具体描述
《大学物理实验教程》为普通高等教育“十一五”规划教材。《大学物理实验教程》共分6章，主要内容包括绪论、误差理论、基础性实验、综合性实验、设计性与研究性实验、计算机与实验等。此外，附录部分还包括练习题及参考答案、常见电表标记符号及物理量单位，以供参考。《大学物理实验教程》秉承了“分层次、模块化、重能力”的教学原则。实验内容选题新颖，力求反映最新的科技信息，并与相关专业实验保持密切的联系。《大学物理实验教程》条理清楚、叙述详细，便于教师教学和学生自学。《大学物理实验教程》可作为高等院校理工科大学物理实验课程的教材，也可供工程技术人员及实验工作者参考。
《光影的奏鸣曲：光学实验的奇妙探索》 本书并非一本枯燥乏味的教科书，而是一场视觉与智慧的盛宴，一次对微观世界奥秘的触手可及的探索。它将带领读者穿越光线的迷人世界，揭示那些塑造我们感知、驱动科技进步的 fundamental 物理原理。不同于系统梳理大学物理实验的宏大框架，《光影的奏鸣曲》将目光聚焦于光学这一古老而又充满活力的领域，以实验为核心，以“看见”为线索，编织出一幅幅生动而深刻的光学图景。 第一乐章：光的本质——粒子与波的二重奏 我们首先将目光投向光最根本的属性：它的本质是什么？是离散的粒子，还是连续的波动？本书将通过一系列经典而引人入胜的实验，带领读者亲身体验这一物理学史上的重大辩论。 光电效应：粒子说的有力证据。 想象一下，当光照射在金属表面时，会“打”出电子来。这个看似简单的现象，却让爱因斯坦获得了诺贝尔奖。我们将使用光电管，通过改变入射光的频率和强度，测量出射电子的能量和数量。你会亲眼见证，仅仅改变光的强度并不能“打”出电子，必须达到一定的“能量门槛”，即光的频率。通过精确的测量，我们将能够绘制出光电流随电压变化的曲线，并从中推算出普朗克常数，这个数字串联起了微观世界的能量量子。你将理解，为什么光在此情境下表现得像一个个携带能量的“小球”，即光子。 干涉与衍射：波动的华丽舞步。 然而，光也并非总是如此“粒子化”。当光线穿过狭缝或绕过障碍物时，它会展现出令人惊叹的波动性。我们将搭建杨氏双缝干涉装置，让单色光穿过两个紧密排列的狭缝。屏幕上出现的明暗相间的干涉条纹，就是光波叠加的直接证据。每一条亮纹都代表着光波的相长叠加，而每一条暗纹则象征着相消。我们将测量条纹的间距，并利用光的波长和缝的宽度来验证干涉条纹的规律，从而计算出光的波长。紧接着，我们将探索单缝衍射，观察到中央亮纹两侧对称分布的次级亮纹和暗纹。通过改变狭缝的宽度，你将直观地感受到衍射现象的强弱变化，理解波长越长，衍射越明显。这些实验不仅展示了光的波动性，更是揭示了波动的普遍规律，为理解声波、水波等其他波动现象奠定了基础。 偏振：光波的“方向感”。 想象一下，普通的光波如同在一个平面上随意振动的波浪，而偏振光则像是被“筛选”过的，只在一个特定方向上振动。我们将使用偏振片，通过旋转它们来观察光强的变化。当两个偏振片的偏振轴相互垂直时，光几乎完全被阻挡；当它们平行时，光则能够顺利通过。这种现象揭示了光的横波特性，即它的振动方向垂直于传播方向。我们将通过测量不同角度下通过两个偏振片的光强，并验证马吕斯定律，深入理解偏振的原理及其在液晶显示、光学仪器等领域的广泛应用。 第二乐章：光的传播与成像——构建我们的视觉世界 有了对光本质的初步认识，我们将进一步探索光如何传播，以及如何通过光学元件构建出我们所看见的世界。 光的反射与折射：几何光学的基石。 这是我们最直观的光学体验。我们将使用平面镜、凹面镜和凸面镜，通过精确测量物距、像距和焦距，来验证反射定律（入射角等于反射角）以及成像规律。你将亲手绘制光路图，观察到虚像和实像的区别，理解镜面成像的原理，并能通过公式预测不同位置物体的成像情况。