十分重要的。 一、物理实验课的任务 根据国家教育部颁发的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》的规定，物理实验课的具体任务是： 1. 通过对物理实验现象的观察、分析及对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。 2. 培养与提高学生的科学实验能力，其中包括： (1) 能够自行阅读实验教材和资料，作好实验前的准备； (2) 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器； (3) 能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断； (4) 能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告； 3. 培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态