国家级物理实验教学示范中心教学丛书·中山大学物理学实验系列丛书：基础物理实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沈韩 著

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• 物理实验
• 基础物理
• 实验教学
• 高等教育
• 大学教材
• 教学参考
• 中山大学
• 物理学
• 实验指南
• 示范中心

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030433114

版次：1

商品编码：11615695

包装：平装

丛书名： 国家级物理实验教学示范中心教学丛书·中山大学物理学实验系列丛书

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：380

正文语种：中文

内容简介

　　《国宝物理实验教学示范中心教学丛书·中山大学物理学实验系列丛书：基础物理实验》按照高等院校本科物理实验教学的要求，分为三篇共11章，系统介绍了物理实验的基本要求，物理实验数据的基本处理方法和不确定度的分析方法，并介绍了力学、热学、电磁学、光学等多种基本物理量的测量和控制方法，以及多种物理实验室常用仪器的使用方法�备�据教学需要设置了29个实验项目，在基础物理实验课程中较全面地引入数字化、智能化和虚拟化的测控仪器。

目录

前言
第一篇 绪论
第1章 基础物理实验课程的教学目的和要求
1.1 基础物理实验课程的定位
1.1.1 基础物理实验课程的定位和教学内容
1.1.2 基础物理实验课程的教学要求
1.2 基础物理实验课程的教学环节和要求
1.2.1 一个完整科学实验需经历的基本环节
1.2.2 物理教学实验的分类
1.2.3 基础物理实验三个层次实验的教学目的和重点
1.2.4 基础物理实验课程教学安排

第2章 实验测量·误差和不确定度
2.1 物理量的测量
2.1.1 何为测量
2.1.2 基本物理量计量标准
2.1.3 测量仪器的校准
2.1.4 测量的分类
2.2 测量误差
2.2.1 测量误差的定义
2.2.2 误差的分类
2.2.3 准确度·精密度
2.3 随机误差
2.3.1 随机误差分布规律
2.3.2 随机误差的计算方法及实例
2.3.3 有效数字
2.3.4 测量仪器的准确度等级和误差
2.4 系统误差
2.4.1 系统误差的来源及确定方法
2.4.2 消除或减小系统误差的方法
2.5 测量结果的不确定度
2.5.1 不确定度概念的由来
2.5.2 不确定度的概念和分类
2.5.3 考虑自由度时不确定度的评定
2.5.4 不考虑自由度时不确定度的评定

第3章 实验数据的处理与表达
3.1 列表法和作图法
3.1.1 列表法
3.1.2 作图法和图算法
3.2 线性化数据处理方法
3.2.1 最小二乘法
3.2.2 零偏差法
3.2.3 回归测量的平差
3.2.4 小范围的线性化
3.2.5 大范围的线性化和图算法
3.3 经验方程
3.3.1 线型选择
3.3.2 单调线型
3.3.3 起伏线型
3.3.4 扭结线型和波包（钟形）线型
3.3.5 组合线型
3.3.6 数学在物理实验中的重要性
3.4 用计算机处理实验数据
3.4.1 通用数据处理软件
3.4.2 数学软件
3.4.3 编程语言

第二篇 常用仪器与基本物理量测控
第4章 电磁学实验基础知识及测控设备
4.1 电源
4.1.1 电池
4.1.2 直流电源
4.1.3 直流高压源
4.1.4 电容（大电流）
4.1.5 调压器
4.2 信号发生器
4.2.1 交流信号相关参数
4.2.2 信号发生器
4.3 常用电学测量仪器
4.3.1 数字万用表
4.3.2 交流毫伏表
4.3.3 高压表
4.3.4 微电流表
4.3.5 电荷计
4.3.6 高阻表
4.3.7 低阻表
4.3.8 电桥
4.3.9 示波器
4.4 其他常用电学实验装置
4.4.1 电路实验板
4.4.2 滑线变阻器
4.4.3 电阻箱和标准电阻
4.4.4 电容箱和标准电容
4.4.5 电感箱和标准电感
4.5 电学实验常用符号
4.6 常用磁学实验装置
4.6.1 磁场的表征参数
4.6.2 磁场的获得
4.6.3 磁场的测量
4.7 电磁学实验安全注意事项

