《高等學校教材:計算機輔助物理化學實驗(第2版)》將現代信息技術引入物理化學實驗，對物理化學課程進行整合。具體體現在：根據實驗數據處理要求，選擇性地介紹數據處理軟體Matlab、Origin等的操作，並進行上機練習；選用了部分有計算機數據接口的儀器，而對於大部分常規儀器，則是引出電信號，通過A/D採集卡實現計算機採集數據；開發了《物理化學實驗計算機全過程管理系統》，在系統中完成實驗操作、數據處理、誤差分析，形成實驗報告，評價實驗報告，有效杜絕了學生個性數據和抄襲報告的現象；對於基礎性實驗，淘汰了部分落後的檢測手段，對部分實驗內容進行整合，加入了計算化學實驗；《高等學校教材:計算機輔助物理化學實驗(第2版)》還安排了大量的綜合性實驗和設計性實驗，試圖培養學生的綜合分析能力和創新精神。本書是物理化學實驗課程信息化改革的嘗試，內容新穎，覆蓋面廣。層次上，考慮了對不同能力學生的不同要求，合理安排了基礎實驗、綜合性實驗和設計性實驗，脈絡分明，相得益彰。《高等學校教材:計算機輔助物理化學實驗(第2版)》可作為廣大理工科院校開設物理化學實驗課程的教材，也可供相關的研究開發人員設計實驗方案和處理實驗數據時參考。
基本介紹
- 書名：高等學校教材:計算機輔助物理化學實驗
- 出版社：化學工業出版社
- 頁數：278頁
- 開本：16
- 作者：唐典勇 張元勤
- 出版日期：2014年1月1日
- 語種：簡體中文
- 品牌：化學工業出版社
圖書目錄,序言,
圖書目錄
第1章緒論
1.1物理化學實驗的目的和要求
1.1.1學習物理化學實驗課程的目的
1.1.2實驗前的準備
1.1.3實驗注意事項
1.1.4實驗報告要求
1.1.5實驗室規則
1.1.6實驗預習報告與總結報告的書寫規範
1.2物理化學實驗室安全知識
1.2.1安全用電常識
1.2.2使用化學藥品的安全防護
1.2.3汞的安全使用
1.2.4高壓鋼瓶的使用及注意事項
1.2.5氣體使用操作規程
1.2.6X射線的防護
1.3誤差分析和數據處理
1.3.1有關數據處理的基本概念
1.3.2誤差分析
1.3.3實驗數據處理
習題
第2章現代信息技術在物理化學實驗中的套用基礎
2.1Matlab處理實驗數據
2.1.1Matlab簡介
2.1.2Matlab處理實驗數據基本操作
2.1.3數據處理結果可視化――Matlab的圖形功能
2.1.4擬合和插值
2.1.5Matlab數據的輸出
2.1.6用Matlab處理實驗數據實例
Matlab上機練習題
2.2Origin和Excel處理物理化學實驗數據舉例
2.2.1Origin在“二元液系的汽慘浩膠庀嗤肌敝械撓τ
2.2.2Excel在“水的飽和蒸汽壓的測定”實驗數據處理中的套用
2.3計算機採集實驗數據
2.3.1將測量的物理量轉換為電學量
2.3.2信號放大與A/D轉換
2.3.3在計算機中讀取數據
2.3.4使用A/D轉換卡的無紙記錄儀的套用
2.3.5選作實驗：裝配計算機數據採集裝置
思考題和練習
2.4《物理化學實驗計算機過程管理系統》介紹
2.4.1在實驗教學中的作用
2.4.2基本組成
2.4.3使用方法舉例
第3章基礎性實驗
3.1熱力學實驗
實驗1燃燒熱的測定
實驗2溶解熱的測定
實驗3液體飽和蒸氣壓與溫度的關係
實驗4雙液體系汽慘浩膠庀嗤嫉幕嬤
實驗5金屬相圖的繪製
