X1080062物理实验教学大纲

1 X1080062 物理实验教学大纲物理实验教学大纲 课程名称 中文 英文 物理实验 Physics experiment 课程代码 X1080062 课程类型 公共基础课 课程性质 必修课 设置类别 独立设课 适用专业 理工科各专业 非物理 课程总学时 48 课程总学分 3 实验学时 48 实验学分 3 开实验学期 二 三 一 实验教学的目的与基本要求一 实验教学的目的与基本要求 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程 是本科生接受系统实 验方法和实验技能训练的开端 物理实验课覆盖面广 具有丰富的实验思想 方法 手段 同时能提供综合性很强的基本实验技能 训练 是培养学生科学实验能力 提高科学素质的重要基础 这在培养学生严谨的治学态度 活跃的创 新意识 理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用 本课程的目的和任务是 本课程的目的和任务是 1 学习实验理论 培养学生的基本科学实验技能 提高学生的科学实验基本素质 使学生初步掌握 实验科学的思想和方法 2 培养学生的科学思维和创新意识 使学生在实验的过程中开阔思维 勇于探索和研究 提高学生 的分析问题 解决问题的能力和创新的能力 3 培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风 认真严谨的科学态度 积极主动的探索精神 遵 守纪律 团结协作 爱护公共财物的优良品德 本课程的基本要求 本课程的基本要求 1 掌握测量误差的基本知识 具有正确处理实验数据的基本能力 1 测量误差与不确定度的基本概念 能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评 估 2 处理实验数据的一些常用方法 包括列表法 作图法 最小二乘法和用计算机通用软件处理实 验数据的基本方法 2 掌握基本物理量的测量方法 例如 长度 质量 时间 热量 温度 湿度 压强 压力 电流 电压 电阻 磁感应强度 光 强度 折射率 电子电荷 普朗克常量 里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量 注意加强数字化 测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用 3 了解常用的物理实验方法 并逐步学会使用 例如 比较法 转换法 放大法 模拟法 补偿法 平衡法和干涉 衍射法 以及在近代科学研究 和工程技术中的广泛应用的其他方法 4 掌握实验室常用仪器的性能 并能够正确使用 例如 长度测量仪器 计时仪器 测温仪器 变阻器 电表 交 直流电桥 通用示波器 低频信号 2 发生器 分光仪 光谱仪 常用电源和光源等常用仪器 5 掌握常用的实验操作技术 例如 零位调整 水平 铅直调整 光路的共轴调整 消视差调整 逐次逼近调整 根据给定的电路 图正确接线 简单的电路故障检查与排除 以及在近代科学研究与工程技术中广泛应用的仪器的正确调 节 6 适当学习物理实验史料和物理实验在现代科学技术中的应用知识 二 实验项目设置二 实验项目设置 序 号 实验项目名称实 验 内 容 学 时 实验 类型 实验 要求 实验者 类 别 备注 0 误差理论课堂讲授 5 1 固体密度的测量 学习测量规则和不规则物体密度 的方法 学习天平的正确使用 学习间接测量的数据处理 学习 间接测量不确定度的分析和计算 3 验证必做本科生 2 刚体转动惯量的测 量 学习测量刚体转动惯量的方法 学习用做图法处理数据 或用最 小二乘法处理数据 3 验证必做本科生 3 分光计的调节和使 用 熟悉分光计的主要结构 了解各 部件的工作原理 学习调整与使 用的方法 学习反射法测量角度 3 验证必做本科生 4 示波器的调节和使 用 了解示波器的工作原理 学习调 整与使用的方法 学习电压的测 量 时间的测量 频率的测量 位相的测量等 观察李萨育图形 并学会用此图形测量频率 3 验证必做本科生 5 电源电动势 内阻 的测量 通过电源电动势和内阻测量实验 掌握电位差计的工作原理与机构 特点 学习用电位差计测量电源 电动势 内阻 及其它电学量 3 验证必做本科生 6 杨氏弹性模量的测 量 学习用静态拉伸法测量杨氏模量 学习用光杠杆法测量微小伸长量 学习用逐差法处理数据 能用不 确定度评价实验结果 选用动态 法测量杨氏模量 3 验证必做本科生 7 液体表面张力的测 量 通过用砝码对硅压阻力敏传感器 进行定标 计算传感器的灵敏度 学习传感器的定标方法 观察拉 脱法测量液体表面张力的物理过 程和物理现象 并用物理学基本 概念和定律进行分析和研究 测 量出几种液体的表面张力系数 3 验证必做本科生 3 8 液体折射率的 测量 学习阿贝折射仪的工作原理 用 