大学物理实验理论课

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1、实验绪论课内容：一、物理实验的重要性以及实验要求二、测量的基础知识三、误差的基本性质与处理四、误差的合成与分配五、测量不确定度六、有效数字七、物理实验中常用的数据处理方法八、应用例题第一部分物理实验的重要性以及实验要求前言—实验物理在物理学发展史上的重要性物理学一词(physics)早先是源于希腊文，意为自然规律。其现代内涵是指研究物质运动最一般规律及物质基本结构的科学。物理学是实验科学，凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的。因此物理学绝不能脱离物理实验结果的验证，实验是物理学的基础。实验是有目的地去尝试，是对自然的积极探索。科学家提出某些假设和预见，

2、为对其进行证明，筹划适当的手段和方法，根据由此产生的现象来判断假设和预见的真伪。因此科学实验的重要性是不言而喻的，其中物理实验自然也雄居要位。诺贝尔奖当代最为人们注目的诺贝尔奖，宗旨是奖给有最重要发现或发明的人。因此，诺贝尔物理学奖标帜着物理学中划时代的里程碑级的重大发现和发明。从1901年第一次授奖至今有一百多年的历史，已有得主近１５０名。其中主要以实验物理学方面的发现或发明而获奖者约占73%强。在实验物理学方面取得伟大成功者...1.1901年首届诺贝尔物理学奖得主德国人仑琴(W.C.Rｏntegen)，为奖励他于1895年发现X射线。2.1902年的得主是荷兰

3、人塞曼，奖励他在1894年发现光谱线在磁场中会分裂的现象。3.1903年得主是法国人贝可勒尔(H.A.Becquerel)，他于1896年发现了天然放射性。从物理规律的建立过程看实验物理的重要性整个物理学的发展史是人类不断深刻了解自然、认识自然的历史进程。实验物理和理论物理是物理学的两大分支，实验事实是检验物理模型确立物理规律的终审裁判。理论物理与实验物理相辅相成，互相促进，恰如鸟之双翼，人之双足，缺之不可。物理学正是靠着实验物理和理论物理的相互配合激励、探索前进，而不断向前发展的。在物理学的发展过程中，这种相互促进、相互激励、相互完善的过程的实例是数不胜数的...

4、从物理规律的建立过程看实验物理的重要性1924年法国人德布洛意(De.Broglie)在光的微粒性的启发下，明确提出实物粒子具有物质波动性，即波和粒子的缔合概念，通常人们将它描述为波粒二重性。假设，粒子能量为E，动量为P，那么伴随着的物质波的平面波矢K，有P=K，即P=hλ。这是一个大胆而伟大的假设，得到物理伟人爱因斯坦(A.Einstein)的肯定，他曾称这是照亮我们最难解开物理学之谜的第一缕微弱的光。并提名De.Broglie获诺贝尔奖。理论上美妙的假设或推理，要成为被公认的物理规律，必须有实验结果的验证。De.Broglie指出，可通过电子在晶体上的衍射实验来

5、证明他的假设。从物理规律的建立过程看实验物理的重要性1927年，美国科学家戴维孙(C.J.Davisson)和革尔末，用被电场加速过的电子束打在镍晶体上，得到衍射环纹照片。从而计算并证实了p，间关系的假设，使德布洛意的理论得以被公认。从而获得1929年的诺贝尔物理学奖。1895年伦琴在实验上发现了新的电磁辐射，被称为X射线(它是由高速电子轰击重元素靶而产生的波长在nm量级的电磁辐射)。X射线的发现进一步推动气体中电传导的研究。J.J汤姆逊说明了被X射线照射和气体导电性是由于气体带有电荷—引起分子电离。这给劳伦茨创立电子论提供了实验基础。而电子理论又给Zeeman效

6、应，即光谱线在磁场中会分裂，这一事实以理论解释。这一连串的事实关系就表明了实验物理和理论物理之间的密切关系和相互激励而共同推进物理学发展进程。教学实验和科学实验的关系及教学实验的重要性科学实验是为了预测、验证或获取新的信息，通过技术性操作来观测由预先安排的方法所产生的现象。四个步骤：选定目标作出计划、制作或选择实验仪器、观察现象和测量数据、分析整理数据，得出结论。科学实验是探索的过程，是可能成功也可能失败的，结果是可能符合预期也可能有否定预期的，当然还可能有意外收获，而得到未曾预期的成功。每一次科学实验的成功再一次揭示出自然界的奥秘，使人类在认识自然的道路上又前进一

7、步。教学实验和科学实验的关系及教学实验的重要性教学实验是以教学为目的，其目标不在于探索,而在于培养人才，是以传授知识，培养人才为目的。教学实验都是理想化了的，排除了次要干扰因素而简化过了的，是经过精心设计准备的，是一定能成功的。尽管如此，教学实验的地位仍然是非常重要的。因为该课程担负着培养学生科学素质的任务。人们要攀登科学高峰，首先要培养锻练自身攀登高峰的能力，这好比建造通向高峰的阶梯。物理实验在人才科学素质培养中的作用人的科学素质有三个方面：1.求知欲望；2.科学思维和创造能力；3.严谨的科学作风和坚忍不拔的苦干精神。物理实验在人才科学素质培养中的作用人才培养