浙江大学物理实验绪论PPT课件
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姆(W. A.Dummer)的理论，在一块锗片
上做成若干晶体管、电阻和电容并用细 线焊联起来，成为世界上第一块“集成” 固体电路。
CHENLI
19
与此同时，加州仙童公司的诺伊斯(Robert Noyce)发现用铝金属是作集成电路的导线的良
好材料，并敏锐地感到其商业价值，开办了有 名的“英特尔公司”。
测量材料表面的组 分的光电子谱仪
用STM测量到的量子 干涉电子波(Cu表面 48个铁原子)
超CH导ENL磁I 悬浮列车
13
物理实验模拟在科学研究中的重要作用
2003年2月1日“哥伦比亚” 号航天飞机在重返地球时，突然解 体，机上7名宇航员全部遇难。
2003年8月26日调查委员会发表了248页的失
事调查报告：泡沫材料脱落惹的祸。调查人员在
大学物理实验 绪论
张训生
浙江大学物理实验中心
CHENLI
1
课程简介
物理实验是物理学发展的基础。本课程是为本科 生了解基本物理实验内容而设立的。由基础实验、 设计实验、高级实验、提高实验等部分组成，课时 数为54学时左右。适用于全校本科生。
本教学系统主要由教材、多媒体网络版课件和实 验室说明书构成学生实验操作前的预习体系。要求 同学在进入实验室前必须写好预习报告，并在实验 过程中，发挥自主实验的能动性，积极探索。
3
目录
一、概 述 二、物理实验与测量误差 三、测量不确定度与误差 四、数据处理与有效数字、作图法与 表格法 五、对同学的基本要求 六、实验报告评分标准
CHENLI
4
一. 概 述
实验物理
Βιβλιοθήκη Baidu
物理学
理论物理
计算物理
CHENLI
5
实验提供的条件比自然界出现的更富变 化和灵活可控；
物理理论给出对自然界的数学描述； 计算物理学可通过计算机实验提供比通常 的实验更为变化丰富和灵活控制的条件。
著名物理学家海森堡
(W. Heisenberg)说：显而易见，
不论在那里，实验方面的研究总
是理论认识的必要前提，而且理
论方面的主要进展，只是在实验
结果的压力下而不是依靠思辨来
取得的。另一方面，实验结果沿
之向前发展的方向，应该总是由
理论的途径来实现的。
CHENLI
9
实验可以发现新的事实，为物理规律的 建立提供依据。
实验室模拟来说明事故CH的ENL情I 况。
14
科学研究方法
通过观测、实验、计算机模拟得到 事实和数据； 用已知的可用的原理分析这些事实 和数据； 形成假说和理论予以解释； 预言新的事实和结果； 用新的事例修改和更新理论。
CHENLI
15
什么是物理实验
物理实验是用实验测量的方法去研究物 理学的规律。与理论在一定简化条件下研 究不同的是实验在有诸多因数影响下的实 际环境中进行研究，要从中得出符合实际 的结果和规律性的东西。这就要求我们善 于设计实验方案，正确选择仪器设备以及 分析数据。
11
在20世纪的前夕，当物理学家们正高兴地 认为：在已经建成的科学大厦中，后辈物理 学家只要做一些零碎的修补工作就行了的时 候，是热辐射实验和迈克耳孙-莫雷两个实验 的结果—两朵乌云，使物理学发生了巨大的 革命，建立了现代物理学的两大基石—量子 论和相对论。
CHENLI
12
1-2.物理实验是现代科学发展的先驱和 创新的源泉
X射线、放射性和电子的发现等为原子 物理学和核物理学的发展奠定了基础。卢瑟 福从大角度粒子散射实验提出了原子模型。 实验是检验理论的唯一判据。
CHENLI
10
在物理学的发展过程中，物理实验一直起 着直接推动或标尺作用。
杨氏双缝实验和光电效应实验等更推动 了光的波动性和量子性的研究的发展。
CHENLI
任何理论和计算结果是否成立，都要经 过实验的确认。
物理学已成为实验物理、理论物理、计 算物理三足鼎立的科学。
CHENLI
6
1-1.物理学首先是一门实验科学
物理实验是以客观事实为基础，依靠观 察和实验来研究物质结构及其运动规律的科 学。
任何物理概念的建立或物理规律的承认 都必须以严格的科学实验为依据，并为以后 的实验所证实。
物理实验要求
物理思想、巧妙的构思和动手能力。
CHENLI
16
实验需要很好的设备，但是更重 要的是物理的基本思想
Thomas Young的双缝衍
射实验在2002年被民间评选
为最美的十大物理实验之五
他的实验条件十分普通。在
百叶窗上开一小洞，用厚纸