此仪器测量液体的折射率或者糖 液的浓度 3 验证必做本科生 9 用惠斯登电桥 测量电阻 掌握惠斯登电桥测量电阻的原理 和方法 学习电桥灵敏度的测量 方法 学习电阻箱的使用和误差 的分析及不确定度的计算 3 验证必做本科生 10 热电偶的定标 与测量温度 掌握用电势差计测量电势差 学 习对热电偶进行定标的方法 掌 握热电偶温度计的种类 明确对 不同的温度测量 可选择不同热 电偶温度计 3 验证必做本科生 11 双臂电桥测量 低值电阻 了解双臂电桥的工作原理 掌握 双臂电桥测量低电阻的方法 利 用双臂电桥测量金属材料的电阻 率 3 验证必做本科生 12 交流电桥的使 用 了解交流电桥的电路特点 平衡 原理和调节方法 学会用交流电 桥测量电容 电感 3 验证必做本科生 13 半导体的伏安 特性曲线 依据某种非线性电阻元件的特点 设计实验方案 选择匹配的仪器 设备 测绘出元件的伏安特性曲 线 学习从实验的曲线上 获取元件 的有关信息 明确其使用的价值 3 验证必做本科生 14 用牛顿环测量 透镜曲率半径 观察等厚干涉 了解其特征 学 习用干涉法测量透镜的曲率半径 学习读数显微镜的使用方法 3 验证必做本科生 15 衍射光栅测波 长 研究光栅的衍射现象及光谱的分 布规律 学习用光栅测谱线的波 长 3 验证必做本科生 16 迈克尔逊干涉 仪的调节和使 用 了解迈克尔逊干涉仪的构造原理 学会调整和使用 测量氦氖激光 的波长 观察等倾干涉和等厚干 涉现象 3 验证必做本科生 17 霍耳效应测量 学习用霍耳效应方法测量磁场 学习消除附加误差的方法 分四 种情况测量出磁场的磁感应强度 做 B X 曲线 分析实验结果 3 验证必做本科生 18 热敏电阻温度 计的设计与安 装 了解热敏电阻的温度特性及测量 温度的原理 了解非平衡电桥的 工作原理 学习热敏电阻温度计 的设计和安装技术 3 验证必做本科生 4 19 密立根油滴仪 测量元电荷电 量 利用电视显微密立根油滴仪测量 电子电荷 了解 CCD 图象传感器 的原理与应用 学习电视显微测 量方法 学习用最大公约数或用 做图的方法求得电子的电荷量 4 综合必做本科生 20 夫兰克 赫兹实 验 通过对汞原子第一激发态电位的 测量 学习富兰克和赫兹研究原 子内部能量量子化的基本思想和 实验方法 了解电子与原子弹性 碰撞和非 弹性碰撞的机理 4 综合必做本科生 21 音频信号光纤 传输技术 了解音频信号光纤传输系统的结 构 学习分析集成运放电路的基 本方法 训练音频信号技术光纤 传输系统的调试技术 4 综合必做本科生 22 小型制冷装置 制冷量和制冷 系数的测量 了解压缩式制冷机的基本结构和 工作原理 测量在不同的温度下 制冷机的制冷量和能效比 通过 对制冷系统压缩机排气口 进气 口和冷凝器末端温度及压力的测 量估计理论制冷系数 4 综合必做本科生 23 不规则轻质物 体表观密度的 测量设计 进行设计性实验的训练 通过密 度实验的学习 能设计不规则轻 质物体表观密度的测量 如磁盘 的密度的测量 石蜡密度的测量 有空隙物体的密度测量等等 3 设计选做本科生 24 设计用分光计 测量液体的折 射率 进行设计性实验的训练 能使用 已经学习过的分光计测量多种物 理现象的光学角度 如光在液体 折射过程中的几种角度 进而测 量出液体对某种波长的光波的折 射率 3 设计选做本科生 25 液体的表面张 力随浓度变化 的研究 进行设计性实验的训练 设计液 体的表面张力随浓度变化的实验 研究液体的表面张力随浓度变化 的规律 3 设计选做本科生 26 用迈克尔逊干 涉仪测量气体 的折射率 通过学习迈克尔逊干涉仪的构造 原理 调整 应用此设备测量气 体的折射率 3 设计选做本科生 27 平晶的检测或 细丝直径测量 实验的设计 通过平晶的检测或细丝直径测量 实验的设计 掌握用光的干涉法 测量长度 了解长度的测量的不 同方法和手段 锻炼学生的实践 能力和创新思维 3 设计选做本科生 5 28 电饭锅温度控 制电路的设计 与组装 本实验要求学生了解保温式自动 电饭锅的工作原理 在教材的提 示下能独立地设计温度的控制电 路 并能用给出的器件连接出温 控电路 完成任务 能对电饭锅 的常见故障作出诊断 3 设计选做本科生 29 双臂电桥灵敏 度的测量与研 究 研究更换倍率档对双臂电桥灵敏 度的影响 观察实验现象 测量 实验数据 分析实验结果 由学 生根据自己设计的实验方案进行 实验 并完成实验的小论文 3 设计选做本科生 30 电桥法测量非 线性电阻的伏 安特性曲线 设计用直流电桥测量 4070 2AP 2CP 2CW 热敏电 阻 LED 等 二极管的正反向伏 安特性曲线 3 设计选做本科生 31 汞光谱的色散 的研究 设计用分光计测量玻璃对汞光谱 的色散 研究色散的规律 3 设计选做本科生 32 原子光谱实验 本实验通过氢氘光谱的拍摄 里 德堡常量氘氢质量比的测定 加 深对氢光谱的规律和同位素位移 的认识 