物理实验 (1)

陈东生

目录

  • 1 学生实验须知
    • 1.1 学生实验守则
    • 1.2 课程简介
      • 1.2.1 实验预习
      • 1.2.2 课内操作
      • 1.2.3 课后撰写实验报告
    • 1.3 物理实验课的学习方法
    • 1.4 公共卫生安全知识
      • 1.4.1 新冠状病毒预防知识
      • 1.4.2 让流感不再肆虐
    • 1.5 我与物理实验
  • 2 绪论课
    • 2.1 教学讲义
    • 2.2 测量及测量工具
    • 2.3 直接测量:有效数字
    • 2.4 有效数字及其运算
    • 2.5 习题讲解1
    • 2.6 直接测量:不确定度及结果表示
    • 2.7 习题讲解2
    • 2.8 间接测量的数据处理
    • 2.9 逐差法、作图法等
    • 2.10 Origin软件与数据处理
      • 2.10.1 软件讲义
      • 2.10.2 软件界面介绍
      • 2.10.3 软件数据作图
      • 2.10.4 软件数据图片的美化
    • 2.11 第一周作业
    • 2.12 第二周作业
  • 3 基本仪器的使用
    • 3.1 游标卡尺的使用
    • 3.2 千分尺的使用
    • 3.3 电阻箱的使用
    • 3.4 检流计的使用
    • 3.5 电源的使用
    • 3.6 滑线变阻器的使用
    • 3.7 章节测验-三把尺子
  • 4 实验一:用电位差计测量电动势
    • 4.1 实验讲义
    • 4.2 实验预习
      • 4.2.1 补偿原理
      • 4.2.2 电路连接
      • 4.2.3 工作电流标准化
      • 4.2.4 测量及注意事项
    • 4.3 参考资料
  • 5 实验二:分光计的调节及三棱镜顶角的测量
    • 5.1 实验讲义
    • 5.2 实验预习
      • 5.2.1 分光计结构及三棱镜顶角原理
      • 5.2.2 分光计粗调及望远镜调焦
      • 5.2.3 望远镜和载物台的调节
      • 5.2.4 调节平行光管及测量顶角
    • 5.3 参考资料
  • 6 实验三:薄透镜焦距的测定
    • 6.1 实验讲义
    • 6.2 实验预习
      • 6.2.1 薄透镜原理
      • 6.2.2 同轴等高的调节
      • 6.2.3 自准法测透镜焦距原理
      • 6.2.4 物距相距法测透镜焦距原理
      • 6.2.5 共轭法测透镜焦距原理
      • 6.2.6 凹透镜焦距的测定
      • 6.2.7 思考题
    • 6.3 参考资料
  • 7 实验四:用三线悬盘摆测定物体的转动惯量
    • 7.1 实验讲义
    • 7.2 实验预习
      • 7.2.1 三线摆原理
      • 7.2.2 三线摆实验内容
      • 7.2.3 A盘水平调节
      • 7.2.4 B盘水平调节及各物理量的记录
      • 7.2.5 周期的测量
    • 7.3 参考资料
  • 8 实验五:万用表的使用
    • 8.1 实验讲义
    • 8.2 实验预习
      • 8.2.1 万用表的介绍
      • 8.2.2 测量直流电压
      • 8.2.3 测量交流电
      • 8.2.4 测量电阻
      • 8.2.5 二极管好坏及极性判断
      • 8.2.6 测量直流电流及使用后事项
    • 8.3 参考资料
  • 9 实验六:惠斯通电桥测电阻
    • 9.1 实验讲义
    • 9.2 实验预习
      • 9.2.1 电桥平衡原理
      • 9.2.2 自组装电桥
      • 9.2.3 箱式电桥
    • 9.3 参考资料
物理实验课的学习方法

