《大学物理实验》教学大纲.doc

大学物理实验教学大纲College Physics Experiments课程编号：01110031实验教学总学时：52 总学分：3.5先修课程：适用专业：理工类非物理专业一、目的与任务 大学物理实验是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后系统实验方法和实验技能训练的开端，是理工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。 物理学是一门实验科学，物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位，它们既有深刻的内在联系和配合，又有各自的任务和作用。本课程应使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解科学实验的主要过程与基本方法，为培养现代化高级人才奠定良好的科学实验基础。本课程的具体任务是：1通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。 2培养与提高学生的科学实验能力。其中包括： (1)能够通过阅读实验教材或资料，作好实验前准备； (2)能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器； (3)能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断； (4)能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告； (5)能够完成简单的具有设计性或研究性内容的实验。3培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动研究的探索精神，遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。二、实验教学的基本要求1在教学中要适当地介绍一些物理实验史料和物理实验在工程技术中的应用知识，对学生进行辩证唯物主义世界观和方法论的教育，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的地位、作用和任务。 2在整个实验教学过程中，要教育学生养成良好的实验习惯，爱护公共财产、遵守安全制度，树立优良学风。 3要求学生了解测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。其中包括下列内容：测量误差的基本概念；测量不确定度的估算；处理实验数据的一些重要方法，例如列表法、作图法、逐差法和一元线性回归函数的最小二乘法等。在教学中要注意系统误差的分析，让学生了解系统误差的消、减方法。 4通过物理实验的基本训练，要求学生做到：(1)能够自行完成预习、进行实验和撰写报告等主要实验程序。(2)能够调整常用实验装备，并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整；水平、铅直调整；光路的共轴调整；消视差调节；逐次逼近调节；根据给定的电路图正确接线等。(3)了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换、模拟、补偿、平衡和干涉等方法。(4)能够进行常用物理量的一般测量。例如：长度、质量、时间、热量、温度、电流强度、电压、电动势、电阻、磁感应强度、折射率等。(5)了解常用仪器的性能，并学会使用方法。例如：测长仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、直流电桥、直流电势（位）差计、通用示波器、低频信号发生器、分光计、常用电源和常用光源等。在进行上各项基本训练的过程中，要重视对物理现象的观察和分析，引导学生应用理论去指导实践、解决实验中的问题。 5开设一定数量的近代物理、应用性或综合性物理实验，以利于学生理解近代物理概念，了解物理实验技术应用，提高进行综合实验的能力。 6开设少量的设计性实验或具有研究性内容的实验，使学生在实验方法的考虑、测量仪器的选择和配合、测量条件的确定等方面受到初步训练。7在实验教学中适当使用计算机辅助教学。8为适应我校全面推行学分制教学改革的发展要求，推进实验室中心化进程，更好地培养学生的实验动手能力和科研创新能力，拟将对03级第二学期的大学物理实验试行全面开放。根据各实验项目的性质，将大学物理实验内容分为综合性实验、设计性实验和提高与研究性实验三个模块，每个模块均有一定的选课要求。将一天分为若干时间段，学生通过选课系统分层次、分模块选定实验项目和时间段。三、本课程开设的实验项目：序号实验项目名称学时类型必做选做本实验所需主要设备型号、名称1误差理论与数据处理3必做2气垫导轨实验3验证选做气垫导轨、数字计时仪3杨氏模量和线膨胀系数的测定4综合选做杨氏模量测定仪线膨胀系数测定仪4三线摆测量转动惯量3验证选做三线摆5示波器调节和使用3综合必做示波器、函数信号发生器6模拟法测绘静电场3验证选做静电场描绘仪7线式电位差计测量电源电动势3验证选做线式电位差计、稳压电源8电桥法测量电阻3验证选做单臂电桥、双臂电桥9分光计调节和使用4综合必做分光计10电表的改装和校正4验证选做电压表、电流表、微安表11稳态法测量导热系数3综合选做导热系数测定仪12PN结温度特性的研究3综合选做PN结温度特性测量仪13磁感应强度的测量3综合选做磁感应强度测定仪14用冲击电流计测电容器的电容3综合选做冲击电流计、标准电容15声速测量3综合选做声速测量仪、示波器函数信号发生器16空气比热容比的非电量电测定3综合选做空气比热容比测定仪17光的干涉系列4综合选做迈克尔逊干涉仪读数显微镜18光的衍射3综合选做分光计19激光全息照相4综合选做激光全息照相实验仪20电子电荷的测定3综合选做密立根油滴仪21普朗克常数的测定3综合选做光电效应实验仪22单缝衍射光强分布测定3综合选做光强分布测量仪23示波器在磁滞回线测量中的应用3设计选做示波器、磁滞回线测量仪24简谐振动的研究3设计选做气垫导轨、数字计时仪25多用表的设计3设计选做电压表、电流表、微安表26光纤传输技术实验6综合选做光纤传输技术实验仪27相对论效应实验6综合选做相对论效应实验仪28核磁共振6综合选做核磁共振仪29动态杨氏模量的测量4综合选做动态杨氏模量测量仪30光速测量4综合选做光速测量仪31夫兰克-赫兹实验6综合选做夫兰克-赫兹实验仪32塞曼效应6综合选做塞曼效应仪33磁阻尼和动摩擦系数测定4综合选做磁阻尼和动摩擦系数测定仪34CCD特性研究6设计选做光电传感器实验仪35硅光电池4综合选做硅光电池实验仪36集成霍尔传感器和简谐振动4综合选做集成霍尔传感器和简谐振动仪37精密光栅单色仪6综合选做精密光栅单色仪38光波导6综合选做光波导测量仪39光的偏振4综合选做偏振实验仪40光强衍射分布自动测试4综合选做微机型光强衍射测试仪四、实验成绩的考核与评定办法：1本课程是独立设课，单独考核，模块化记分。2每学期实验课成绩由平时成绩和期末考试成绩综合评定组成。一般平时成绩占总分的60%，期末考试成绩占总分的40%。平时成绩是每次实验得分的平均，期末考试满分为40分。期末考试形式为笔试。3每次实验评分标准：(1)每次实验包括预习、实验、完成报告，以完成报告为最后程序。每次实验总分10分，其中预习占1分，实验操作占5分，完成报告4分。(2)预习包括书写预习报告和数据记录表格。没有预习（包括没有带预习报告）原则上不许做实验。预习不认真、缺项、无数据表格视情扣0.5分至1分。(3)实验中违反操作规程的酌情扣1至3分，违反操作规程损坏仪器的扣2至5分。编造或抄取他人数据的扣除全部操作分。操作能力差和不能完成全部操作内容的扣1至4分。(4)完成报告4分。其中数据处理2分，其余各项中缺项或不认真分别扣0.5分至1分，缺多项的实验报告须重写。抄袭他人的实验报告的扣全部报告4分（包括被抄袭者）。(5)实验报告应在下次实验时交，迟交报告一律扣2分。5凡缺做1/3实验以上者应重修大学物理实验课程，不得参加最后考试。实验平时成绩不及格者酌情定为重修或补考。五、大纲说明：1 大学物理实验安排在一年级第二学期和二年级第一学期完成。2 实验教师主要由物理系本科毕业或中级以上人员担任。3实验室两学期累计开出实验39个（不包括实验绪论）。(1)实验序号212为第一学期实验项目，学生完成8个实验，26学时。(2)实验序号1341为第二学期实验项目，分为三个模块，“综合性实验”模块（序号1322）选择1922学时，“设计性实验”模