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徐志洁 等 著

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出版社： 哈尔滨工程大学出版社

ISBN：9787566106223

商品编码：29727899912

包装：平装

出版时间：2013-08-01

基本信息

书名：大学物理实验简明教程(第二册)

定价：25.00元

作者：徐志洁 等

出版社：哈尔滨工程大学出版社

出版日期：2013-08-01

ISBN：9787566106223

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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全书共六章，包括物理实验的数据处理、常用的物理实验方法、常用实验仪器及其使用简介、基础实验、综合应用实验、设计创新实验。全书实验强调物理学科的系统性和完整性，注重物理实验方法在实验中的运用；在数据处理方面，采用了国内、国际的标准与规范，体现了数据处理的严谨性和科学性。全书内容丰富，许多实验提供了多种实验方法和要求，涉及多个与信息、测控等学科有关的近代综合性实验，还设立了多个设计、创新性的实验课题，以适应信息、测控等专业的教学需要。

本书可作为高等学校非物理类各专业物理实验课程的教材或参考书。

目录

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绪论

章　物理实验的数据处理

　1．1　测量与误差

　1．2　不确定度评定的基础知识

　1．3　实验数据的有效位数

　1．4　常用的实验数据处理方法

第2章　常用的物理实验方法

　2．1　常用的物理实验方法

　2．2　计算机在物理实验中的应用

第3章　常用实验仪器及其使用

　3．1　长度测量的常用仪器

　3．2　质量测量的常用仪器

　3．3　时间测量的常用仪器

　3．4　电磁量测量的常用仪器

　3．5　温度测量的常用仪器

　3．6　光学量测量的常用仪器

第4章　基础实验

　实验1　测定金属的杨氏弹性模量

　实验2　用霍尔元件测量磁感应强度

　实验3　示波器的应用

　实验4　分光计的调整及三棱镜折射率的测定

　实验5　光的衍射及光栅常数的测量

第5章　综合应用实验

　实验6　迈克尔逊干涉仪的应用

　实验7　光电效应及其应用

　实验8　全息照相实验

　实验9　晶体的电光调制及其应用

　实验10　CCD图像传感器实验

　实验11　光电探测器的特性及其应用

第6章　设计创新实验

　实验12　简易万用表的设计与校准

　实验13　设计测量RC，RL电路的相移

　实验14　集成温度传感器的特性及其应用

　实验15　设计测量超声波的传播速度

　实验16　光的干涉及其应用

　实验17　电子秤的设计

附录1　法定计量单位

附录2　常用物理常量表(2013年国际推荐值)

