本書(shū)是在參考和融合廣西區內多所高校大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革研究和實(shí)踐成果的基礎上，根據大學(xué)物理實(shí)驗課程的分層次教學(xué)要求而編寫(xiě)的教材，包含兩大部分內容。第一部分是力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)的基礎性實(shí)驗，對實(shí)驗目的、實(shí)驗儀器和用具、實(shí)驗原理、實(shí)驗內容和步驟進(jìn)行了詳細闡述，針對每個(gè)實(shí)驗均設置了相應的練習題，便于學(xué)生掌握實(shí)驗的具體要求。第二部分是提高性實(shí)驗，實(shí)驗內容涉及本課程的綜合知識和多種實(shí)驗技能的綜合應用。本書(shū)具有較強的針對性，可供高校物理學(xué)專(zhuān)業(yè)或相近專(zhuān)業(yè)的物理實(shí)驗教學(xué)使用。

朱長(cháng)明，工學(xué)博士，廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教師，主要研究方向為磁電材料的研發(fā)及調控，在國際SCI期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇。

孔文婕，理學(xué)博士，廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，主要研究方向為凝聚態(tài)物質(zhì)電子結構。

基礎性實(shí)驗

實(shí)驗一　弦振動(dòng)的研究及波的傳播速度測量2

實(shí)驗二　超聲波聲速的測量9

實(shí)驗三　碰撞實(shí)驗17

實(shí)驗四　復擺振動(dòng)的研究22

實(shí)驗五　慣性秤實(shí)驗26

實(shí)驗六　用混合量熱法測定冰的熔解熱31

實(shí)驗七　導熱系數的測量35

實(shí)驗7-1　用準穩態(tài)法測量導熱系數35

實(shí)驗7-2　用穩態(tài)法測量導熱系數46

實(shí)驗八　液體黏滯系數的測量53

實(shí)驗8-1　用落球法測量液體的黏滯系數53

實(shí)驗8-2　用黏度計測量液體的黏滯系數58

實(shí)驗九　靜電場(chǎng)的描繪60

實(shí)驗十　補償測量法的應用66

實(shí)驗10-1　用滑線(xiàn)式電位差計測量電源的電動(dòng)勢及其內阻66

實(shí)驗10-2　用箱式電位差計校準電表71

實(shí)驗十一　用雙臂電橋測量低電阻78

實(shí)驗十二　用交流電橋測電容和電感85

實(shí)驗十三　用非平衡直流電橋測電阻92

實(shí)驗十四　RLC 串聯(lián)電路相關(guān)特性的研究104

實(shí)驗14-1　RLC 串聯(lián)電路諧振特性的研究104

實(shí)驗14-2　RLC 串聯(lián)電路穩態(tài)特性的研究108

實(shí)驗14-3　RLC 串聯(lián)電路暫態(tài)過(guò)程的研究116

實(shí)驗十五　電子束的偏轉與聚集123

實(shí)驗15-1　電子束的偏轉123

實(shí)驗15-2　電子束的電、磁聚焦及電子荷質(zhì)比e / m 的測定129

實(shí)驗十六　磁場(chǎng)的測量138

實(shí)驗16-1　用霍爾效應測通電螺線(xiàn)管內軸向磁場(chǎng)分布138

實(shí)驗16-2　用沖擊電流計測通電螺線(xiàn)管內軸向磁場(chǎng)分布146

實(shí)驗16-3　亥姆霍茲線(xiàn)圈磁場(chǎng)的測定152

實(shí)驗十七　用雙棱鏡干涉測鈉光波長(cháng)159

實(shí)驗十八　分光計的調節與使用164

實(shí)驗18-1　分光計的調節164

實(shí)驗18-2　用分光計和透射光柵測光波波長(cháng)170

實(shí)驗18-3　用分光計測玻璃棱鏡的折射率172

實(shí)驗十九　利用光電效應測定普朗克常數175

實(shí)驗二十　光具組基點(diǎn)的測定182

實(shí)驗二十一　光的衍射187

實(shí)驗21-1　單縫衍射187

實(shí)驗21-2　光柵衍射191

實(shí)驗二十二　邁克爾遜干涉儀的調節和使用194

實(shí)驗二十三　光的偏振現象的觀(guān)察和分析201

設計性、綜合性實(shí)驗

實(shí)驗二十四　液體表面張力的研究210

實(shí)驗24-1　液體表面張力系數測量實(shí)驗儀的應用210

實(shí)驗24-2　液體表面張力的研究215

實(shí)驗二十五　天平的使用和研究216

實(shí)驗25-1　分析天平與精密稱(chēng)衡216

實(shí)驗25-2　天平振動(dòng)的研究220

實(shí)驗二十六　良導體導熱系數的測定223

實(shí)驗二十七　熱功當量的測量225

實(shí)驗二十八　限流電路和分壓電路的研究228

實(shí)驗二十九　多用電表的制作和定標230

實(shí)驗三十　電表的改裝與校準236

實(shí)驗三十一　單色儀及其應用242

實(shí)驗三十二　自制雙縫測光波波長(cháng)246

實(shí)驗三十三　顯微鏡的組裝及其放大率的測定248

參考文獻250

本套教材是根據教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導委員會(huì )

等編制的《理工科類(lèi)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求　理工科類(lèi)大學(xué)物理

實(shí)驗課程教學(xué)基本要求》,以及《教育部關(guān)于印發(fā)〈高等學(xué)校課程思政建

設指導綱要〉的通知》(教高〔2020〕3 號),結合廣西區內多所高校大學(xué)

