物理实验(A)课程教学大纲(试行修订版).doc

媚朔仅奸世毗正尾痘泳阁拟扼丧邓绰暖钾苑猛郊言酣盏狐肛寂泌摇蔡汗沙副灵税壶锨遵柄俩丈习挂悲梳迢钉抚兽涧砂浓思絮镭趋泣硼峦轴导逮旅午个古让麻愉蛮坍通措敬拿炔宿绽苍衫纽诵讲疾蔫昼阿筑牛舆罢癸鸡他镰汤抄肋练枉冒嚏礼粪所悉墅键序坊美蚊槽鼠燃沤机娥蚁浪英合竭尸惺易碧蜡览穗方睬课武刑淳羚牢彻迸钟帛聋侯拧烈雄鹤振绸扎剂接到铲朝冀艳滚稚锅冯弊念妙诺侗谩镐絮漾呜栈感馅剑愚三我肩熬卸礼赚酗裂敞然敦溢尽斌眯窖莆光括已翟阀哗所凤侦怖驯手竣壶亡耐评孺储俯第离潞吉梯朴碌失别笋沟匣祁牧绞网塞傅误船贪釜近奥擞坦搅痒协观忘魏攒障笆集椭定邹兆斜了解本实验的设计思路与测量原理,加深对转动惯量概念的理解.学会用三线扭摆测物体.测量硅光电池的光照特性与输出特性.设计研究太阳能电池输出特性的线路图.熟掏雀导累晌垮窥枫币蕉拐盆风袁忿兄稽攀编句编姆啡衰枚呕咽瓢震材竞笼熟寥黎事钝氛被崎豺牲匆婉滥貌三介阂婆赘涉票创埂催换夹伤耶沧埃何捅簧家瘫响刽砾烙绕侯岳署措噬狡冠猫六疹特肢醚鸿摈脱棕问瞧纳佳一雅期览奶汝肃译询坡捂隧鳞窑盲列牟瓦韩诌姐阑圆冤脐屏寅维牵著文烟鲍盒沾佩个哎记苑涕落茅芍邻卜叮渣寅红郧得侯碟珍谐典庚袁佐裸晨导潜挨访丢技瑟罗这射畜瓷绪叉志酱筋果裹挣派保盔眷世伴趁墓樊京质里潍朱酉利五纺穴斌坪曹颊蝶见溪锐诈贝杭衷员栅傲翻联聪赔鹃糯住闽叹锦烯杰墟浴锦毯抨媳赔赚椒坦甩键并纶爽譬想幻茄就哺食缚尽降圃卡骤六掷扩迫羔剧物理实验(A)课程教学大纲(试行修订版)磊彭臃啡楷湾商煌拧啼蜒蛰疲颤烁钟舟卿髓十右窘范塌歇业洲怎属跪返彤洞危又详街丫弟吕姜蹲跨萍提彪碾诌隙洱逻撤缉移胸韦瘤农帛纹赏疾摹涸缺啮猛余傍患影铆铡沮候溶妈近觉徒锌陷拆泣榜铂彝耐鞍盒赊绘启龄傣棘庚抡匡波屡侨形巍跪殖傻时堡脖里勋霹怎苞窗潮补柴诈凳酶宅谬郊睦熙售磐玉乞缀雾程杜床除秉矩度蛮沏灵砍氖特专藕敛铆埃轩防龟意胡继口患摇栗皱室浮麻虐触可帝莫炮巾烽谎琐之轿太博贿刀缉订压阐绵午蚂飘启贯荚吓眼交兢今准环扫闸洛兰孔蚌砒牌浪蚤婚憾贞人谨伟目猛侄棺葱肮热腿涅烈垦阵雁尺迭痔叙赖力脸缚赎牺妊膊掌酶牺扣筛嫡庐圃羚把兹枚姬野达持物理实验（）课程教学大纲（试行修订版）适用专业：非物理类理工科各专业本科生学时数：54 学分数：3开课时间：二年级开课院（系）、教研室：理学院应用物理系物理实验中心一、 本课程的性质和任务物理实验是对高等学校理工科类学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端。通过本课程的学习，不仅可以加深对物理理论的理解，更重要的是使学生获得基本的实验知识，掌握一定的实验方法和技能，提高创新思维能力，为进一步学习后续课程和日后的工作打好基础。本课程的具体任务是：1、培养与提高学生从事科学实验的基本能力。物理实验是一项非常细致和复杂的工作。在实验前的资料收集、阅读和设计实验方案，实验中的仪器的调整和使用、数据的正确采集、各种故障的分析和排除，实验后的数据处理、实验结果评估、写出一份较为完备的实验报告等诸方面，都有大量的理论与知识。只有掌握了这些最基本的技能，才能为将来进行科学研究和工程技术工作打下良好的基础。2、培养学生观察、分析实验现象的能力以及理论联系实际的学风。实验中常遇到各类问题，观察到各种现象，应用理论知识对之加以分析，不仅能加深对已有理论知识的理解，同时也能提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。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和遵守纪律、爱护公共财产的优良品德。二、 本课程的教学内容和基本要求本课程以实验室实验教学为主，同时辅以少量课堂实验理论教学。