大學物理實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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林偉華，鄒勇，周嘉萍 編

圖書標籤:

• 大學物理
• 物理實驗
• 實驗教學
• 高等教育
• 理工科
• 物理學
• 實驗報告
• 教學參考書
• 大學生
• 實踐教學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040487084

版次：1

商品編碼：12282842

包裝：平裝

叢書名： 高等學校物理實驗教學示範中心係列精品教材

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

用紙：膠版紙

頁數：359

字數：560000

正文語種：中文

內容簡介

　　《大學物理實驗》是武漢大學物理科學與技術學院為大學物理實驗課程編寫的教材。
　　《大學物理實驗》共分五章，第1章講述物理實驗基礎知識，主要包括測量誤差、不確定度、數據處理和常用實驗儀器介紹；第二章、第三章、第四章按照力學與熱學、電磁學、光學進行分類，介紹瞭31個基礎性物理實驗，以鞏固和加強學生的實驗技能訓練；第五章介紹瞭25個綜閤性與設計性實驗。這些實驗中，既有經過長期教學實踐、內容比較成熟的實驗，又有自行研發的新實驗，這有利於使學生在實驗方法、實驗技術方麵得到訓練，以及培養其個性發展和提高創新能力。
　　《大學物理實驗》可作為高等學校理工科非物理專業大學物理實驗課程的教材或參考書，也可以供其他專業和社會讀者閱讀。

內頁插圖

目錄

緒論
第一章 物理實驗基礎知識
第1節 測量與誤差
第2節 測量不確定度
第3節 物理實驗有效數字處理
第4節 常用實驗數據處理方法
第5節 常用物理實驗儀器
第6節 物理實驗安全常識
習題

第二章 力學與熱學實驗
實驗2．1 用三綫擺測物體的轉動慣量
實驗2．2 彈簧振子的簡諧振動
實驗2．3 聲速的測定
實驗2．4 光杠杆裝置測定鋼絲的楊氏模量
實驗2．5 用拉脫法測液體的錶麵張力係數
實驗2．6 液體黏度的測定
實驗2．7 冷卻法測量金屬的比熱容
實驗2．8 金屬綫膨脹係數的測量
實驗2．9 熱電偶溫度計的標度

第三章 電磁學實驗
實驗3．1 電學元件伏安特性的測量
實驗3．2 電錶的改裝與校正
實驗3．3 用補償法測量電壓、電流和電阻
實驗3．4 示波器的原理及應用
實驗3．5 直流電橋測電阻
實驗3．6 交流電橋
實驗3．7 交流電路的諧振
實驗3．8 RLC串聯電路的測量與分析
實驗3．9 RLC電路的穩態特性
實驗3．10 RLC電路的暫態特性
實驗3．11 用電磁感應法測交變磁場
實驗3．12 霍耳效應

第四章 光學實驗
實驗4．1 薄透鏡焦距的測定及透鏡成像的應用
實驗4．2 分光計的調節與使用
實驗4．3 等厚乾涉及應用
實驗4．4 邁剋耳孫乾涉儀
實驗4．5 用雙棱鏡測定光波波長
實驗4．6 衍射光柵
實驗4．7 超聲光柵及應用
實驗4．8 光的偏振
實驗4．9 光電效應
實驗4．10 光電探測器基本特性的測量

第五章 綜閤性與設計性實驗
實驗5．1 音叉的受迫振動
實驗5．2 超聲測厚
實驗5．3 楊氏模量的動態法測定
實驗5．4 多普勒效應綜閤實驗
實驗5．5 易溶於水的顆粒狀物質的密度測定
實驗5．6 密立根油滴實驗
實驗5．7 氬原子第一激發電勢的測定
實驗5．8 pn結特性綜閤實驗
實驗5．9 用非綫性電路研究混沌現象
實驗5．10 非平衡直流電橋及應用
實驗5．11 數字溫度計的設計與製作
實驗5．12 用示波器測量鐵磁材料的磁滯迴綫
實驗5．13 太陽能電池性能研究綜閤實驗
實驗5．14 風力發電實驗儀
實驗5．15 利用雙光柵Lau效應測量摺射率
實驗5．16 利用Lau效應測量凸透鏡焦距
實驗5．17 利用雙光柵Lau效應測量光波波長
實驗5．18 基於錶麵等離激元共振測量液體摺射率
實驗5．19 空氣摺射率的測定
實驗5．20 光學材料摺射率的測定
實驗5．21 用光學多道分析器研究氫原子光譜
實驗5．22 光縴溫度傳感特性的研究
實驗5．23 光縴位移／壓力傳感特性的研究
實驗5．24 壓電器件特徵參數的光學測定
實驗5．25 光拍頻法測量光速

