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大學(xué)物理實驗(英文版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787121427619
- 條形碼：9787121427619 ; 978-7-121-42761-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
大學(xué)物理實驗(英文版) 內(nèi)容簡介
本書為大學(xué)物理實驗的英文教材。本書的內(nèi)容共5章，第1章和第2章介紹物理實驗的基礎(chǔ)知識，包括測量與誤差的概念、不確定度的計算和評定、數(shù)據(jù)處理方法和常用儀器的介紹；第3章和第4章分別介紹基礎(chǔ)性實驗和綜合實驗，涉及力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)及近代物理實驗；第5章簡單介紹兩個設(shè)計性實驗。本書共安排了22個實驗并配有思考題，附錄是靠前單位制的簡介及一些常用的物理量常數(shù)，以供讀者查閱。 本書可作為在華留學(xué)生、中外合作項目和雙語教學(xué)各專業(yè)大學(xué)物理實驗課程的教材或參考書，也可作為教師或科技工作者的參考書。
大學(xué)物理實驗(英文版) 目錄
CHAPTER 1 Error Theory and Data Processing ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1 Measurement ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1．1 Measurement Concept ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1．2 Classification of Measurement??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．2 Theory of Error??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1．2．1 Error Definition and Expression ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1．2．2 Classification of Errors ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4
1．2．3 The Processing of Random Error ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5
1．2．4 Evaluation of Measurement Result ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8
1．3 Significant Digits ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9
1．3．1 Definition of Significant Digits??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．10
1．3．2 Rules for the Operation of Significant Digits ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．11
1．4 The Evaluation of Measurement Results―Uncertainty????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．14
1．4．1 Definition of Uncertainty ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．14
1．4．2 The Uncertainty Calculation of Direct Measurement ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．15
1．4．3 Comprehensive Synthesis of Indirect Measurement Result ??????????????????????????????????????????????????????????????????????．17
1．4．4 Expression of Measurement Result ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．17
1．5 Data Processing ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．19
1．5．1 Tabulation Method????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．19
1．5．2 Graphic Method????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．20
1．5．3 Successive Differential Method ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
1．5．4 Least Squares Method??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．24
EXERCISE??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．26
CHAPTER 2 Instruments and Accessories ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．28
2．1 Measurement of Basic Physical Quantities ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．28
2．1．1 Basic Mechanical Instruments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．28
2．1．2 Electromagnetic Instruments??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．33
2．2 Basic Adjustment and Operation Techniques ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．38
2．2．1 Initial State of the Instruments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．38
2．2．2 Zero Adjustment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．39
2．2．3 Horizontal and Vertical Adjustment ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．39
2．2．4 Coaxial Adjustment ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．39
2．2．5 Eliminating Parallax ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．2．6 Eliminating Space Error????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．3 Rules for Operation????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．3．1 Rules for Operating Electrical Experiment????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．3．2 Rules for Operating Optical Experiment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．41
CHAPTER 3 Basic Experiments??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．43
3．1 Determination of the Solid Density ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．43
3．2 Simple Pendulum Experiment????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．46
3．3 Moment of Inertia ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．50
3．4 Young’s Modulus??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．56
3．5 Measurement of Volt-Ampere Characteristic of Resistance Element????????????????????????????????????????????????????????????????．60
3．6 Resistance Measurement with Bridge Circuit??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．64
3．7 Digital Storage Oscilloscope????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．68
3．8 Simple Harmonic Vibration and Spring Stiffness Coefficient Experiment????????????????????????????????????????????????．76
3．9 Newton’s Rings ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．81
3．10 Measurement of Focal Length of Thin Lens??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．85
CHAPTER 4 Comprehensive Experiments????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．95
4．1 Measurement of Ultrasonic Velocity ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．95
4．2 Measurement of Magnetic Field by the Hall Effect ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．102
4．3 Potentiometer??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．108
4．4 Thermoelectric Effect ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．112
4．5 The Hysteresis Loop and Magnetic Properties ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．117
4．6 The Bohr Resonator ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．122
4．7 Doppler Effect Comprehensive Experiment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．128
4．8 The Michelson Interferometer????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．133
4．9 Oil Drop ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．139
4．10 Steady-State Measurement of Thermal Conductivity ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．143
CHAPTER 5 Design Experiments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．148
5．1 Calibration of Milliammeter with Potentiometer????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．148
5．2 Measuring Resistance with Voltmeter-Ammeter ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．152
Appendix ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．158
Appendix A： Legal Unit of Measurement of China??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．158
Appendix B： Common Physical Data ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．160
