《大学物理实验》教学大纲.doc

大学物理实验教学大纲课程名称：大学物理实验课程总学时：134 课程编码：（A、B、C） 实验总学时：126 学分数：2+2+2适用专业：物理学（师范）05级主要撰写人：张敏锐 审订人：何龙庆编写时间：05年6月一、 实验的目的与任务普通物理实验是实验物理的基础，是学生接受系统的实验技能训练、加强理论联系实际和提高指导中学实验能力的重要途径。本课程的基本任务是使学生在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能方面受到较系统的训练，要求学生初步掌握物理实验的基本内容以及独立进行实验操作的能力。基本要求：1、熟悉和掌握某些物理量的测量原理和常用的测量方法，合理选择和正确使用基本仪器，进行观测和测量，计算误差和有效数字、处理数据，分析、判断实验结果以及书写实验报告等。2、培养学生能应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实践的结合上加深对物理基本概念的规律的认识。能够针对一些普物实验，独立提出设计方案和研究方案，正确选择实验仪器和设备，合理拟定实验程序和步骤。3、培养严格、细致、实事求是、刻苦钻研、一丝不苟的科学实验态度，培养善于动脑、勤于动手，讲究科学方法的踏实工作作风，培养遵守操作规程，注意实验安全等良好的实验习惯，培养爱护国家公物的品德及创新能力。4.注意联系中学教学实际，培养学生能居高临下地从事中学物理教学、指导物理实验的能力。二、 本课程与其它课程的联系与分工本课程是普通物理教学的一个重要组成部分，它和物理讲授课既紧密联系，又是独立设置的一门基础课程。三、 实验项目与要求讲授（8学时）主要内容：1、 基础物理实验的地位和作用2、 物理实验的一般进程和各教学环节的要求3、 误差和数据处理的基本知识（一）（1）测量和误差（2）测量不确定度简介（3）有效数字及其运算法则（4）实验测量结果的表示4、 实验数据处理的基本方法5、 误差和数据处理的基本知识（二）（1）标准偏差的概念及计算（2）间接测量结果标准偏差的传递公6、阶段性对实验进行讲评和总结实验（126课时）分三个学期完成。序号实验项目名称学时数必做/选做实验类型每套仪器人数目的要求备注1长度测量3必做应用11、掌握游标卡尺、螺旋测微器及读数显微镜的原理。2、正确使用游标卡尺、螺旋测微器及读数显微镜。3、学习多次等精度测量的误差估算及间接测量结果误差的计算。2密度测量3必做应用11、学会物理天平的调节和正确使用。2、掌握测定固体和液体密度的两种方法液体静力秤衡法及比重瓶法。3用三线摆测定物体的转动惯量3必做验证11、学习用三线摆测定物理的转动惯量。2、验证转动惯量的平行轴定理。4固体比热容的测定3选做验证11、学习用混合法测定物体的比热的基本方法。2、学习用温度时间关系曲线进行沸点校正的方法。5多用电表的使用3必做应用11、初步掌握指针式多用电表的工作原理。2、学会正确使用多用电表测量电阻、电压和电流。3、学习如何使用多用电表初步判断二极管和电容器的性能。6示波器的使用3必做应用11、初步了解示波器的工作原理。2、了解示波器面板上多个旋钮的作用。3、学习用示波器观察稳态电信号P的波形并进行定量记录。4、学习用示波器观察李萨如图形。7用稳恒电流场模拟静电场3必做验证11、了解用稳恒电流场模拟静电场的原理和条件。2、学习用模拟法描绘和研究静电场。8二极管伏安特性的测定3必做研究11、学习测量电学元件伏安特性的方法。2、研究电表接入误差的分析方法及修正计算。3、研究晶体二极管的伏安特性。9用惠斯通电桥测电阻3必做应用11、掌握惠斯通电桥的结构特点及测量方法。2、了解测量电桥的灵敏度的方法。3、学会正确使用箱式电桥测电阻的方法。10冰的熔解热的测定3选做验证11、掌握热学两个基本量温度与热量的测量方法。2、学习用混合法测定冰的熔解热。3、了解修正散热的方法。11液体粘度系数的测定3必做验证11、学习及验证粘滞流体动力学的基本规律之一斯托克斯定律。2、掌握依据托斯克斯定律用落球法测定液体的粘度系数。12物体运动速度与加速度的测定3必做验证11、学习气垫导轨的调节和使用。2、学习测量运动物体速度和加速度的方法。13牛顿第二定律的研究3必做研究11、学习在气垫上研究牛顿第二定律的方法。2、掌握气垫导轨和电子计时器的操作方法。3、熟练掌握作图的规律和技能。14电表的改装和校准5必做设计11、按照实验原理设计测量电路。2、了解电流计的量程和内阻在实验中的作用，掌握测量它们的方法。3、掌握毫安计和伏特计的改装、校准和使用。15制作万用表（1）5必做设计1设计和制作万用表的电流表。16制作万用表（2）5必做设计1设计和制作万用表的电压表。