大学物理实验讲义汇编new

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1、大学物理实验讲义（2013部分汇编）南京师范大学物理科学与技术学院大学物理实验中心1绪论物理学是研究自然界基本规律的科学，它的英文词physics来源于希腊文，原意为自然的规律。现代观点认为物理学研究宇宙间物质存在的各种主要的基本形式，揭示物质的性质和结构以及其间相互作用、运动和转化的基本规律。按物质不同的存在形式和不同的运动形式，物理学又可分为许多的分支学科，例如基础物理学课程就是按力学、热学、电磁学、光学、原子物理学进行划分的，这只是一种粗略的划分，而且随着物理学的发展，新的分支学科还将不断地出现。就物理学和其他科学的关系而言，物理学是一门基础的科学，表现在其他自然及工程

2、技术学科中都包含着物理学的过程或现象，在这些学科中用到不少物理学的概念和术语，更重要的是任何理论都不能和物理学的基本定律相抵触。物理学所研究的内容决定了物理学是一门以实验为基础的科学。物理学史上的许多事实均说明物理学新概念的确立和新规律的发现要依赖于反复的实验。从牛顿的三定律、麦克斯韦的电磁场理论、爱因斯坦的相对论、卢瑟福和玻尔的原子模型到薛定谔和海森堡的量子力学等等，这些定律的发现和理论的形成，无一不是以物理实验为依据，而又都被进一步的实验所证实。在牛顿的时代，物理学曾经是纯粹的实验科学，当时力学中的理论问题被认为是数学家的事。随着人类认识能力的逐步深入，20世纪初建立了狭

3、义和广义相对论，以及量子力学等思想深刻的物理理论，逐渐地，物理学发展成为了实验和理论紧密结合的科学。20世纪后半叶由于电子计算机的发展，既改变了理论物理的工作方式，也扩大了物理实验的涵义，推动了物理学研究的进一步发展。目前物理学已经成为实验物理、理论物理、计算物理三足鼎立的科学。物理实验技术新的突破和发展，常常促成科学技术的革命，形成新的生产力。第一届诺贝尔物理学奖得主伦琴发现X射线，发展到X射线技术在医学、晶体结构分析、无损探伤等多个领域的应用；1956年诺贝尔物理学奖得主，美国的肖克莱、布拉顿、巴丁三人在半导体研究的基础上发明了晶体管，大大缩小了广播、通信、电子计算机等电

4、子设备的体积，极大地减小了电能消耗，为现代微电子技术的发展奠定了基础。这类实例在物理学发展的历史上不胜枚举。物理实验的思想，方法和技术已经被普遍地应用在自然科学的各个领域和工程技术的各个部门，对于其他的学科领域也有其深刻的影响。2物理实验课的目的和要求基础物理实验是高等学校理工科各专业（本科）开设的第一门实验基础课。根据我国大部分中学的物理教学情况，它是对大学生进行实验教育的入门课程，着重给学生以严格的实验基础训练。虽然它与物理学讲授课程的相应内容有着紧密的联系，但物理实验在实验方法、设计思想、理论条件、仪器装置、操作技术、实验的数据处理及误差分析等方面，均有其自身的指导思想

5、和内容，因此基础物理实验应作为一门独立的课程开设。本课程的主要目的是：使学生在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能方面得到较系统的训练。理论联系实际，培养学生初步的实验能力，良好的实验习惯以及严谨的科学作风，使学生具备良好的实验素质，为后继的实验课程乃至走向社会后的工作打好基础。本课程的基本要求如下：通过完成一定数量的力学，热学和分子物理学、电磁学、光学以及其它方面的实验，达到：1、训练学生使用基本物理实验仪器和装置，包括了解原理、精度等级，学会正确调节操作和读数等。特别要注意加强实验操作技能等实践能力的培养。2、学习用实验去观察、分析、研究物理现象和物理规律以及减小实验误

6、差的方法。3、学习一些物理量的常用的测量方法。4、树立实验也是学习物理知识的重要途径的思想，通过实验加深对某些物理现象和规律的认识和理解，以达到与物理学讲授课程相辅相成，相互促进的目的。5、在测量误差方面，要求了解随机误差的统计性质、系统误差的性质及其对实验的影响，学会直接测量和间接测量不确定度的初步计算方法，正确表达实验结果，了解由误差评价实验结果的方法．会分析某项误差对实验结果的影响，了解发现和减小系统误差的途径．要注意了解误差的物理内容，初步建立误差分析的思想。6、学会运用有效数字，掌握实验数据记录表格的设计，实验数据的正确记录。学会用作图法及简单情况下的一无线性回归处

7、理数据。学习运用估算，建立数量级的观念。37、在整个课程中，要着重注意培养学生的实验能力，尤其是进行实验时的动手能力，例如：认识和正确使用仪器装置，安排实验顺序，把握主要的实验条件，判断故障等。8、通过整个课程，使学生初步养成良好的实验习惯，例如：在实验前了解实验的目的和特点，在实验中认真地、有条理地调节和测量，遵守操作规程，注意安全，爱护仪器，如实地、正确地作实验记录，注意观察实验中出现的现象，判断实验现象和数据的合理与否，写出整洁的实验报告等。特别要培养学生在实验的全过程中进行积极思考的习惯。9、在