并理解精密测量的意义 4 综合选做本科生 33 光信息技术 根据傅立叶光学的理论 学习和 初步掌握如阿贝成象原理 空间 滤波 调制空间假彩色编码全 息无损检测等技术 认识现代光 学信息处理的实质 4 综合选做本科生 34 超声波探伤技 术 了解超声波探伤的实验原理及方 法 掌握超声波无损检测定位被 检测物中的缺陷 4 综合选做本科生 35 隧道扫描显微 镜 学习和了解遂穿显微镜原理和结 构 观测和验证量子力学中的隧 道效应 学习掌握扫描遂穿显微 镜的操作和调试过程 观察样品 的表面形态 学习用电子计算机 处理数据和图象 4 综合选做本科生 36 学生创新和扩 展实验 题目自拟 提出申请实验中心研 究批准 注 课堂讲授误差理论 5 学时 采用开放的方式进行实验教学 学生可以从 22 个必做的题目中 选择 1 题目和 1 个综合性 实验题目的实验 完成 48 学时的教学计划 课外安排综合性 设计性选题 13 个 学生也可以自拟题目 实验室预约开放 供全校各个年级的学生进行科学实验和创新研究 三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准 一 实验报告要求 一 实验报告要求 根据物理实验教学的特点 并参照国家关于科技论文的有关标准和规范 建议在撰写物理实验报告 时 应包括如下内容 6 1 实验题目 一般就是项目名称 2 实验的说明 是实验目的和要求 3 实验内容和原理 简要论述测量的科学依据 给出或者推导出测量的公式以及测量的原理图 4 主要仪器设备 简要介绍测量对象和所使用的仪器设备 对于一些教学重点是实验仪器调整和使 用的实验 要说明仪器的结构和工作原理 5 实验步骤 操作方法与过程 这一部分要体现实验者通过科学测量获取实验数据的过程 对于操 作过程中遇到的问题和故障 以及为解决这些问题而采取的措施要做适当的阐述 6 实验数据记录和处理 这一部分展现的是实验报告的基础性材料和实验追求的最终结果 按实验 报告的要求 数据一定要记录在根据需要设计的表格内 列出直接测量量的两类不确定度并按照规范化 的要求报道实验的最终结果 注意 不确定度计算 作图 有效数字运用要符合要求 7 实验结果分析与讨论 实验报告上一定要有实验的分析讨论 这是培养分析能力的重要方面 例 如 实验的原理 方法 仪器你感到掌握了没有 实验目的达到否 实验误差的分析讨论 有哪些误差来源 哪些是主要的 哪些是次要的 系统误差表现在哪里 如 何减少或消除 改进实验的设想 怎样改进测量方法或装置 实验步骤怎样安排更好 观察到什么异常现象 如何解释 遇到什么困难 如何克服 测量结果是否满意 误差是否在允许范围内 如实验结果不好 是何原因 该实验对进一步加深和巩固理论知识有何帮助 实验涉及的原理 方法有何实用价值 对实验的教学内容和方法提出建议或者对于一些问题的质疑等 实验前一定要有预习 实验预习报告的内容由学生自己来决定 原则上是能帮助自己顺利的完成操 作 一般情况下预习报告应包括上文中以上 1 2 3 4 5 项 设计好原始记录的数据表格并作好回答 课堂讨论思考题的准备 设计性或者研究性的实验报告的撰写 参考科技论文的写法 其结构的主要内容是 题目 作者署 名 摘要 关键词 引言 正文 结论 参考文献等 更具体的要求将在设计性实验的过程中讲授 二 实验考核方式 内容及成绩评定标准 二 实验考核方式 内容及成绩评定标准 一 总的原则 物理实验采用开放的方式授课 是通过实验理论的学习 为实验目的而进行实验方案的拟定至实验 的施行及实验后的实验报告撰写 来培养和提高学生的自学能力 动手能力 分析问题和解决问题的能 力 工程实践能力和优良的科学素质 科学实验报告科学技术论文的撰写能力 物理实验课程采用开放的方式授课 是以验证性实验为起点 经过基本验证性实验的训练 综合实 验的提高 以达到一部分学生能完成一些设计创新和研究性的实验题目 基本验证性实验的训练阶段教 师要发挥主导的作用 这一阶段主要重视学生们的实验过程 而淡化结果 综合性实验的提高阶段提倡 学生自学为主 指导教师辅导为辅 学生经过课前的学习准备 掌握了实验原理并拟定了合适的实验方 案 要求学生必须有一个科学严谨实验过程和一个较好的实验结果 并能写出科学规范的实验报告 对 于一部分学生课外所完成些创新和研究性的实验题目 要求撰写出具有一定水平学术论文 根据学校的 相关政策给予学分奖励 二 成绩构成 1 物理实验采取逐个实验项目考核 各实验项目成绩的总和就是本课程的期末成绩 2 学生由中心开放的 22 个题目中选择基础验证性实验 1 的题目 4 个 提高性基础验证实验 2 的题目 7 9 个和 1 个综合性实验题目 3 验证性 1 实验评分范围 0 3 分 全部完成满分 12 分 4 验证性 2 实验评分范围 0 8 分 全部完成满分 72 分 5 综合性实验评分范围 0 10 分 全部完成满分 10 分 6 其它方式分数 0 6 