中学物理实验教学与自制教具 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:上海教育出版社

作者:

出品人:

页数:372 页

译者:

出版时间:2000年1月1日

价格:15.5

装帧:平装

isbn号码:9787532070589

丛书系列:

图书标签:

• 物理实验
• 中学物理
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现代电子技术基础与应用 书籍简介 本书旨在全面、深入地阐述现代电子技术的基本原理、核心元器件的工作特性及其在实际工程中的应用。内容覆盖了从基础的半导体物理到复杂的数字电路设计与系统实现，力求为读者构建一个系统化、实践导向的电子技术知识体系。 第一部分：电子技术基础 本部分为理解后续复杂电路和系统打下坚实的理论基础。 第一章：半导体物理基础 详细介绍了导体、绝缘体和半导体的能带理论。重点剖析了本征半导体和杂质半导体的导电机制，深入探讨了N型和P型半导体的载流子输运过程，包括漂移和扩散电流。讨论了PN结的形成、势垒特性、以及在不同偏置电压下的伏安特性曲线，为理解二极管和三极管的工作原理奠定基础。此外，简要介绍了少数载流子寿命、复合过程以及光电效应在半导体器件中的体现。 第二章：基本有源器件 本章聚焦于构成现代电子系统的两大核心有源器件：二极管和晶体管。 二极管： 涵盖了标准PN结二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、肖特基二极管、变容二极管、光电二极管和发光二极管（LED）的结构、特性曲线及典型应用，如整流、限幅、钳位电路。 晶体管（BJT）： 深入分析了双极性结型晶体管（BJT）的结构和工作原理，包括共射、共基、共集三种组态下的输入输出特性。重点阐述了BJT的放大区、饱和区和截止区的边界条件和工作点确定，以及其作为开关的应用。详细讨论了BJT的等效电路模型，如混合π模型，用于小信号放大分析。 场效应晶体管（FET）： 介绍了结型场效应晶体管（JFET）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的结构、工作原理和特性。重点分析了增强型和耗尽型MOSFET的驱动方式、开关特性以及其在集成电路中的优势。 第三章：放大电路分析 本章将理论知识应用于实际的信号放大过程。 基本放大电路： 分析了利用BJT和MOSFET搭建的共射/共源放大电路的直流偏置方式，包括固定偏置、分压偏置等，并讨论了偏置电路的稳定性分析。 小信号交流分析： 利用晶体管的等效模型，推导了单级放大电路的电压增益、电流增益、输入输出阻抗。重点分析了不同耦合方式（阻容耦合、直接耦合）的优缺点。 多级放大器： 讨论了直接耦合、变压器耦合等多级放大器的级联方式，以及频率响应分析（低频和高频特性）。 第二部分：模拟电子电路 本部分着眼于连续信号的处理和电路设计。 第四章：运算放大器（Op-Amp） 本章将运算放大器作为理想元件和实际器件进行全面学习。 理想运放模型： 基于“虚短”和“虚断”概念，分析理想运放在各种基本运算电路中的表现，如反相放大器、同相放大器、加法器、减法器、积分器和微分器。 实际运放特性： 讨论了失调电压、共模抑制比（CMRR）、开环增益、带宽、压摆率等关键参数对电路性能的影响。 有源滤波器： 结合运放，设计和分析一阶和二阶的低通、高通、带通和带阻滤波器，包括巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）滤波器。 第五章：反馈与振荡电路 深入探讨了反馈机制在放大器设计中的重要作用。 反馈原理： 分析负反馈对放大器增益、带宽、输入输出阻抗和失真度的影响。介绍电压串联、电流串联、电压并联、电流并联四种基本反馈组态。 振荡器： 阐述了正弦波振荡器的工作条件（Barkhausen准则）。详细分析了RC振荡器（如文氏桥式振荡器）和LC振荡器（如哈特莱、科勒振荡器）的结构和频率确定。 非正弦波形发生器： 介绍施密特触发器、多谐振荡器和555定时器芯片的原理及应用，用于产生方波和三角波。 第三部分：数字电子电路 本部分专注于离散信号的处理和逻辑电路的设计。 第六章：逻辑代数与组合电路 系统地介绍了描述和设计数字电路的数学工具。 布尔代数： 阐述了逻辑变量、基本逻辑门（与、或、非、与非、或非、异或），以及布尔代数的基本定理和公式化简方法。 组合逻辑电路： 学习使用卡诺图（K-map）和Quine-McCluskey方法化简逻辑函数。设计和分析了编码器、译码器、数据选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）。 加法器与算术逻辑单元（ALU）： 详细讲解半加器、全加器、串行加法器和并行加法器的设计，以及基本的算术运算逻辑。 第七章：时序逻辑电路 本章关注具有记忆功能的电路，即时序电路。 基本存储单元： 介绍锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的结构和工作特性，包括RS, D, JK, T触发器，并区分电平触发和边沿触发。 寄存器与计数器： 设计和分析串入串出（SISO）、串入并出（SIPO）等类型的寄存器。深入探讨异步计数器和同步计数器的设计，包括环形计数器和Johnson计数器。 状态图与时序逻辑设计： 学习如何根据设计要求绘制状态图、状态表，并最终设计出满足特定时序逻辑功能的电路。 第八章：半导体存储器与可编程逻辑器件 探讨现代集成电路中的存储技术。 存储器分类： 区分易失性存储器（RAM，包括SRAM和DRAM）和非易失性存储器（ROM，包括PROM, EPROM, EEPROM）。分析其读写操作的时序要求和内部结构。 可编程逻辑器件（PLD）： 介绍可编程只读存储器（PROM）、可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）的基本结构和编程原理，展示如何用这些器件实现复杂的组合逻辑功能。 第四部分：脉冲与系统应用 本部分将前面学到的知识应用于更广泛的电子系统。 第九章：信号的变换与应用 本章关注于信号的模数转换。 数据转换器： 详细介绍模数转换器（ADC）的原理和主要类型，如双积分型、逐次逼近型，以及数模转换器（DAC）的原理（如加权电阻式和R-2R梯形网络）。 脉冲技术基础： 分析电子开关的导通和关断特性。介绍单稳态、双稳态和多谐振荡器的集成电路实现，以及它们在脉冲产生和整形中的作用。 第十章：集成电路（IC）技术与系统集成 简要介绍IC的制造过程及其对电路设计的影响。 IC工艺概述： 简述半导体器件的平面工艺流程，包括氧化、光刻、掺杂和金属化，帮助理解IC的物理限制。 系统级应用： 结合前述知识，探讨反馈控制系统中的基础概念，以及集成电路在传感器接口和数据采集系统中的典型架构。 本书内容结构严谨，理论阐述清晰，配有大量的电路图和分析实例，适合高等院校电子信息工程、自动化、通信工程等专业的学生作为教材或参考书，也可供工程技术人员进行专业知识的巩固和拓展。