第5章 力学实验基础知识及测控设备
5.1 长度测量仪器
5.1.1 望远镜
5.1.2 激光测距仪
5.1.3 线纹尺
5.1.4 游标卡尺
5.1.5 螺旋测微计
5.1.6 千分表
5.1.7 光学显微测量
5.1.8 光杠杆
5.1.9 测厚仪
5.1.1 0其他长度测量设备
5.2 重量和质量测量仪器
5.2.1 弹簧秤
5.2.2 机械天平
5.2.3 电子天平
5.3 时间测量仪器
5.3.1 秒表
5.3.2 光电门
5.3.3 高速摄像机
5.4 角度测量仪器
5.4.1 转动传感器
5.4.2 转速计
5.4.3 分光计

第6章 热学实验基础知识及测控设备
6.1 温标
6.2 温度计
6.2.1 玻璃棒式液体温度计
6.2.2 贝克曼温度计
6.2.3 热电偶温度计
6.2.4 pn结温度计
6.2.5 固体电阻温度计
6.2.6 石英晶体温度计
6.2.7 集成电路温度计
6.2.8 非接触式温度计
6.3 温度控制
6.3.1 杜瓦瓶
6.3.2 恒温液体浴
6.3.3 恒温金属浴
6.3.4 磁力搅拌器
6.3.5 电热套
6.3.6 半导体制冷

第7章 光学实验基础知识及测控设备
7.1 光学基本物理量和单位
7.1.1 辐射度学参数
7.1.2 光度学参数
7.1.3 光谱学参数
7.1.4 其他光学常用参数
7.2 光源
7.2.1 光源的分类
7.2.2 连续谱光源
7.2.3 线状谱光源（光谱灯）
7.2.4 单色光源
7.2.5 光纤耦合光源
7.3 光学元件
7.3.1 光阑
7.3.2 滤光片
7.3.3 反射镜
7.3.4 透镜
7.3.5 棱镜
7.3.6 偏振元件
7.3.7 常见光学系统
7.4 光检测设备
7.4.1 光传感器
7.4.2 光检测仪器和设备
7.5 光学平台及调节附件
7.5.1 底座及工作台
7.5.2 接杆和支杆
7.5.3 调节架
7.6 光学实验安全注意事项
7.6.1 光学元件的正确使用与维护
7.6.2 光学实验的操作规则

第8章 传感器及通用物理实验平台
8.1 传感器及数据采集器
8.1.1 传感器的基本结构
8.1.2 传感器的种类
8.1.3 传感器的基本特性
8.1.4 传感器实验系统
8.2 通用物理实验平台
8.2.1 SW850物理实验系统构成
8.2.2 SW850物理实验系统使用方法
8.2.3 Capstone软件的视频分析功能
8.3 基于虚拟仪器的物理实验平台
8.3.1 虚拟仪器
8.3.2 虚拟仪器技术简介
8.3.3 LabVIEW简介
8.3.4 NI myDAQ和NI ELVIS实验教学平台

第三篇 基础物理实验
第9章 基础物理实验（Ⅰ）
实验A1 长度·重量·密度的测量及不确定度分析
实验A2 用力敏传感器测液体表面张力系数
实验A3 巨磁电阻效应实验
实验A4 温度传感器温度特性的测量
实验A5 用示波器测量交流信号的基本参数
实验A6 交流信号的频谱及常用电子元器件的I�睼特性
实验A7 迈克耳孙干涉及应用（激光干涉）
实验A8 液体折射率的测量
实验A9 光栅常数及光波波长的测量
实验A10 薄透镜焦距的测量
实验A11 透镜组基本参数的测量
实验A12 自组双透镜光学系统