片盖住，在此上戳一很小的
孔，线经此小孔射到一面镜
子反射到屏幕上，中间放置
CHENLI
20
1-3.物理实验课程的目的
我们的物理实验课程不同于一般的探索性的科学 实验研究，实验结果比较有定论，但每个实验题目 都经过精心设计、安排，它是对学生进行基础训练 的一门重要课程。
约数的办法，求出电
子的电荷量。
这个实验在2002
年民间投票中选为最
美的十大物理实验第
三名。
CHENLI
18
物理实验课强调学生的动手技能的训练，了解一
个科学实验研究的基本过程与要求。
下面以集成电路为例，看实验室研究工作对高科 发展的作用。 基尔比在得克萨斯仪器公司接受了一
项设计电子微型组件的任务（当时是把 分立元件尽可能紧密放在一个管壳内） 但是他发现这方案不切合实际，想到杜
本课件得到世界银行贷款项目和浙江大学课程建 设基金资助。
CHENLI
2
教学要点
了解物理学是建立在实验基础上的自然科 学，及其在21世纪新科技发展的地位和实验 与理论相互依存的关系。
掌握测量误差和不确定度的概念。和对直 接测量和间接测量不确定度的计算。
正确掌握数据处理的方法和有效数字的运 算。
CHENLI
CHENLI
7
实验是打开科学大门的钥匙
牛顿在1672年给奥尔登 堡的信中写道：“探求事物 属性的准确方法是从实验中 把它们推导出来，考察 我的理论的方法就在于考虑 我所提出的实验是否却实证 明了这个理论；或者提出新 的实验去验证这个理论”。
CHENLI
8
实验是打开科学大门的钥匙
物理学首先是一门实验科学
~0.1毫米的纸。屏幕上出现
明暗相间的条纹。这实验对
量子学说创立起到重要作用。
CHENLI
17
物理实验除掌握一些基本要求外，更重要的是 学习实验的物理构思。
当1897年J.J.Thomson发现了电子后，如何去测量 电子的很小的电量？
密立根巧妙地利
用已知的规律，设计
了这样的实验装置，
并用数学的求最大公
上做成若干晶体管、电阻和电容并用细 线焊联起来，成为世界上第一块“集成” 固体电路。
CHENLI
19
与此同时，加州仙童公司的诺伊斯(Robert Noyce)发现用铝金属是作集成电路的导线的良
好材料，并敏锐地感到其商业价值，开办了有 名的“英特尔公司”。
测量材料表面的组 分的光电子谱仪
用STM测量到的量子 干涉电子波(Cu表面 48个铁原子)
超CH导ENL磁I 悬浮列车
13
物理实验模拟在科学研究中的重要作用
2003年2月1日“哥伦比亚” 号航天飞机在重返地球时，突然解 体，机上7名宇航员全部遇难。
2003年8月26日调查委员会发表了248页的失
事调查报告：泡沫材料脱落惹的祸。调查人员在
大学物理实验 绪论
张训生
浙江大学物理实验中心
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课程简介
物理实验是物理学发展的基础。本课程是为本科 生了解基本物理实验内容而设立的。由基础实验、 设计实验、高级实验、提高实验等部分组成，课时 数为54学时左右。适用于全校本科生。
本教学系统主要由教材、多媒体网络版课件和实 验室说明书构成学生实验操作前的预习体系。要求 同学在进入实验室前必须写好预习报告，并在实验 过程中，发挥自主实验的能动性，积极探索。
3
目录
一、概 述 二、物理实验与测量误差 三、测量不确定度与误差 四、数据处理与有效数字、作图法与 表格法 五、对同学的基本要求 六、实验报告评分标准
CHENLI
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一. 概 述
实验物理
Βιβλιοθήκη Baidu
物理学
理论物理
计算物理
CHENLI
5
实验提供的条件比自然界出现的更富变 化和灵活可控；
物理理论给出对自然界的数学描述； 计算物理学可通过计算机实验提供比通常 的实验更为变化丰富和灵活控制的条件。
著名物理学家海森堡
(W. Heisenberg)说：显而易见，
不论在那里，实验方面的研究总
是理论认识的必要前提，而且理
论方面的主要进展，只是在实验
结果的压力下而不是依靠思辨来
取得的。另一方面，实验结果沿
之向前发展的方向，应该总是由
理论的途径来实现的。
CHENLI
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实验可以发现新的事实，为物理规律的 建立提供依据。
