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第一篇误差与数据处理2

第一章 误差基础知识2

第一节 误差的基本概念2

一、研究误差的重要意义2

二、直接测量、间接测量3

三、绝对误差、相对误差及其表示方法3

四、关于真值x0、算术平均值χ？与残差V4

五、误差的分类5

二、系统误差的分类及其消除方法6

一、研究系统误差的意义6

第二节 系统误差6

六、精密度、正确度、准确度与精度6

第三节 偶然误差10

一、偶然误差的分布规律——高斯正态分布10

二、偶然误差的估算11

第四节 直接测量误差的估算15

一、单次测量误差的估算15

二、多次重复测量误差的估算16

第五节 间接测量误差的估算17

一、全微分法求间接量的最大绝对误差17

二、对数微分法求间接量的相对误差18

四、常用的误差估算公式19

三、标准误差的传递累积公式19

五、实验结果的表达20

第二章 有效数字及数据处理21

第一节 有效数字21

一、误差与有效数字、有效数字的性质21

二、误差的定位与取值22

三、测得值的有效位及其修约法则22

第二节 有效数字的简单运算法则24

一、和差运算24

二、积商运算24

三、函数的有效位24

第四节 数据处理举例25

第三节 数据处理流程图25

第五节 数据处理方法28

一、列表法28

二、作图法29

三、逐差法31

四、回归法32

练习题39

第二篇实验方法和测量方法42

第一章 物理实验中的基本实验方法42

第一节 换测法42

一、参量换测法42

二、能量换测法43

一、静态研究法44

第二节 静态与动态研究法44

二、动态研究法45

第三节 模拟法45

一、物理模拟45

二、数学模拟46

第四节 干涉法46

一、驻波法46

二、衍射法47

第二章 物理实验中的基本测量方法48

第一节 比较法48

一、直接比较法48

二、间接比较法50

三、替代法51

第二节 测量宽度展延法52

第三节 线性放大法53

一、机械放大53

二、电磁放大53

三、光学放大53

第四节 对称测量法54

一、双向对称测量法54

二、平衡位置互易法56

三、内插法57

第一章 通用及力学实验仪器60

第一节 游标卡尺60

第三篇物理实验常用仪器60

第二节 螺旋测微计63

第三节 读数显微镜65

第四节 杨氏模量实验仪68

第五节 焦利秤70

第六节 气垫导轨71

第七节 计时仪表73

一、停表73

二、QD—2双测频率计74

三、QDDG—JS2型计时器75

四、TP—801单板机76

第八节 三线悬摆仪76

第九节 冲击摆77

第十节 DIC—6微机开关信号采集装置78

第二章 电磁学实验基本仪器82

第一节 仪器的布置、联接和安全操作82

第二节 电源84

一、交流电源84

二、直流电源84

第三节 电阻器85

一、滑线变阻器86

二、旋转式电阻箱87

三、标准电阻89

第四节 电表90

一、电流计(表头)90

三、电压表(伏特表)91

二、电流表(安培表)91

四、晶体管毫伏表92

五、D26电动系交直流两用表93

六、静电系高压伏特计93

第五节 检流计(灵敏电流计)94

一、复射式检流计(AC15/5)94

二、指针式检流计(AC5)98

第六节 常见的电表标记符号、精度等级与读数99

一、常见符号99

二、电表精度等级和误差估算99

三、电表的读数方法101

一、线式电位差计(十一线电位差计)103

第七节 电位差计103

二、箱式电位差计(UJ31与UJ36)104

第八节 万用表109

一、指针式万用表(磁电式)109

二、数字式万用表116

三、真空管和晶体管式万用表简介119

第九节 箱式直流电桥120

一、使用电桥的注意事项121

二、QJ23型单臂电桥121

三、QJ26型双臂电桥123

四、QJ36型单双臂两用电桥125

第十节 XFD—7A型低频信号发生器130

第十一节 PB-2型十进制频率计132

第十二节 示波器134

一、SB—10型示波器134

二、ST—16型示波器136

三、SB—14型慢扫描示波器简介141

第十三节 LZ3型函数记录仪143

第三章 分光计、常用光源及照相设备150

第一节 分光计150

第二节 常用光源155

一、白炽灯156

二、气体放电光源156

一、照相机158

第三节 照相、印相设备158

二、测光表160

三、冲洗设备161

四、黑白彩色两用放大机与恒温冲洗箱163

第四篇基本实验167

实验一 长度测量167

实验二 金属丝杨氏弹性模量的测定173

实验三 气轨上的物理实验179

实验四 用冲击摆测定子弹的速率190

实验五 三线悬摆测转动惯量194

实验六 用夸特摆测重力加速度201

实验七 液体表面张力系数的测定206

实验八 电表的改装和校准211

实验九 万用表的使用217

实验十 伏安法测电阻224

实验十一 直流电桥测电阻232

实验十二 电位差计及其应用241

实验十三 灵敏电流计研究251

实验十四 磁场测量257

实验十五 模拟静电场270

实验十六 电子束的聚焦和偏转277

实验十七 示波器的调整和使用293

实验十八 声速的测定304

实验十九 光的等厚干涉309

实验二十 分光计的调整及应用317

实验二十一 摄影技术(含黑白与彩色摄影)332

第五篇综合及中级物理实验347

实验二十二 气体导热系数的测定347

实验二十三 迈克尔逊干涉仪360

实验二十四 夫兰克——赫兹实验369

实验二十五 光电效应法测定普朗克常数380

实验二十六 微波实验388

实验二十七 全息摄影395

第六篇设计性实验408

实验二十八 碰撞实验设计408

实验二十九 简易欧姆表设计409

实验三十 单缝衍射的光强分布411

实验三十一 光栅衍射法测定光波的波长414

实验三十二 光的偏振419

第一节 计算机辅助教学——示波器的结构与示波器原理演示422

第七篇计算机应用422

第二节 冲击摆实验数据的微机处理435

第三节 夸特摆实验数据的微机处理436

第四节 一元线性回归437

第五节 气体导热系数测定数据的微机处理442

第六节 APPLE PLOT绘图软件的应用445

附录450

1.国际单位制(SI)450

2.基本物理常数451

3.标准大气压下不同温度的纯水密度451

5.不同温度下与空气接触的水的表面张力系数σ452

4.20℃时常见固体和液体的密度p452

6.部分液体同空气接触面的表面张力系数与温度的关系453

7.在海平面上不同纬度处的重力加速度453

8.20℃时某些材料的杨氏弹性模量454

9.铜—康铜热电偶分度表(0～100℃)454

10.水的沸点(℃)随大气压强p的变化455

11.几种常见光源的谱线波长表455

12.几种常用光源的主要参数456

13.黑白冲片与印相药液配方457

14.彩色胶卷的冲洗药液配方及工艺458

15.彩色照片的冲洗药液配方及工艺460

参考文献465