第10章 基础物理实验（Ⅱ）
实验B1 光电效应实验
实验B2 不良导体热传导率的测量（准稳态法）
实验B3 玻尔振动基础实验
实验B4 基于转动传感器的玻尔振动综合实验
实验B5 RLC串联电路交流稳态和谐振特性
实验B6 用交流电桥测电感电容
实验B7 表面等离子激元共振（SPR）实验
实验B8 椭圆偏振测薄膜厚度
实验B9 迈克耳孙干涉及应用（白光干涉）
实验B10 单缝衍射相对光强分布
实验B11 圆孔衍射实验

第11章 基础物理实验（Ⅲ）
实验C1 电子电荷的确定——密立根油滴实验
实验C2 原子定态能级的观测——弗兰克�埠兆仁笛�
实验C3 原子的发射和吸收光谱
实验C4 基于LabVIEW的虚拟仪器技术
实验C5 空间滤波和光信息处理基础实验
实验C6 光纤光学基础实验
参考文献

附录
附录A 预习报告与数据记录范例
附录B 实验报告范例
附录C t分布在不同置信概率p与自由度硐碌膖p值
附录D 实验室常用参数表

精彩书摘

　　《国家级物理实验教学示范中心教学丛书·中山大学物理学实验系列丛书：基础物理实验》：
　　第一篇 绪论
　　第1章 基础物理实验课程的教学目的和要求
　　1.1 基础物理实验课程的定位
　　1.1.1 基础物理实验课程的定位和教学内容
　　物理学是研究物质的基本结构，基本运动形式，相互作用及其转化规律的自然科学.它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的各个方面，是其他自然科学和工程技术的基础.物理学本质上是一门实验科学，物理实验是物理学的基础.人们借助于一定的测量仪器，运用一定的测量方法，通过实验来探索各种物理量之间的数量关系，再运用推理的方法，发现变化规律，建立物理理论.新理论要不断接受科学和生产实践的检验，当发现新的观测结果与现有物理理论相矛盾时，人们就以新的观点重新审查原有的理论，根据实验结果界定原有理论的适用范围，并通过实验建立更加完善的理论和定律.在过去人类探索自然的漫长岁月中，物理学就是经过不断反复的“实践—理论—实践”的过程才发展到今天的水平.毫无疑义，物理学今后仍将经历无数次这样的“实践—理论—实践”的过程.所以，物理实验既是物理学发展的基础，又是研究物理学的基本手段。
　　基础物理实验（也称为普通物理实验，大学物理实验）涵盖了力学，热学，电磁学，光学和原子物理学的重要内容，与大学物理理论课程紧密结合，是许多理，工，农，医科学生在本科阶段最早接触的必修实验课之一.基础物理实验是学生从高中阶段的“应试学习”向本科阶段的“研究学习”过渡的重要课程，在培养学生的科学实验能力和科学素质，严谨的治学态度，辩证唯物主义的世界观，活跃的创新意识，理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程较难替代的作用。
　　1.1.2基础物理实验课程的教学要求
　　经过长期的发展和完善，实验物理已形成了自己独立的内容体系.学生通过实验物理课的学习，将学到很多物理理论课上不能学到的实验知识，方法和技能.物理实验的重要性使它成为一门独立开设的基础课，基础物理实验是实验物理系列课程中的第一门课程.学生通过独立完成一定数量的实验，学习物理实验的一般规律，掌握物理实验的基本知识，基本技能和基本方法.物理类专业的学生将通过基础物理实验的学习，为后续的近代物理实验和各种专业实验课程打下良好基础.由于以物理学为基础的现代测量方法已广泛应用于自然科学的各个领域，对于非物理类专业的学生来说，基础物理实验对于在他们各自的学习和研究领域中提高运用现代测量手段的能力无疑是十分重要的.为实现上述教学目的，基础物理实验课程的教学要求是：
　　（1） 掌握测量误差和不确定度的基本知识和评估方法，包括直接测量和间接测量的误差以及不确定度的评估方法，能分析测量误差和不确定度的来源及大小并作出正确估计，对实验结果的可靠程度和存在问题作出判断，对提高实验结果可靠程度的可能途径提出建议。
　　（2） 具有正确处理实验数据的基本能力，包括有效数字的运算法则，列表法，作图法，最小二乘法以及应用计算机通用软件处理实验数据的基本方法.
　　（3） 掌握基本物理量的测量和控制方法及技术，如长度，质量，时间，温度，电流，电压，磁感应强度，发光强度，电子电荷，普朗克常量等常用物理量及物性参数的测控，并注意加强传感器技术，数字化测量技术和计算机技术在物理实验教学中的应用。
　　（4） 掌握实验室常用仪器和设备的使用方法，学会正确装配，调整，标定和操作仪器和设备的一般规律，进而学会根据要求设计和制定简单的实验方案，选择仪器设备，进行实验，并能排除实验中出现的小故障。
　　（5） 了解并逐步掌握常用的物理实验方法和实验操作技术，如比较法，转换法，放大法，模拟法，补偿法，平衡法，干涉法，衍射法以及近代科学研究和工程技术中广泛应用的其他方法.掌握零位调节，水平/铅直调节，光路的共轴调节，消视察调节，逐次逼近调节等实验调节方法。
　　（6） 通过预习报告和正式实验报告的书写，了解科学文献的写作要求和图表的制作方法，学会用科学的语言描述实验目的，实验过程，实验现象和实验结果，为今后科学论文的写作打下基础。
　　……

