西南大学物理专业近代物理实验课程.doc

物理专业近代物理实验课程教学大纲物理科学与技术学院 二六年十月 近代物理实验教学大纲课程名称（中文）近代物理实验课程性质 独立设课课程属性 专业基础 实验指导书名称近代物理实验学时学分：总学时 90 总学分4 实验学时 90 实验学分4 应开实验学期 3 年级 五六学期先修课程原子物理学，原子核物理学，固体物理，量子力学，激光技术等一课程简介及基本要求近代物理实验是继“普通物理实验”和“无线电电子学实验”之后的一门重要的专业实验基础课程。近代物理学实验也是介于普通物理学实验与现代科学技术研究实验之间、具有承上启下作用的重要环节。近代物理学实验涉及物理学中各项基础课程和专业课程知识，实验课程内容有一些是20世纪著名的、开拓物理学新的发展方向和方法的实验，使学生了解前人的物理思想和探索过程；有些是与近代科学技术常用实验方法有关的新实验，使学生了解有关新的实验技术和方法；还有一些实验反映物理学院系科研的部分成果。通过学习和掌握这些内容，对进一步掌握物理学概念、运用现代科学技术的实验方法有十分重要意义。近代物理学实验课程着眼于培养学生将来从事科学研究和各项实际科学活动所必备的物理实验技能。二课程实验目的要求近代物理实验是一门面向理工科物理与材料科学类专业开设的专业技术基础实验课程。学生通过本课程学习，掌握一些比较先进的和比较综合性的实验方法和技能。加强理论与实验相结合，锻炼学生综合运用各种技术的能力，培养科学工作作风；进一步加深对有关物理学概念和规律的理解，扩大知识面，培养学生独立进行科学实验的能力；丰富和活跃学生的物理思想，锻炼学生对物理现象的洞察力和分析力，正确认识物理实验在物理学创立和发展中的地位和作用；正确认识物理概念、物理规律的产生、完善和发展过程与物理实验密切关系；了解和掌握近代物理学中常用的实验方法、实验技术、实验仪器和相关科学知识；进一步培养学生正确和良好的实验操作习惯和严谨的科学素质。使学生具有利用近代物理学实验方法和技术，观测物理现象和研究探索未知世界物理规律的创造性能力。三适用专业物理学、材料物理等物理类本科生。四主要仪器设备：X-射线晶体分析仪、真空镀膜设备、组合式多功能光栅光谱仪、光谱分析仪、扫描隧道显微镜、相对论效应实验仪、正电子湮没寿命谱仪、磁共振实验装置、激光拉曼光谱仪等五实验方式与基本要求1本课程以实验室为课堂，以完成教学实验项目为主，教学内容按照分支学科设置专题实验项目，由专题实验项目指导教师负责实验课程教学。2该课程要求学生在进入实验室进行实验之前，必须对于所做实验进行预习并写好实验预习报告。在实验课程开始之前，学生首先把实验预习报告交给指导老师经检查许可后，方可进行实验项目操作。3实验25人1组，在规定的时间内，由学生独立完成。指导老师对于发现和学生提出的问题，应该以启发思考的讨论方式激发学生独立分析处理。4每个实验项目操作在完成过程中学生应该及时填写实验原始记录，包括实验原理、公式、仪器装置（线路结构原理）图、实验器材、原始数据等，特别是原始数据记录一定规范化，如物理量符号、物理量单位与单位符号（SI单位制）、有效数字，数据图表绘制规则等。5学生在完成实验项目以后，按照仪器设备使用规范负责把所用仪器恢复到原来状态，并做清洁卫生；并且按照实验项目分小组填写所在实验室的运行记录。然后把实验原始记录交给指导老师检查、签字，方可结束实验课程离开实验室。6学生在课外对所完成的实验项目按照规定格式及时（做完实验一周之内）写出实验报告，担任实验课程的指导教师对于学生提交的实验预习报告和实验报告实行全批改，并且及时登记成绩。 六考核与报告本课程以平时实验操作过程考核为主，并结合期末考试成绩，综合评定学生本课程学习成绩。实验成绩按规定分类登记在学生成绩花名册上。平时考核成绩:予习报告(15%), 实验操作(55%), 实验报告(30%). 课程成绩: 平时考核成绩(60%) + 期末笔试(或操作)(40%).七实验项目设置与内容序号实验名称内容提要实验学时每组人数实验属性实验者类别开出要求1氢与氘原子光谱1. 拍摄氢原子光谱的巴尔末线系并确定常数RH;2. 计算氢与氘原子核的质量比;3. 了解光谱分析常用的仪器基本原理和实验方法.62综合本科必做2钠原子光谱1. 掌握利用光栅摄谱仪拍摄钠原子光谱的实验方法;2. 测定钠光谱线的波长,求钠原子量子改正数并绘出钠原子能级图.62综合本科必做3光谱定性分析1. 