分 完成满分 6 分 7 总计分数在 由计算机自动核算分数 90 100 评为 优 80 89 为 良 70 79 为 中 60 69 为 及格 59 以下为 不及格 8 每项实验采取几个环节考核 评分细则由任课教师自定 四 实验教材及参考书四 实验教材及参考书 大学物理实验 李学慧 高峰等编 高等教育出版社 2005 大学物理实验 高峰等编 东北大学出版社 2002 大学物理实验 霍剑青等编 高等教育出版社 2001 8 大纲撰写人 高 峰 大纲审阅人 郇维亮 负 责 人 高首山 9 X2080142 普通物理实验实验教学大纲普通物理实验实验教学大纲 课程名称 中文 英文 普通物理实验 General physics experiment 课程代码 X2080142 课程类型 专业基础课 课程性质 必修课 设置类别 独立设课 适用专业 应用物理学 课程总学时 96 课程总学分 6 实验学时 96 实验学分 6 开实验学期 三 四 一 实验教学的目的与基本要求一 实验教学的目的与基本要求 课程的目的 通过对物理实验现象的观测和分析 学习运用理论指导实验 分析和解决实验中的问 题 培养学生从事科学实验的初步能力 这些能力主要是通过阅读教材或资料 能概括出实验的原理和 实验的方法 正确的使用实验仪器 掌握一些物理量的测量方法和实验的操作技能 正确记录和处理数 据 分析评价实验结果和撰写实验报告 自行设计和完成某些实验题目 进而提高学生进行科学实验的 分析判断能力 革新创造能力 归纳总结能力 口头和文字表达能力等 培养学生勤于动手 善于分析 耐心细致 实事求是的科学作风 养成遵守纪律 团结协作 爱护公物的优良品德 由于物理实验涵盖的知识面巨大 而且又是学生进入高等学校进行科学实验的理论 方法教育的第 一环节 所以对学生实施素质教育 培养学生的创新精神和实践能力等方面有着先导的作用 因而是其 它任何学科的实验所不能替代的 课程教学内容的基本要求 1 通过误差理论的学习 了解几种典型的误差分布 如正态分布 分布 泊松分布 二项式分布 等 掌握有效数字的记录和计算 学会对实验进行误差分析 能定性的判断和定量的估算实验结果的可 靠性 2 学会和了解一些物理量的测量方法 知道如何根据实验要求确定实验方案 选择实验仪器设备 减小实验误差 掌握替代 放大 比较 补偿 转换 模拟等实验方法 掌握作图 逐差 外推 最小 二乘等数据处理方法 3 了解一些常用的实验技术 如电子技术 传感技术 光电技术及基本的光测量技术 并懂得物理 实验的安全防护知识 经过学习建立起用实验去观察 分析 研究物理现象 验证和总结物理规律的基本观念 培养科学 研究初步能力 二 实验项目设置 必修题目二 实验项目设置 必修题目 2222 个验证性实验 个验证性实验 8 8 个综合设计共个综合设计共 3030 个 选做题目个 选做题目 1616 个 个 序 号 实验项目名称实 验 内 容 学 时 实验 类型 实验 要求 实验者 类 别 备注 0 误差理论测量的误差及数据的处理 6 1 物理实验基本仪器量 具使用的训练 物理实验基本仪器设备使用的 填平补齐 基本技能的训练 3 验证必做本科生 10 2 固体密度的测量 学习测量规则和不规则物体密 度的方法 学习天平的正确使 用 学习间接测量的数据处理 学习间接测量不确定度的分析 和计算 3 验证必做本科生 3 刚体转动惯量的测 量 学习测量刚体转动惯量的方法 学习用做图法处理数据 或用 最小二乘法处理数据 3 验证必做本科生 4 复摆的研究 研究复摆的振动周期与悬挂支 点位置的关系 学习用复摆测 量当地重力加速度的方法 练 习用做图法处理数据 3 验证必做本科生 5 分光计的调节和使 用 熟悉分光计的主要结构 了解 各部件的工作原理 学习调整 与使用的方法 学习反射法测 量角度 3 验证必做本科生 6 示波器的调节和使 用 了解示波器的工作原理 学习 调整与使用的方法 学习电压 的测量 时间的测量 频率的 测量 位相的测量等 观察李 萨育图形 并学会用此图形测 量频率 3 验证必做本科生 7 用电位差计测量电 动势 掌握电位差计的工作原理与机 构特点 学习用电位差计测量 电源电动势 及其它电学量 3 验证必做本科生 8 杨氏弹性模量的测 量 学习用静态拉伸法测量杨氏模 量学习用光杠杆法测量微小伸 长量 学习用逐差法处理数据 能用不确定度评价实验结果 选用动态法测量杨氏模量 3 验证必做本科生 9 液体黏度的测量 观察液体的内摩擦现象 学习 用落针法 或落球法 等几种 方法测量液体的黏度 3 验证必做本科生 10 液体表面张力的测 量 通过用砝码对硅压阻力敏传感 器进行定标 计算传感器的灵 敏度 学习传感器的定标方法 观察拉脱法测量液体表面张力 的物理过程和物理现象 并用 物理学基本概念和定律进行分 析和研究 测量出几种液体的 表面张力系数 3 验证必做本科生 11 11 热电偶的定标与测 温 