前言/序言

好的，这是一份针对“国家级物理实验教学示范中心教学丛书·中山大学物理学实验系列丛书：基础物理实验”之外的其他图书的详细简介，旨在体现其独立价值和内容深度，同时避免提及原书的任何信息。 --- 图书名称： 现代光学与光子学导论 ISBN： [假设一个非现有ISBN] 作者： [假设作者] 李文博, 王静 教授 出版社： [假设出版社] 科学技术文献出版社 装帧与开本： 精装，16开 页码： 约 650 页 定价： 188.00 元 --- 图书简介：现代光学与光子学导论 聚焦前沿，系统构建光科学与技术的核心知识体系 《现代光学与光子学导论》是一本全面、深入且紧密结合现代科研实践的高等教材与参考书。本书旨在为物理学、光电子工程、信息科学及相关领域的本科高年级学生、研究生以及科研工作者提供一个坚实的理论基础和广阔的实践视野。在当前信息技术和先进制造高度依赖光子学技术的背景下，理解并掌握光的基本属性、传播规律及其在不同介质中的相互作用，是迈入前沿科学领域的关键一步。 内容架构与核心特色： 本书摒弃了传统光学教材中过分强调的初级几何光学概念，而是将重点放在了波动光学、傅里叶光学、激光原理及光与物质相互作用的现代视角。全书内容划分为六大核心模块，逻辑清晰，层层递进。 第一部分：波动光学基础与电磁理论的统一 (约 150 页) 本部分首先回顾了麦克斯韦方程组在各向同性介质中的解析解，着重阐述了平面波的产生、传播特性以及波前概念。随后，详细讨论了光波的偏振态，包括线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的数学描述，特别是利用琼斯矩阵和斯托克斯参数对复杂偏振态的分析方法。本章对光的干涉现象（如薄膜干涉、迈克尔逊干涉仪）的处理，均建立在波动理论的严格基础上，强调了相干性在实际应用中的重要性。 第二部分：衍射理论与傅里叶光学 (约 180 页) 这是本书的重点和难点之一。本部分系统地介绍了惠更斯-菲涅尔原理，并将其推广至夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的定量分析。核心在于对傅里叶光学理论的深入剖析。作者运用傅里叶变换工具，将衍射过程描述为光学系统的脉冲响应（点扩散函数）与输入光场分布的卷积。详细讨论了光阑、振幅/相位掩模的衍射效应，并阐释了全息成像的基本原理及其数学模型。对于衍射光学的应用，如空间滤波和光学信息处理，进行了详尽的案例分析，体现了理论指导实践的强大力量。 第三部分：激光原理与应用 (约 140 页) 本模块全面覆盖了现代激光物理的核心内容。从原子能级结构、吸收、自发辐射和受激辐射的基本过程讲起，系统推导了爱因斯坦系数。随后，深入探讨了粒子数反转、光泵浦、谐振腔的设计原理与模式分析（如横模TEM$_{mn}$）。