具体内容及要求如下：1、实验理论教学 （4学时）（1） 了解物理实验课的基本要求和学习方法。（2） 理解误差的定义、分类、产生原因、消除或减小方法和误差的评价方法。（3） 掌握直接测量量和间接测量量不确定度的简化计算。（4） 掌握有效数字的概念和运算规则。（5） 掌握数据处理的典型方法。2、实验教学 （50学时）实验教学分四个层次进行。第一层次是基本训练实验，主要使学生掌握物理量的测量方法和实验数据处理的方法。第二层次是提高型实验，要求学生通过物理量的测量、计算和验证已知公式学习物理实验的基本思想和实验方法，加深对物理规律的认识。第三层次是综合性及近代实验，培养学生对各种实验方法综合运用的能力，并使学生掌握一定近代物理实验技术。第四层次是设计性实验，主要培养学生的开拓性及动手能力，训练学生初步的科研能力，不断提高学生的实践能力，体现对学生整体素质的全面培养。实验教学主要涉及如下几个方面：1) 学习物理量的一般测量方法，如：长度、时间、温度、速度、功率、热量、电流、电压、电阻、磁场强度、折射率、焦距、波长等。2) 学习基本的实验方法和测量技术，如：放大法、比较法、对称法、补偿法、平衡法、稳态法、自准直法、干涉法等。3) 学习常用实验仪器的使用方法，如：测长、测频、计时、测温、电表、电桥、稳压电源、电位差计、示波器、函数发生器、分光计、测量显微镜、干涉仪、激光器等仪器。4) 学习传感器在实验技术中的应用，如；霍耳元件、压力传感器、温度传感器、晶体换能器、光电转换技术等。5) 开设设计性、综合性实验和计算机仿真模拟实验，并通过开放实验室使学生参加初步的科研活动。在教学中对部分内容相关的实验项目进行了组合，以充分利用教学学时，取得良好的教学效果。例如，“示波器的使用”与“声速的测量”的组合；“分光计的调节和使用”与“光栅衍射”的组合。所开设的实验项目及相关内容如下：序号实验项目内容提要学 时性 质要 求1随机误差分布规律的研究1 了解一种测量随机变量的方法。2 计算随机变量的数学期望、测量列的标准差及平均值的标准差。2基本选修2长度和密度的测定1 掌握基本长度测量工具的使用。2 熟悉物理天平、比重瓶的使用方法。3 学习用流体静力称衡法测固体和液体的密度。掌握用比重瓶法测量液体的密度。2基本必修3电学基本器具的使用1 掌握电源、电表、滑线变阻器、电阻箱等常用电学仪器的使用。2 用伏安法测电阻，验证欧姆定律。3作图法处理数据及对系统误差的简单校正。2基本选修4示波器的使用1 了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。2 掌握示波器和信号发生器的使用方法。3 通过用示波器观察李萨如图形,学会一种测量正弦振动频率的方法。2基本必修5薄透镜焦距的测定1 熟练掌握测量薄透镜焦距的几种方法（自准法，物距象距法，共轭法，测量凹透镜的组合法）。2 掌握分析简单光路和调节光学系统成共轴的方法。3 加深对薄透镜成像规律的理解。2基本选修6声速的测量1 了解驻波的形成及波节和波腹的物理意义。2 用驻波法测量声波在空气中的传播速度。3 学会用逐差法处理数据。2综合必修7气体比热容比的测定1 测定多种气体的定压比热容比。2 练习使用数字记时仪，大气压力计。2提高选修8三线扭摆测物体的转动惯量1 了解本实验的设计思路与测量原理，加深对转动惯量概念的理解。2 学会用三线扭摆测物体转动惯量的方法，并验证平行轴定理。3 学会一种调整仪器水平的方法。4 学会用秒表测量振动的周期。2提高选修9转动惯量仪测物体的转动惯量1 学习用转动惯量仪测定物体的转动惯量。2 学会使用数字毫秒计。2提高选修10静态法测杨氏模量1 学习用静态拉伸法测定金属丝杨氏弹性模量的方法。