[理学]物理实验讲义-基础

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1、第一部分实验数据处理基础知识一大学物理实验课的地位和作用科学实验是科学理论产生的源泉，是科学理论发展的动力，是工程技术的基础。作为21世纪的高科技人才，不仅要具备比较深广的理论知识，更应具备把科学理论运用到生产实践中的能力，以便适应科技进步和社会主义建设迅速发展的需要。因此，必须通过科学实验的系统训练，逐步养成把动脑和动手、理论和实际结合起来去分析问题、解决问题的良好习惯。大学物理实验课是为理工类专业学生开设的一门独立的必修基础课，是对学生进行系统实验方法和实验技能训练的开端和入门向导，是以后一切科学实验工作的基础。每一个物理实验项目都是

2、通过一定的实验方法把物理理论和测量任务联系起来，构成测量系统并指导学生有计划的操作，可以由简入繁地模拟一个科学实验全过程，从而使学生独立地在基本实验知识、基本实验方法和基本实验技能三方面受到全面训练，也加深了对物理学理论的理解，并培养成实事求是的科学态度。二大学物理实验课的基本程序科学实验大体有以下几个步骤：提出测量任务、设计实验方案、仪器安装调试、取得数据、处理数据、分析结果、写出报告或论文。本课程所开设的实验项目是人为地创造出一种条件，按照预定计划，以确定顺序重现一系列物理现象。因此，本课程对多数实验着重于方法和技能上的严格训练，一般

3、并不看重“结果”。实验课的基本程序为网上选实验项目和时间、课前预习、课上进行实验、课后整理分析数据并写出实验报告。（一）课前预习为在预定时间内顺利地完成实验，学生要认真阅读实验指导书和有关参考书；明确实验目的；弄懂实验的理论依据和条件、领会实验方法、了解仪器的精度、工作原理和操作规程，掌握如何装配、连接和调整；了解实验步骤、写出预习报告，在报告中画出必要的简图（如电路图、光路图）；设计好数据记录表格，注明所有文字符号的物理量和单位。此预习报告就作为整个实验报告的前半部分，待实验做完后再续写出后半部分。（二）课上实验操作通过教师对预习的检查

4、后，方可进行实验。—117—1．仪器的安装和调整首先由说明书或挂图熟悉各主要仪器，了解其工作原理和使用方法及注意事项。然后进行安装和调试仪器，使其处于正常工作状态（如水平、铅直等）。未把仪器仔细地调到正常状态，而忙于测量是不会得到正确的实验结果的。仪器使用中须按操作规程进行。如果不是测量要求，在不明确操作规程情况下，切勿乱动用仪器。详细地还要注意以下几点：①仪器的量程要符合实验要求，弄清最小分度的读数；注意仪器零点，必要时应调零。②拧动仪器上的旋钮或转动部分时，不要用力过猛，应缓慢匀速进行，受阻碍则立即停止。③灵敏度高的仪器（如分析天平、

5、灵敏检流计等）都有制动器，不测量时应使仪器处于制动状态。④对透镜、光栅等光学元件及砝码等，为了保持其性能和光洁，不许用手直接摸表面，也不许随便用布或纸去擦。⑤使用电学仪器时，要注意额定电源电压、连接时的极性和人身安全，并必须经教师允许后方可接通电源。⑥实验结束后要整理仪器，并恢复到实验前的状态。2．观测与记录观测时要精力集中，不受外界干扰，也不要影响别人。对实验中出现的不同现象要勤于动脑，用所掌握的物理学规律和原理给予解释，能查找出异常现象的原因。记录就是如实地记录所观察到的现象、过程和测量的数据。必须将数据记录在预习报告的数据表内或实验

6、记录本上。数据之间要留有间隙，以便补充。要求记得简单、清楚，标明单位，不得随便涂改，更不允许按标准数据或他人数据修改自己的数据。若发现记录的数据有误应用笔划掉，并将正确数据写在旁边，不要在原数据上涂改。记录内容包括：时间、地点、合作者、室温、气压、仪器及其编号、简图、简单的过程、原始数据、有关现象和随时发现的问题等。总之，观测和记录实验数据时要特别仔细，以保证读数和记录准确无误，它决定着本次实验工作的成败。记录数据须经指导教师检查认定合格后方可结束实验，否则要重新测量。（三）数据处理与实验报告实验报告是本次实验工作的全面总结，是科学技术交

7、流不可缺少的方式。通过它可以巩固实验基本知识及物理学原理，以及正确表达实验结果和对结果的评价，为将来进行科学实验、写好科技论文打下基础。实验报告应包括：实验名称、目的、原理摘要及计算公式、简图、仪器、实际的主要步骤、记录及数据表格、数据处理（必要时可编程序上微机处理）、不确定度估计、实验结论和讨论、回答思考题。—117—实验报告要求一律使用统一印制的报告用纸，画曲线须用坐标纸。报告在叙述上力求文字通顺，简单明了，用语准确，字迹工整，图表规矩，结果表达正确，把遇到的问题和见解做力所能及的分析、讨论，也可提出改进实验设计及方法的建议。三测量与

8、误差在物理实验过程中要定量地测出各有关的物理量，而这种用以确定被测对象量值为目的的操作就叫测量。测量可分为两类：（1）直接测量为了进行测量，每个物理量都规定有相应的计量单位。直接测量就是用带有