1.重视实验课及其各个环节

实验课有其自身的规律和特点,因此,学习方法也应与之相适应,应与理论课有所不同。大学物理实验课是工科大学生工程教育中一系列实践教育的开端和基础。一个合格的高级工程技术人才应该既懂理论,又能动手解决实际问题。要充分认识实验课的重要性,一开始就要重视它。

物理实验课的各个环节如预习、操作、写报告等是密切相关的有机系统,每一环都要认真对待,一丝不苟。对有效数字、误差分析与估算、作图法、最小二乘法等数据处理方法的学习,要贯彻始终,逐步深入理解和掌握。对各个实验不仅要知其然,而且要知其所以然,这样才能达到举一反三、触类旁通的效果。任何轻视实验、敷衍了事、得过且过的思想和作风都是学习的大敌,都是有害的。如果那样的话,那就不仅学不到有关实验知识,甚至还会出现损坏仪器、危及安全的各种事故,万万不可掉以轻心。我们衷心希望同学们能创造出适合自己的科学的学习方法,培养对实验的兴趣,能主动积极地、灵活全面地学好物理实验课,提高学习效率,收到事半功倍的学习效果。

2.注意掌握基本测量技术和实验方法

基本的测量技术和实验方法是复杂、大型、现代实验的基础,且在实际工作中会经常用到,学习时不仅要搞懂各种方法的原理、适用条件、优点和局限性,还要分析比较,加深印象,逐步熟记和掌握它们,做到能灵活运用。

常用的测量技术和实验方法,如水平、铅直、零位的调整,比较测量,放大测量,零示法,补偿法,模拟法,替代法,非电量电测,光学测量等,只有通过每个具体的实验,亲自动手,仔细观察,认真思考,才会有所体会,在此基础上,要能够设计一些简单的实验。通过这些训练,使自己将来到工作岗位上后,对一个新的实验任务,能够独立地确定实验方案,选定恰当的仪器,并在满足一定误差要求的前提下,得出可信的实验结果。

3.养成良好的实验习惯,培养科学的实验素质

实验之前,对所做的实验要清楚了解其内容,做到心中有数,有的放矢。实验前的准备工作要充分。实验中要善于观察各种现象,测量数据要细心准确。实验结束后要有一份完整而真实的实验记录,并要养成分析的习惯。

一个成功的实验与正确使用仪器密切相关。必须熟知常用仪器的使用方法和注意事项,对仪器的准确度、读数等都要清楚了解。对实验时仪器的布局、调整、连接甚至操作姿势都要有所考虑。操作时要胆大心细,要敢于动手,善于动手。逐步培养自己独立分析、寻找、排除实验中出现的各种故障的能力。能否迅速发现和排除仪器装置或实验过程中的故障,是实验能力强弱的重要表现。

实验的好坏与成败,实验的收获和能力的增长,不能单纯地看实验结果与理论值的吻合程度。实验结果与理论值接近当然好,但更重要的是会判断这个结果是否合理。任何一个实验结果与客观实际或理论公式都会有些差异,实验方法、实验仪器、实验环境等都会引入误差。只要结果在误差范围以内,能找出产生误差的主要因素及改进的途径,实验的收获就很可贵。

只有认真对待每一个实验,在每次实验中有意识地加强锻炼,才能养成良好的实验习惯,提高自己的实验素质。

4.培养手脑并用、善于思考、勇于创新的精神

实验自始至终要多动脑筋,多想几个为什么。要经常和学到的理论相联系,要能判定实验结果的可靠性与正确性。对于重点、难点要善于思考,不怕困难和失败。各实验的基本内容和重点要集中精力把它掌握透。学习实验既要踏实细致,又要坚韧不拔。实验结束后要反思、回顾、归纳、总结。要有创新精神,在前人经验的基础上,鼓励用新的视角、新的方法进行实验研究。

通过本课程的学习,尽管只能做有限的实验,但通过归纳总结、融合贯通、举一反三可达到触类旁通的目的。相信通过同学们的努力,一定能把实验课学好!