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CHAPTER 1 Error Theory and Data Processing ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1£®1 Measurement ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1£®1£®1 Measurement Concept ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1£®1£®2 Classification of Measurement??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1£®2 Theory of Error??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1£®2£®1 Error Definition and Expression ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1£®2£®2 Classification of Errors ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4
1£®2£®3 The Processing of Random Error ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5
1£®2£®4 Evaluation of Measurement Result ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8
1£®3 Significant Digits ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9
1£®3£®1 Definition of Significant Digits??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®10
1£®3£®2 Rules for the Operation of Significant Digits ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®11
1£®4 The Evaluation of Measurement Results¨DUncertainty????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®14
1£®4£®1 Definition of Uncertainty ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®14
1£®4£®2 The Uncertainty Calculation of Direct Measurement ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®15
1£®4£®3 Comprehensive Synthesis of Indirect Measurement Result ??????????????????????????????????????????????????????????????????????£®17
1£®4£®4 Expression of Measurement Result ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®17
1£®5 Data Processing ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®19
1£®5£®1 Tabulation Method????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®19
1£®5£®2 Graphic Method????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®20
1£®5£®3 Successive Differential Method ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®23
1£®5£®4 Least Squares Method??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®24
EXERCISE??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®26
CHAPTER 2 Instruments and Accessories ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®28
2£®1 Measurement of Basic Physical Quantities ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®28
2£®1£®1 Basic Mechanical Instruments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®28
2£®1£®2 Electromagnetic Instruments??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®33
2£®2 Basic Adjustment and Operation Techniques ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®38
2£®2£®1 Initial State of the Instruments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®38
2£®2£®2 Zero Adjustment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®39
2£®2£®3 Horizontal and Vertical Adjustment ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®39
2£®2£®4 Coaxial Adjustment ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®39
2£®2£®5 Eliminating Parallax ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®40
2£®2£®6 Eliminating Space Error????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®40
2£®3 Rules for Operation????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®40
2£®3£®1 Rules for Operating Electrical Experiment????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®40
2£®3£®2 Rules for Operating Optical Experiment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®41
CHAPTER 3 Basic Experiments??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®43
3£®1 Determination of the Solid Density ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®43
3£®2 Simple Pendulum Experiment????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®46
3£®3 Moment of Inertia ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®50
3£®4 Young¡¯s Modulus??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®56
3£®5 Measurement of Volt-Ampere Characteristic of Resistance Element????????????????????????????????????????????????????????????????£®60
3£®6 Resistance Measurement with Bridge Circuit??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®64
3£®7 Digital Storage Oscilloscope????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®68
3£®8 Simple Harmonic Vibration and Spring Stiffness Coefficient Experiment????????????????????????????????????????????????£®76
3£®9 Newton¡¯s Rings ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®81
3£®10 Measurement of Focal Length of Thin Lens??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®85
CHAPTER 4 Comprehensive Experiments????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®95
4£®1 Measurement of Ultrasonic Velocity ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®95
4£®2 Measurement of Magnetic Field by the Hall Effect ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®102
4£®3 Potentiometer??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®108
4£®4 Thermoelectric Effect ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®112
4£®5 The Hysteresis Loop and Magnetic Properties ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®117
4£®6 The Bohr Resonator ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®122
4£®7 Doppler Effect Comprehensive Experiment ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®128
4£®8 The Michelson Interferometer????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®133
4£®9 Oil Drop ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®139
4£®10 Steady-State Measurement of Thermal Conductivity ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®143
CHAPTER 5 Design Experiments ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®148
5£®1 Calibration of Milliammeter with Potentiometer????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®148
5£®2 Measuring Resistance with Voltmeter-Ammeter ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®152
Appendix ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®158
Appendix A£º Legal Unit of Measurement of China??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®158
Appendix B£º Common Physical Data ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????£®160
References