附錄

前言/序言

　　大學物理實驗課程是高等學校理、工、農、醫等專業必修的基礎課程，是大學生進入大學後接受實驗方法和實驗技能係統訓練的開始，是培養學生的創新能力和實踐能力、提高學生科學素質的極其重要的教學環節。武漢大學國傢級物理實驗教學示範中心在“激發興趣、夯實基礎、增強能力、探索創新”的教學方針引導下，緊跟時代步伐，積極改革實驗教學內容，大力引進新技術、新成果開設新實驗，使基礎實驗在與時俱進中不斷更新，取得瞭一定的效果。本教材就是總結這些經驗並吸收兄弟院校的寶貴經驗編寫而成的。
　　全書共分為五章，第一章講述瞭測量誤差、不確定度和數據處理的基礎知識，以及常用物理實驗儀器和實驗安全常識，所涉及的內容以本課程必須掌握的基本要求為主。第二至第四章為基礎物理實驗（共選編瞭31個實驗），包含瞭力、熱、電、磁、光方麵的基本實驗內容。第五章為綜閤性與設計性實驗（共選編瞭25個實驗），這類實驗涉及相關的綜閤知識或綜閤性實驗方法、手段，是對學生的知識、能力、素質形成的綜閤培養，特彆是設計性實驗，是在學生做瞭一定數量的基本實驗，能對實驗方法、儀器使用等方麵做齣恰當評價後，為培養學生自主地進行科學實驗的初步能力而設置的。這樣分層次的安排，既保證瞭基本訓練，又提高瞭‘物理實驗的綜閤性和實用性，既能促使學生更積極地完成實驗，又有利於學生的個性發展和創新能力的培養。
　　本書主要麵嚮高校非物理類的理、工、農、醫等專業的學生，考慮到物理實驗課的獨立性和麵嚮低年級學生的特點，對於基礎實驗（第二章至第四章），編寫時力求將實驗原理敘述清楚，計算公式推導完整，使學生在學習實驗時能掌握理論依據；實驗內容與步驟亦盡可能具體，以加強對基本實驗技能和基本實驗方法的指導和訓練；另外，大部分基礎實驗項目還提供瞭不確定度的計算步驟。一般來說，每個基礎性實驗的課堂學習任務可在3~4學時內完成，部分實驗有多個學習內容，教師可在安排時進行取捨，也可供學有餘力的優秀學生選做。對於綜閤性和設計性實驗，編寫時不局限在統一的格式上，有的重點放在新概念、新思路或原理的闡述上，有的則不過分強調理論上的完整，而將主要內容放在實驗方法和技巧的指導上，特彆是設計性實驗，有的隻提齣研究對象、實驗任務和基本要求，讓學生查閱相關資料，自行設計實驗方案，選擇儀器用具，完成實驗測試，以更多地發揮學生的主觀能動性和創造性。這部分實驗根據各題目內容的不同，一般可安排課內4-12學時完成，當然也允許有興趣的學生利用課外開放時間進一步深入探索。全書的多數實驗項目附有思考題和習題，以引導學生在預習時開展思考，實驗後進一步分析討論，鞏固和開闊所學知識。
　　武漢大學物理科學技術學院物理實驗教學中心經曆幾十年的教學實踐，期間對物理實驗室和大學物理實驗項目進行多次調整、更新和擴充，纔達到目前的規模和水平。實驗教材也在不斷更新，本教材是在武漢大學馬茂清教授主編的《物理實驗教程》、潘守清教授主編的《大學物理實驗》、周殿清教授主編的《大學物理實驗教程》以及李長真教授主編的《大學物理實驗教程》的基礎上，吸收我校近九年來物理實驗教學改革的成果和兄弟院校實驗教學的經驗而編寫的。本書是集體創作的結晶，它凝聚瞭武漢大學物理實驗教學中心全體教師和實驗技術人員的智慧和辛勤勞動。參加本次編寫工作的教師除主編外，有鄒勇（第三章：實驗3.1、3.4、3.5、3.6、3.7、3.11、3.12，第五章：實驗5.7、5.10）、周嘉萍（第二章：實驗2.2、2.3、2.4、2.6、2.8，第五章：實驗5.1、5.3、5.5）、程放（第三章：實驗3.2，第五章：實驗5.2、5.4、5.8、5.13、5.14）、黃慧明（第四章：實驗4.2、4.3、4.4、4.6、4.8、4.9，第五章：實驗5.24）、艾誌偉（第二章：實驗2.1、2.5、2.7、2.9）、蔡光旭（第四章：實驗4.1、4.10，第五章：實驗5.20、5.21、5.22、5.23、5.25）、王豪（第三章：實驗3.3、3.8、3.9、3.10，第五章：實驗5.6、5.9、5.11、5.12）。全書由林偉華統稿。
　　本書在編寫過程中徵求瞭許多實驗指導教師的意見，參考並吸收瞭兄弟院校的有關資料和經驗；武漢大學物理科學與技術學院的領導和許多資深教授對本書的編寫給予瞭極大的支持和鼓勵；高等教育齣版社的編輯們為本書的齣版做瞭巨大的貢獻；藉此錶達對他們的誠摯敬意和衷心感謝！
　　由於編者水平有限，編寫時間倉促，書中難免有疏漏謬誤之處，懇請讀者和同行專傢批評指正。

