普通物理实验 第1章 物理实验的目的、地位及重要性
物理实验学生学什么？
1．实验课上学生么？
（1）学实验方法、测量仪器、数据处理问题和操作技能。 （2）学实验的物理思想。
（3）提高思维能力，特别是创造性思维能力。 A．综合运用已有知识解决实际问题。 B．发现、提出问题。 C．灵活地考虑问题
D．预见事物发展的前景。 E．提出新的设想。 2．在探索中学习 3．误差分析
分析误差来源。 4．实验结果评价 5．实验的物理思想
设计一个物理过程，将不可测或测不准的量转换为可测或测得校准的量。 6．提出问题
（1）对实验方法、仪器不完全明了的问题。
（2）对实验了解之后的问题，这是更重要、更有创造性的。
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普通物理实验 第1章 物理实验的目的、地位及重要性
第1章 物理实验的目的、地位及重要性
物理学是一门重要的基础科学，是一切理、工、医、农专业的基础课。而普通物理实验是物理学的坚实基础。
1．物理实验课的目的
物理学是一门实验科学，物理实验是区别于其它学科而独立存在的学科，有它自身完整的知识结构，有它自身独特的理论和方法。物理学新概念的确立、新规律的发现就是依靠反复实验。物理实验的方法、思想、仪器和技术已经被普遍应用于自然科学各个领域和技术部门。
物理实验课是对学生进行实验教育的入门课程，其目的是：使学生在学习物理实验基础知识的同时，受到严格的训练，掌握初步的实验能力，养成良好的实验习惯和严谨的科学作风。
在物理实验课上要求：
（1）学习基础实验方法，仪器和数据处理知识。 （2）锻炼手的操作能力。 （3）学习实验的物理思想。 （4）培养思维能力
思维：在观察的基础上，进行分析、综合、判断、推理和提出新思想的认识过程。例如： A．观察现象、分析测量数据，判断实验的进行是否正常。
B．对实验故障的分析、判断，可找出问题的所在，并及时解决。 C．审查实验记录，可以发现存在的问题。
D．分析实验结果，给出恰当的评价，提出深入思考的问题。
实验课上，学生自主性很强，有较大的独立性，希望学生以研究者的态度去组装实验装臵，进行观测与分析，探讨最佳实验方案，从中积累经验，锻炼技巧，为以后独立设计实验方案和解决新的实验课题创造条件。
2．物理实验的地位及重要性
物理学是一门严谨的科学，它的各种理论都应得到实验的验证。而物理学理论体系的建立，必须是以实验为基础的。因此，物理实验在整个物理学中占有极其重要的地位。这可从物理学发展的历史长河中得到证明。
（1）匀加速运动的定义
匀加速运动：如果物体从静止状态出发，并且在相等时间间隔内获得相等的速度增量，则此物体的运动为匀加速运动。
这个定义无疑是正确地、完美的。但是，伽利略在寻找这个定义的初期给出的定义是：
在下落过程中，物体所得到的速度与下落的距离成正比，即匀加速运动是速度正比于所通过的距离的运动。这个定义是错误的。伽利略通过著名的“斜面实验”验证了该定义。 （2）物理光学的建立
物理光学的建立，完全是从实验开始的。意大利物理学家格里马迪，在观察放在光束中的小棍时，发现小棍的影子比按几何光学计算的大小要宽一些。而且影子的边缘还有几层带颜色的带子。这说明，光在物体的边缘处发生了微小的拐折。他第一个将其称之为“衍射”。正是由于“衍射”现象的发现，使光学有了长足发展，并建立起物理光学的理论体系。 （3）电流磁效应的发现
丹麦物理学家奥斯特在研究中注意到这样一个现象：1751年，富兰克林发现用莱顿瓶发电，可以使焊条、钢针磁化或退磁，这说明电和磁之间存在着某种内在联系。
1819年冬，奥斯特在哥本哈根大学讲授电和磁方面的课题时，分析了前人沿着电流方向寻找磁效应都未成功的事实，想到了磁效应可能象电流通过导线时所产生的热和光那样向四周散发的，是一种横向作用，而不是纵向的。所以应当把磁针放在载流导线的上下左右来观察。
1820年4月的一个晚上，他在作“热和电现象的相互联系”的讲座时，助手接通了电池的电流，在很细的白金丝上通过的电流将白金丝烧得通红。他的目光很快的瞥了一下磁针（磁针悬挂在靠近白金丝的
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普通物理实验 第1章 物理实验的目的、地位及重要性