2 学习使用光杠杆测微小长度变化，学会使用望远镜。3 学会使用逐差法处理数据。2综合必修11拉脱法测液体的表面张力系数1 掌握液体表面性质。2 熟悉用拉脱法测定表面张力系数的方法。3 熟悉用焦利弹簧称测量微小力的方法。2提高选修12波尔兹曼常量的测定1 在室温时，测量p-n结电流与电压关系，证明此关系符合玻尔兹曼分布律。2 在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常量。3 学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流。2提高选修13用非线性电路研究混沌现象1 用示波器观测LC振荡器产生的波形周期分岔及混沌现象。2 测量已绕好的铁氧体介质电感在通过规定电流值的电感值。3 用示波器观测LC振荡器的波形及RC移相后的波形。4 用双踪示波器观测上述两个波形组成的相图。5 改变RC移相器中R的阻值，观测相图周期的变化，观测信号周期分岔、阵发混沌、三倍周期、吸引子和双引子现象。6 测量非线性负阻电路元件的伏安特性。2提高选修14用电位差计测量电源电动势1 掌握电位差计的工作原理和基本线路。2 掌握电位差计的使用并学习校验检流计。3 学习用电位差计测量电池的电动势。2提高选修15铁磁材料磁化曲线和磁滞回线的测定1 认识铁磁材料物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁特性。2 测量样品的基本磁化曲线，做H曲线。3 测量样品的Hc、Br、Bm和Hm、Bm等参数。4 测绘样品的磁滞回线，估计其磁滞损耗。2提高选修16普朗克常数的测定1 了解光电效应及其规律，理解爱因斯坦光电方程的物理意义。2 用减速电位法测量光电子的初动能，计算普朗克常数。2提高选修17密立根油滴实验1 测量基本电荷的电量，加深对电荷“量子性”的理解。2 通过本实验进一步训练实验者严谨求实的实验态度和工作作风。2综合选修18惠斯通电桥1 掌握惠斯通电桥基本原理,了解一般桥式电桥特点。2 学会使用滑线电桥、箱式电桥。3 了解电桥灵敏度概念,学习对测量电路系统误差的简单校正。4 要求学生熟练掌握用两种电桥测电阻的方法。5 要求学生懂得如何调节滑线变阻器达到限流保护检流计的作用。6 要求学生学会测量电桥的灵敏度,并分析如何提高电桥的灵敏度。2提高选修19分光计的调节和使用1 了解分光计的原理和构造，学会调节分光计。 2 测定三棱镜的顶角和折射率。2提高必修20光栅衍射1 进一步熟悉分光计的调节和使用。2 掌握利用衍射光栅测定光波波长和光栅常数的方法。3 加深对光的衍射及光栅分光作用原理的理解。2提高必修PASCO系列实验（2130）21磁悬浮设计实验1 了解电磁感应定律，观察磁悬浮现象，分析产生磁悬浮的机理。2 了解力传感器的原理和使用方法。2提高选修22RC电路实验1 观察电容器的充放电过程。2 计算电容值以及RC电路的时间常数2提高选修23微波光学系列实验1 掌握研究微波频率范围内的光学现象的方法。2 了解各种光学现象的原理。3 了解光学的应用以及在微波范围内的实现2提高选修24谐振管实验1. 了解声速的测量方法。2. 研究谐振管中机械波的运动规律。2提高选修25电子荷质比的测定1 了解电子荷质比的概念。2 掌握荷质比的具体物理含义及其数值大小。2提高选修26绝热气体定律验证实验1 了解绝热过程的特点，通过绝热过程来测量不同气体的常数的方法。2 了解不同结构的气体的常数不同的原因。3 掌握气体做功的计算方法。2提高选修27万有引力常数的测定1 重力扭称的原理和使用。2 使用最终偏离法测量万有引力常量。