实验室模拟来说明事故CH的ENL情I 况。
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科学研究方法
通过观测、实验、计算机模拟得到 事实和数据； 用已知的可用的原理分析这些事实 和数据； 形成假说和理论予以解释； 预言新的事实和结果； 用新的事例修改和更新理论。
CHENLI
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什么是物理实验
物理实验是用实验测量的方法去研究物 理学的规律。与理论在一定简化条件下研 究不同的是实验在有诸多因数影响下的实 际环境中进行研究，要从中得出符合实际 的结果和规律性的东西。这就要求我们善 于设计实验方案，正确选择仪器设备以及 分析数据。
11
在20世纪的前夕，当物理学家们正高兴地 认为：在已经建成的科学大厦中，后辈物理 学家只要做一些零碎的修补工作就行了的时 候，是热辐射实验和迈克耳孙-莫雷两个实验 的结果—两朵乌云，使物理学发生了巨大的 革命，建立了现代物理学的两大基石—量子 论和相对论。
CHENLI
12
1-2.物理实验是现代科学发展的先驱和 创新的源泉
X射线、放射性和电子的发现等为原子 物理学和核物理学的发展奠定了基础。卢瑟 福从大角度粒子散射实验提出了原子模型。 实验是检验理论的唯一判据。
CHENLI
10
在物理学的发展过程中，物理实验一直起 着直接推动或标尺作用。
杨氏双缝实验和光电效应实验等更推动 了光的波动性和量子性的研究的发展。
CHENLI
任何理论和计算结果是否成立，都要经 过实验的确认。
物理学已成为实验物理、理论物理、计 算物理三足鼎立的科学。
CHENLI
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1-1.物理学首先是一门实验科学
物理实验是以客观事实为基础，依靠观 察和实验来研究物质结构及其运动规律的科 学。
任何物理概念的建立或物理规律的承认 都必须以严格的科学实验为依据，并为以后 的实验所证实。
物理实验要求
物理思想、巧妙的构思和动手能力。
CHENLI
16
实验需要很好的设备，但是更重 要的是物理的基本思想
Thomas Young的双缝衍
射实验在2002年被民间评选
为最美的十大物理实验之五
他的实验条件十分普通。在
百叶窗上开一小洞，用厚纸
片盖住，在此上戳一很小的
孔，线经此小孔射到一面镜
子反射到屏幕上，中间放置
CHENLI
20
1-3.物理实验课程的目的
我们的物理实验课程不同于一般的探索性的科学 实验研究，实验结果比较有定论，但每个实验题目 都经过精心设计、安排，它是对学生进行基础训练 的一门重要课程。
约数的办法，求出电
子的电荷量。
这个实验在2002
年民间投票中选为最
美的十大物理实验第
三名。
CHENLI
18
物理实验课强调学生的动手技能的训练，了解一
个科学实验研究的基本过程与要求。
下面以集成电路为例，看实验室研究工作对高科 发展的作用。 基尔比在得克萨斯仪器公司接受了一
项设计电子微型组件的任务（当时是把 分立元件尽可能紧密放在一个管壳内） 但是他发现这方案不切合实际，想到杜
本课件得到世界银行贷款项目和浙江大学课程建 设基金资助。
CHENLI
2
教学要点
了解物理学是建立在实验基础上的自然科 学，及其在21世纪新科技发展的地位和实验 与理论相互依存的关系。
掌握测量误差和不确定度的概念。和对直 接测量和间接测量不确定度的计算。
正确掌握数据处理的方法和有效数字的运 算。
CHENLI
CHENLI
7
实验是打开科学大门的钥匙
牛顿在1672年给奥尔登 堡的信中写道：“探求事物 属性的准确方法是从实验中 把它们推导出来，考察 我的理论的方法就在于考虑 我所提出的实验是否却实证 明了这个理论；或者提出新 的实验去验证这个理论”。
CHENLI
8
实验是打开科学大门的钥匙
物理学首先是一门实验科学
~0.1毫米的纸。屏幕上出现
明暗相间的条纹。这实验对
量子学说创立起到重要作用。
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物理实验除掌握一些基本要求外，更重要的是 学习实验的物理构思。
当1897年J.J.Thomson发现了电子后，如何去测量 电子的很小的电量？
密立根巧妙地利
用已知的规律，设计
了这样的实验装置，
并用数学的求最大公