實驗6三組分體系等溫相圖的繪製
實驗7差熱分析
實驗8甲基紅的酸離解平衡常數的測定
實驗9液相平衡
實驗10氣相色譜法測定無限稀溶液的活度係數
3.2動力學實驗
實驗11蔗糖水解反應速率常數的測定
實驗12乙酸乙酯水解速率常數的測定
實驗13丙酮碘化反應
實驗14復相催化甲醇分解
3.3電化學實驗
實驗15希托夫法測定離子的遷移數
實驗16電導的測定及套用
實驗17電極製備及電動勢和化學反應的熱力學函式變化值的測定
實驗18電池電動勢法測定氯化銀的溶度積
實驗19極化曲線的測定
3.4表面化學實驗
實驗20表面張力的測定――最大氣泡法
實驗21高聚物分子量的測定
實驗22固液吸附法測定比表面及套用
3.5結構化學實驗
實驗23溶液法測定極性分子的偶極矩
實驗24摩爾折射度的測定
實驗25磁化率的測定
3.6計算化學實驗
實驗26Gaussian程式使用――分子結構計算的輸入
實驗27甲烷生成熱和燃燒熱的理論計算
實驗28氯代環丙烷振動光譜和簡振模式分析的理論研究
實驗29α和β構型八鉬酸根的理論研究
實驗30小團簇穩定結構計算
第4章綜合性實驗
實驗31溫度滴定法測定弱酸的離解熱
實驗32甲酸鹽氧化動力學的研究
實驗33溫度、酸度對化學振盪反應的影響――電位法
實驗34α策拎ぜ姿岫韻躉苯酚酯水解的熱力學常數和動力學常數的測定
實驗35苯分子共振能的測定
實驗36取代基效應
實驗37藥物有效期的測定
實驗38市場礦泉水中鈣離子含量的測定
實驗39電導法測定表面活性劑的臨界膠束濃度
實驗40電勢pH曲線的測定
實驗41酶催化蔗糖轉化反應
實驗42GCECD法測定蔬菜中擬除蟲菊酯類農藥殘留量
實驗43植物葉綠體色素的提取、分離、表征及含量測定
實驗44酪氨酸酶的提取及其酶促反應動力學研究
第5章設計性實驗
5.1開設設計性實驗的意義
5.2完成設計性實驗的一般步驟
實驗45用熱敏電阻為感溫元件製作溫度測量裝置
實驗46硫酸銅水合反應熱的測定
實驗47絡合物組成及其不穩定常數的測定
實驗48用熱分析法測量並繪製PbSn合金相圖
實驗49乙酸乙酯皂化反套用準一級反應的方法測定反應速率常數
實驗50[H+]對蔗糖水解反應速率影響的測定
實驗51用電位跟蹤法研究丙酮碘化反應動力學
實驗52臨界膠束濃度的測定
實驗53振盪反應熱譜曲線的測定
實驗54表面活性劑SDS對結晶紫褪色反應的影響
實驗55化學反應平衡常數的測定
實驗56反應量熱計測定中和熱
實驗57可見吸收光譜線性參數分析法測定十二烷基硫酸鈉臨界膠束濃度
實驗58初始濃度不等時乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定
實驗59離子氣相和溶液中生成熱理論模擬
實驗60中性與離子Ge4團簇的芳香性
附錄1Matlab常用函式
附表1.1特殊變數與常數
附表1.2操作符與特殊字元
附表1.3基本數學函式
附表1.4基本矩陣和矩陣操作
附表1.5數值分析和傅立葉變換
附表1.6多項式與插值
附表1.7繪圖函式
附錄2部分物理化學常用數據表
附表2.1物理化學常數
附表2.2換算因子
附表2.3國際單位制的基本單位
附表2.4國際單位制中具有專門名稱的某些導出單位
附表2.5其他單位制與國際單位制互換表
附表2.6不同溫度下液體的密度（g/cm3）
附表2.7摩爾凝固點降低常數
