近代物理实验大纲-苏州大学.doc

近代物理实验教学大纲2007-4-27 9:35:57近代物理实验教学大纲课程编号： 08131007 大纲执笔人：钱 铮课程名称： 近代物理实验 大纲审批人：晏世雷英文名称： Modern Physical Experiment课程学时： 54学时 实验学时：318实验室名称：基础物理实验中心 近代物理实验室实验课性质：独立设课适用专业： 物理学,光信息科学与技术一、本课程实验教学目的与要求根据近代物理实验教学大纲的要求，结合近年来各校的教改经验，近代物理实验教学内容包括实验思想、实验设计、实验技术及数据处理等四个方面，注重安排一些近代物理学发展史中起重要作用的著名实验，重视培养高年级学生用实验方法研究物理现象和规律，提高他们的科学探索意识。实验选题分为两个部分，必做实验和选做实验。二、主要仪器设备及现有台套数1、相对论实验谱仪2套13、正温度系数（PTC）半导体陶瓷2、射线的吸收和能量的测定1套阻温特性曲线的测量1套3、夫兰克赫兹实验3套14、扫描隧道显微镜1套4、塞曼效应1套15、光速的测定2套5、光谱定性分析1套16、传感器实验1套6、动态全息计量术1套17、黑体辐射实验1套7、氢原子光谱1套18、单光子计数实验1套8、核磁共振2套19、光多道实验1套9、铁磁共振2套20、光磁共振2套10、电子自旋共振2套21、X射线实验2套11、微波实验系统2套12、示波器法观测磁滞回线1套三、实验课程内容和学时分配序号实验项目名称目的要求学时分配实验类型每组人数必开、选开1验证快速电子的动量与动能的相对论关系验证快速电子的动量与动能的相对论关系，了解磁谱仪的测量原理，闪烁计数器的使用方法及拟合法数据处理的思想方法。3综合性1-2必开2射线的吸收和能量的测定了解粒子被物质吸收的规律，学会用吸收法测量粒子的最大能量，从而掌握一种同位素监定方法。3综合性1-2必开3夫兰克赫兹实验通过测定汞原子和氩原子的第一激发电位，证明原子能级的存在，学习测量微电流的方法。31-2必开4塞曼效应使用法布里伯洛干涉仪观察光谱线的塞曼效应，并从所拍摄的干涉条纹测定电子的荷质比。3综合性1-2必开5光谱定性分析掌握用哈脱曼光栏拍摄和比较光谱的原理和方法，通过光谱照相和光谱波长的测量进行合金光谱定性分析。31-2必开6动态全息计量术了解全息干涉计量的基本原理及掌握动态全息照相的拍摄方法，拍摄振动扬声器的全息照片并对它进行振动分析。3综合性1-2必开7氢原子光谱认识氢原子光谱，观测巴尔末系中各谱线的波长，从而验证巴尔末公式，测定里德堡常数。31-2必开8核磁共振了解核磁共振现象，用核磁共振方法精确测量磁场，利用其稳态吸收信号测量均匀磁场及原子核旋磁比。3综合性1-2必开9铁磁共振通过观察铁磁共振现象和测量YIG小球的共振线宽B，了解FMR机理及其实验方法，并学习有关的微波技术知识。3综合性1-2必开10电子自旋共振了解电子自旋共振（ESR）现象及其基本原理，测量DPPH自由基中电子的g因子和共振曲线的线宽。3综合性1-2必开11微波实验熟悉微波测试系统，测出反射式速调管的工作特性曲线，掌握驻波测量、频率测量、功率测量及波导波长测量的基本方法。3综合性1-2必开12示波器法观测磁滞回线学习使用示波器来观察铁氧体的磁滞回线，并从回线上定量地求出材料的几个主要磁参数，即矫顽力、饱和磁感应强度、磁损耗的数值。31-2必开13正温度系数（PTC）半导体陶瓷阻温特性曲线的测量了解PTC陶瓷材料阻温特性的物理机理，测定其阻温特性曲线并计算有关参数3综合性1-2必开14光速的测定掌握几种测量光速的实验思想和实验方法。学会用位相法测定调制波的波长和间接测时法来测定光速。并比较各种方法的优劣和测量误差的主要来源。3综合性1-2必开15传感器实验理解和掌握多种非电量电测的方法，学会利用多种传感器测量力、力矩、压力、加速度、重量等物理量。3综合性1-2必开16X射线实验了解和掌握利用X射线对靶材料作用的特征光谱来研究晶体的结构，如测定单晶体的晶格结构、多晶粉末样品的晶面间隔和钼阳极特征X射线的精细结构等。3设计性1-2必开17扫描隧道显微镜学习和了解扫描隧道显微镜的原理和结构，观测和验证量子力学中的隧道效应，通过观测金和石墨样品，了解物质表面的原子结构，并学会用计算机软件处理原始图象数据。3综合性1-2选开18黑体辐射理解和学会通过对黑体辐射能量和任意发光源辐射能量的测量，记录发光源的辐射能量曲线，并验证维恩位移定律和斯特藩波尔兹曼定律。3综合性1-2选开19单光子计数掌握一种利用光电倍增管测量极微弱光的方法，了解光子计数的基本原理、实验技术和弱光检测中的一些主要问题，并通过与锁相放大器测量弱光方法的比较，加深对单光子技术的认识。3设计性1-2选开20光多道分析了解和掌握光学多道分析器的原理和使用方法，测定氢原子巴尔末系中各谱线的波长和里德堡常数，了解氢原子能级与光谱的关系。3综合性1-2选开21光磁共振理解和掌握利用光抽运效应来研究碱金属原子铷，从而观察和测量原子超精细结构塞曼子能级间的磁共振。3综合性1-2选开22核衰变的统计规律测量NaI(Ti)闪烁探测器的坪曲线，确定合适的工作电压，了解并验证原子核衰变及放射性计数的统计性，掌握计算统计误差的方法，检验测量数据的分布类型的方法。3设计性1-2选开23NaI(Ti)单晶闪烁谱仪了解闪烁探测器的结构、原理，掌握NaI(Ti)单晶闪烁谱仪的几个性能指标和测试方法及有关核电子学仪器的数据采集、记录方法核数据处理原理。3综合性1-2选开四：实验项目的内容和要求 (略)五、考核方式1、实验报告：学生每做完一个实验必须独立完成一篇实验报告。报告必须包括的内容为：实验名称、实验目的、实验所用器材、实验原理、实验步骤、原始数据记录、数据处理、实验结果分析等。2、考核方式（1） 实验课的考核方式为平时实验成绩+笔试成绩。（2） 实验课课平时成绩占课程总成绩的70%、笔试成绩占30%。六、实验教材、参考书1、 教材：近代