掌握用电势差计测量电势差 学习对热电偶进行定标的方法 掌握热电偶温度计的种类 明 确对不同的温度测量 可选择 不同热电偶温度计 3 验证必做本科生 12 焊接技术训练实验 通过一些小型用电设备的制作 焊接 掌握印刷电路的制作 锻炼焊接的技巧 3 6 验证必做本科生 13 用惠斯登电桥测量 电阻 掌握惠斯登电桥测量电阻的原 理和方法 学习电桥灵敏度的 测量方法 学习电阻箱的使用 和误差的分析及不确定度的计 算 3 验证必做本科生 14 双臂电桥测量低值 电阻 了解双臂电桥的工作原理 掌 握双臂电桥测量低电阻的方法 利用双臂电桥测量金属材料的 电阻率 3 验证必做本科生 15 交流电桥 了解交流电桥的电路特点 平 衡原理和调节方法 学会用交 流电桥测量电容 电感 3 验证必做本科生 16 用模拟法测绘静电 场 学习用模拟法研究静电场 通 过对典型场的模拟 加深对静 电场理论知识的理解 了解模 拟法是科学研究和工程测试中 的一种很好的实验方法 3 验证必做本科生 17 霍耳效应法测量磁 场 学习用霍耳效应方法测量磁场 学习消除附加误差的方法 3 验证必做本科生 18 冲击电流计测量电 容 了解冲击电流计的工作原理 学习电量常数 冲击常数 磁 感应强度的测量 3 验证必做本科生 19 玻璃折射率的测定 熟悉分光计的使用 学习用最 小偏向角的方法测量玻璃的折 射率 3 验证必做本科生 20 液体折射率的测量 学习用阿贝折射仪测量液体的 折射率 研究液体的折射率随 温度和杂质变化规律 3 验证必做本科生 21 用牛顿环测量透镜 曲率半径 观察等厚干涉 了解其特征 学 习用干涉法测量透镜的曲率半径 学习读数显微镜的使用方法 3 验证必做本科生 22 衍射光栅测波长 研究光栅的衍射现象及光谱的 分布规律 学习用光栅测谱线 的波长 3 验证必做本科生 23 迈克尔逊干涉仪的 调节和使用 了解迈克尔逊干涉仪的构造原 理 学会调整和使用 测量氦 氖激光的波长 观察等倾干涉 3 综合必做本科生 12 和等厚干涉现象 24 铁磁材料居里点的 测量 了解铁磁材料的磁化 磁化强 度 磁化率 磁化场强度 居 里点等物理量意义 学会用示 波器观察磁滞回线 并用此种 方法测量不同铁磁样品的居里 点 3 综合必做本科生 25 电介质介电常数的 测量 学习固体 液体电介质相对介 电常数的测量原理及测量方法 学习减小实验过程中的系统误 差的方法 3 综合必做本科生 26 固体导热系数的测 量 了解热传导现象的物理过程 学习用稳态平板法测量不良导 体的导热系数 用做图法 或 逐差法 求冷却速率 3 综合必做本科生 27 磁性液体表观密度 的实验研究 了解磁流体的一些物理特性 测量磁流体中不同深度的表观 密度 测量磁流体中某点的表 观密度随着磁场变化的规律 3 综合必做本科生 28 电饭锅温度控制电 路的设计与组装 本实验要求学生了解保温式自 动电饭锅的工作原理 在教材 的提示下能独立地设计温度的 控制电路 并能用给出的器件 连接出温控电路 完成任务 能对电饭锅的常见故障作出诊 断 3 综合必做本科生 29 密立根油滴仪测量 元电荷电量 利用电视显微密立根油滴仪测量 电子电荷 了解 CCD 图象传感器 的原理与应用 学习电视显微测 量方法 学习用最大公约数或用 做图的方法求得电子的电荷量 3 综合必做本科生 30 音频信号光纤传输 技术 了解音频信号光纤传输系统的 结构 学习分析集成运放电路 的基本方法 训练音频信号技 术光纤传输系统的调试技术 3 综合必做本科生 31 热敏电阻温度计的 设计安装和使用 了解热敏电阻的温度特性及测 量温度的原理 了解非平衡电 桥的工作原理 学习热敏电阻 温度计的设计和安装技术 3 综合必做本科生 32 阿贝成象与空间滤 波 根据傅立叶光学的理论熟悉阿 贝成象原理 通过这个实验了 解成象过程中的分频与合成作 用 掌握方向滤波 高通滤波 低通滤波等简单技术 加深对 光学中空间频率和空间滤波概 3 综合选做本科生 可调 整 13 念的理解 认识光学信息处理 的实质 33 照相及暗室技术 了解照相 印相和放大的基本 原理 学习照相 印相放大及 暗室技术 3 综合选做本科生 可调 整 34 温度传感器的定标 和测温电路的设计 设计测量传感器灵敏度的实验 设计数字式摄氏温度计的实验 设计平均温度计或最低温度计 设计某些金属材料电阻与温度 关系的实验 3 设计选做本科生 35 设计用分光计测量 液体的折射率 进行设计性实验的训练 能使 用已经学习过的分光计测量多 种物理现象的光学角度 如光 在液体折射过程中的几种角度 进而测量出液体对某种波长的 光波的折射率 3 设计选做本科生 36 液体的表面张力随 浓度变化的研究 进行设计性实验的训练 设计 液体的表面张力随浓度变化的 实验 研究液体的表面张力随 浓度变化的规律 3 设计选做本科生 37 用迈克尔逊干涉仪 测量气体的折射率 通过学习迈克尔逊干涉仪的构 造原理 调整 