附表2.8某些物質的熔點和沸點（℃）
附表2.9純水的蒸汽壓
附表2.10一些有機溶劑的蒸氣壓
附表2.11汞的蒸氣壓
附表2.12幾種流體的黏度（10—3Pas）
附表2.13幾種常用液體的折射率（ntD）
附表2.14水在不同溫度下的折射率、黏度和介電常數
附表2.15某些有機溶劑的介電常數及偶極矩
附表2.16電解質水溶液的摩爾電導率Λm（25℃）（×104Sm2/mol）
附表2.1725℃時無限稀釋時離子的摩爾電導率（×104Sm2/mol）
附表2.18不同溫度下KCl的電導率
附表2.19水和空氣界面上的表面張力
附表2.20某些液體的表面張力
附表2.21不同溫度下KCl的溶解熱
附表2.22強電解質的離子平均活度係數γ±（25℃）
附表2.23鉑銠10膊熱電偶分度表
附表2.24鎳鉻材矽（鎳鉻材鋁）熱電偶分度表
附表2.25鎳鉻部紀熱電偶分度表
附表2.26銅部低熱電偶分度表
參考文獻
1.1物理化學實驗的目的和要求
1.1.1學習物理化學實驗課程的目的
1.1.2實驗前的準備
1.1.3實驗注意事項
1.1.4實驗報告要求
1.1.5實驗室規則
1.1.6實驗預習報告與總結報告的書寫規範
1.2物理化學實驗室安全知識
1.2.1安全用電常識
1.2.2使用化學藥品的安全防護
1.2.3汞的安全使用
1.2.4高壓鋼瓶的使用及注意事項
1.2.5氣體使用操作規程
1.2.6X射線的防護
1.3誤差分析和數據處理
1.3.1有關數據處理的基本概念
1.3.2誤差分析
1.3.3實驗數據處理
習題
第2章現代信息技術在物理化學實驗中的套用基礎
2.1Matlab處理實驗數據
2.1.1Matlab簡介
2.1.2Matlab處理實驗數據基本操作
2.1.3數據處理結果可視化――Matlab的圖形功能
2.1.4擬合和插值
2.1.5Matlab數據的輸出
2.1.6用Matlab處理實驗數據實例
Matlab上機練習題
2.2Origin和Excel處理物理化學實驗數據舉例
2.2.1Origin在“二元液系的汽慘浩膠庀嗤肌敝械撓τ
2.2.2Excel在“水的飽和蒸汽壓的測定”實驗數據處理中的套用
2.3計算機採集實驗數據
2.3.1將測量的物理量轉換為電學量
2.3.2信號放大與A/D轉換
2.3.3在計算機中讀取數據
2.3.4使用A/D轉換卡的無紙記錄儀的套用
2.3.5選作實驗：裝配計算機數據採集裝置
思考題和練習
2.4《物理化學實驗計算機過程管理系統》介紹
2.4.1在實驗教學中的作用
2.4.2基本組成
2.4.3使用方法舉例
第3章基礎性實驗
3.1熱力學實驗
實驗1燃燒熱的測定
實驗2溶解熱的測定
實驗3液體飽和蒸氣壓與溫度的關係
實驗4雙液體系汽慘浩膠庀嗤嫉幕嬤
實驗5金屬相圖的繪製
實驗6三組分體系等溫相圖的繪製
實驗7差熱分析
實驗8甲基紅的酸離解平衡常數的測定
實驗9液相平衡
實驗10氣相色譜法測定無限稀溶液的活度係數
3.2動力學實驗
實驗11蔗糖水解反應速率常數的測定
實驗12乙酸乙酯水解速率常數的測定
實驗13丙酮碘化反應
實驗14復相催化甲醇分解
3.3電化學實驗
實驗15希托夫法測定離子的遷移數
實驗16電導的測定及套用
實驗17電極製備及電動勢和化學反應的熱力學函式變化值的測定
實驗18電池電動勢法測定氯化銀的溶度積
實驗19極化曲線的測定
