三级物理实验教程(张昌莘)_张昌莘_9787122071552

三级物理实验教程(张昌莘)

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　《三级物理实验教程》根据《高等学校非物理专业基础物理实验教学基本要求》以及学校实验仪器和设备的实际情况编写而成。《三级物理实验教程》共分五章。第一章绪论，着重介绍了物理实验课程的学习特点、要求、误差理论和数据处理的有关内容。第二章物理实验基本仪器，介绍了物理实验中常用仪器的使用方法和注意事项等。第三章一级物理实验，包括了力学、热学、电磁学、光学和近代物理学的13个实验项目、16个实验课题。第四章二级物理实验，包括了力学、热学、电磁学、光学和近代物理学13个实验项目、19个实验课题。第五章三级物理实验，包括了力学、热学、电磁学、光学和近代物理学14个实验项目、20个实验课题。
　　三级物理实验中每一级物理实验都有验证性实验和设计性、综合性实验。后一级物理实验内容的难度和实验技能比前一级有所提高，实验项目的编排和教学过程体现了逐步培养及提高学生实验技能的思想。
　　《三级物理实验教程》可作为应用型高等理工科院校非物理专业的物理实验教材或教学参考书。

　　大学物理实验课程是理工科非物理专业的必修课程。通过本课程的学习，应使学生掌握以下内容：
　　①接受基本实验理论和实验操作技能的训练，养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，具有刻苦钻研、勇于探索和创新开拓的精神；
　　②掌握基本物理量的测量原理和常用的测量方法，能合理选择仪器和正确使用实验仪器；
　　③能正确、熟练运用有效数字、误差分析和基本的数据处理方法，对实验结果进行分析和判断，写出符合要求的实验报告；
　　④能够理论联系实际，正确地应用理论知识指导实验，提高观察实验现象和分析问题的能力，加深对物理概念、物理规律及理论的理解和应用，提高实验技能，具有独立研究工作的基本能力。
　　为了加强学生实验技能的培养，本书在实验内容的安排上进行了改革。改变了传统的按照力学、热学、电磁学和光学、近代物理学实验内容的编排顺序，以循序渐进培养学生的实验技能为基础，将实验内容按不同层次、不同要求分三个部分编写，相应地设为一级、二级和三级物理实验。每一级物理实验内容覆盖了力学、热学、电磁学、光学和近代物理学各部分，后一级实验内容比前一级有所提高，同时将现代化科技成果及方法陆续应用于实验教学中。在实验项目选题上减少验证性实验，增加设计性、综合性实验，增加比例随实验级别递增而提高。理工科不同专业根据本专业培养人才的要求，选择一～三级物理实验中不同的内容进行教学。
　　三级物理实验教程由张昌莘、王德明和方运良负责编写。张昌莘负责全书的策划和统稿。李富全教授参加编写并负责对全书的审稿。长期担任物理实验教学的教师也参加了本书的编写工作。张昌莘编写第一章、实验2、4、8、9、13（三、四）、19、31、34、40（五、六）；王德明编写第二章、实验1、13（一）、21、23、25、26（五、六）、35；方运良编写实验3、6、7、10、15、20、26（一～四）、38、39、40（二～四）、附录；李富全编写实验13（二）、17、27、32；席伟编写实验5、18、28；陈丽娜编写实验12、24、30；邓锂强编写实验16、33、36、40（一、七）；梁一机编写实验22-1、22-2、37；陈海波编写实验11、14、29。
　　本书的出版得到新世纪广东省高等教育教学改革工程项目和茂名学院质量工程经费的资助，作者在此一并表示感谢。
　　由于编者水平有限，不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

　　第一章绪论
　　一、物理实验课程的地位、作用和任务
　　在16世纪之前，物理学还不是一门独立的学科，是属于自然哲学的一部分。研究物理问题主要是用数学的方法。到了16世纪，物理学家伽利略开创性地把科学实验方法应用于物理现象的研究，并取得一系列伟大成果，物理学也随之成为一门独立的学科。通过物理实验发现物理规律，进而形成物理理论。到了19世纪末，在物理实验研究的基础上物理学取得巨大的成就，并推动了社会的发展。如18世纪由热学实验而产生的热机应用于社会生产，导致了第一次工业革命，社会生产力得到快速发展。19世纪由电磁学实验而产生的电动机、发电机应用于社会生产，导致了第二次工业革命，社会经济得到迅猛发展。随着科学技术的发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷。新的物理实验不断地出现，如光电效应、黑体辐射、X射线、原子光谱、a粒子散射实验等，对这些物理实验的研究又推动了物理学理论的发展，20世纪初诞生了近代物理学。20世纪以来以物理学理论和实验为基础而发展起来的多门学科及高新技术对社会的发展产生了巨大的推动作用。如原子能开发和应用、半导体技术、电子计算机、激光技术、光纤通信、“神舟”系列载人飞船成功上天等一大批高新技术和科技成果与物理学理论、实验技术是密不可分的。由此可看出物理学的本质是一门实验科学，物理学的突破都依赖于物理实验的重大发现，物理实验是物理学发展动力和源泉。物理学的发展对社会的进步产生深刻的影响。
　　物理学理论和物理实验是物理学中既紧密联系又相互独立的两门课程。学生通过物理实验课程的学习，可以在实验室中自己动手组建测量系统，得到被测量的量值及其变化规律，从而加强了对物理概念和规律的理解和认识。
　　物理实验在培养学生运用实验手段观察、分析、发现、研究和解决问题，进行科学实验基本训练，提高动手能力和科学实验素养等方面都起着重要的作用。同时也为学生在今后的学习、工作方面奠定良好的实验基础。
　　物理实验课的主要任务如下。
　　①通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习有关实验的基本知识、基本方法和基本技能，加深对物理学原理的理解。
　　②培养学生的科学实验能力。包括能够通过阅读实验教材或资料，做好实验前的准备工作；能够正确安装、调整和使用仪器，正确设计和安排实验方法、步骤；能够运用物理学原理对实验现象进行观察、分析和判断，正确记录和处理实验数据，绘制图表，撰写合格的实验报告。加深对物理学基本概念和基本规律的理解与掌握。
　　③培养学生的探索精神、创新精神和严格、细致、实事求是、一丝不苟的科学态度，培养与提高学生的自主学习能力和创新能力，培养学生善于动手、乐于动手、遵守操作规程、爱护国家财产、注意安全等良好的科学习惯。
　　二、物理实验课的学习特点和要求
　　实验课与理论课在学习方法和过程上是有所区别的，实验课的学习特点是学生在教师的指导下自己动手操作，独立地完成实验任务。在物理实验过程中，学生应注重以下几点。

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