本書是在2020年3月出版的《大學(xué)物理實驗（第二版）》的基礎(chǔ)上修訂而成的。為深入實踐“思政教育進(jìn)課堂”的指示精神，本次修訂注重挖掘?qū)嶒炑芯康臍v史背景、我國古代對物理現(xiàn)象的認(rèn)識和概述、我國近代物理學(xué)家對物理實驗的貢獻(xiàn)等思政素材，同時與時俱進(jìn)地對實驗項目進(jìn)行了增刪，新增了7個計算機(jī)仿真物理實驗。
全書共8章，不僅介紹了基本物理實驗、綜合性物理實驗、設(shè)計性物理實驗、近代物理實驗、開放創(chuàng)新性實驗，還將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到物理實驗中，介紹了實驗數(shù)據(jù)的計算機(jī)處理、計算機(jī)仿真物理實驗等。
全書結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)容豐富，實驗內(nèi)容與“物理實驗”課程采用的線上線下、虛實結(jié)合的開放式教學(xué)模式相配套，并且有很多實驗應(yīng)用了新的實驗技術(shù)，具有較好的可讀性和實用性。
本書可作為高等院校大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)用書或參考書，也可作為函大、電大、職大等的大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)用書或參考書。
本書是在南華大學(xué)“物理實驗”課程教學(xué)改革和實踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會2010年發(fā)布的《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》編寫的。
本書注重對物理實驗基礎(chǔ)知識的介紹，如第一章、第二章介紹了誤差基礎(chǔ)知識、測量結(jié)果的評價、數(shù)據(jù)處理方法及實驗數(shù)據(jù)的計算機(jī)處理等，可供不同基礎(chǔ)的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自學(xué)；基本物理實驗部分主要對學(xué)生進(jìn)行實驗的基礎(chǔ)知識、基本方法、基本技能的訓(xùn)練，而綜合性、設(shè)計性和近代物理實驗中的每個實驗基本獨立�？紤]到南華大學(xué)“核”的特色，本書在近代物理實驗中介紹了“驗證快速電子的動量與動能的相對論關(guān)系”實驗。 為了落實教育部2020年5月制定的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，做到三全育人，本書在編寫過程中注重挖掘?qū)嶒炑芯康臍v史背景、我國古代對物理現(xiàn)象的認(rèn)識和概述、我國近代物理學(xué)家對物理實驗的貢獻(xiàn)等思政素材，以幫助學(xué)生厚植愛國情懷，加強(qiáng)品德修養(yǎng)，增長見識，培養(yǎng)奮斗精神，提升科學(xué)素質(zhì)，并提供全方位育人導(dǎo)向，和在線課程、仿真實驗進(jìn)行配套，方便進(jìn)行信息化教學(xué)改革。
第八章為開放創(chuàng)新性實驗，嘗試與新工科教學(xué)相結(jié)合。 同時本書還注重將成熟的教研教改成果和現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用在物理實驗中，如第二章和第七章就引進(jìn)了計算機(jī)技術(shù)在數(shù)據(jù)處理過程和仿真實驗中的應(yīng)用。本書在一些傳統(tǒng)的實驗中也介紹了新的實驗技術(shù)和方法，加強(qiáng)了傳感器技術(shù)和數(shù)字化測量技術(shù)在物理實驗中的運(yùn)用，如介紹了應(yīng)用CCD傳感器將等厚干涉實驗在讀數(shù)顯微鏡中觀察的牛頓環(huán)直接顯示在監(jiān)視器上，并使用數(shù)字標(biāo)尺對干涉暗環(huán)進(jìn)行直接測量等，給傳統(tǒng)的學(xué)科增添了新鮮血液，彰顯了物理實驗課程的與時俱進(jìn)。
本書內(nèi)容和南華大學(xué)物理實驗室獲得的省級線上線下混合式一流課程及虛擬仿真一流課程相配套。
南華大學(xué)物理實驗室的管亮、李寰、郝軍、肖利軍、劉應(yīng)傳、唐益群、鄧湘元、 劉俊等老師參與了本書的編寫工作。實驗課程的教材和教學(xué)離不開實驗室的建設(shè)和發(fā)展，感謝南華大學(xué)物理實驗室全體教師和實驗技術(shù)人員對本書的支持。