参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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实验物理的严谨与拓展：面向未来的基础探究 导言：构建坚实的物理学基础 物理学，作为探索自然界基本规律的学科，其核心魅力不仅在于理论的精妙，更在于实验的严谨性、可重复性和创新性。任何有效的物理学习体系，都必须将理论学习与实际操作紧密结合。本书并非专注于特定的大学物理实验教材，而是从更广阔的视角，探讨如何构建一套高效、系统且面向未来发展的实验物理学习与实践框架。我们将聚焦于实验设计理念、数据处理的现代化方法、错误分析的深度剖析，以及如何利用前沿技术赋能传统实验。 第一部分：现代物理实验的哲学与方法论 一、实验的本质：从观察到量化 物理实验的开端，是审慎的观察与精准的提问。本书将深入探讨如何将一个模糊的自然现象转化为一个可检验的物理假设。这涉及对实验对象的深刻理解，以及对测量目标清晰的界定。我们不讨论具体某一套教材中的具体操作步骤，而是侧重于方法论的迁移能力。 理论模型的实验验证： 实验的价值在于检验和修正理论。我们将分析如何设计对照实验，以最大程度地排除干扰因素，使测量结果能够有力地支持或推翻某一理论预测。这要求学习者掌握变量控制的精髓——如何识别并分离主要的、次要的乃至微弱的效应。 系统误差与随机误差的辩证关系： 理解误差的来源是实验成功的基石。我们将详细剖析系统误差（如仪器校准不当、环境因素未被考虑）的系统性与难以察觉性，以及随机误差（如读数波动、噪声影响）的统计特性。重点在于如何通过实验设计来最小化系统误差，并利用统计方法来量化和控制随机误差的范围。 二、测量学的现代化：不仅仅是刻度尺 在信息时代，测量不再是单纯的“读取数字”。本书将超越传统机械仪表的局限，着眼于现代传感器技术和信号处理在物理实验中的应用。 传感器原理与选型： 探讨电荷耦合器件（CCD）、霍尔效应传感器、光电倍增管（PMT）等现代传感器的基本工作原理、灵敏度、动态范围和非线性特性。实验的成功往往取决于是否选择了与待测物理量特性相匹配的传感器。 数字采集与预处理： 现代实验普遍依赖数据采集卡（DAQ）。我们将讨论采样率的选择（奈奎斯特频率）、量化误差、抗混叠滤波器的设计，以及在数据进入计算机前应进行的初步滤波和放大处理，以确保原始数据的保真度。 第二部分：数据处理与不确定度分析的深度实践 数据的原始形态往往是“噪音”与“信号”的混合体，如何从混沌中提炼出物理规律，是实验物理的精髓所在。 一、统计分析的基石：回归与拟合 任何物理定律都表现为变量间的函数关系。本书将侧重于非线性拟合在实验数据分析中的重要性，并强调拟合优度的判断标准。 最小二乘法的局限与推广： 讨论标准最小二乘法（LS）的适用条件，并介绍加权最小二乘法（WLS），当误差不均匀分布时，WLS如何给予更精确的权重分配。 模型选择与残差分析： 拟合结果的可靠性不仅取决于$chi^2$值，更在于残差（Residuals）的分布。我们将详细阐述如何通过分析残差的随机性（或非随机性结构）来判断所选物理模型是否恰当，避免“过度拟合”或“模型缺陷”的陷阱。 二、不确定度的传递与表达的规范 不确定度是衡量实验结果可信度的“身份证”。本书将严格遵循国际计量学规范（如GUM），系统讲解不确定度的传播法则。 复合不确定度的传播： 详细推导涉及乘法、除法、加法和三角函数等复杂函数关系下的不确定度传播公式，并演示在多步骤实验中，如何有效地追踪和累积不确定度，确保最终结果的表达是科学且诚实的。 有效数字的哲学： 解释有效数字的确定绝非武断的位数截断，而是直接源于不确定度的量级。一个物理量的报告必须清晰地表明其精度范围。 第三部分：实验系统的构建与前沿拓展 优秀的实验教学不仅传授知识，更应培养学生设计和构建完整物理系统的能力。 一、电子学基础在实验中的应用：信号调理 现代物理实验严重依赖模拟和数字电子技术。本书将从实验应用的角度，重新审视这些技术。 滤波技术： 区分RC、LC滤波器在消除高频噪声和低频漂移中的作用。重点在于如何根据信号的频率特性，设计出合适的有源滤波器（如运算放大器构成的Sallen-Key滤波器），实现对特定信号的“精准捕获”。 锁相放大器（Lock-in Amplifier）原理与应用： 阐述锁相放大器如何作为“窄带信号处理器”，从极度嘈杂的背景中提取出微弱的、特定频率的信号。这对于处理低信噪比（SNR）的现代光学和磁学实验至关重要。 二、计算模拟与虚拟实验的辅助角色 实验物理的未来是“模拟+测量”。计算工具不再是单纯的数据分析器，而是实验前的预演和理论的延伸。 数值方法在误差预测中的作用： 介绍蒙特卡洛模拟方法，如何利用随机抽样来预测复杂系统（如多粒子相互作用）中不确定度的累积情况，这在无法直接求出解析传播公式的场合尤其有效。 有限元分析（FEA）与实验设计的优化： 在设计精密机械结构或电磁屏蔽时，利用FEA软件对实验装置的环境耦合效应进行初步仿真，提前优化几何布局，以减少入厂后的系统误差调整时间。 结语：面向科学发现的实验素养 本书旨在培养的，不是机械操作的“实验员”，而是能够独立设计、批判性分析并持续改进实验方案的物理研究者。通过对方法论、数据处理规范和前沿技术的系统性学习，我们期望每一位学习者都能将抽象的物理定律，转化为可触摸、可量化、可信赖的科学事实，为未来的科研探索打下坚实且现代化的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名物理专业的本科生，这本《大学物理实验简明教程（第二册）》在我近期的学习生涯中扮演了至关重要的角色。虽然我还没来得及深入钻研其中的每一个公式和推导，但仅从其整体框架和一些初步的翻阅体验来看，我就能感受到它蕴含的深厚学识和教学智慧。这本书的设计思路似乎非常清晰，像是为我们这些初学者量身定做的一般，力求将那些抽象复杂的物理概念，通过一个个生动形象的实验来具象化，让我们不再仅仅停留在理论的海洋中，而是能够亲手去触摸、去感受物理世界的真实运转。我尤其期待书中对光学实验的讲解，毕竟光学一直是我的一个薄弱环节，希望能通过这本书的指引，能够真正理解折射、衍射、干涉等现象背后的物理原理，甚至能够亲手搭建简单的光学系统，观察并测量相关的物理量。当然，除了光学，我对力学部分的实验也充满好奇，尤其是那些涉及能量守恒、动量守恒的精密测量，总觉得这些基本定律是物理学的基石，只有真正理解了它们在实验中的体现，才能对整个物理学体系有更深刻的认识。这本书的出版，无疑为我们提供了一个绝佳的学习平台，我迫不及待地想要投入其中，开始我的实验探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