3.4表面化學實驗
實驗20表面張力的測定――最大氣泡法
實驗21高聚物分子量的測定
實驗22固液吸附法測定比表面及套用
3.5結構化學實驗
實驗23溶液法測定極性分子的偶極矩
實驗24摩爾折射度的測定
實驗25磁化率的測定
3.6計算化學實驗
實驗26Gaussian程式使用――分子結構計算的輸入
實驗27甲烷生成熱和燃燒熱的理論計算
實驗28氯代環丙烷振動光譜和簡振模式分析的理論研究
實驗29α和β構型八鉬酸根的理論研究
實驗30小團簇穩定結構計算
第4章綜合性實驗
實驗31溫度滴定法測定弱酸的離解熱
實驗32甲酸鹽氧化動力學的研究
實驗33溫度、酸度對化學振盪反應的影響――電位法
實驗34α策拎ぜ姿岫韻躉苯酚酯水解的熱力學常數和動力學常數的測定
實驗35苯分子共振能的測定
實驗36取代基效應
實驗37藥物有效期的測定
實驗38市場礦泉水中鈣離子含量的測定
實驗39電導法測定表面活性劑的臨界膠束濃度
實驗40電勢pH曲線的測定
實驗41酶催化蔗糖轉化反應
實驗42GCECD法測定蔬菜中擬除蟲菊酯類農藥殘留量
實驗43植物葉綠體色素的提取、分離、表征及含量測定
實驗44酪氨酸酶的提取及其酶促反應動力學研究
第5章設計性實驗
5.1開設設計性實驗的意義
5.2完成設計性實驗的一般步驟
實驗45用熱敏電阻為感溫元件製作溫度測量裝置
實驗46硫酸銅水合反應熱的測定
實驗47絡合物組成及其不穩定常數的測定
實驗48用熱分析法測量並繪製PbSn合金相圖
實驗49乙酸乙酯皂化反套用準一級反應的方法測定反應速率常數
實驗50[H+]對蔗糖水解反應速率影響的測定
實驗51用電位跟蹤法研究丙酮碘化反應動力學
實驗52臨界膠束濃度的測定
實驗53振盪反應熱譜曲線的測定
實驗54表面活性劑SDS對結晶紫褪色反應的影響
實驗55化學反應平衡常數的測定
實驗56反應量熱計測定中和熱
實驗57可見吸收光譜線性參數分析法測定十二烷基硫酸鈉臨界膠束濃度
實驗58初始濃度不等時乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定
實驗59離子氣相和溶液中生成熱理論模擬
實驗60中性與離子Ge4團簇的芳香性
附錄1Matlab常用函式
附表1.1特殊變數與常數
附表1.2操作符與特殊字元
附表1.3基本數學函式
附表1.4基本矩陣和矩陣操作
附表1.5數值分析和傅立葉變換
附表1.6多項式與插值
附表1.7繪圖函式
附錄2部分物理化學常用數據表
附表2.1物理化學常數
附表2.2換算因子
附表2.3國際單位制的基本單位
附表2.4國際單位制中具有專門名稱的某些導出單位
附表2.5其他單位制與國際單位制互換表
附表2.6不同溫度下液體的密度（g/cm3）
附表2.7摩爾凝固點降低常數
附表2.8某些物質的熔點和沸點（℃）
附表2.9純水的蒸汽壓
附表2.10一些有機溶劑的蒸氣壓
附表2.11汞的蒸氣壓
附表2.12幾種流體的黏度（10—3Pas）
附表2.13幾種常用液體的折射率（ntD）
附表2.14水在不同溫度下的折射率、黏度和介電常數
附表2.15某些有機溶劑的介電常數及偶極矩
附表2.16電解質水溶液的摩爾電導率Λm（25℃）（×104Sm2/mol）
附表2.1725℃時無限稀釋時離子的摩爾電導率（×104Sm2/mol）