References
1．1 Measurement ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1．1 Measurement Concept ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1．2 Classification of Measurement??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．2 Theory of Error??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1．2．1 Error Definition and Expression ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1．2．2 Classification of Errors ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4
1．2．3 The Processing of Random Error ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5
1．2．4 Evaluation of Measurement Result ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8
1．3 Significant Digits ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9
1．3．1 Definition of Significant Digits??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．10
1．3．2 Rules for the Operation of Significant Digits ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．11
1．4 The Evaluation of Measurement Results―Uncertainty????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．14
1．4．1 Definition of Uncertainty ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．14
1．4．2 The Uncertainty Calculation of Direct Measurement ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．15
1．4．3 Comprehensive Synthesis of Indirect Measurement Result ??????????????????????????????????????????????????????????????????????．17
1．4．4 Expression of Measurement Result ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．17
1．5 Data Processing ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．19
1．5．1 Tabulation Method????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．19
1．5．2 Graphic Method????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．20
1．5．3 Successive Differential Method ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．23
1．5．4 Least Squares Method??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．24
EXERCISE??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．26
CHAPTER 2 Instruments and Accessories ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．28
2．1 Measurement of Basic Physical Quantities ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．28
2．1．1 Basic Mechanical Instruments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．28
2．1．2 Electromagnetic Instruments??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．33
2．2 Basic Adjustment and Operation Techniques ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．38
2．2．1 Initial State of the Instruments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．38
2．2．2 Zero Adjustment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．39
2．2．3 Horizontal and Vertical Adjustment ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．39
2．2．4 Coaxial Adjustment ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．39
2．2．5 Eliminating Parallax ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．2．6 Eliminating Space Error????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．3 Rules for Operation????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．3．1 Rules for Operating Electrical Experiment????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．40
2．3．2 Rules for Operating Optical Experiment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．41
CHAPTER 3 Basic Experiments??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．43
3．1 Determination of the Solid Density ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．43
3．2 Simple Pendulum Experiment????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．46
3．3 Moment of Inertia ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．50
3．4 Young’s Modulus??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．56
3．5 Measurement of Volt-Ampere Characteristic of Resistance Element????????????????????????????????????????????????????????????????．60
3．6 Resistance Measurement with Bridge Circuit??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．64
3．7 Digital Storage Oscilloscope????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．68
3．8 Simple Harmonic Vibration and Spring Stiffness Coefficient Experiment????????????????????????????????????????????????．76
3．9 Newton’s Rings ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．81
3．10 Measurement of Focal Length of Thin Lens??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．85
CHAPTER 4 Comprehensive Experiments????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．95
4．1 Measurement of Ultrasonic Velocity ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．95
4．2 Measurement of Magnetic Field by the Hall Effect ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．102
4．3 Potentiometer??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．108
4．4 Thermoelectric Effect ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．112
4．5 The Hysteresis Loop and Magnetic Properties ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．117
4．6 The Bohr Resonator ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．122
4．7 Doppler Effect Comprehensive Experiment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．128
4．8 The Michelson Interferometer????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．133
4．9 Oil Drop ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．139
4．10 Steady-State Measurement of Thermal Conductivity ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．143
CHAPTER 5 Design Experiments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．148
5．1 Calibration of Milliammeter with Potentiometer????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．148
5．2 Measuring Resistance with Voltmeter-Ammeter ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．152
Appendix ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．158
Appendix A： Legal Unit of Measurement of China??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．158
Appendix B： Common Physical Data ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．160
References
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大學(xué)物理實驗(英文版) 作者簡介
李季平，副教授，畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)測試計量技術(shù)及儀器專業(yè)，博士。2015年在加拿大麥吉爾大學(xué)（McGill University）做訪問學(xué)者一年，2008年在美國馬里蘭大學(xué)（University of Maryland）訪問學(xué)者四個月。長期從事物理類課程和大學(xué)物理實驗的教學(xué)，研究領(lǐng)域為測試計量技術(shù)及儀器、光學(xué)檢測、激光技術(shù)與應(yīng)用。主講《大學(xué)物理》、《大學(xué)物理實驗》、《基礎(chǔ)物理實驗》《近代物理實驗》、《現(xiàn)代光學(xué)實驗》和《微機原理及應(yīng)用》等本科生課程。主持和參與國家自然科學(xué)基金、航空基金、國家重點研發(fā)計劃等多項科研項目。參編《大學(xué)物理實驗》、《基礎(chǔ)物理實驗》等多部教材。先后獲國防科技三等獎，江蘇省科技進步二等獎、三等獎。
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