普通物理实验 · General Physics Lab
从实验记录出发,把数据处理、物理模型与计算过程放在一起。
这里整理了淮南师范学院四门普通物理实验课程的 45 个实验。每个实验都有一份完整报告,以及 Python 和 Wolfram 两种实现的计算笔记本:先理解实验,再复算结果,最后通过参数变化观察模型的适用范围。
虚拟实验平台 · 在线阅读与交互 · 版本发布与下载 · 按课程找实验 · 从三个实验开始 · 如何打开与运行 · 源资料 PDF

单摆、电路与光学:从测量进入模型。
这个仓库怎样使用
一份实验记录可以有三种读法。Markdown 报告沿原 DOCX 的章节讲清实验过程、数据处理和结论;Jupyter Notebook与 Wolfram Notebook在相应章节展开推导、计算、绘图与模型探索。两端读取同一组 CSV/JSON 输入,关键结果相互核对。
每个实验的 README 都是统一入口。根据当前目的,选择相应文件即可:
| 你想做什么 | 选择什么 | 在哪里使用 |
|---|---|---|
| 操作虚拟装置、测量并检验物理关系 | 虚拟实验平台 | 运动、波动、电路与光学测量;可导出实验记录 |
| 快速读完实验、查数据与结论 | 实验报告 report.md |
GitHub 或支持数学公式的 Markdown 阅读器 |
| 查看图表、操作已有滑块或菜单 | 在线 HTML 计算阅读版 | 直接在浏览器访问;下载后也可使用本地预览 |
| 逐步运行 Python、修改数据或模型 | Jupyter Notebook analysis.ipynb |
JupyterLab 或 VS Code |
| 使用原生数学排版、符号推导与交互 | Wolfram Notebook .nb/Paclet .paclet |
本机 Wolfram 环境 |
| 对照 DOCX 转换后的报告、讲义与说明书 | 源资料 PDF | 57 份 PDF 索引 |
从在线站点进入实验,即可阅读排版报告并操作 HTML 中已有的滑块、菜单和图表。版本发布提供可下载的项目资料;在本机 Jupyter 或 Wolfram 中打开 Notebook,可以编辑并重新计算。
按课程找实验
课程目录提供每个实验的在线报告、HTML、Python、Wolfram 和源报告 PDF直达链接。
| 课程入口 | 实验数 | 主要内容 | 可以先看 |
|---|---|---|---|
| 普通物理实验 1 | 8 | 运动规律、碰撞、密度与热量测量 | 单摆测重力加速度 |
| 普通物理实验 2 | 10 | 材料性质、振动与波、传热与流体 | 弦振动 |
| 普通物理实验 3 | 13 | 电路、电磁场、传感器与测量仪器 | RLC 串联谐振 |
| 普通物理实验 4 | 14 | 折射、干涉、衍射、偏振与成像 | 单缝衍射 |
从三个实验开始
单摆:从重复计时走到非线性运动
从有效摆长与重复计时出发,计算周期,拟合重力加速度,再查看残差。随后比较小角度近似与非线性单摆,观察初始摆角对周期和测量结果的影响。
实验入口 · 在线交互 · 直接读报告 · 打开 Python 笔记本
谐振与衍射:让数据和模型相遇
下面两张图分别展示电路实验的实测归一化响应,以及由单缝暗纹测量所得缝宽构建的理论光强分布。观测点与模型曲线的身份在图例和实验说明中区分。
![]() RLC 串联谐振 · 实测响应 比较峰值、半功率带宽与品质因数。 进入实验 · 在线交互 |
![]() 单缝衍射 · 理论光强分布 从暗纹位置估计缝宽,检查近轴近似。 进入实验 · 在线交互 |
在浏览器里做一次单摆实验
进入单摆虚拟实验,调节摆长和初始摆角,观察非线性运动,再用自动或手动计时收集多组数据。页面实时拟合 $T^2$ 与 $L$ 的关系,展示有限摆角对重力估计的影响,并提供原报告读数作为独立对照。实验记录可导出为 CSV 或 JSON。
从虚拟实验目录选择运动、波动、电路或光学实验,练习计时、调零、幅相测量、条纹测微和游标测角。
模型方程、参数来源、适用范围和逐页文献依据见单摆模型依据。系列平台的开发路径见开发方案,复现与扩展见虚拟实验维护指南。
开始计算
只阅读报告和 PDF,无需安装计算环境。 运行 Python 笔记本需要 Python 3.11 及以上;运行 Wolfram 笔记本需要本机 Wolfram 环境。两者可以分别使用。
在 Windows PowerShell 中克隆仓库并安装 Python 环境:
git clone https://github.com/HNNUYUXUAN/general-physics-lab.git
cd general-physics-lab
python -m venv .venv
.\.venv\Scripts\python.exe -m pip install -e ".[test]" jupyterlab
.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab
进入 experiments/course-01/pendulum/notebooks/analysis.ipynb,选择当前虚拟环境的 Python 内核,再从头运行。
安装宋体和 Times New Roman 可重现图表排版。环境配置、Wolfram 安装包和单个实验的运行方式见使用指南。
数据如何成为结论
观测值保存在每个实验的 data/,单位、参数和模型假设保存在 experiment.json。Python 模块与独立 Wolfram Paclet 分别计算,再对照未修约结果;图表、数表和报告中的结果由这些计算生成。
每个实验说明测量条件、拟合方法和不确定度的定义。Notebook 将观测数据与物理模型放在同一章节,通过数据选择、参数扫描和曲线比较理解结果。
计算方法见数据与方法,各实验的执行和结果对照见验证记录。原报告、讲义与说明书可通过PDF 索引查阅。
想继续修改或扩展
| 位置 | 保存的内容 |
|---|---|
experiments/ |
实验登记、规范数据、报告、Jupyter 与结果 |
src/physicslab/ |
Python 计算实现和公共工具 |
notebook/paclets/ |
独立 Wolfram 包、Notebook、测试和安装包 |
pdf/ |
原 DOCX 转换的主报告、讲义及参考资料 |
docs/ |
使用、数据约定、开发方法与验收记录 |
让 agent 找到并接手实验
从 llms.txt 了解项目,按中英文实验目录找到物理问题,再沿阅读指南定位原始数据、完整精度结果与计算实现。复现指南提供新内核执行、双端重建和 Paclet 入口。
程序检索使用机器目录与检索命令;一次读取可使用 llms-full.txt。引用项目见 CITATION.cff,引用具体数值同时附实验标识、指标键、来源文件和提交版本。
使用与许可
| 内容 | 许可与说明 |
|---|---|
| 项目代码 | MIT License |
| 项目原创文稿与整理数据 | CC BY 4.0,署名使用 |
| 第三方报告、讲义、校徽及其他素材 | 按各自权利与来源说明使用,见第三方材料说明 |
维护:缪雨轩 · 淮南师范学院