应用此设备测 量气体的折射率 3 设计选做本科生 38 平晶的检测或细丝 直径测量实验的设 计 通过平晶的检测或细丝直径测 量实验的设计 掌握用光的干 涉法测量长度 了解长度的测 量的不同方法和手段 锻炼学 生的实践能力和创新思维 3 设计选做本科生 39 双臂电桥灵敏度的 测量与研究 研究更换倍率档对双臂电桥灵 敏度的影响 观察实验现象 测量实验数据 分析实验结果 由学生根据自己设计的实验方 案进行实验 并完成实验的小 论文 3 设计选做本科生 40 电桥法测量非线性 电阻的伏安特性曲 线 设计用直流电桥测量 4070 2AP 2CP 2CW 热敏电 阻 LED 等 二极管的正反向伏 安特性曲线 3 设计选做本科生 41 汞光谱的色散的研 究 设计用分光计测量玻璃对汞光 谱的的色散 研究色散的规律 3 设计必做本科生 42 冲击电流计测量磁 场 了解冲击电流计的工作原理 学习电量常数 冲击常数 磁 感应强度的测量 3 验证选做本科生 14 43 万用表电路的设计 与组装 学习万用表的基本原理和设计 方法 掌握万用表的设计 组 装与定标方法 3 设计选做本科生 44 太阳能电池基本特 性的测量 了解太阳能电池作为光信号探 测器 在光电转换 自动控制 计算机输入和输出等科学技术 中的重要作用 作为能量转换 器有效利用太阳能 3 综合选做本科生 45 小型制冷装置制冷 量和制冷系数的测 量 了解压缩式制冷机的基本结构 和工作原理 测量在不同的温 度下制冷机的制冷量和能效比 通过对制冷系统压缩机排气口 进气口和冷凝器末端温度及压 力的测量估计理论制冷系数 3 综合选做本科生 46 传感或动态测量杨 氏模量 学习用动态法更精确地测量金 属的杨氏模量 学习用传感的方法测量金属的 杨氏模量 3 综合选做本科生 47 非线性电路振荡周 期的混沌实验 观测非线性电路振荡周期的分 岔与混沌实验 从而对非线性 电路及混沌现象有一初步认识 3 综合选做本科生 注 注 课堂讲授误差理论 6 学时 实验 30 个题目可以从上表中选择 完成 96 学时的教学计划 其余题目课外选修 奖励学 分按学校的有关政策执行 三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准 一 实验报告要求 一 实验报告要求 根据物理实验教学的特点 并参照国家关于科技论文的有关标准和规范 建议在撰写物理实验报告 时 应包括如下内容 1 实验题目 一般就是项目名称 2 实验的说明 是实验目的和要求 3 实验内容和原理 简要论述测量的科学依据 给出或者推导出测量的公式以及测量的原理图 4 主要仪器设备 简要介绍测量对象和所使用的仪器设备 对于一些教学重点是实验仪器调整和使 用的实验 要说明仪器的结构和工作原理 5 实验步骤 操作方法与过程 这一部分要体现实验者通过科学测量获取实验数据的过程 对于操 作过程中遇到的问题和故障 以及为解决这些问题而采取的措施要做适当的阐述 6 实验数据记录和处理 这一部分展现的是实验报告的基础性材料和实验追求的最终结果 按实验 报告的要求 数据一定要记录在根据需要设计的表格内 列出直接测量量的两类不确定度并按照规范化 的要求报道实验的最终结果 注意 不确定度计算 作图 有效数字运用要符合要求 7 实验结果分析与讨论 实验报告上要有实验的分析讨论 这是培养分析能力的重要方面 例如 1 实验的原理 方法 仪器你感到掌握了没有 实验目的达到否 2 实验误差的分析讨论 有哪些误差来源 哪些是主要的 哪些是次要的 系统误差表现在哪里 如何减少或消除 15 3 改进实验的设想 怎样改进测量方法或装置 实验步骤怎样安排更好 4 观察到什么异常现象 如何解释 遇到什么困难 如何克服 5 测量结果是否满意 误差是否在允许范围内 如实验结果不好 是何原因 6 该实验对进一步加深和巩固理论知识有何帮助 实验涉及的原理 方法有何实用价值 7 对实验的教学内容和方法提出建议或者对于一些问题的质疑等 实验前一定要有预习 实验预习报告的内容由学生自己来决定 原则上是能帮助自己顺利的完成操 作 一般情况下预习报告应包括上文中以上 1 2 3 4 5 项 设计好原始记录的数据表格并作好回答 课堂讨论思考题的准备 设计性或者研究性的实验报告的撰写参考科技论文的写法 其结构的主要内容是 题目 作者署名 摘要 关键词 引言 正文 结论 参考文献等 更具体的要求将在设计性实验的过程中讲授 二 实验考核方式 内容及成绩评定标准 二 实验考核方式 内容及成绩评定标准 1 通过考核评定出优秀的学生 激励学生们学习物理实验的兴趣 提高创新能力的方法 引导自主 学习的方向 2 成绩的评定方式 1 物理实验两个学期的课程经过综合考核只给出一个综合的成绩 2 综合成绩由下列几种考核的形式相加给出 平时的成绩 课堂上实验能力的考核 实验报告撰写能力的考核 占总成绩的 65 理论测试 第一学期 考核误差理论 实验的基本方法 