目 录
绪论 1
第1章 物理实验数据处理基本知识 5
1.1 测量、误差与有效数字 5
1.1.1 测量的基本概念 5
1.1.2 误差的基本概念 6
1.1.3 有效数字 9
1.2 误差的基本性质 13
1.2.1 系统误差的基本性质 13
1.2.2 随机误差的基本性质 14
1.2.3 粗大误差的基本性质 20
1.3 测量不确定度的评定 22
1.3.1 测量不确定度的基本概念 22
1.3.2 直接测量标准不确定度的评定 23
1.3.3 间接测量标准不确定度的评定 30
1.4 数据处理的基本方法 33
1.4.1 列表法 34
1.4.2 作图法 35
1.4.3 逐差法 38
1.4.4 最小二乘法 41
1.5 用WPS表格处理实验数据的方法 43
1.5.1 用WPS表格以逐差法处理实验数据 43
1.5.2 用WPS表格以作图法处理实验数据 46
1.5.3 用WPS表格以最小二乘法处理实验数据 48
习题 50
第2章 物理实验基本测量方法与测量技术 51
2.1 物理实验的基本测量方法 51
2.1.1 比较法 51
2.1.2 放大法 51
2.1.3 转换法 53
2.1.4 补偿法 54
2.1.5 平衡法 55
2.1.6 模拟法 55
2.2 物理实验常用仪器的使用 56
2.2.1 常用长度测量仪器的使用 56
2.2.2 常用质量测量仪器的使用 60
2.2.3 常用时间测量仪器的使用 62
2.2.4 常用温度测量仪器的使用 63
2.2.5 常用电磁学仪器的使用 65
2.2.6 常用光学仪器的使用 75
2.3 物理实验的基本调节技术与操作规程 79
2.3.1 物理实验的基本调节技术 79
2.3.2 物理实验的操作规程 84
第3章 基础性物理实验 86
3.1 质量和密度的测量 86
3.2 单摆法测量重力加速度 88
3.3 液体表面张力系数的测量 90
3.4 扭摆法测量物体的转动惯量 93
3.5 气垫导轨的应用 97
3.5.1 速度和加速度的测量 98
3.5.2 动量守恒定律的验证 101
3.6 稳态法测量热导率 104
3.7 金属线膨胀系数的测量 107
3.8 模拟法描绘静电场 109
3.9 元件的伏安特性 113
3.10 示波器的原理及应用 116
3.11 电位差计的原理及应用 120
3.12 单臂电桥测量电阻 123
3.13 双臂电桥测量电阻 127
3.14 透镜焦距的测量 131
3.15 分光计的调节及使用 135
3.16 衍射光栅 142
3.17 等厚干涉的应用 146
3.18 迈克耳孙干涉仪的应用 150

第4章 综合性物理实验 157
4.1 旋转液体综合实验 157
4.2 空气中声速的测量 161
4.3 拉伸法测量弹性模量 166
4.4 密立根油滴法测量电子电荷 169
4.5 温度传感器特性的测量 173
4.6 数字万用表的设计 180
4.7 测量铁磁材料的磁滞回线 191
4.8 霍尔效应 197
4.9 光纤温度传感器的应用 202
4.10 磁光调制与解调 205
4.11 液晶电光效应 208
4.12 双光栅法测量微弱振动 212
4.13 白光LED特性的测量 217
4.14 新能源综合实验 222
4.14.1 太阳能电池特性及应用 222
4.14.2 质子交换膜的应用 229
4.15 塞曼效应 233
4.16 拉曼光谱 238
4.17 偏振光和旋光 242
4.18 光学全息 247
第5章 设计性物理实验 252
5.1 设计性物理实验的基本知识 252
5.1.1 设计性物理实验的意义 252
5.1.2 设计性物理实验的一般过程 252
5.1.3 设计性物理实验的设计过程示例 257
5.2 设计性物理实验项目 259
5.2.1 单摆法测定重力加速度和待测金属球材料的电导率 259
5.2.2 液体中的“气包”——一种模拟微重力环境的设计 260
5.2.3 利用负温度系数热敏电阻设计制作数字体温计 261
5.2.4 直流电源特性的研究 262
5.2.5 稳恒磁场的场强的测量 262
5.2.6 小灯泡发光问题的研究 263
5.2.7 用超声光栅测量超声波在水中传播的速度 264
5.2.8 研究玻璃材料折射率与入射光波长间的色散关系 265
5.2.9 测量钠黄光在液体中传播的速度 265
5.2.10 光压的测量 266
5.3 基于智能手机的实验设计 267
5.3.1 智能手机常见的传感器 267
5.3.2 phyphox入门 268
5.3.3 基于phyphox的设计性物理实验 271
5.4 全国大学生物理实验竞赛（创新） 273
5.4.1 全国大学生物理实验竞赛（创新）简介 273
5.4.2 全国大学生物理实验竞赛（创新）规则 274
5.4.3 全国大学生物理实验竞赛（创新）命题类题目 276
5.5 用Origin处理实验数据的方法 278
5.5.1 Origin入门 278
5.5.2 Origin在物理实验数据处理中的应用 281
附录A 中华人民共和国法定计量单位 284
附表A-1 国际单位制SI基本单位 284
附表A-2 SI辅助单位 284
附表A-3 具有专门名称的SI导出单位 284
附表A-4 SI词头 285
附表A-5 可与SI并用的我国法定计量单位 285
附录B 常用仪器的仪器误差限 286
附表B-1 棒式玻璃温度计的仪器误差限 286
附表B-2 金属直尺的仪器误差限 286
附表B-3 钢卷尺的仪器误差限 286
附表B-4 游标卡尺的仪器误差限 286
附表B-5 千分尺的仪器误差限 287
附表B-6 其他仪器的仪器误差限 287
附录C 常用物理参数 288
附表C-1 基本物理常量 288
附表C-2 的 值 288
附表C-3 不同概率p与自由度 时的t分布表 289
附表C-4 20 ℃某些物质的密度? 290
附表C-5 标准大气压下不同温度时水的密度? 290
附表C-6 我国部分城市重力加速度g 290
附表C-7 20℃时与空气接触的液体的表面张力? 290
附表C-8 不同温度时与空气接触的水的表面张力? 291
附表C-9 不同温度时水的黏滞系数η 291
附表C-10 不同温度时蓖麻油的黏滞系数η 291
附表C-11 20℃时某些金属的杨氏模量E 291
附表C-12 某些固体的线膨胀系数? 291
附表C-13 20℃时某些物质的比热容c 292
附表C-14 某些物质的热导率? 292
附表C-15 20℃时某些金属的电阻率? 和温度系数? 292
附表C-16 色码电阻器色码颜色的意义 292
附表C-17 仪表相关的常用电气符号及含义 292
附表C-18 某些固体中的声速υ 293
附表C-19 20 ℃时某些液体中的声速υ 293
附表C-20 不同温度时干燥空气中的声速 294
附表C-21 可见光区谱线波长及颜色 294
附表C-22