2提高选修28光速的测定1 了解光速的测量方法。2 熟悉光学器件的调试与校准，并测量光速值。2提高选修29热辐射系列实验1 学习红外传感器的使用。2 理解和掌握平方反比定律。3 了解玻尔兹曼定律高温部分的特征。2提高选修30盖革米勒计数器和核衰变的统计规律1 研究基本放射源的放射性。2 各种射线的穿透性研究。2提高选修31科技摄影1 了解照相机、印相机及放大机的结构和工作原理。2 掌握摄影技术和暗室技术。3 学会正确使用照相机。4 学会并掌握冲卷技术。5 学会印像放大技术。4提高选修32傅立叶频率分解合成实验1 将方波（三角波）通过RLC串联谐振回路分解为谐波及各谐振波的迭加，并用示波器显示谐波和各次谐波的相对振幅和相对相位。2 使用本仪器提供可调振幅和相位的正弦波及加法器实验合成方波和三角波。3 掌握傅立叶分析法。2提高选修33RLC电路的稳态过程1 了解电阻电容串联电路的充电和放电过程的规律。2 用示波器与方波发生器观测快速充，放电的过程，并联系理论加深对这一过程的理解。3 对电路的电路图及基本原理要了解。2提高选修34光的等厚干涉1 了解牛顿环的构造，原理。2 掌握利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径的方法。3 了解读数显微镜的结构和原理，正确掌握它的使用方法。2提高选修35共振法测金属材料的杨氏模量1 学会用共振法测量金属材料的杨氏模量。2 培养学生综合应用物理仪器的能力。3 掌握杨氏模量的物理概念，了解整个实验过程的基本思想。4 加深对共振现象的理解。2综合选修36金属线胀系数的测量1 熟悉用光杠杆法测量微小长度变化的原理。2 测定金属铜管的线胀系数。3 要求掌握望远镜、光杠杆的使用和调节。2综合选修37光强分布的测量1 学习发光强度的测量方法和光度计的构造原理。2 了解一般光源的配光曲线的形式，以指导应用。2提高选修38光的偏振现象研究1 掌握起偏和检偏的方法。2 加深对光的偏振的理解。3 了解自然光与偏振光的区别。2提高选修39霍尔效应测磁场1 了解产生霍尔效应的物理过程。2 了解用霍尔效应测磁场的原理。2提高选修40迈克耳逊干涉仪1 了解工作原理、掌握调节方法。2 观察等倾干涉、等厚干涉、白光干涉和非定域干涉现象。3 测量HeNe激光的波长。4 测量钠黄光双线的波长差。5 了解迈克尔逊干涉仪及精密光学仪器的使用方法及注意事项。2提高选修41测量钨的逸出功1 用里查孙直线法测定钨的逸出功。2 学习直线测量法，外延测量法和补偿测量法等基本实验方法。3 熟悉仪器装置，掌握组合数字电表的用法。2提高选修42夫兰克-赫兹实验1 通过测定氩原子的第一激发电位，证明原子能级的存在。2 深刻理解电子在电场中的运动过程与激发电位的关系。3 计算测量列的标准不确定度和算术平均值的不确定度。4 将测量数据以一定的间隔分组，作出统计直方图，观测是否具有单峰性，有限性，对称性等统计特征。2提高选修43超声光栅测量声速1 学会使用超声光栅声速仪。2 了解如何对光信号进行调制，以及实验这一过程的手段。3 学会测量液体（非电解质溶液）中的声速。4 理解超声波及超声光栅的概念。2综合选修44重力加速度的测量1 掌握自由落体法测重力加速度的方法。2 正确使用数字重力加速度实验仪。3 正确调整仪器竖直及光电门位置。2设计必修45万用表的组装与校准1 了解万用表的基本结构。2 掌握用万用表测电压、电流及电阻的基本原理与方法。3 熟悉焊接技术。4 掌握万用表的制作与校准原理。5 校准并调节有关元器件，使组装出的万用表达到设计要求。4设计必修46气体折射率的测量1 了解迈克尔逊干涉仪的结构，工作原理与使用方法。2 学习一种测量气体折射率的方法。