数据处理的各种方法等 占总成绩的 20 其它的附加成绩 占总成绩的 15 D 实验论文的考核 并不要求每人都做 第二学期期中阶段由学生以自己感兴趣实验为题目 经 过独立设计 实验 之后 进行归纳总结写出一篇实验性的论文 由教师和学生们组成的验收小组评出 成绩 奖励成绩 10 3 成绩评定标准 评分标准细则另行制定 四 实验教材及参考书四 实验教材及参考书 大学物理实验 李学慧 高峰编 高等教育出版社 2005 大学物理实验 高峰等编 东北大学出版社 2002 大学物理实验 霍剑青等编 高等教育出版社 2001 补充的活页教材 高峰等编 2005 16 大纲撰写人 高 峰 大纲审阅人 郇维亮 负 责 人 高首山 17 X3050161Visual Basic 程序设计实验教学大纲程序设计实验教学大纲 课程名称 中文 英文 Visual Basic 程序设计 Visual basic programming 课程代码 X3050161 课程类型 专业课 课程性质 必修课 设置类别 非独立设课 适用专业 信息与计算科学 课程总学时 64 课程总学分 4 实验学时 16 实验学分 0 开实验学期 四 一 实验教学的目的与基本要求一 实验教学的目的与基本要求 实验的目的 实验的目的 本课程从应用和实践的角度出发 使学生通过上机操作掌握本课程所讲述的程序设计思想 并能独 立编写 Visual Basic 应用程序 掌握面向对象编程方法 达到提高学生分析问题和解决问题的能力的目 的 为提高学生的实际编程能力打下基础 实验的要求 实验的要求 1 实验前要预习 实验前必须认真预习相关的知识 做好充分准备 2 学生进入实验室 要保持室内整洁和安静 按照指定的内容进行实验 3 学生在实验前做好预习 写好算法 在教师指导下学生再自己编程 实验完毕由教师验收合格后 方可离开 并写好实验报告 4 实验报告要使用专门的实验报告纸 报告内容包括实验目的 实验用仪器设备 实验内容 实验 结果 计算公式以及数据处理和报告项目问题讨论等 要求书写文字整齐简洁 5 实验过程中要注意人身和设备安全 遇到事故或出现异常现象 应立即切断电源 保持现场并报 告指导教师处理 二 实验项目设置二 实验项目设置 序号实验项目名称实 验 内 容 学 时 实验 类型 实验 要求 实验者 类 别 备注 1 创建与运行第 一个 Visual Basic 应用程 序 1 设计一个 加法器 程序 2 编写一个模拟袖珍计算器的程序 2 验证必做本科生 18 2 顺序结构程序 设计 1 计一个 商品收费 计算程序 2 编一程序 输入以秒为单位表示 的时间 将其转换成几时几分几秒 要求 a 输入使用文本框 输出使用 Print 方法在窗体上按 小时 分 秒 形式输出 b 输入使用 InputBox 函数 输 入的默认值为 50000 秒 输出使用 MsgBox 函数或过程 输出形式为 小时 分 秒 2 验证必做本科生 3 选择结构程序 设计 1 设计一个公用电话计时收费程序 2 设计一个字符大小写转换程序 2 验证必做本科生 4 循环结构程序 设计 1 编写一程序 求出一字符串中最 长的单词 2 编程序计算 S 1 2 3 n 不大于 400000 的最小 n 值 2 验证必做本科生 5 数组的应用 1 随机产生 10 个任意的二位正整数 存放在一维数组中 求数组的最大 值 平均值 并能实现将数据按升 序排列 并且使用 InputBox 函数插 入一个新数据 使数组仍然升序排 列 2 设计一个 拨号盘 程序 2 验证必做本科生 6 Sub 子过程和 函数过程 1 编一子程 用于判断一个字符串 是否是回文 2 编一个将其它进位制 二进制 十 六进制 整数成十进数的函数 2 验证必做本科生 7 常用控件的使用 设计一个成绩录入程序 2 验证必做本科生 8 菜单设计与通 用对话框 设计一个记事本应用程序 2 综合必做本科生 三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准 实验报告要求内容完整 写出设计的方法和实现的过程 实验考核方式依据实验报告完成情况和实验上机情况综合考核 根据实验报告和实验课出席情况给出实验成绩 满分为 20 分 四 实验教材及参考书四 实验教材及参考书 Visual Basic6 0 程序设计实用教程 罗朝盛编 清华大学出版社 2003 Visual Basic 程序设计实验指导与习题 罗朝盛编 清华大学出版社 2004 Visual Basic 程序设计实验指导与习题 罗朝盛编 清华大学出版社 2005 大纲撰写人 郑丽群 19 大纲审阅人 姜本源 负 责 人 高首山 20 X3050171 数据结构实验教学大纲数据结构实验教学大纲 课程名称 中文 英文 数据结构 Data structure 课程代码 X3050171 课程类型 专业课 课程性质 必修课 设置类别 非独立设课 适用专业 