学习和掌握金属与合金定性分析的原理和方法；2. 分析给定样品的化学成分62综合本科必做4激光Raman光谱1. 掌握激光喇曼散射基本原理；2. 学会测定和分析喇曼散射谱122综合本科必做5电子衍射1. 观测电子穿过晶体的衍射现象；2. 掌握电子衍射摄谱技术62综合本科必做6真空镀膜1. 掌握高真空获得与测量方法；2. 学习基本镀膜技术；3. 学会用干涉显微镜测定薄膜厚度62综合本科必做7用粉末法测定多晶的晶格常数1. 掌握德拜相拍摄技术；2. 学会用德拜相确定样品点阵常数及晶胞原子结构类型62综合本科必做8用Laue法确定单晶的晶轴方向1. 掌握老厄相拍摄技术及分析方法；2. 学会对所测样品的老厄斑点指标化62综合本科必做9正电子湮没寿命谱测定与分析1. 了解正电子谱仪基本原理；2. 学会仪器操作技术；3. 正确测定给定样品的正电子寿命谱；4. 学会用解谱程序处理谱数据并分析样品的微结构122综合本科必做10光泵磁共振研究1. 了解光泵磁共振的基本原理；2. 学会光抽运信号的观测方法；3. 测量铷原子的g因子和地磁场；建立零磁场82综合本科必做11g-射线能谱测量1. 掌握g-闪烁能谱仪的测量原理；2. 学习测定和分析给定放射源的g-闪烁能谱62综合本科必做12扫描隧道显微镜分析1. 学习扫描隧道显微镜基本原理；2. 学会显微图谱的测量分析62综合本科选做13锁相放大器技术应用1. 学会和掌握锁相放大器的基本原理和使用方法；2. 观测锁相放大器抑制噪声能力、磁旋光效应62综合本科选做14光纤传输衰减测量1. 初步掌握光纤传输特性和传输损耗与结构参数的关系；2. 学会观测和记录输入和输出光强数据62综合本科选做15巨磁电阻效应研究1. 学习磁电阻的四探针动态测试原理；2. 测量样品的巨磁电阻82设计本科选做16X -荧光分析1. 学习和掌握荧光分析原理及测试分析方法；2. 观测分析样品的图谱数据62综合本科必做17超高真空离子束镀膜1. 了解超高真空获得技术；2. 初步掌握离子束镀膜方法；学会制备给定材料的纳米膜样品122综合本科选做18超高真空磁控溅射镀膜1. 初步掌握磁控溅射镀膜的原理与方法；2. 学会制备给定材料的纳米颗粒膜样品162设计本科选做19夫兰克 -赫兹实验1. 学习原子碰撞激发和测量方法；2. 测量氖原子第一激发电位；3. 分析原子能级结构42验证本科必做20塞曼效应1. 学习用高分辨光谱仪器观测汞546.1nm谱线塞曼分裂现象；2. 学习用光谱光测定电子菏质比62验证本科必做21密立根-油滴实验1. 学习密立根油滴实验设计物理思想；2. 掌握油滴法测量电子电荷42验证本科必做22X-射线衍射物相定性分析1. 学习用PDF卡作检索分析；2. 初步掌握定性分析软件使用技术122综合本科选做23X-射线衍射物相定量分析1. 学习物资定量分析的基本方法；2. 有无标法进行定量分析122综合本科选做24纳米微粒制备与结构分析1. 学习电阻加热法制备超微粒原理；2. 制备金属或氧化物超微粒；3. 分析超微粒样品微结构182设计本科选做25高温超导材料转变温度特性研究1. 了解超导材料基本特性；2. 掌握低温测控技术和超导材料转变温度测量方法62综合本科选做26核磁共振实验1. 学习核磁共振基本原理；2. 掌握用核磁共振方法测量核磁矩62综合本科选做27铁磁共振实验1. 初步掌握铁磁共振基本原理和方法；2. 测定铁氧体YIG的FMR线宽几旋磁比62综合本科选做28原子力显微镜1. 理解原子力显微镜的工作原理；2. 初步掌握原子力显微镜使用方法；3. 学会观测和分析显微图谱数据。82综合本科选做29微波实验1. 观察模拟晶体的微波衍射；2. 学习微波测量技术及波导波长的测定62综合本科选做30金属（合金）表面金相分析1. 学习卧式金相显微镜的原理和使用方法；2. 观测和分析FeC合金的金相图122综合本科选做31晶格常数测定（衍射仪法）1. 学习用衍射仪法测定物质晶格常数；2. 观测给定样品微结构82综合本科选做32凝聚态物质的结晶度研究1. 理解物质晶态结构物理本质；2. 学习结晶度测定基本方法122综合本科选做33电子自旋共振1. 观测电子自旋共振（ESR）现象；2. 学习ESR的基本原理和实验方法；3. 学会利用ESR测量微波波导波长82综合本科选做34固体微结构仿真实验1. 学习材料微结构仿真软件原理和使用方法；2. 研究X-射线晶体分析数据82综合本科选做