《現代量子力學基礎與前沿研究》 內容簡介： 本書旨在為高等院校物理專業本科生、研究生以及相關領域的研究人員提供一套係統而深入的量子力學教材與參考資料。全書結構嚴謹，內容覆蓋瞭量子力學的基本原理、核心理論框架、重要的應用領域，並對當前量子科學的前沿研究方嚮進行瞭較為詳盡的闡述。本書力求在保持理論嚴密性的同時，注重物理圖像的構建和對復雜數學工具的清晰講解，使讀者能夠紮實掌握量子力學的精髓，並具備運用量子理論解決實際問題的能力。 第一部分：量子力學的基本原理 本部分從曆史背景和實驗現象齣發，引入瞭量子力學的核心概念，如量子化、波粒二象性以及不確定性原理。 第一章：從經典物理到量子世界：迴顧瞭黑體輻射、光電效應、康普頓散射等關鍵實驗如何動搖瞭經典物理學的根基。詳細討論瞭普朗剋假設和愛因斯坦的光量子概念，為理解能量的離散性奠定基礎。 第二章：薛定諤方程與波函數：係統闡述瞭非相對論性薛定諤方程的構建及其物理意義。深入剖析瞭波函數的概率詮釋（玻恩詮釋），討論瞭歸一化條件、概率流密度以及定態與含時方程的區彆與聯係。 第三章：一維勢場問題：通過對無限深勢阱、有限深勢阱、階梯勢和勢壘等典型一維勢場問題的精確求解，使讀者直觀理解能級的量子化、隧穿效應及其重要的工程和物理意義。 第四章：角動量理論：這是量子力學中至關重要的理論分支。本章詳細推導瞭角動量算符的對易關係，定義瞭升降算符，並求解瞭球坐標係下的角動量本徵值和本徵函數（球麵諧函數）。重點討論瞭軌道角動量的量子化及其在原子結構中的作用。 第五章：中心勢場問題與氫原子：將角動量理論應用於中心對稱勢場問題，特彆是庫侖勢。完整求解瞭氫原子能級和本徵函數，詳細解釋瞭量子數（$n, l, m$）的物理含義、電子排布以及精細結構（不含洛倫茲修正的塞曼效應）。 第二部分：核心理論框架與方法 本部分聚焦於量子力學中的數學工具和近似方法，這些是處理復雜量子係統所必需的。 第六章：自鏇與全同粒子：引入瞭電子的內稟角動量——自鏇的概念，推導瞭泡利不相容原理，並討論瞭自鏇角動量算符的性質。隨後，詳細闡述瞭費米子和玻色子的統計特性，以及全同粒子波函數的對稱性要求在多粒子係統中的應用。 第七章：微擾理論（含時與不含時）：針對薛定諤方程在精確求解睏難時所采用的強大近似方法。詳細介紹瞭一階和二階不含時微擾理論，用於計算能級修正和波函數修正。隨後，深入講解瞭含時微擾理論，推導瞭費米黃金法則，這是計算輻射躍遷概率的基石。 第八章：變分法與WKB近似：介紹瞭變分原理作為一種有效的能量下界估計方法，以及WKB（Wentzel–Kramers–Brillouin）近似在處理勢能壁壘和周期勢問題中的獨特優勢。 第九章：散射理論：從物理圖像齣發，定義瞭散射截麵和微分截麵。係統介紹瞭費希姆定律、散射波函數展開以及波恩近似。重點闡述瞭低能散射中的裏根悖論和相位差法，為理解粒子間的相互作用提供瞭定量工具。 第三部分：相對論性量子力學與量子場論的初步接觸 本部分將量子力學擴展到相對論範疇，為深入研究高能物理和量子電動力學打下基礎。 第十章：相對論性量子方程：討論瞭狹義相對論對量子力學的修正需求。詳細推導並分析瞭剋萊因-戈登方程（Klein-Gordon Equation）及其存在的概率密度負值問題。隨後，推導齣狄拉剋方程（Dirac Equation），解釋瞭自鏇的自然齣現、負能譜的解釋（空穴理論）以及反物質的概念。 第四部分：前沿與交叉學科應用 本部分旨在激發讀者對現代物理研究的興趣，展示量子力學在當代科技中的實際應用和最新發展方嚮。 第十一章：量子信息基礎：從量子比特（Qubit）的概念齣發，介紹瞭密度矩陣描述混閤態的重要性。詳細討論瞭量子糾纏現象，並引入瞭貝爾不等式和CHSH不等式，為理解量子計算和量子通信的非經典特性做鋪墊。 第十二章：固體物理中的量子效應：應用已學知識分析晶格的量子行為，包括晶格振動（聲子）、能帶理論的形成、布洛赫定理的物理圖像，以及半導體中的摻雜效應和費米麵。 第十三章：量子光學與光與物質的相互作用：討論瞭受激輻射、自發輻射的量子本質，光子作為量子化電磁場的描述。介紹瞭一般激光器的工作原理，並簡要涉及瞭原子冷卻與囚禁技術的基礎概念。 本書特點： 1. 深度與廣度兼顧： 理論推導嚴格，同時覆蓋瞭從基礎理論到前沿應用的廣闊領域。 2. 注重物理圖像： 在介紹復雜的數學工具時，始終強調其背後的物理意義和直觀圖像。 3. 問題導嚮： 每章末尾附有大量精心設計的習題，涵蓋瞭基礎計算、概念辨析及小型研究問題，以檢驗和鞏固學習效果。 4. 現代性： 包含瞭量子信息、量子計算等當前熱點內容，使讀者能跟上時代步伐。 本書適閤作為大學物理專業高年級本科生和研究生的核心教材，也可作為自學者的重要參考讀物。閱讀本書需要紮實的經典力學、電磁學和綫性代數基礎。

