大學物理實驗（簡體書）

本書內容涉及大學物理實驗的誤差及數據處理、常用儀器的使用及實驗要求，實驗的基本方法及實驗設計的基本原則，包括力學、熱學實驗，電磁學實驗，光學實驗，近代物理實驗等基礎實驗。知識含量豐富，內容安排循序漸進。實驗原理的闡述突出從提出問題到解決問題的思維過程。本書可作為三類本科院校學生物理實驗課程的教學資料，並可作為相關高校學生和教學人員的參考讀物。本書內容涉及大學物理實驗的誤差及數據處理、常用儀器的使用及實驗要求，實驗的基本方法及實驗設計的基本原則，包括力學、熱學實驗，電磁學實驗，光學實驗，近代物理實驗等基礎實驗。知識含量豐富，內容安排循序漸進。實驗原理的闡述突出從提出問題到解決問題的思維過程。本書可作為三類本科院校學生物理實驗課程的教學資料，並可作為相關高校學生和教學人員的參考讀物。

《大學物理實驗》適合普通高等院校非物理類專業學生學習使用，也可作為教師或相關人員的參考用書。

第1章物理實驗課程介紹及實驗要點
第2章實驗測量與數據處理
2.1實驗測量的基本概念
2.2有效數字及其運算
2.3誤差估計及不確定度評定
2.4實驗數據的記錄與處理
2.5計算機處理實驗數據方法簡介

第3章力學與熱學實驗
3.1長度的測量
3.2物體密度的測量
3.3單擺法測量重力加速度
3.4牛頓第二定律的驗證
3.5動量守恆定律的驗證
3.6扭擺法測定物體轉動慣量
3.7動態法測楊氏彈性模量
3.8落球法測量液體的黏滯係數
3.9聲速的測量
3.10冷卻法測量金屬的比熱容
3.11金屬線膨脹係數的測量
3.12導熱係數的測量

第4章電磁學實驗
4.1電學實驗基本知識和基本儀器使用
4.2伏安法測二極管的特性曲線
4.3靜電場描繪
4.4惠斯通電橋研究
4.5非平衡電橋與溫度傳感器特性研究
4.6電位差計測量電源的電動勢和內阻
4.7雙臂電橋測量低值電阻
4.8霍爾效應與螺線管軸向磁感應強度測量
4.9鐵磁材料的磁化曲線和磁滯回線的觀測
4.10RLC電路的穩態特性研究
4.11交流電橋的原理和應用
4.12傳感器基本知識與傳感器系統實驗儀介紹
4.13直流電橋與金屬箔式應變片性能
4.14霍爾式傳感器的特性與應用
4.15電渦流式傳感器的特性與應用

第5章光學實驗
5.1薄透鏡焦距測量
5.2牛頓環測透鏡曲率半徑
5.3邁克爾孫干涉測激光波長
5.4光的衍射
5.5分光計的調節及三棱鏡頂角和折射率的測量
5.6用分光計測量光柵常數和光波波長
5.7光的偏振

第6章近代物理實驗
6.1夫蘭克-赫茲實驗
6.2密立根油滴實驗
6.3光電效應
6.4塞曼效應

第7章設計性實驗
7.1設計性實驗概述
7.2設計性實驗選題
附錄ADS1000系列數字示波器使用
附錄B常用物理量數值表
參考文獻

由式（3—8—10）可見，比例調節項輸出與偏差成正比，它能迅速對偏差作出反應，并減小偏差，但它不能消除靜態偏差。這是因為任何高于室溫的穩態都需要一定的輸入功率維持，而比例調節項只有偏差存在時才輸出調節量。增加比例調節系數KP可減小靜態偏差，但在系統有熱慣性和傳感器滯后時，會使超調加大。
積分調節項輸出與偏差對時間的積分成正比，只要系統存在偏差，積分調節作用就不斷積累，輸出調節量以消除偏差，積分調節作用緩慢，在時間上總是滯后于偏差信號的變化。增加積分作用（減小TI）可加快消除靜態偏差，但會使系統超調加大，增加動態偏差，積分作用太強甚至會使系統出現不穩定狀態。
微分調節項輸出與偏差對時間的變化率成正比，它阻礙溫度的變化，能減小超調量，克服振蕩。在系統受到擾動時，它能迅速作出反應，減小調整時間，提高系統的穩定性。PID調節器的應用已有100多年的歷史，理論分析和實踐都表明，應用這種調節規律對許多具體過程進行控制時，都能取得滿意的結果。
3.儀器介紹
（1）落球法變溫黏度測量儀
變溫黏度儀的外型如圖3—8—3所示。待測液體裝在細長的樣品管中，能使液體溫度較快地與加熱水溫達到平衡，樣品管壁上有刻度線，便于測量小球下落的距離。樣品管外的加熱水套連接到溫控儀，通過熱循環水加熱樣品。底座下有調節螺釘，用于調節樣品管的鉛直。溫控實驗儀面板見圖3—8—4。
若鋼球直徑為10—3m，代人鋼球的密度ρ，蓖麻油的密度ρ0及40℃時蓖麻油的黏度η=0.231Pa·s，可得此時的平衡速度約為v0=0.016m／s，平衡時間約為t0=0.013s。
平衡距離L小于平衡速度與平衡時間的乘積，在我們的實驗條件下，小于1mm，基本可認為小球進入液體后就達到了平衡速度。
溫控實驗儀包含水箱、水泵、加熱器、控制及顯示電路等部分。
本溫控試驗儀內置微處理器，帶有液晶顯示屏，具有操作菜單化，能根據實驗對象選擇PID參數以達到最佳控制，能顯示溫控過程的溫度變化曲線和功率變化曲線及溫度和功率的實時值，能存儲溫度及功率變化曲線，控制精度高等特點。儀器面板如圖3—8—4所示。