李季平,副教授,畢業(yè)于南京航空航天大學測試計量技術及儀器專業(yè),博士。2015年在加拿大麥吉爾大學(McGill University)做訪問學者一年,2008年在美國馬里蘭大學(University of Maryland)訪問學者四個月。長期從事物理類課程和大學物理實驗的教學,研究領域為測試計量技術及儀器、光學檢測、激光技術與應用。主講《大學物理》、《大學物理實驗》、《基礎物理實驗》《近代物理實驗》、《現(xiàn)代光學實驗》和《微機原理及應用》等本科生課程。主持和參與 自然科學基金、航空基金、 重點研發(fā)計劃等多項科研項目。參編《大學物理實驗》、《基礎物理實驗》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。
圖書目錄
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