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作为一名有着十多年教龄的教师，我最看重的是实验的安全性和可重复性。在这本书中，作者对实验操作规范的强调是贯穿始终的，这一点让我感到非常放心。无论是涉及高压电的电路实验，还是需要加热或使用腐蚀性溶液的化学辅助环节，安全警告都用非常醒目的、具有警示性的语言进行了标注。例如，在讲解如何自制简易的电解槽时，书中明确指出了直流电源的极性连接注意事项，以及在实验结束后必须进行彻底清洁和中和处理的步骤，体现了对实验环境和学生人身安全的双重考量。更让我欣赏的是，许多实验设计都倾向于“低能耗、高可见度”的原则。作者似乎在不断地寻求用最少的能量输入，展示最清晰的物理现象。这种对能源效率和视觉反馈的关注，对于在资源有限的学校开展实验教学至关重要。我尝试着按照书中的步骤搭建了一个“自制气压计”，结构简单，但显示的压强变化与标准气压计的读数几乎一致，而且整个过程没有使用任何昂贵的电子元件。这证明了书中推荐的实验方案，在保持科学严谨性的前提下，具有极高的教学实用价值和推广潜力。

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阅读这本书带来的最直观感受是，它深刻地理解了中学物理教学中“教具难获得”和“设备易损坏”的两大痛点。书中对“自制教具”部分的着墨之重，简直可以说是教科书级别的指导。我特别留意了关于制作简易电磁感应演示装置的那一节，作者提供的材料清单几乎都是些随处可见的废旧物品：细铜线、磁铁、甚至还有废弃的塑料管。更重要的是，图解部分极其细致地说明了线圈的缠绕密度、匝数计算的简化方法，以及如何用最少的材料达到最佳的演示效果。很多时候，我们去购买成品教具，不仅价格昂贵，而且一旦损坏，维修成本高昂，有些精密的部件根本无法自行修复。这本书提供的，是一种“授人以渔”的教育理念。它不是简单地告诉你“怎么做”，而是让你明白“为什么这么做”才能实现特定的物理原理。例如，在制作一个能清晰展示声波驻波的装置时，书中不仅展示了如何用气压计和塑料管搭建，还引用了相关的波动方程作为辅助参考，确保了自制教具的科学准确性，而不是沦为简单的手工劳动。这种结合了物理学深度和工程学实用性的内容组织方式，对于提升我们教师的综合能力非常有帮助。