物理實(shí)驗教學(xué)的實(shí)際情況及教學(xué)實(shí)踐改革成果,在2010 年覃以威教授

主編的《大學(xué)物理實(shí)驗》(Ⅰ、Ⅱ)教材的基礎上修訂而成的。

本套教材打破了力、熱、電磁、光、近代物理等傳統物理實(shí)驗項目獨

立分塊的界限,根據學(xué)生對物理知識的認知過(guò)程和實(shí)驗能力發(fā)展規律,

建立由基礎到前沿、由接受知識型到培養綜合能力型的分層次教學(xué)思

想,合理地減少了驗證性實(shí)驗,以創(chuàng )造更大空間增加綜合性、設計性實(shí)

驗。除此之外,還設有自選研究性實(shí)驗,讓學(xué)生根據自己的興趣、愛(ài)好、

特長(cháng)進(jìn)行自主學(xué)習,為學(xué)生個(gè)性化發(fā)展提供自主的學(xué)習空間,使學(xué)生切

身體會(huì )到“實(shí)踐是檢驗真理的唯一標準”。

本套教材分為《大學(xué)物理實(shí)驗(基礎類(lèi))》和《大學(xué)物理實(shí)驗(專(zhuān)業(yè)

類(lèi))》兩冊。前者的內容包括基礎性實(shí)驗和設計性實(shí)驗兩部分,突出基

礎性和通用性的特點(diǎn),適用于本科物理學(xué)專(zhuān)業(yè)或相近專(zhuān)業(yè)第一層次物

理實(shí)驗教學(xué)和本科非物理理工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué);后者的內

容分為基礎性實(shí)驗和設計性、綜合性實(shí)驗兩大模塊,側重專(zhuān)業(yè)性和綜合

性,主要供本科物理學(xué)專(zhuān)業(yè)或相近專(zhuān)業(yè)第二層次物理實(shí)驗教學(xué)使用,具

有較強的針對性。本套教材吸收了廣西師范大學(xué)、玉林師范學(xué)院、河池

學(xué)院、廣西科技師范學(xué)院、百色學(xué)院、柳州工學(xué)院以及桂林師范高等專(zhuān)

科學(xué)校等廣西區內多所高校的大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)教師代表共同參與建

設,融合了各高校近年來(lái)物理實(shí)驗教學(xué)研究的成果和課程思政建設的

內容,既體現了創(chuàng )新性又具有很強的應用性,既突出了目前高校物理實(shí)

驗教學(xué)改革的方向,又適合各高校的具體情況,是一套具有地區地方特

　2 · 大學(xué)物理實(shí)驗(專(zhuān)業(yè)類(lèi))

色的教材。

本套教材在修訂過(guò)程中繼續保持了其多年來(lái)形成的自身特色,并

結合各校的實(shí)際情況,對教材中的實(shí)驗內容進(jìn)行了調整和優(yōu)化。

本套教材在修訂過(guò)程中,得到了廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)

院魏代會(huì )院長(cháng)的大力支持和幫助;廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

物理實(shí)驗教學(xué)中心沈洪濤老師也提出了許多寶貴意見(jiàn);廣西師范大學(xué)

出版社唐丹寧編審、胡君輝教授自始至終都給予了大力的支持和幫助。

在此一并致以衷心的感謝。

本套教材雖經(jīng)多次研討、審核,但難免存在疏漏或不足之處,敬請

各位讀者提出寶貴的意見(jiàn)和建議,以便我們進(jìn)一步改進(jìn)。

編者

2022 年2 月

本教材可作為高等學(xué)校本專(zhuān)科物理學(xué)專(zhuān)業(yè)和相近專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗課程的教材，也可供其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生參考。

實(shí)驗一　弦振動(dòng)的研究及波的傳播速度測量

　　駐波是指頻率相同、傳輸方向相反的兩種波,沿傳輸線(xiàn)形成的一種分布狀態(tài),其

中的一個(gè)波一般是另一個(gè)波的反射波。在兩者相加的點(diǎn)出現波腹,在兩者相減的點(diǎn)

形成波節。在波形上,波節和波腹的位置始終是不變的,但它的瞬時(shí)值是隨時(shí)間而改

變的。駐波是自然界一種十分常見(jiàn)的現象,在現實(shí)生活中無(wú)處不在。

【實(shí)驗目的】

(1)了解波在弦上的傳播及駐波形成的條件。

(2)測量不同弦長(cháng)和不同張力時(shí)的共振頻率。

(3)測量弦線(xiàn)的線(xiàn)密度。

(4)測量弦振動(dòng)時(shí)波的傳播速度。

【儀器和用具】

電振音叉(頻率為100 Hz),弦線(xiàn),分析天平,低頻信號源,小滑輪,砝碼及砝碼托

盤(pán)等。(或THQ2B-1 型駐波實(shí)驗儀,或FB301 型弦振動(dòng)研究實(shí)驗儀,金屬弦絲, 砝碼

及砝碼托盤(pán),低頻信號源,雙蹤示波器等)

【實(shí)驗原理】

本實(shí)驗研究波在弦上的傳播,駐波形成的條件,以及改變弦長(cháng)、張力、線(xiàn)密度、驅

動(dòng)信號頻率等情況下對波形的影響,并觀(guān)察共振波形、測量波速。

由波動(dòng)理論知道,兩列振幅和頻率均相同、振動(dòng)方向一致且傳播方向相反的簡(jiǎn)諧

波疊加后會(huì )產(chǎn)生駐波。合成振幅為零的點(diǎn)稱(chēng)為波節,合成振幅最大的點(diǎn)稱(chēng)為波腹。