本書(shū)是高等學(xué)校理工科專(zhuān)業(yè)必修的物理實(shí)驗(yàn)課的教材，共分基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)兩個(gè)部分：第一部分是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，涵蓋力、熱、電、光等物理學(xué)常見(jiàn)的18個(gè)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)基本物理量的測(cè)量、基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)技能和基本測(cè)量方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的理論與方法做出闡述；第二部分是10個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，屬于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的提高性?xún)?nèi)容，根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。

周厚兵，理學(xué)博士，廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事奇異原子核結(jié)構(gòu)和高自旋態(tài)核結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究。在《物理評(píng)論快報(bào)》等權(quán)威期刊上發(fā)表論文20余篇，主持國(guó)家級(jí)項(xiàng)目2項(xiàng)、省部級(jí)項(xiàng)目5項(xiàng)，獲自治區(qū)級(jí)教學(xué)改革成果獎(jiǎng)1項(xiàng)。

緒　論1

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一　基本測(cè)量28

實(shí)驗(yàn)1-1　長(zhǎng)度測(cè)量28

實(shí)驗(yàn)1-2　固體和液體密度的測(cè)定33

實(shí)驗(yàn)二　重力加速度的測(cè)定40

實(shí)驗(yàn)2-1　用單擺測(cè)重力加速度40

實(shí)驗(yàn)2-2　用自由落體法測(cè)重力加速度44

實(shí)驗(yàn)2-3　在氣墊導(dǎo)軌上測(cè)重力加速度47

實(shí)驗(yàn)三　牛頓第二定律的驗(yàn)證55

實(shí)驗(yàn)四　物體比熱容的測(cè)定60

實(shí)驗(yàn)4-1　金屬比熱容的測(cè)定(冷卻法) 60

實(shí)驗(yàn)4-2　固體比熱容的測(cè)定(混合法) 69

實(shí)驗(yàn)4-3　液體比熱容的測(cè)定(比較法) 73

實(shí)驗(yàn)五　伏安法測(cè)電阻77

實(shí)驗(yàn)六　非線(xiàn)性元件伏安特性的測(cè)量88

實(shí)驗(yàn)七　用惠斯登電橋測(cè)電阻92

實(shí)驗(yàn)八　示波器的使用100

實(shí)驗(yàn)8-1　模擬示波器的使用100

實(shí)驗(yàn)8-2　數(shù)字示波器的使用108

實(shí)驗(yàn)九　薄透鏡焦距的測(cè)定120

實(shí)驗(yàn)十　等厚干涉實(shí)驗(yàn)130

實(shí)驗(yàn)十一　楊氏模量的測(cè)定139

實(shí)驗(yàn)11-1　用拉伸法測(cè)定楊氏模量139

實(shí)驗(yàn)11-2　用CCD 成像法測(cè)定楊氏模量146

實(shí)驗(yàn)十二　液體表面張力系數(shù)的測(cè)定152

實(shí)驗(yàn)12-1　用拉脫法測(cè)定液體表面張力系數(shù)152

實(shí)驗(yàn)12-2　用毛細(xì)管法測(cè)定液體表面張力系數(shù)157

實(shí)驗(yàn)十三　剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定160

實(shí)驗(yàn)13-1　用三線(xiàn)擺測(cè)定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量160

實(shí)驗(yàn)13-2　用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?jī)x測(cè)定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量167

實(shí)驗(yàn)十四　金屬線(xiàn)脹系數(shù)的測(cè)定175

實(shí)驗(yàn)14-1　用光杠桿法測(cè)量金屬線(xiàn)脹系數(shù)175

實(shí)驗(yàn)14-2　用千分表法測(cè)量金屬線(xiàn)脹系數(shù)180

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十五　彈簧振子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究186

實(shí)驗(yàn)十六　小功率直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作188

實(shí)驗(yàn)十七　液體黏度與溫度關(guān)系的研究190

實(shí)驗(yàn)十八　自組望遠(yuǎn)鏡192

實(shí)驗(yàn)十九　光拍頻法測(cè)量光速194

實(shí)驗(yàn)二十　密立根油滴實(shí)驗(yàn)196

主要參考文獻(xiàn)200

附錄A　常用物理常數(shù)(量)表201

附錄B　國(guó)際單位制

本套教材是根據(jù)教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)

等編制的《理工科類(lèi)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求　理工科類(lèi)大學(xué)物理

實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》,以及《教育部關(guān)于印發(fā)〈高等學(xué)校課程思政建

設(shè)指導(dǎo)綱要〉的通知》(教高〔2020〕3 號(hào)),結(jié)合廣西區(qū)內(nèi)多所高校大學(xué)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況及教學(xué)實(shí)踐改革成果,在2010 年覃以威教授