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我带着一种审视的目光翻阅了这本书的目录结构，发现其逻辑脉络组织得异常清晰、具有极强的可操作性。它似乎是按照高中物理课程标准的章节顺序来划分的，从力学基础单元开始，逐步过渡到电磁学、光学乃至原子物理的实验内容。这种循序渐进的安排，极大地降低了教师在实际备课时的信息负荷。更让我感到惊喜的是，对于每一个核心实验，作者似乎都提供了不止一种实现方案。例如，在“测量重力加速度”这一经典实验中，书里不仅详细阐述了用打点计时器和自由落体的方法，还配图介绍了如何利用光电门和数据采集系统进行高精度测量的流程，甚至还提及了利用手机传感器进行简易测量的“野路子”，这极大地拓宽了不同硬件条件下教师的教学选择空间。这种兼顾传统与现代、理论与实践的广度，在我看来是教科书式的实验指导书所不具备的。它不像纯粹的教学大纲那样抽象，也不像某些实验手册那样教条化，而是真正站在了“教学与自制”的交汇点上，鼓励教师根据自己学校的实际条件，灵活地进行实验环境的创设。这种立足于现实的教学智慧，是任何一篇学术论文都无法替代的宝贵财富，我非常期待在后续的章节中看到更多巧妙的“自制”思路。

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这本《中学物理实验教学与自制教具》（平装）的装帧设计简直是为我们这些一线教师量身定制的。拿到手的时候，首先映入眼帘的是那种磨砂质感的封面，手感非常扎实，让人感觉这是一本经过精心打磨的实用工具书，而不是那种华而不实的理论教材。书脊的烫金字体虽然低调，却在灯光下显得格外清晰有力，透露出一种沉稳的专业气息。内页的纸张选择也值得称赞，不是那种反光刺眼的铜版纸，而是略带米黄色的环保纸，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。排版上，作者显然花了不少心思去兼顾美观与实用性。实验步骤的文字描述和图示插画之间穿插得非常巧妙，关键的注意事项和安全提示都用醒目的色块或边框进行了标注，即便是像我这样对细节要求比较苛刻的老师，也能一眼捕捉到重点。尤其值得一提的是，书中一些复杂仪器的结构图，不仅绘制得精确细致，而且还标注了每一个部件的名称和作用，这对于我们组织学生进行实验前的器材认识环节，无疑提供了极大的便利。这种对实体形态的关注，体现了出版方对“教具”二字内涵的深刻理解——它不仅仅是知识的载体，更是教学过程中的实体辅助工具。整体来看，从拆封的那一刻起，我就能感受到这套书在物理层面上的可靠性，它已经准备好迎接我课堂上各种高强度的使用了，期待内容能与之匹配这份精良的包装。

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这本书在理论深度与实践操作的衔接上，做得可以说是教科书级别的范本。很多物理实验书籍往往在理论阐述上过于单薄，或者在操作指导上过于繁琐，让人难以在课堂上迅速应用。而这本《中学物理实验教学与自制教具》成功地找到了一个绝佳的平衡点。它不仅仅是教你“怎么做”实验，更深层次地，它在潜移默化中引导我们思考“为什么这个实验能成立”以及“如何根据学生的认知水平调整实验难度”。例如，在处理光学实验中如何减小平行光的发散角时，书中不仅展示了用自制针孔成像仪的方法，还简要回顾了惠更斯菲涅尔原理，将现象与微观理论巧妙地串联起来，这对培养学生的科学思维大有裨益。此外，书中还收录了一些“拓展与探究”部分，这些内容通常是针对那些成绩优异或有额外学习兴趣的学生设计的，它们往往涉及到一些高等物理知识的萌芽，比如对电磁波谱更深层次的理解，或者利用自制设备测量电磁场分布等。这使得这本工具书可以同时服务于不同层次的学生群体，极大地提升了课堂教学的弹性与深度，我认为它更像是一本“实验教学的哲学指南”，而非仅仅是操作手册。

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