接着，我们将转向光的折射现象，使用棱镜和各种介质（如水、玻璃），观察光线在不同介质界面发生偏折。通过测量入射角和折射角，我们将计算出介质的折射率，并验证斯涅尔定律。这将帮助我们理解为什么在水中看物体会变形，以及光纤通信等技术背后的原理。 透镜成像：眼镜与显微镜的秘密。 透镜是我们日常生活中最常见的光学元件，从眼镜到照相机，再到显微镜和望远镜，都离不开它。我们将使用凸透镜和凹透镜，通过改变物体的位置，观察所成的实像和虚像。你将亲手测量透镜的焦距，并利用薄透镜成像公式来预测像的位置和大小。通过组合使用不同透镜，我们将模拟照相机的成像原理，理解光线如何汇聚在感光元件上；我们将模拟显微镜的工作原理，放大微小物体；我们还将模拟望远镜，将遥远的天体拉近。这些实验将让你深刻理解透镜在构建光学仪器中的核心作用。 多层光学系统：复杂世界的精巧设计。 在现实世界中，许多光学系统并非由单一透镜或镜子组成，而是由多个光学元件巧妙组合而成。本书将带领你探索更复杂的光学系统，例如望远镜的物镜和目镜组合，以及显微镜的系统设计。你将理解如何通过优化不同元件的组合，实现更大的放大倍率、更清晰的成像质量，甚至纠正像差。这些实验将让你体会到光学工程设计的精妙之处。 第三乐章：光的奇妙现象——超越经典的光学幻象 除了基本的成像原理，光学还充满了令人着迷的奇妙现象，它们不仅挑战我们的直觉，更推动着科学的进步。 色散：白光的分裂与彩虹的诞生。 我们看到的彩虹，是太阳光被雨滴色散的杰作。我们将使用棱镜，让白光通过，观察到白光被分解成七色光谱的壮观景象。你将理解，不同颜色的光在介质中的折射率略有不同，导致它们以不同的角度偏折，从而分离出来。我们将测量不同颜色光的偏折角，并计算出棱镜对不同波长光的折射率差，从而理解色散的本质。这将帮助你理解彩虹的形成，以及光谱分析在天文学和材料科学中的应用。 迈克尔逊干涉仪：丈量空间的精妙工具。 迈克尔逊干涉仪是一个设计精巧的仪器，它能够利用光的干涉原理，进行极其精确的测量。我们将使用该干涉仪，让一束光被分成两束，分别走过不同的光程后重新叠加，产生干涉条纹。通过微调其中一束光的路径长度，你将观察到干涉条纹的移动。这使我们能够以光的波长作为标准，测量极小的长度变化，甚至在科学史上，它还被用来探索“以太”。我们将通过实验，感受干涉仪的灵敏度，并初步了解它在精密测量中的应用。 薄膜干涉：肥皂泡与CD盘的光泽。 我们都曾被肥皂泡表面变幻的色彩所吸引，或者看到CD盘上闪烁的彩虹。这些都是薄膜干涉的迷人展现。本书将通过模拟薄膜干涉的实验，让你理解当光在薄膜的上下表面发生反射并发生干涉时，会产生特殊的颜色效果。你将理解，干涉的增强或减弱取决于薄膜的厚度、光的波长以及入射角。这个原理在抗反射涂层、光学滤光片等领域有着广泛的应用。 尾声：光学的未来与展望 《光影的奏鸣曲》并非仅仅停留在对经典光学现象的复现，它更将触及光学的现代前沿。虽然不包含具体的公式推导和深入理论探讨，但它会为读者勾勒出激光、全息术、光学信息处理等现代光学技术的应用场景，激发读者对未来光学的无限遐想。 本书的编写风格注重实验的直观性与趣味性，避免使用过于晦涩的术语。每一个实验都围绕着一个核心的物理概念展开，通过亲手操作和观察，让读者在“玩中学，学中悟”。图文并茂的设计，将帮助读者清晰地理解实验装置的搭建和操作步骤。 总而言之，《光影的奏鸣曲：光学实验的奇妙探索》是一场献给所有对光充满好奇的读者的盛宴。它将带领你走进一个充满奥秘与惊喜的光学世界，让你在每一次实验的成功与失败中，都收获知识的喜悦和对科学探索的热情。在这里，光不再是遥不可及的概念，而是你手中能够操纵、能够理解的，构建我们世界的奇妙力量。
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