大学物理实验
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前言

依据教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会发布的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》和《高等工业学校物理学教学大纲》,结合上海海洋大学新世纪人才培养方案和大学物理实验课程标准,我们组织编写了本书。本书吸收了国内外优秀物理实验教材的精华,融入了编者多年来对物理实验教学改革的经验,并涉及海洋物理知识。

物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。物理学是一门实验科学,它的理论是通过观察、实验、抽象、假说并通过实践检验而建立起来的。早在300多年前,从伽利略和牛顿等学者以科学实验方法研究自然规律开始,逐渐形成了一门物理科学,从此,一切物理概念的确立、物理规律的发现、物理理论的建立都有赖于实验,并受实验的检验。实验与理论是相辅相成的:实验是物理学的基础,理论是实验的总结,任何物理理论都必须依靠实验提供精确的数据来验证。

作为培养高级工程技术应用型人才的高等工科学校,不仅要让学生掌握比较深广的理论知识,还需要使学生能够具有较强的从事科学实验的能力。物理实验是一门对高等工科学校学生进行科学实验基本训练的基础课程,是学生在高等学校受到系统实验技能训练的开端。它在培养学生运用实验手段去发现、观察、分析和研究解决问题的能力方面,以及在提高学生科学实验素质方面,都有重要的作用。同时,它也为学生今后的学习、工作奠定了良好的实验基础。

物理实验课有其自身的规律和特点,学生应遵循这些规律,采取与物理理论课程不同的学习方法,充分重视上好实验课的三个环节(预习、操作、总结),能够举一反三,做到边操作边思考,理论联系实际,及时总结,并不断培养对实验的兴趣。切忌轻视实验,对实验课程采取敷衍了事、得过且过的错误做法。否则,学生不仅学不到科学实验的有关知识,甚至还会出现损坏仪器、危及安全的各种事故。

为保证教学质量,确保物理实验课程正常的教学秩序,请同学们自觉遵守以下规定:

(1)在规定时间内进行实验,不得无故缺席、迟到、早退。因故不能按时进行实验者,必须事先请假,并约定补做日期,否则做旷课论。

(2)实验前认真阅读书中的有关内容,明确所做实验的目的、原理、仪器及步骤,写好预习报告。未按要求预习者,不得进行实验操作。

(3)实验时先熟悉仪器设备,了解其使用方法和注意事项,严格遵守操作规程,切实注意安全。对需要使用电源的实验,必须经教师检查线路并同意后方可接通电源。另一方面,也反对学生过分依赖教师,机械地按讲义操作。

(4)一旦发生事故应立即报告教师,控制现场,并根据情况按有关规定处理。

(5)进入实验室必须衣冠整洁,并注意保持实验室安静、清洁。不准随地吐痰、乱扔纸屑,不准吃零食、饮料,不准在实验室内嬉闹喧哗,不准穿拖鞋、背心进入实验室,要爱护仪器设备,非本组实验器材未经同意不准动用。

(6)实验完毕,原始数据及实验装置经教师检查认可后,方可切断电源,拆除线路并整理仪器。

(7)离开实验室前,应将原始数据填写在“实验数据存档卡”上并交给教师。撰写实验报告时,应以此数据为依据。实验数据不得篡改,不得互相抄袭,一经发现,该次实验成绩按不及格论处。如果实验后发现数据有误,应到实验室申请重做实验。

(8)实验报告应按时、按要求认真完成并送交指导教师批阅。

本书的编写得益于多位曾经共事的物理实验前辈们,他们一丝不苟的努力探索和精心指教,使得本书能够吸收国内外优秀物理实验教材的精华。此外,本书也融入了我们多年来物理实验教学改革的经验,在 2010 版的基础上,又添加了新的设计实验和创新实验。物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。

本书在编写过程中也参考了部分兄弟院校的相关实验教材,在此对他们表示衷心的感谢。

本书编写的分工如下:杨渭编写绪论,第4章4.10节、4.11节,附录;孔祥洪编写第3章,第6章6.3节、6.5节、6.7节,第4章4.7节、4.8节;郭阳雪编写第4章4.9节、4.12~4.14节,第5章5.5~5.7节;梁雪飞编写第2章,第6章6.1~6.2节、6.4节、6.6节;王蕊丽编写第4章4.7~4.8节,第5章5.2~5.4节;常英立编写第5章5.1节;张建军编写第4章4.1节;洪鹏程编写第4章4.6节;李雪莹编写第4章4.2~4.4节;贾凌春编写第4章4.5节。全书由杨渭统稿。

由于时间仓促及编者水平有限,教材中缺点和错误在所难免,敬请使用和阅读本书的同行、同学和技术人员不吝指教,以便再版时修订和改正。

杨渭

2012年8月