物理实验研究与设计思想方法(二)作业.doc

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1、第二章物理实验研究的基本思想及方法第二节物理实验研究与设计思想方法（二）作业简答•论述1•物理实验研究的基本思想及实验的观点是什么？答：物理学家们在进行物理学研究时，通常采用下列方法：首先，通过观察与实验认识研究对象的主要特征;接着，凭借理性思维提出假说,设法建立理想模型，运用数学语言对假说进行定彊描述；最后，用实验对定量描述的内容加以检验和修正，使假说成为科学结论从而完成建立物理理论的第i个'‘循环”。随着研究的深入，可能会出现一些理论解释不了的新问题，需耍采用更先进的观察实验于段、数学手段或其他

2、手段进入下一•个层次的循环，以达到认识的深入和理论的更趋合理和完善。可见，物理学是以实验为基础的科学，即实验的观点。物理科学研究中的实验，可以是一种探求未知自然的观测活动，也可以是在人为地控制或模拟物理现象，人为创设的、能排除各种干扰、突出主要因素的条件下，利用各种仪器或手段，去观测和研究物理现象的发生及变化规律的活动。物理学及自然科学研究从通过观察与实验认识研究对象的主要特征开始，经过提出假说建立理想模型，到最后用实验检验和修止，建立科学的物理理论n物理学是以实验为基础的科学。在物理学发展中，物理

3、实验方法是物理学家研究物理学的重要方法。2•物理实验在科学研究中的作用及特点是什么？答：物理实验研究与设计的核心是设计和选择实验方案，并在实验中检验方案的止确性与合理性，根据实验精度的要求及提供的主要仪器，选择实验测量及测量方法，确沱测最条件等。其次，物理实验研究与设计具有综合性、探索性和密切结合科研应用实际的特点。在解决问题的过程中往往需综合运用力学、热学、电磁学和光学等实验中所学的基木实验原理和实验方法。在物理实验教学过程中所遇到的实验方法，大多是前人创造和总结出来的科学方法，我们学习应用这些方

4、法，一方面是学习它、掌握它、运用它，但更主要的是积累前人止确的创新思维方法，从中吸取规律性的认识，并在未来的工作中去创造和开拓。这就是进行物理实验研究与设计的主要目的。例如麦克尔逊实验古老的物理思想仍然应用于现代科技前沿。3•物理实验的主要测量方法有哪些？答：常用的测量方法有：（1）比较法%1直接比较法%1间接比较法%1比较系统法⑵补偿法（3）放大法%1机械放大法%1累计放大法%1电学放大法%1光学放大法（4）转换法%1参量换测法%1能杲换测法（5）平衡法（6）对称测量法%1双向对称测量法%1平衡位

5、置互易法（7）模拟法%1物理模拟%1数学模拟%1计算机模拟（8）静态与动态研究法%1静态测量法%1动态测量法（9）振动与波动方法%1振动法%1李萨如图法%1共振法%1驻波法%1相位比较法（10）光学实验方法%1干涉法%1衍射法%1光谱法%1光测法（11）非电彊的电测法%1温度-电压转换%1压强-电压转换%1磁感应强度-电压转换%1光-电转换（12）实时控制测杲法（13）流体静力称衡法1•物理实验的基本操作技能与实验原则包括哪些？答：在实验过程中为了准确、迅速地完成实验操作，必须具备丰富的实验技能，实

6、验技能的内涵是多方面的，需要通过具体的实验训练逐步积累、体会和摸索。以下介绍一•些最基本的具有一定普遍意义的调整原则和操作技能，以及电学实验、光学实验的基本操作规程。1•冋归仪器的初态与安全位置所谓“初态”，是指仪器设备在进入正式调整、实验前的状态。正确的初态可保证仪器、设备安全，保证实验工作顺利进行。2.零位调整——“零点校止或结果修正”在实验中测量仪器或量具的零位不一定都在零点，不耍总以为它们在出厂时候都己校止好了，但实际情况并非如此。山于环境的变化或经帘使用血引起磨损等原因，它们的零位往往己经

7、发生了变化，仪器的零点制有误差。因此在实验前总需要检杳和校准仪器的零位,否则将人为地引入误差。零位校准的方法一般有两种：①测量仪器与零位校止器的，测量前应先调节零点o如电流表、电压表等，则应调-整校止器，使仪器测量前指针处于零位；②另一种是仪器不能进行零位校止或调幣较困难的，如端而磨损的米尺、螺旋测微计、游标卡尺筹，则在测量前应记下初读数，即"零位读数”，以便在测量结果中加以修正。2.水平、铅直调整一“借助水准器或重锤”通常情况下，多数仪器都要求在“水平”或“铅直”条件下工作。例如，天平的止确工作状

8、态应首先调它的底座螺钉至天平水平，又如福廷式气压计应在铅直状态下读数才止确，只有满足上述条件，其测量结果才在误差范围内。3.消除视差调节法——“物象与标线同平面、真像重合”在实验中测最时需要用眼睛判断空间前后分离的两条准线是否重合，则会出现视差。当被测物（或物像、刻度）与判断标线不在同一平面内，而冃光上、下、左、右移动时，被测物与判断标线的相对位移造成的读数上的差异称为视差。视差判断方法：在调整仪器或读収示值时，观察者眼睹稍稍移动，观察标线与标尺刻线是否有和対移动，若