評分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來形容這本書給我的整體感受，那會是“體係化”。它不是零散的實驗筆記集閤，而是一個精心設計的學習路徑圖。這本書的巧妙之處在於，它將力學、電磁學、熱學、光學乃至初步的原子物理實驗，巧妙地串聯瞭起來，讓你在不同章節中能發現不同物理領域之間的內在聯係。比如，在熱學實驗中對溫度的精確測量方法，其實在後續的電磁學實驗中測量電阻隨溫度變化的規律時就有直接應用。這種交叉引用和知識的迭代，使得學習不再是孤立的模塊堆砌，而是一個不斷深化的過程。書中的習題設計也極具啓發性，很多題目不是讓你直接套公式計算結果，而是讓你設計一個實驗來驗證某個理論或者解決一個實際的測量難題。這種開放式的思考訓練，遠比填鴨式的訓練更能激發我們對物理世界的探究欲望。這本書在結構上的這種宏大布局，讓學生在完成基礎實驗的同時，也能對整個物理學殿堂的構建有一個清晰的認識和嚮往。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是太用心瞭，封麵那種啞光紙質的觸感，拿在手裏沉甸甸的，一看就知道是本厚道的教材。我剛翻開目錄，就被那清晰的章節劃分給吸引住瞭。它不是那種把所有理論一股腦堆砌起來的教科書，而是很注重實驗操作的實際應用。比如在力學部分，它對誤差分析的講解簡直是細緻入微，什麼係統誤差、隨機誤差的區分，還有如何運用最小二乘法來擬閤數據，講解得非常直觀，配圖也都是那種高質量的實驗裝置實拍圖，看得齣作者在組織材料上花瞭很多心思，絕不是簡單地照搬標準流程。特彆是關於數據處理軟件的使用，它甚至穿插瞭一些基礎的編程思路，這對我們這些習慣瞭用電腦處理數據的現代學生來說，簡直是福音。我印象最深的是關於電磁學實驗的介紹，它沒有停留在簡單的電路連接上，而是深入到瞭信號采集和噪聲抑製的層麵，這讓原本枯燥的實驗多瞭一層現代科學研究的色彩。這本書的排版也做得很好，重點內容都有高亮和注解，即便是初次接觸實驗的同學也能很快抓住關鍵點，閱讀體驗非常流暢。總的來說，從物理層麵的深度到工程實踐的廣度，這本書都展現齣瞭極高的專業水準和對學生學習過程的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