主編的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》(Ⅰ、Ⅱ)教材的基礎(chǔ)上修訂而成的。

本套教材打破了力、熱、電磁、光、近代物理等傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獨(dú)

立分塊的界限,根據(jù)學(xué)生物理知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Πl(fā)展規(guī)律,建

立由基礎(chǔ)到前沿、由接受知識(shí)型到培養(yǎng)綜合能力型的分層次教學(xué)思想,

合理地減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),以創(chuàng)造更大空間增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

除增大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例外,還設(shè)有自選研究性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生

根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好、特長(zhǎng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí),為學(xué)生個(gè)性化發(fā)展提供自

主的學(xué)習(xí)空間,使學(xué)生切身體會(huì)到“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。

本套教材分為《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(基礎(chǔ)類(lèi))》和《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(專(zhuān)業(yè)

類(lèi))》兩冊(cè)。前者的內(nèi)容包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)兩部分,突出基

礎(chǔ)性和通用性的特點(diǎn),適用于本科物理學(xué)專(zhuān)業(yè)或相近專(zhuān)業(yè)第一層次物

理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用和本科非物理理工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);后者

的內(nèi)容分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)兩大模塊,側(cè)重專(zhuān)業(yè)性和綜合性,

主要供本科物理學(xué)專(zhuān)業(yè)或相近專(zhuān)業(yè)第二層次物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用,具有

較強(qiáng)的針對(duì)性。兩冊(cè)教材均吸收了廣西師范大學(xué)、玉林師范學(xué)院、河池

學(xué)院、廣西科技師范學(xué)院、百色學(xué)院、柳州工學(xué)院以及桂林師范高等專(zhuān)

科學(xué)校等廣西區(qū)內(nèi)多所高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師代表共同參與建

設(shè),融合了各高校近年來(lái)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的成果和課程思政建設(shè)的

內(nèi)容,既體現(xiàn)了創(chuàng)新性又具有很強(qiáng)的應(yīng)用性,既突出了目前高校物理實(shí)

驗(yàn)教學(xué)改革的方向,又適合各高校的具體情況,是一套具有民族地區(qū)地

　2 · 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(基礎(chǔ)類(lèi))

方特色的教材。

本套教材在修訂過(guò)程中繼續(xù)保持了其多年來(lái)形成的自身特色,并

結(jié)合各校的實(shí)際情況,對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。

本套教材的修訂過(guò)程中,得到了廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)

院魏代會(huì)院長(zhǎng)的大力支持和幫助;廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

胡君輝教授,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心沈洪濤、朱長(zhǎng)明、孔文婕等老師提出了

許多寶貴意見(jiàn);廣西師范大學(xué)出版社唐丹寧編審自始至終都給予了大

力的支持和幫助。在此一并致以衷心的感謝。

本套教材雖經(jīng)多次研討、審核,但難免存在疏漏或不足之處,敬請(qǐng)

各位讀者提出寶貴的意見(jiàn)和建議,以便我們進(jìn)一步改進(jìn)。

編者

2021 年11 月

本套教材是根據(jù)教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)等編制的《理工科類(lèi)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求　理工科類(lèi)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》,以及《教育部關(guān)于印發(fā)〈高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要〉的通知》(教高〔2020〕3 號(hào)),結(jié)合廣西區(qū)內(nèi)多所高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況及教學(xué)實(shí)踐改革成果,在2010 年覃以威教授主編的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》(Ⅰ、Ⅱ)教材的基礎(chǔ)上修訂而成的。

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要形式,測(cè)量是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。物理量的測(cè)量首先

是要規(guī)定它的標(biāo)準(zhǔn)并以之作為單位,科學(xué)的測(cè)量不僅在物理學(xué)中占據(jù)著重要的地位,

而且對(duì)于整個(gè)人類(lèi)社會(huì)都至關(guān)重要。測(cè)量不僅包括一些基本的概念和測(cè)量原理,最

重要的是要求學(xué)生能利用測(cè)量?jī)x器完成測(cè)量任務(wù),這就需要學(xué)生熱愛(ài)測(cè)量工作,并具

備實(shí)事求是的做事態(tài)度以及一定的團(tuán)隊(duì)意識(shí)?？茖W(xué)的測(cè)量能夠促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的

科學(xué)發(fā)展觀,樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)1-1　長(zhǎng)度測(cè)量

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?p/>

(1)熟悉游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的結(jié)構(gòu)原理,掌握其使用方法。

(2)掌握有效數(shù)字和誤差的概念及計(jì)算方法。

【儀器和用具】

米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、待測(cè)圓管、長(zhǎng)方體金屬塊。