附表2.18不同溫度下KCl的電導率
附表2.19水和空氣界面上的表面張力
附表2.20某些液體的表面張力
附表2.21不同溫度下KCl的溶解熱
附表2.22強電解質的離子平均活度係數γ±（25℃）
附表2.23鉑銠10膊熱電偶分度表
附表2.24鎳鉻材矽（鎳鉻材鋁）熱電偶分度表
附表2.25鎳鉻部紀熱電偶分度表
附表2.26銅部低熱電偶分度表
參考文獻
序言
第二版前言
本書第一版出版以後，計算機技術飛速發展，同時物理化學實驗技術手段也在不斷進步，相對於第一版，本次修訂主要做了以下調整和更新。
1.原《物理化學實驗計算機過程管理系統》不能在新版Windows作業系統上使用，現對《物理化學實驗計算機過程管理系統》進行重新編寫和編譯，可以在新版Windows作業系統上實驗。
2.根據物理化學實驗技術的改進，對部分物理化學實驗進行修正和更新。
3.根據高等學校化學教學改革的需求，增加了一些綜合與設計性實驗內容以及有機和分析化學與物理化學實驗交叉綜合實驗，以培養學生的創新實驗能力。
4.由於計算化學的快速發展，本教材中加入了關於計算化學軟體Gaussian的介紹和計算化學實驗。
本書適用於本科院校化學及相關專業的物理化學實驗課的教學及參考。
本書由張元勤、劉凡和唐典勇整體策劃和審定，唐典勇和胡建平編寫了緒論、計算化學、結構實驗和有關數表，呂申壯編寫了現代信息技術在物理化學實驗中的套用基礎，所有物理化學部分的基礎實驗由唐典勇、劉凡完成。參加綜合性實驗和設計性實驗部分編寫工作的有張元勤、劉凡、唐典勇、胡建平、孫國鋒。
本教材雖然在第一版基礎上整理和修訂，但由於編者的水平和經驗有限，不妥之處在所難免，懇望同行專家和讀者不吝賜教，以使本教材能夠得以進一步完善和改進。
樂山師範學院化學學院的領導、同事和學生近幾年來以各種方式對本教材撰寫工作給予關心、支持和參與，我們藉此機會，向所有關心、支持和鼓勵我們完成本教材並得以正式出版的領導、同事和朋友們表示衷心的感謝。
我們還由衷地感謝化學工業出版社有關的同志，他們的辛勤勞動和對我們工作的肯定是本教材得以順利出版的重要因素之一。
編著者
2013年7月
于樂山師範學院
第一版前言
現代信息技術的飛速發展給高等教育教學改革提出了新的更高的要求，加強現代信息技術在實驗教學中的套用，對於培養適應新世紀社會經濟發展所需要的科學嚴謹的高素質創新性人才具有十分重要的意義和深遠的影響。在物理化學實驗教學中套用現代信息技術，各校同仁雖做了不少工作，但仍然滯後於其他領域，主要表現在數據的獲取和處理比較原始和落後，也少有計算機對實驗教學的過程管理。我們從這一問題入手，將現代信息技術引入物理化學實驗教學，對物理化學實驗課程進行整合，在教學內容和形式上，考慮經典的基本技能與現代信息技術的適當組合，力圖使學生在接受基本實驗操作和基本技能訓練的基礎上，掌握現代信息技術在物理化學實驗中的套用，更好地達到物理化學實驗教學的目的。
相對於傳統的物理化學實驗教材，本教材突出了現代信息技術在物理化學實驗中的套用，主要體現在以下幾個方面：
一、引入Matlab進行實驗數據處理
隨著計算機技術的飛速發展，用計算機處理實驗數據已是必然趨勢。針對化學專業（也包含其他理科專業）有關信息技術課程的滯後、不足和脫節，為克服手工處理數據時運算量大、隨意性大等弊端，在有關數據處理教學中，引入了目前廣泛使用的工程計算和數據分析軟體Matlab。雖然很多現有教材都附有計算機處理數據的程式（Basic），但大多數學生理解困難，實際使用效果也不理想。相對而言，Matlab易學、易用、簡捷、直觀，應該是更好的選擇。