我最近在準備一個關於光學實驗的大作業，手頭找瞭好幾本參考書，但說實話，這本書在解決實際問題上的指導性最強。它不像有些理論書那樣隻會給齣公式，然後讓你自己去摸索如何搭建裝置。這本書裏對每一個經典實驗，比如邁剋爾遜乾涉儀或者傅科擺的測量，都提供瞭至少兩種不同的實驗思路或者數據采集方案。我特彆欣賞它對“實驗陷阱”的討論，很多時候，教科書裏隻教你標準流程，但實際操作中總會遇到這樣那樣的乾擾，這本書卻很坦誠地指齣瞭這些常見的錯誤源在哪裏，比如溫度變化對激光波長的影響，或者連接綫纜的寄生電容，這些都是隻有真正做過實驗的人纔能體會到的細節。讀起來的感覺，更像是一位經驗豐富、脾氣很好的導師在手把手地教你如何避免踩坑，而不是冷冰冰的知識灌輸。我按照書裏的建議調整瞭我的光路設計，結果比預期的誤差小瞭將近一半，這直接提升瞭我的實驗信心。它教會我的不隻是“怎麼做”，更是“為什麼這樣做”背後的物理邏輯和工程權衡。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度讓人感到有些“壓力山大”，但同時又充滿瞭一種攀登高峰的興奮感。我之前對某些高級物理概念的理解總是停留在概念層麵，但這本書通過實驗案例，強迫你將抽象的數學模型與可觀測的物理現象緊密聯係起來。例如，在描述量子力學入門實驗時，它並沒有迴避德布羅意波粒二象性的復雜性，而是通過詳細的實驗裝置描述和數據分析步驟，讓學生有機會親手“觸摸”到微觀世界的奇特行為。這種體驗是看純理論書籍無法比擬的。更讓我覺得難能可貴的是，它在最後幾章對前沿實驗技術的介紹，比如超導測溫或者高真空技術的基礎知識，這些內容雖然可能超齣基礎課的要求，但它極大地拓寬瞭我們對現代物理研究領域的視野。雖然初讀時需要花費大量時間去消化那些復雜的儀器參數和操作細節，但每攻剋一個難點，都能感覺到自己的物理直覺又精進瞭一層。它不僅僅是一本實驗手冊，更像是一本通往專業物理研究的“預備課程”。

評分☆☆☆☆☆

我是一個動手能力比較弱的學生，對電子電路和儀器的操作總有點畏手畏腳。拿到這本書後，最大的驚喜是它在安全操作和基礎儀器使用方麵所下的功夫。第一章就花瞭大量篇幅講解萬用錶、示波器、電源等常用儀器的正確使用方法和常見誤區，配圖清晰到連鏇鈕的刻度方嚮都標齣來瞭，這對於我們這些“電子小白”來說太友好瞭。讀起來感覺非常踏實，不再擔心一上來就把昂貴的設備弄壞。此外，它對實驗數據的可視化處理也提供瞭非常實用的建議。它不僅僅告訴你繪製圖錶，更教你如何選擇閤適的坐標軸比例，如何用誤差棒來體現測量的不確定性，以及如何利用軟件進行快速的迴歸分析，這些都是在未來學習和工作中都會用到的基本技能。這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失親和力，邏輯鏈條環環相扣，讓人在學習新知識的同時，能很自然地迴顧和鞏固前麵學過的基礎理論，形成瞭一個完整的知識閉環。