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第1章　测量误差1

1.1　测量与误差1

1.1.1　直接测量与间接测量1

1.1.2　最佳估计值与偏差2

1.1.3　误差的分类3

1.2　系统误差处理4

1.2.1　发现系统误差的方法4

1.2.2　系统误差的减小与消除4

1.3 随机误差处理5

1.3.1　随机误差及其分布5

1.3.2　标准差7

1.3.3　坏值的剔除8

1.3.4　仪器误差9

1.4　测量值的有效数字11

1.4.1　有效数字的一般概念11

1.4.2　直接测量量的有效数字读取11

1.4.3　间接测量量有效数字的运算12

1.4.4　有效数字尾数的舍入法则12

1.5　测量结果的不确定度13

1.5.1　测量不确定度的基本概念13

1.5.2　直接测量结果的不确定度评定14

1.5.3　间接测量量的不确定度评定16

练习题18

第2章　数据的表示与处理21

2.1　数据的表示21

2.1.1 列表法21

2.1.2　作图法22

2.2　线性回归23

2.2.1 图解法23

2.2.2　最小二乘法24

2.2.3 曲线改直26

2.3　Excel用于处理物理实验数据27

2.3.1　Excel用于误差计算27

2.3.2 Excel用于绘制实验曲线27

练习题31

第3章　物理实验常用仪器的使用33

3.1 基本物理量测量及实验室常用器具33

3.1.1　长度的测量及常用器具33

3.1.2　质量的测量及常用器具36

3.1.3　时间的测量及常用器具37

3.1.4　电学量的测量及常用器具38

3.1.5　温度的测量及器具45

3.1.6　光源46

3.2　基本操作技术47

3.2.1　仪器调整与通用操作技术47

3.2.2　电学实验和光学实验的专门技术49

3.3　预备性操作练习50

3.3.1　游标卡尺测金属杯体积50

3.3.2　千分尺测钢珠体积51

3.3.3　读数显微镜测毛细管内外径51

3.3.4　流体静力称衡法测物体密度52

3.3.5　焦利秤研究谐振动53

3.3.6　单摆测重力加速度54

3.3.7　在气轨上测量加速度55

3.3.8　电势差计的使用57

3.3.9　黑盒子实验57

3.3.10　混合法测固体的比热容58

3.3.11　测薄透镜焦距59

3.4　常用仪器使用实验61

3.4.1　滑线变阻器与二极管伏安特性61

3.4.2　示波器的使用63

3.4.3　分光计的调整和使用72

3.4.4　杨氏模量的静态法测量80

3.4.5　刚体转动惯量的测量84

3.4.6　等厚干涉测量与读数显微镜的使用89

第4章　物理实验基本方法94

4.1　基本实验方法94

4.1.1　比较测量法95

4.1.2　放大测量法96

4.1.3　平衡测量法96

4.1.4　补偿测量法97

4.1.5　模拟测量法98

4.1.6　转换测量法98

4.2　共振法实验99

4.2.1　声速测量99

4.2.2　共振法测杨氏模量103

4.3 电桥法实验108

4.3.1　电桥法测电阻109

4.3.2 电阻应变片研究与杨氏模量的测量114

4.3.3　直流非平衡电桥的原理及应用118

4.4　磁场和磁性能测量122

4.4.1　软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线125

4.4.2　用冲击电流计测螺线管内磁场129

4.4.3　霍耳效应测磁场133

4.5　温度的测量及其应用137

4.5.1　不良导体热导率的测量140

4.5.2　PN结正向压降的温度特性研究145

4.5.3　高温超导电阻——温度特性的测量148

4.6　波动光学实验151

4.6.1　双棱镜干涉测量光波波长152

4.6.2　迈克尔孙干涉仪测量激光波长156

4.6.3　偏振光及其应用160

4.6.4　利用超声光栅测定液体中声速168

4.7　微电流测量及数字技术171

4.7.1　光电效应172

4.7.2　弗兰克-赫兹实验179

第5章　专题实验184

5.1 电子特性184

5.1.1　用密立根油滴仪测量电子电量185

5.1.2　金属电子逸出功的测定190

5.1.3 电子在电场磁场中的运动及电子比荷的测定194

5.2　波的衍射200

5.2.1　光波的夫琅和费衍射201

5.2.2　透射光栅衍射204

5.2.3　微波布拉格衍射206

5.2.4　X射线晶体衍射210

5.2.5　电子衍射213

5.3 光源光谱216

5.3.1　棱镜光谱与光栅光谱217

5.3.2　小型棱镜读（摄）谱仪测氢原子光谱219

5.3.3　光栅光谱仪测光谱223

5.4　超声波原理及应用226

5.4.1　超声波的产生与传播227

5.4.2　固体弹性常数的测量232

5.4.3　超声波探测235

5.4.4　超声波成像基本原理238

5.5　迈克尔孙干涉仪241

5.5.1　测量钠光双线的波长差242

5.5.2 白光干涉测量平板玻璃折射率243

5.5.3　法布里-珀罗干涉仪测钠光双线波长差245

5.6　光纤技术249

5.6.1 光源与光纤特性250

5.6.2　光信号传输253

5.6.3　光纤传感255

第6章　设计性实验259

6.1 实验设计基础知识259

6.1.1　物理模型的建立260

6.1.2　物理模型的比较与选择260

6.1.3　实验方法的选择261

6.1.4　测量仪器的选择与配套261

6.1.5　测量条件与实验参数的确定262

6.1.6　实验参数的拟定262

6.1.7　实验设计报告263

6.1.8　实验操作263

6.1.9　数据处理及撰写报告263

6.1.10　实验设计举例263

6.2　设计性实验题目265

6.2.1 玻璃折射率的测定265

6.2.2　测量不规则物体的密度266

6.2.3 电容和电感的测量266

6.2.4　冲击法测量软磁材料静态磁特性267

6.2.5　超声波测量液体浓度267

6.2.6　重力加速度的测定268

6.2.7　用非接触法测距268

6.2.8　霍耳传感器的应用269

6.2.9　液位的测量269

6.2.10　光敏器件的研究270

6.2.11　碰撞时瞬态力的研究270

6.2.12　乐器（吉他）弦振动的研究271

6.2.13　全息光栅的制作271

6.2.14　万用表的设计与组装272

6.2.15　弦驻波法测量交流电频率的装置273

6.2.16　显微镜和望远镜的组装273

6.2.17　电子温度计的组装274

常用物理常量表275