Matlab功能強大，但系統地學習需要不少時間。我們根據實驗數據處理的基本要求，有選擇地介紹有關實驗數據處理的操作命令。學生只要掌握不多的命令，再經過上機練習和實驗後數據處理實踐，可以達到逐步掌握的目標。
在有關實驗中我們給出了相應的Matlab數據處理程式，以供使用和參考。
二、實驗數據自動採集
對實驗手段和內容進行改進，著重於實驗信息採集自動化。我們選用了部分有計算機數據接口的儀器，而對於大部分情況，則是從常用實驗儀器、設備中引出電信號，通過A/D採集卡在計算機中接收數據。我們設計了“無紙記錄儀”，可完成多個實驗的計算機在線上數據採集，有效地保證了數據客觀性，也為計算機處理數據提供了很好的條件。
因此，本教材中也簡要介紹了計算機數據採集技術的基礎知識，介紹了部分儀器信號引出的方法。
三、《物理化學實驗教學計算機全過程管理系統》
為更好地達到物理化學實驗教學的目的，我們開發了《物理化學實驗教學計算機全過程管理系統》，在實驗設備與計算機在線上完成實驗數據採集的基礎上，通過人、機互動，使學生在系統中完成實驗操作、參與數據的處理及誤差分析等工作，最終形成實驗報告。系統還包括了實驗報告的評價，實現對實驗教學的全過程管理。該系統套用於實驗，有效地杜絕了學生修改數據，抄襲報告的現象，也在一定程度上解決了“用計算機做實驗不利於學生的基礎訓練”的問題。
對於基礎性實驗，我們仍借鑑多數教材的內容，也淘汰了一些落後的檢測手段，對部分實驗內容進行了整合。為達到培養學生基本數據處理能力和運用先進信息技術能力的目標，從數據收集和處理方面選擇實驗時，分為三種類型：
（1）完全的手工記錄和處理的實驗：主要考慮數據獲取和處理比較簡單的實驗；
（2）手工記錄或用計算機採集數據，用Matlab處理數據：針對處理時運算量較大、需要圖形方式處理數據的實驗；
（3）完全採用計算機全過程管理：主要對數據要求連續記錄，需要較複雜處理，或需要從圖形獲取數據等的實驗。
綜合性實驗和設計性實驗是新形勢下對實驗教學的客觀要求，在本書中，我們結合自身的科研工作和其他資料，安排了部分綜合性實驗和設計性實驗，給學生以內容或方法上的綜合練習，力圖培養學生的綜合分析能力和創新精神。
本書適用於本科院校化學及相關專業的物理化學實驗課的教學及參考。
本書由張元勤、黃允中整體策劃和審閱，舒元悌和劉文明編寫了緒論、結構實驗和有關數表，黃允中編寫了現代信息技術在物理化學實驗中的套用基礎，所有物理化學部分的基礎實驗由黃允中、劉凡完成。參加綜合性實驗和設計性實驗部分編寫工作的有張元勤、黃允中、劉凡、劉靜、成英。
本書原作為補充教材在樂山師範學院化學系試用過三屆，雖經整理和修訂，但由於我們的水平和經驗有限，錯誤和考慮不周之處在所難免，懇望同行專家和讀者不吝賜教，以使我們的教材能夠得以進一步完善和改進。
我院黨委書記羅加雲教授、院長譚輝旭教授、副院長楊勝寬教授和實驗設備處處長崔漢容副教授多次親臨關心、鼓勵和指導我們的工作，化學系的領導、同事和學生近幾年來以各種方式對本教材撰寫工作的關心、支持和參與。我們藉此機會，向所有關心、支持和鼓勵我們完成本教材並得以正式出版的領導、同事和朋友們表示衷心的感謝。