特别之处在于，本书详尽论述了不同类型的激光器（如气体激光器、半导体激光器和固体激光器）的工作机制及其特性曲线，并引入了调Q和锁模等重要技术，为理解超快光学打下基础。 第四部分：光的传播与介质相互作用 (约 100 页) 本部分关注光线在复杂介质中的行为。内容包括材料的色散关系（如柯西公式、洛伦兹模型）、光在吸收和散射介质中的传播衰减。非线性光学是本章的亮点，系统介绍了二阶非线性效应（如倍频、和频产生）和三阶非线性效应（如自相位调制、四波混频）的物理机制、相互作用方程以及阈值条件。这部分内容对于现代光通信和激光加工领域至关重要。 第五部分：光学成像与计量 (约 50 页) 本章侧重于光在系统中的应用性表征。涵盖了光学系统的像差理论（如球差、像散、彗差的简化描述）、分辨率极限（衍射极限）的确定，以及对MTF（调制传递函数）的引入。在计量学方面，详细介绍了激光干涉测量（如表面形貌测量、位移测量）和光谱分析技术。 第六部分：现代光子学前沿展望 (约 30 页) 作为全书的收尾，本章简要介绍了光子晶体、超材料、纳米光子学等新兴领域的基本概念，激发读者对未来光科学发展的兴趣。 教学与科研价值： 本书的编写坚持“从第一性原理出发，到工程实现”的理念。每章末均配有精心设计的“深度思考题”，旨在引导学生进行数理推导和概念辨析，而非简单的数值计算。此外，书中提供了大量精美的二维和三维图示，配合清晰的数学推导，帮助读者建立直观的物理图像。全书注重严谨的数学推导与实际物理意义的阐释相结合，力求避免“唯公式论”的弊端。对于研究生而言，本书提供的非线性光学和傅里叶光学部分，可以直接作为深入研究的基础文献。 适用对象： 物理学、应用物理学本科高年级学生 光电子科学与工程、微电子学研究生 从事光学设计、激光技术、光通信研发的工程师与技术人员 本书不仅是课堂教学的有力工具，更是独立学习和科研探索的可靠伙伴。它标志着对传统光学知识体系的现代化重构，为培养具备扎实理论功底和创新思维的光学人才提供了坚实的阶梯。 ---

评分☆☆☆☆☆

评价四 这本《基础物理实验》给我最大的感受就是“全面”。它几乎涵盖了大学本科阶段物理实验教学中最核心、最基础的内容。从经典的力学、热学、光学、电磁学实验，到一些更为进阶的近代物理实验，都进行了系统性的梳理和讲解。我尤其惊叹于书中对实验装置的介绍，许多实验的图片和示意图都非常清晰，能够帮助读者快速建立起实验装置的整体印象。而且，书中对每个实验的理论背景都进行了简明扼要的介绍，不会让读者感到枯燥乏味。在数据处理方面，书中也提供了多种方法，并对每种方法的适用范围和优缺点进行了说明，这对于培养读者的分析能力非常有帮助。我曾尝试过一些其他品牌的物理实验教材，但相比之下，《基础物理实验》在内容的深度和广度上都更胜一筹，能够满足不同层次读者的学习需求。这本书绝对是物理实验领域一本值得珍藏的参考书。