一条金属丝上，并和白金丝平行）。通电后似乎磁针突然离开了刚才的位臵，向垂直于白金丝的方向摆动。这预示着电和磁之间存在某种联系。正是这一转动，使电磁学飞速发展，并预示着电力技术的应用的巨大可能性。
（4）法拉第电磁感应定律的发现
法拉第得益于电流磁效应的启发，它认为变化的磁场能够产生电流，并由实验所证实。法拉第经过实验，将可以产生感应电流的情况概括成5类： A．变化的电流 B．变化的磁场 C．运动的稳恒电流 D．运动的磁铁
E．在磁场中运动的导体
正是有了这一发现，使电力技术得到飞速发展。
综上所述，可以看出，物理理论的建立，一般遵从如下规律：
对一般现象的观察（实验经验的积累）→提出工作假设→运用数学或逻辑手段得出结论→实验检验→修正结论→推广。
结论：实验是理论建立的一个不可或缺的重要环节。
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普通物理实验 第2章 普通物理实验的基本过程
第2章 普通物理实验的基本过程
做任何一件事，都要有一定的工作程序，普通物理实验也是如此。它的基本过程分为四个步骤： 1、准备
2、观测与记录
3、数据的整理及分析 4、实验报告
2.1 准备
准备是指实验前所要做的工作。在做一个实验之前，应从两个方面入手进行准备：
??实验的理论依据??理论准备?实验的可行性??实验方案及优化?????选择什么仪器? ???每台仪器的精度?仪器的选择????仪器准备?每台仪器对环境条件的要求?????仪器对理论要求的满足程度?????规程?仪器的使用方法及操作?根据上述两点，写出预习报告，在理解各直接测量值和间接测量值之间的关系的基础上，准备好实验中数据记录所需要的各种表格。
2.2 观测与记录
实验时，按照实验原理及仪器的工作条件安装好仪器。在熟悉仪器的使用方法之后，按照事先拟好的实验步骤，进行正式测量（最好再正式测量之前作赏试性测量，以确定整个实验装臵是否能够正常工作及粗略检验测量的精确度）。将实验中所测得的数据填入记录表中。
对实验进行观测时，要注意实验中的各种现象，并尽可能的消除不正常的因素，确保实验的准确性。
2.3 数据的整理及分析
实验完成之后，按照数据处理的原则处理实验数据，对实验结果作出可靠性分析。
2.4 实验报告
实验报告是对整个实验过程的全面的总结。 2.4.1 预习报告
预习报告应包含如下内容： 1、实验原理 2、实验器材 3、实验步骤 4、记录表格 5、问题回答
2.4.2 报告的基本内容
一份完整的实验报告应包括如下内容： 1、实验目的；
2、实验的理论依据； 3、实验所用仪器设备； 4、实验步骤； 5、原始数据； 6、数据处理；
7、结论及不确定度分析；
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普通物理实验 第2章 普通物理实验的基本过程
8、思考。 2.4.3 几点说明
1．不确定度分析的目的
测量的不确定度分析与计算是实验工作中一个必不可少的环节。通过对不确定的的计算和分析可以达到如下目的：
1）正确评价测量的质量；
2）从各个不确定的的来源找到测量有待改进的重点；
3）从仪器引入的不确定度和非仪器引入的不确定度的比较，考察仪器的配臵是否合理； 4）增强自身对不确定度分析的能力。 2．测量结果的评价
实验结果是否符合要求，其精度如何，这在实验结束之后是要进行评价的，其评价的方法是： 1）计算不确定度和相对不确定度：在总的不确定度和来源于仪器的不确定度相比较不是显著过大时，认为测量达到了要求。
2）测量结果（y）和公认值（标准值Ay）相差不超过其标准不确定度的3倍时，可认为测量结果和公认值在测量误差范围内是一致的。即：
y?Ay?3u(y)
3）当y?Ay?3u(y)时，可能：
★ 测量有误差； ★ 存在未发现的、比较大的不确定度来源； ★ 实验原理或仪器有问题。 4）、实际工作中，测量一般是面对未知的物理量。因此，我们在实验中就要不断学习，以提高测量与分析的准确性。只有这样，才能对未知的物理量的测量结果进行评价。 3．对实验的分析思考
实验结束之后，不仅仅是只写一个实验报告就完事。在实验报告中，应该有反映对实验进行思考的内容。通过思考，可以提出对实验的改进。这个改进可以是原理上的、可以是仪器上的、也可以是操作方法上的。
综上所述，在实验结束之后，实验报告是对整个实验的全面总结。
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