我們還由衷地感謝化學工業出版社和有關的同志，他們的辛勤勞動和對我們工作的肯定是本教材得以順利出版的重要因素之一。
編者
2003年4月
于樂山師範學院梅莊
本書第一版出版以後，計算機技術飛速發展，同時物理化學實驗技術手段也在不斷進步，相對於第一版，本次修訂主要做了以下調整和更新。
1.原《物理化學實驗計算機過程管理系統》不能在新版Windows作業系統上使用，現對《物理化學實驗計算機過程管理系統》進行重新編寫和編譯，可以在新版Windows作業系統上實驗。
2.根據物理化學實驗技術的改進，對部分物理化學實驗進行修正和更新。
3.根據高等學校化學教學改革的需求，增加了一些綜合與設計性實驗內容以及有機和分析化學與物理化學實驗交叉綜合實驗，以培養學生的創新實驗能力。
4.由於計算化學的快速發展，本教材中加入了關於計算化學軟體Gaussian的介紹和計算化學實驗。
本書適用於本科院校化學及相關專業的物理化學實驗課的教學及參考。
本書由張元勤、劉凡和唐典勇整體策劃和審定，唐典勇和胡建平編寫了緒論、計算化學、結構實驗和有關數表，呂申壯編寫了現代信息技術在物理化學實驗中的套用基礎，所有物理化學部分的基礎實驗由唐典勇、劉凡完成。參加綜合性實驗和設計性實驗部分編寫工作的有張元勤、劉凡、唐典勇、胡建平、孫國鋒。
本教材雖然在第一版基礎上整理和修訂，但由於編者的水平和經驗有限，不妥之處在所難免，懇望同行專家和讀者不吝賜教，以使本教材能夠得以進一步完善和改進。
樂山師範學院化學學院的領導、同事和學生近幾年來以各種方式對本教材撰寫工作給予關心、支持和參與，我們藉此機會，向所有關心、支持和鼓勵我們完成本教材並得以正式出版的領導、同事和朋友們表示衷心的感謝。
我們還由衷地感謝化學工業出版社有關的同志，他們的辛勤勞動和對我們工作的肯定是本教材得以順利出版的重要因素之一。
編著者
2013年7月
于樂山師範學院
第一版前言
現代信息技術的飛速發展給高等教育教學改革提出了新的更高的要求，加強現代信息技術在實驗教學中的套用，對於培養適應新世紀社會經濟發展所需要的科學嚴謹的高素質創新性人才具有十分重要的意義和深遠的影響。在物理化學實驗教學中套用現代信息技術，各校同仁雖做了不少工作，但仍然滯後於其他領域，主要表現在數據的獲取和處理比較原始和落後，也少有計算機對實驗教學的過程管理。我們從這一問題入手，將現代信息技術引入物理化學實驗教學，對物理化學實驗課程進行整合，在教學內容和形式上，考慮經典的基本技能與現代信息技術的適當組合，力圖使學生在接受基本實驗操作和基本技能訓練的基礎上，掌握現代信息技術在物理化學實驗中的套用，更好地達到物理化學實驗教學的目的。
相對於傳統的物理化學實驗教材，本教材突出了現代信息技術在物理化學實驗中的套用，主要體現在以下幾個方面：
一、引入Matlab進行實驗數據處理
隨著計算機技術的飛速發展，用計算機處理實驗數據已是必然趨勢。針對化學專業（也包含其他理科專業）有關信息技術課程的滯後、不足和脫節，為克服手工處理數據時運算量大、隨意性大等弊端，在有關數據處理教學中，引入了目前廣泛使用的工程計算和數據分析軟體Matlab。雖然很多現有教材都附有計算機處理數據的程式（Basic），但大多數學生理解困難，實際使用效果也不理想。相對而言，Matlab易學、易用、簡捷、直觀，應該是更好的選擇。
