【2017年整理】级大学物理实验绪论.ppt
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大学物理实验;一 序言;实验的步骤:
1、科学家提出某些假设和预见,
2、为对其进行证明,筹划适当的手段和方法,
3、根据由此产生的现象来判断假设和预见的真伪。;2 物理理论和物理实验;诺贝尔奖;在实验物理学方面取得伟大成功者...
1.1901年首届诺贝尔物理学奖得主德国人伦琴(W.C.Rentegen),为奖励他于1895年发现X射线.; 2.1902年的得主是荷兰人塞曼,奖励他在1894年发现光谱线在磁场中会分裂的现象.; 3.1903年的得主是德国人贝可勒尔(H. A. Becquerel)和居里夫妇(P. Curie, M. S. Curie)等三人,奖励他们发现了天然放射性,他们由此成为核物理学的奠基人.; 1924年法国人德布罗意(De. Broglie)在光的微粒性的启发下,明确提出了实物粒子具有物质波动性,即波和粒子的缔合概念。通常人们将它描述为波粒二重性,即p=h/λ,这是一个大胆而伟大的假设。物理伟人爱因斯坦曾称这是照亮我们最难解开物理学之谜的第一缕微弱的光。并提名德布罗意获诺贝尔奖。
理论上美妙的假设和推论,要成为被公认的物理规律,必须有实验结果的验证。 De. Broglie指出可以通过电子在晶体上的衍射实验来证明他的假设。
; 1927年美国科学家戴维孙和革末用被电场加速过的电子束打在镍晶体上,得到衍射环纹照片。从而计算并证实了p 和λ之间关系的假设,使德布罗意的理论得以被公认。
从而分别获得1929年和1937年的诺贝尔物理学奖。;; 1895年伦琴在实验上发现了新的电磁辐射,被称为X射线(它是由高速电子轰击重元素靶而产生的波长在nm量级的电磁辐射)。 X射线的发现进一步推动气体中电传导的研究。 J.J汤姆逊说明了被X射线照射的气体具有导电性是由于X射线引起分子电离而使气体带有电荷。这给洛伦茨创立电子论提供了实验基础。而电子理论又给Zeeman效应,即光谱线在磁场中会分裂,这一事实以理论解释。这一连串的事实关系表明了实验物理和理论物理之间的密切关系和相互激励而共同推进物理学发展的进程。;引力波的前世今生;2016年2月11日,LSC(LIGO科学合作组织,LIGO Scientific Collaboration)向全世界宣布:人类首次直接探测到了引力波,并且首次观测到了双黑洞的碰撞与并合。 ; 北京时间2015年9月14日17点50分45秒,激光干涉仪引力波天文台
(以下简称LIGO)分别位于美国路易斯安那州的利文斯顿(Livingston)
和华盛顿州的汉福德(Hanford )的两个的探测器,观测到了一次置信度
高达5.1倍标准差的引力波事件:GW150914。根据LIGO的数据,该引力
波事件发生于距离地球十几亿光年之外的一个遥远星系中。两个分别为36和
29太阳质量的黑洞,并合为62太阳质量黑洞,双黑洞并合最后时刻所辐射
的引力波的峰值强度比整个可观测宇宙的电磁辐射强度还要高十倍以上。详
细结果将在近日发表于物理评论快报(Phys. Rev. Lett., 116, 061102)。
这项非凡的发现标志着天文学已经进入新的时代,人类从此打开了一扇观测
宇宙的全新窗口。 ;;3 科学实验和教学实验; 学生的任务主要是积累知识、提高能力和培养素质。某种意义上说,不管学生自己是否意识到,实际都在建造自己通向未来事业高峰的阶梯。每个人建造阶梯的过程和结果取决于诸多主客观因素,会有所不同。无论如何总以明确目标自觉行动为先。; 物理实验课是一门基础实验课,是知识的底层,这底层的重要性是不言而喻的。
希望同学们充分发挥主观积极因素,提高学习效益,切莫辜负好时光。 ;二 测量及误差理论;不等精度测量:
在所有的测量条件下,只要有一个发生变化,所进行的测量为不等精度测量。; 误差是观测值与真值之差。
误差就其性质和来源分为偶然误差,系统误差和疏忽误差三大类。
可视作真值的有:理论值、公认值,计算学约定真值,相对真值。; 系统误差包括仪器仪表校准的误差、个人习惯的误差、实验条件及不完善技术所产生的误差。系统误差表现在一系列重要测量中测量结果差不多都朝着相同方向偏离真值一定值。系统误差可以通过检查改进实验方法或测量设备引进相应的修正值,使之尽量减少,可在实验前,预见一切可能产生系统误差的来源,设法测量之,并从计算中消去之。; 精密度是指重复测量的结果彼此接近的程度。彼此非常接近的,叫高精密度;彼此离散得大的,叫低精密度。因此,精密度描述实验可重复性的程度。
准确度是指测量值接近真值的程度。
精确度是对测量的系统误差和随机
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