在大学学习的这个阶段，理论知识固然重要，但如果不能通过实践来巩固和深化，往往会显得有些空泛。《大学物理实验简明教程（第二册）》正是为解决这个问题而来的。我之所以对它充满期待，是因为我深知实验对于理解和掌握物理概念的重要性。书中所涵盖的实验内容，看起来相当丰富，而且紧密结合了我们正在学习的理论知识。我特别关注书中对热学和近代物理实验的介绍，因为这些部分往往需要更精密的仪器和更严谨的操作。我想象着，在实验室里，我们可以亲手测量液体的沸点和蒸发热，观察到量子力学的奇妙现象，这些都将是对我们想象力的极大拓展。更重要的是，通过亲自动手，我们可以学会如何搭建实验装置，如何进行精确测量，如何分析实验数据，以及如何从实验结果中得出可靠的结论。这不仅仅是学习物理知识，更是在培养一种严谨的科学态度和解决问题的能力。这本书就像是一本行动指南，指引我们在实验的海洋中扬帆远航，去探索未知的科学世界。

评分☆☆☆☆☆

我始终认为，物理实验的魅力在于它能够将那些冰冷的公式变得鲜活起来。《大学物理实验简明教程（第二册）》似乎正是抓住了这一点。它没有像某些过于理论化的教材那样，仅仅是罗列公式和证明过程，而是通过设计一系列精心挑选的实验，让我们可以亲手去验证那些伟大的物理定律。我尤其期待书中关于电磁学部分的实验，毕竟电磁学是大学物理中一个非常核心也是非常有魅力的分支。无论是法拉第电磁感应定律的演示，还是对霍尔效应的测量，都充满了科学探索的乐趣。我一直想象着，当我在实验室里，通过自己的操作，观察到电流和磁场之间奇妙的相互作用时，那种成就感将是多么的强烈。这本书的出现，让我觉得这种想象将很快变为现实。它似乎为我们搭建了一个平台，让我们能够跨越理论与实践的鸿沟，用自己的双手去揭示宇宙的奥秘。我迫不及待地想通过这些实验，对电场、磁场、电磁波等概念有更直观、更深刻的理解，这将是我物理学习道路上宝贵的一步。

评分☆☆☆☆☆

对于一本实验教程，我最看重的就是它的实用性和指导性。《大学物理实验简明教程（第二册）》在这两方面都给我留下了深刻的印象。它不是一本只讲理论的书，更像是一位循循善诱的良师益友，引导我们走进真实的物理世界。我特别喜欢书中对实验器材的介绍，有些器材的名称和功能我之前可能只是模糊地听说过，但通过书中的详细图示和文字说明，我能更清晰地认识它们，了解它们在实验中的作用。这对于我们这些刚开始接触专业实验设备的同学来说，非常重要。我脑海中浮现的，是那些在实验室里，我们究竟该如何正确地操作这些精密的仪器，如何避免不必要的损坏，如何最大化地利用它们来获取准确的数据。书中似乎给了我们很好的指引，让我对即将到来的实验课充满了信心。此外，我对书中关于数据处理和图表绘制的部分也寄予厚望。我知道，一个实验的成功与否，很大程度上取决于数据的处理和分析能力，而科学的图表是展示实验结果的有力工具。这本书能够在这方面给予我们有效的指导，将极大地帮助我们提升实验报告的质量和实验结论的可信度。

评分☆☆☆☆☆

老实说，在拿到这本《大学物理实验简明教程（第二册）》之前，我对大学物理实验的印象还停留在中学时代的那些简单到有些敷衍的演示，心里多少有些忐忑，不知道大学的实验会是怎样的挑战。然而，翻开这本书，我的担忧立刻烟消云散。它给我的第一感觉是“条理清晰”和“循序渐进”。那些实验的步骤描述得详详细细，仿佛有一位经验丰富的老师站在你旁边一步一步地指导。更让我惊喜的是，书中不仅仅是告诉你怎么操作，还花费了大量篇幅解释每个实验的理论背景、预期结果以及潜在的误差分析。这对于我们这些刚接触到更深入物理知识的学生来说，简直是太及时了。我尤其看重它对实验误差的探讨，因为我知道，在真实的物理实验中，误差是无处不在的，如何认识它、分析它、尽量减小它，是衡量一个实验能力的重要标准。这本书似乎在这方面给了我们充分的指导，让我觉得，未来的实验课不再是简单的“照本宣科”，而是真正能够锻炼我们科学思维和动手能力的宝贵机会。对于那些希望在物理实验领域打下坚实基础的同学来说，这本书无疑是一份宝贵的礼物。