Matlab功能強大，但系統地學習需要不少時間。我們根據實驗數據處理的基本要求，有選擇地介紹有關實驗數據處理的操作命令。學生只要掌握不多的命令，再經過上機練習和實驗後數據處理實踐，可以達到逐步掌握的目標。
在有關實驗中我們給出了相應的Matlab數據處理程式，以供使用和參考。
二、實驗數據自動採集
對實驗手段和內容進行改進，著重於實驗信息採集自動化。我們選用了部分有計算機數據接口的儀器，而對於大部分情況，則是從常用實驗儀器、設備中引出電信號，通過A/D採集卡在計算機中接收數據。我們設計了“無紙記錄儀”，可完成多個實驗的計算機在線上數據採集，有效地保證了數據客觀性，也為計算機處理數據提供了很好的條件。
因此，本教材中也簡要介紹了計算機數據採集技術的基礎知識，介紹了部分儀器信號引出的方法。
三、《物理化學實驗教學計算機全過程管理系統》
為更好地達到物理化學實驗教學的目的，我們開發了《物理化學實驗教學計算機全過程管理系統》，在實驗設備與計算機在線上完成實驗數據採集的基礎上，通過人、機互動，使學生在系統中完成實驗操作、參與數據的處理及誤差分析等工作，最終形成實驗報告。系統還包括了實驗報告的評價，實現對實驗教學的全過程管理。該系統套用於實驗，有效地杜絕了學生修改數據，抄襲報告的現象，也在一定程度上解決了“用計算機做實驗不利於學生的基礎訓練”的問題。
對於基礎性實驗，我們仍借鑑多數教材的內容，也淘汰了一些落後的檢測手段，對部分實驗內容進行了整合。為達到培養學生基本數據處理能力和運用先進信息技術能力的目標，從數據收集和處理方面選擇實驗時，分為三種類型：
（1）完全的手工記錄和處理的實驗：主要考慮數據獲取和處理比較簡單的實驗；
（2）手工記錄或用計算機採集數據，用Matlab處理數據：針對處理時運算量較大、需要圖形方式處理數據的實驗；
（3）完全採用計算機全過程管理：主要對數據要求連續記錄，需要較複雜處理，或需要從圖形獲取數據等的實驗。
綜合性實驗和設計性實驗是新形勢下對實驗教學的客觀要求，在本書中，我們結合自身的科研工作和其他資料，安排了部分綜合性實驗和設計性實驗，給學生以內容或方法上的綜合練習，力圖培養學生的綜合分析能力和創新精神。
本書適用於本科院校化學及相關專業的物理化學實驗課的教學及參考。
本書由張元勤、黃允中整體策劃和審閱，舒元悌和劉文明編寫了緒論、結構實驗和有關數表，黃允中編寫了現代信息技術在物理化學實驗中的套用基礎，所有物理化學部分的基礎實驗由黃允中、劉凡完成。參加綜合性實驗和設計性實驗部分編寫工作的有張元勤、黃允中、劉凡、劉靜、成英。
本書原作為補充教材在樂山師範學院化學系試用過三屆，雖經整理和修訂，但由於我們的水平和經驗有限，錯誤和考慮不周之處在所難免，懇望同行專家和讀者不吝賜教，以使我們的教材能夠得以進一步完善和改進。
我院黨委書記羅加雲教授、院長譚輝旭教授、副院長楊勝寬教授和實驗設備處處長崔漢容副教授多次親臨關心、鼓勵和指導我們的工作，化學系的領導、同事和學生近幾年來以各種方式對本教材撰寫工作的關心、支持和參與。我們藉此機會，向所有關心、支持和鼓勵我們完成本教材並得以正式出版的領導、同事和朋友們表示衷心的感謝。
我們還由衷地感謝化學工業出版社和有關的同志，他們的辛勤勞動和對我們工作的肯定是本教材得以順利出版的重要因素之一。
編者
2003年4月
于樂山師範學院梅莊