本書在編寫過程中參考了本校曾使用過的相關(guān)教材，也參考了大量我國物理實驗教學(xué)工作者編寫的著作和已發(fā)表的最新研究成果，有些已在參考文獻(xiàn)中列出，有些未能列出，在此向各位作者一并表示衷心的感謝！
由于編者水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請讀者批評指正。
編 者
2021年11月
緒論 1
第一節(jié) “物理實驗”課程的地位、作用與任務(wù) 1
第二節(jié) “物理實驗”課程的教學(xué)內(nèi)容基本要求 2
第三節(jié) “物理實驗”課程的基本程序 2
第四節(jié) 物理實驗室規(guī)則 4
第一章 測量、誤差及數(shù)據(jù)處理 6
第一節(jié) 測量與誤差 6
第二節(jié) 隨機(jī)誤差的估計與儀器誤差 11
第三節(jié) 有效數(shù)字及其運(yùn)算法則 16
第四節(jié) 測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差評定 21
第五節(jié) 測量結(jié)果的不確定度評定 27
第六節(jié) 實驗數(shù)據(jù)處理的幾種方法 31
習(xí)題 39
第二章 實驗數(shù)據(jù)的計算機(jī)處理 40
第一節(jié) Excel處理實驗數(shù)據(jù)及應(yīng)用 40
第二節(jié) MATLAB處理實驗數(shù)據(jù)及應(yīng)用 49
第三節(jié) Origin處理實驗數(shù)據(jù)及應(yīng)用 52
第三章 基本物理實驗 57
實驗3.1 拉伸法測量金屬絲楊氏模量 57
實驗3.2 用波爾共振儀研究受迫振動 64
實驗3.3 電表的改裝和校準(zhǔn) 70
實驗3.4 模擬法測繪靜電場 77
實驗3.5 光學(xué)實驗平臺 83
實驗3.6 數(shù)字示波器的使用 93
實驗3.7 分光計的調(diào)節(jié)及三棱鏡折射率的測定 101
實驗3.8 光干涉現(xiàn)象的觀測 108
實驗3.9 光柵衍射 114
第四章 綜合性物理實驗 119
實驗4.1 熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的觀測 119
實驗4.2 邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)與使用 129
實驗4.3 金屬線膨脹系數(shù)的測定 135
實驗4.4 莫爾效應(yīng)及光柵傳感實驗 139
實驗4.5 光速測量 149
實驗4.6 密立根油滴實驗 157
第五章 設(shè)計性物理實驗 167
實驗5.1 設(shè)計采用伏安法測量電阻 179
實驗5.2 設(shè)計用電位差計校準(zhǔn)電表 188
實驗5.3 設(shè)計利用單擺測量重力加速度 192
實驗5.4 設(shè)計萬用電表 194
實驗5.5 電阻溫度計的設(shè)計與標(biāo)定 197
實驗5.6 可供選擇的設(shè)計性物理實驗 202
第六章 近代物理實驗 203
實驗6.1 光電效應(yīng)測量普朗克常數(shù) 203
實驗6.2 夫蘭克赫茲實驗 209
實驗6.3 電子荷質(zhì)比的測定 224
實驗6.4 驗證快速電子的動量與動能的相對論關(guān)系 228
第七章 計算機(jī)仿真物理實驗 234
實驗7.1 電表的改裝和校準(zhǔn)仿真實驗 236
實驗7.2 光電效應(yīng)測量普朗克常數(shù)仿真實驗 245
實驗7.3 研究快速電子動量與動能的相對論關(guān)系虛擬仿真實驗 251
實驗7.4 模擬法測靜電場仿真實驗 261
實驗7.5 薄透鏡焦距的測量仿真實驗 267
實驗7.6 數(shù)字示波器仿真實驗 274
實驗7.7 分光計的使用仿真實驗 281
實驗7.8 邁克爾遜干涉仿真實驗 293
實驗7.9 密立根油滴仿真實驗 299
第八章 開放創(chuàng)新性實驗 308
實驗8.1 電學(xué)設(shè)計性實驗 308
實驗8.2 基本傳感器型物理設(shè)計性實驗 346
實驗8.3 溫度傳感器設(shè)計性實驗 385
附錄A 中華人民共和國法定計量單位 408
附錄B 基本物理常量表 411
參考文獻(xiàn) 421
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