本书是北京航空航天大学教师长期坚持教学改革与教学实践的结晶。物理学院教学与实验中心始终坚持教材建设,近30年来,实验教材出版过多个版本,包括:1993年版(北京科学技术出版社,张士欣主编),1998年版(北京航空航天大学出版社,邬铭新主编),2005年版(北京航空航天大学出版社,梁家惠主编),2010年版(北京航空航天大学出版社,李朝荣主编)。本书主要做了如下修改与继承。
① 全书分为上、下两册,上册包含误差和不确定度理论知识、实验预备知识和基本实验,下册包含综合性实验和设计性实验。
② 上册基本实验仍采用系列专题形式编排,每个专题包含不同层次的多个相关实验内容,学生可根据自己的能力选做其中一个或多个实验,以激励学生更好地发挥其潜能。除对一些章节进行了较大的修改、补充和完善以外,在每个专题后增加了拓展内容,为学生首次做研究性或完成课题型实验提供思路和参考。保留了独具特色的“实验方法专题讨论”栏目,共分10个专题,放在10个相关实验之后,旨在帮助学生归纳总结实验的基本理论与方法。该部分内容也可待学生做完全部实验后再通读一遍,更有助于对实验内容和实验方法的深入理解。
③ 上册保留了数据处理示例,以利于学生尽快理解相应数据处理方法。
④ 下册新增了10个具有鲜明特色或有较强训练价值的综合性实验,这些实验已开设多年,相对成熟,包括:太阳能电池特性测量及应用、燃料电池综合特性测量、各向异性磁阻传感器与地磁场测量、巨磁电阻效应及其应用、法拉第磁光效应实验、弗兰克赫兹实验、密立根油滴实验、双光栅测弱振动、光栅的自成像现象研究及Talbot长度测量。由于行波的声光衍射相对声驻波理论简单容易接受,将超声驻波中的光衍射与声光调制换成了“晶体的声光效应”,以介绍行波的声光衍射实验内容为主,也包含了声光调制的应用,在此基础上驻波的声光衍射可作为拓展实验内容。
⑤ 下册对于光纤陀螺寻北实验、多普勒效应测量超声声速、劳埃镜的白光干涉、阿贝成像原理和空间滤波等实验进行了修改,力求实验背景更贴近科技前沿、实验原理简洁明了、思路更清晰、实验目的更明确。
⑥ 鉴于很多学生初次接触大学物理实验,对一些通用仪器很陌生,本书将文字版的仪器介绍变成有声有物的视频,便于学生预习和熟悉相关仪器,在实验前就能对仪器有直观的认识。学生扫描相关二维码即可观看。本书除继承了以往教材的成果外,还增选了部分综合性实验。在本书编写过程中,先由唐芳、董国波、严琪琪、熊畅、王菁和高红分工对各章节做了补充、修改和完善,最后上册由唐芳统稿、下册由董国波统稿。刘文艳、王慕冰、李清生、李英姿、梁厚蕴、张淼、李朝荣、苗明川、郑明、李华等教师参与了教材编写和视频拍摄工作。
在本书定稿时,尽管我们做了很大的努力,但由于学识和水平所限,加之时间仓促,仍可能存在缺陷甚至错误之处,敬请读者批评指正,以便再版时修正。
编者