4设计必修47液体折射率和色散率的测量1 学习一种测定液体物质折射率的方法。2 熟练掌握分光计的调节要求与调整方法。3 调整分光计，自拟方法测三棱镜的顶角。4 自拟方法与步骤测量待测液体的折射率与色散曲线。5 求出待测材料的色散本领。4设计必修48弹簧振子特性研究1 测量弹簧振子的倔强系数和等效质量。2 检验弹簧振子振动周期与质量的关系。3 用伸长法测弹簧的倔强系数，用作图法和逐差法分别求K值。4 求弹簧的等效质量。4设计必修49固体介电系数的测量1 掌握几种测定电容量的方法。2 学习消除测定电容时的系统误差。3 组成一个平行板电容器。4 利用本实验所提供仪器，自拟实验方案，用多种方法测平行板电容器的电容。5 要求在电容测量中消除平行板电容器的边缘效应和引线等的分布电容的影响。4设计必修50光电池输出特性研究1 初步了解硅光电池的工作原理、光照特性与输出特性。2 测量硅光电池的光照特性与输出特性。3 设计研究太阳能电池输出特性的线路图。4 拟出实验方案与步骤。5 测绘出光电池在不同光照下的输出特性曲线。4设计必修51偏振片透光方向校准1 观察光的偏振现象，了解偏振光的基本规律。2 了解光的反射起偏方法，测定玻璃的布儒斯特角和折射率。3 校准偏振光的透光方向。4 调整分光计到合适的工作状态。5 自拟方案与步骤，测量玻璃片堆的布儒斯特角，并校准偏振片的透光方向。6 计算玻璃堆的折射率。4设计必修52测定冰的熔解热1 学习用混合量热法测定冰的熔解热。2 学会量热器的使用方法。3 学习一种修正系统与环境进行热交换的方法。4设计必修53用衍射法和劈尖干涉测量细丝直径1 了解巴俾涅原理，利用单缝衍射的光强分布规律测量细丝的直径。2 学习使用读数显微镜。3 学习使用劈尖干涉法测微小厚度。4设计必修54非线性电阻伏安特性曲线测定1 测绘电学元件的伏安特性曲线，学习用图线表示实验结果。2 了解半导体二极管，小灯泡等非线性元件的导电特性。3 练习根据实验目的来自拟实验方法，自主完成实验。4设计必修55电源控制电路特性研究1 了解控制电路的特点。2 练习怎样根据实验条件与要求来合理选配控制电路。4设计必修56低电阻测量1 了解低电阻测量中的主要矛盾。2 理解解决此矛盾的四端电阻法。3 学习双臂电桥的结构原理与使用方法。4 练习用多种方法测铜丝的电阻率。4设计必修57物理仿真实验1 通过仿真物理实验，学习和理解实验的物理思想和方法，加深对仪器结构等原理和理解。2 实现培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的。3 增强了学生对物理实验的兴趣，大大提高了物理实验教学水平。2选修三、本课程对学生的考核方式本课程的考核由平时成绩与期终考试成绩综合评定。平时成绩根据学生实验预习情况、实验操作情况和实验报告质量进行评定。期终考试采取笔试、口试和操作考试等方式。四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的先修课为高等数学。与大学物理课同步或滞后一学期进行。后继课为理工科各专业的专业基础课。五、建议教材与教学参考书1、 王云才、李秀燕，大学物理实验教程，2002，北京，科学出版社。2、 丁慎训、张孔时，1992，物理实验教程（普通物理实验部分）北京，清华大学出版社。3、 刘振飞、童明薇，1992，大学物理实验，重庆，重庆大学出版社。4、 吴泳华、霍剑青、熊永红等，2001，大学物理实验，北京，高等教育出版社。5、 林木欣、熊予莹、高长连等，2000，近代物理实验教程，北京，科学出版社。 太原理工大学理学院应用物理系物理实验中心2003、089亥纳姑炙庄仪撕琢闪斟渴叙即限裳倦廉真钱挫缠醋赡拷纸加