评分☆☆☆☆☆

评价二 拿到这本《基础物理实验》，我脑海中浮现的第一个词就是“专业”。作为物理学领域的一员，深知实验教学的重要性，而这本书恰恰在这方面展现了极高的水准。它不仅仅是简单地列举一些经典的物理实验，更重要的是，它对每个实验的背景、原理、仪器介绍、操作步骤、数据处理以及结果分析都进行了详尽的阐述。我特别喜欢书中对仪器设备的详细介绍，这对于初学者来说至关重要，能够帮助我们快速熟悉实验器材，避免不必要的摸索。此外，书中关于误差分析的部分也写得非常到位，清晰地解释了系统误差和随机误差的区别，以及如何通过统计学方法来减小误差的影响。这对于培养严谨的科学态度至关重要。阅读过程中，我能感受到编者在教学上的用心良苦，他们不仅仅是传授知识，更是希望通过这本书，让读者掌握一套科学的研究方法，培养独立思考和解决问题的能力。这本书的内容深度和广度都非常令人满意，绝对是物理实验教学领域的一部力作。

评分☆☆☆☆☆

评价一 初次翻阅这本《基础物理实验》，立刻被它厚重而扎实的风格所吸引。作为一个对物理世界充满好奇的探索者，我一直觉得实验是通往真理最直接的路径。这本书的编排，从最基础的力学实验开始，循序渐进地引导读者进入物理学的殿堂。无论是测量长度、质量、时间的精密操作，还是验证牛顿定律、能量守恒等基本原理，都写得条理清晰，配合着精美的插图和图表，让复杂的概念变得触手可及。我尤其欣赏书中对于实验设计、数据处理和误差分析的深入讲解。很多教材可能止步于实验步骤的罗列，但这本书却着重于培养读者的科学思维，教会我们如何严谨地对待实验结果，如何通过分析数据来认识物理规律的本质。这对于我这样想要建立扎实物理基础的学生来说，简直是如获至宝。书中的每一个实验都仿佛是一次精心设计的冒险，引导我们去发现物理世界的奥秘。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，耐心细致地指导我如何在实验室里成长。

评分☆☆☆☆☆

评价三 我必须说，这本书的出版，对于我们这些渴望在基础物理领域打下坚实基础的学生来说，无疑是一场及时雨。过去，我总觉得许多物理实验书在理论深度和实践操作之间存在着某种脱节，要么过于理论化，要么过于操作化，缺乏一个能够将两者完美结合的载体。《基础物理实验》这本书，就恰恰填补了这一空白。它在引入实验内容时，总是能先清晰地阐述其背后的物理原理，让我们明白“为什么要做这个实验”，然后再详细讲解“如何做这个实验”。这种由“理”入“器”，再由“器”到“理”的教学思路，让我受益匪浅。书中对每一个实验的细节处理都非常到位，无论是实验装置的搭建，还是测量数据的记录，都有详尽的指导。更重要的是，它教会我们如何批判性地看待实验结果，如何分析潜在的误差来源，并最终得出具有说服力的结论。这不仅仅是学习物理知识，更是在培养一种科学探究的精神。

评分☆☆☆☆☆

评价五 阅读《基础物理实验》的过程，对我而言，更像是一场循序渐进的物理思维训练。这本书并没有采用那种“填鸭式”的教学方法，而是通过一个个精心设计的实验，引导读者主动去思考、去探索。我发现，书中对于实验设计和误差分析的讲解尤为出色。它不是简单地给出公式和结论，而是教会我们如何从源头上减少误差，如何通过多次测量来提高准确性，以及如何用统计学的方法来评估实验结果的可信度。这种严谨的科学态度，对于未来从事任何科学研究都是至关重要的。书中的每一个实验，都像是一个小小的谜题，等待着我们去解开。通过动手实践，我不仅加深了对物理概念的理解，更重要的是，我学会了如何像一个真正的物理学家那样去思考问题。这本书的价值，远远超越了一本普通的教材，它为我打开了一扇通往科学世界的大门，让我看到了物理学的魅力所在。

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