17制作万用表（3）5必做设计1设计和制作万用表的电阻档。18动量守恒定律的研究3必做研究11、学习在气垫上研究动量守恒定律。2、进一步掌握气垫导轨和电子计时器的操作方法。3、研究完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。19简谐振动的研究3选做研究11、观察气垫上滑块和弹簧组成的谐振子作简谐振动的现象。2、研究物体作简谐振动的基本特征。3、学习测量弹簧劲度系数和有效质量的方法。20声速的测定3必做综合11、学习用示波器观察信号之间的相位差。2、用相位比较法测量空气中超声波的声速。21液体表面张力的测定3必做验证11、掌握用毛细管法测定液体表面张力系数的方法。2、正确使用测高仪及读数显微镜。22电子射线的聚焦与电子荷质比测定3必做综合11、了解电子射线的电聚焦与磁聚焦的基本原理，加深对带电粒子在电磁场中运动规律的理解。2、了解示波管的构造和各电极的作用，为后继课程打下基础3、 学习用磁聚焦法测定电子荷质比。23灵敏电流计的研究3选做研究11、了解灵敏电流计的工作原理。2、研究灵敏电流计过阻尼、欠阻尼、临界阻尼三种运动状态。3、学习测量灵敏电流计主要参数的方法。4、学习使用灵敏电流计测量电阻。24用电势差计测量电池电动势及内阻3必做应用11、了解直流电势差计的工作原理、结构和特点。2、学习用直流电势差计测量电动势或电势差的方法。25簿透镜焦距的测量3必做验证11、学会调节光学系统的共轴。2、掌握簿透镜焦距的几种测量方法。26分光计的调节与使用3必做应用11、了解分光计的结构，学会调节和使用分光计。2、掌握测量三棱镜的顶角的方法。27用牛顿环测平凸透镜的曲率半径3必做验证11、通过实验掌握分振幅法等厚干涉现象的观察方法，加深对等厚干涉特点的理解。2、学会有牛顿环测定透镜曲率半径的方法。28用透射光栅测定光棚常量和光波之长3必做验证11、加深对光栅的衍射现象理解。2、学会用分光计测定透射光栅常量、光波波长和光栅的角色散。3、进一步熟悉分光计的调节和使用。29用双棱镜测量光波波长3选做验证11、观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件。2、掌握一种利用分割波前实现双光束干涉的方法。3、学会用双棱镜测定光波波长。30迈克尔逊干涉仪的调节与波长的测量3必做应用11、了解迈克尔逊干涉仪的干涉原理。2、掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用方法。3、应用掌握迈克尔逊干涉仪测定钠光D双线的平均波长。31自准直管的调节与使用4必做应用11、了解自准直管的原理构造，掌握自准直管的调节方法。2、掌握应用自准直管测定透镜的焦距、分辨率及玻璃基板的平行度。32偏振光现象的观察与检验4必做验证11、观察光的偏振现象，加深对偏振光的理解。2、掌握生产和检验偏振光的原理及方法。33透镜组基点的测定4必做验证11、加强对共轴球面系统基点的认识。2、学习测定透镜组基点和焦距的方法。3、通过实验理解高斯公式对薄透镜和透镜组均适用。34棱镜偏向角特性和色光折射率的测量4必做设计11、了解棱镜的偏向角特性和学习材料折射率测量的一种方法。2、进一步掌握分光计的调整和使用。35伏安法的研究和补偿原理的应用4必做设计11、先用伏安法不同的测量电阻电路，再用补偿法原理设计一测量电路，分别测量同一个被测电阻，并对每种测量方法的误差进行详细分析。2、用作图法处理数据，对所得图线作出具体解释。3、明确每种测量方法的优缺点，学会实际工作中能根据准确度的要求，权衡利弊选取合适的测量方法。36电表校正及其内阻测定/盒式电位差计的应用4必做设计11、培养学生综合运用电学知识的能力。2、深入掌握补偿原理，学习用电位差计测量电压、电流和电阻的方法。3、用UJ 31型电位差计校准毫安表及测量毫安表的内阻。37组装整流器4必做设计11、熟练阴极射线示波管、万用表的应用和有关元件的判别。2、了解整流电路和滤波电路的作用。38RLC串联电路的稳态特性4必做研究11、研究RLC串联电路在交流信号中的幅频特性和相频特性。2、学习使用示波器，掌握相位差的测量方法。39单摆实验与随机误差的高斯分布3选做验证11、熟悉用秒表测量周期的方法。2、通过实际测量加深对随机误差的统计规律的理解。3、熟悉列表和作图。40霍尔效应3选做综合11、了解用霍尔效应测量磁场的基本原理。2、学习使用特斯拉计测量磁感应强度。用双臂电桥测量低值电阻3选做应用11、了解双臂电桥的结构原理和消除接线电阻及接触电阻的方法。2、掌握用双臂电桥测量低电阻的方法。四、教材及主要参考书教材：1南京师范大学普通物