信息与计算科学 课程总学时 64 课程总学分 4 实验学时 16 实验学分 0 开实验学期 五 一 实验教学的目的与基本要求一 实验教学的目的与基本要求 实验的目的 实验的目的 用计算机来解决实际问题时 就要涉及到数据的表示及数据的处理 而数据表示及数据处理正是数 据结构课程的主要研究对象 通过这两方面内容的学习 为后续课程 特别是软件方面的课程打下了厚 实的知识基础 同时也提供了必要的技能训练 因此 数据结构课程在计算机应用中具有举足轻重的作 用 本课程实验采用实验教学和学生实验相结合方式 使学生掌握数据结构的基本原理和编程方法 达 到提高学生分析问题和解决问题的能力的目的 实验的要求 实验的要求 1 实验前要预习 实验前必须认真预习相关的知识 做好充分准备 2 学生进入实验室 要保持室内整洁和安静 按照指定的内容进行实验 3 学生在实验前做好预习 写好算法 在教师指导下学生再自己编程 实验完毕由教师验收合格后 方可离开 并写好实验报告 4 实验报告要使用专门的实验报告纸 报告内容包括实验目的 实验用仪器设备 实验内容 实验 结果 计算公式以及数据处理和报告项目问题讨论等 要求书写文字整齐简洁 5 实验过程中要注意人身和设备安全 遇到事故或出现异常现象 应立即切断电源 保持现场并报 告指导教师处理 二 实验项目设置二 实验项目设置 序 号 实验项目名称实 验 内 容 学 时 实验 类型 实验 要求 实验者 类 别 备注 1 线性链表操作 建立线性链表并求两个线性链 表的差 2 验证必做本科生 2 栈和队列的应用 实现用栈来完成队列的插入和 删除操作 2 验证必做本科生 3 二叉树建立及遍历 建立一棵二叉树 自由选择实 现其一种遍历 2 验证必做本科生 4 赫夫曼树 赫夫曼编 码 建立一棵赫夫曼树 输出赫夫 曼编码 2 验证必做本科生 21 5 图的存储 遍历 用邻接矩阵实现图的存储 任选一种方法实现图的遍历 2 验证必做本科生 6 图的拓扑排序输出图的拓扑序列 2 验证必做本科生 7 查找 用二分查找方法在一个有序 顺序存储的线性表中进行查 找 2 验证必做本科生 8 排序 用选择排序方法实现对一组 数据的排序 2 验证必做本科生 三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准三 实验报告要求 实验考核方式 内容及成绩评定标准 实验报告要求内容完整 验证性实验写出验证结果 实验考核方式依据实验报告完成情况和实验上机情况综合考核 根据实验报告和实验课出席情况给出实验成绩 满分为 20 分 四 实验教材及参考书四 实验教材及参考书 数据结构 严蔚敏编 清华大学出版社 2003 数据结构算法实现及解析 高一凡编 西安电子科技大学出版社 2002 数据结构 学习指导与训练 蒋盛益编 中国水利水电出版社 2003 数据结构习题与解析 A 级 第 3 版 李春葆编 清华大学出版社 2006 大纲撰写人 郑丽群 大纲审阅人 姜本源 负 责 人 高首山 22 X3080062 近代物理实验教学大纲近代物理实验教学大纲 课程名称 中文 英文 近代物理实验 Modern physical experiment 课程代码 X3080062 课程类型 专业课 课程性质 必修课 设置类别 独立设课 适用专业 应用物理学 课程总学时 80 课程总学分 5 实验学时 80 实验学分 5 开实验学期 六 七 一 实验教学的目的与基本要求一 实验教学的目的与基本要求 近代物理实验是继基础物理实验和无线电电子学实验后的一门重要的基础实验课程 它涉及的物理 知识面较基础物理实验要广泛得多 其技术性 综合性更强 学习近代物理实验旨在充分活跃学生的物 理思想 加深培养他们对物理现象的观察能力 引导他们了解实验物理在物理概念的产生形成和发展过 程中的作用 学习近代物理中常用的方法 技术 仪器设备和知识 使学生获得一定的实验方法和技术 去研究物理现象和规律 并具有独立的工作能力 另一方面通过学习某些前沿领域中的近代物理实验或近代物理技术而拓宽学生的知识视野 激发学 生的创新意识 在实践中积极使用和开发新的设备 新的仪器和采用新的技术 提高学生的综合素质也是近代物理实验课程的一项重要任务 经过基础物理实验及电子学实验的学 习 学生的各方面的素质都有了一定的提高 通过近代物理实验学习 要求学生的学习和工作作风 科 学态度 克服困难的精神等诸方面的素质要有更高的标准 其撰写报告 论文的能力也应得到强化 使 之具有初步的科研能力 物理学是一门实验科学 所有的定律的形成和发展都是建立在客观的自然现象和研究的基础上 并 以实验结果为检验理论正确与否的唯一标准 重要的物理实验常常是科学技术的生长点 任何学科的发 展无不是以物理科学为先导 因此近代物理实验的作用是非常大的 近代物理实验的基本要求主要是 1 在基础物理实验训练的基础上 继续学习分布参数的估计 分布规律的检验 曲线拟合等知识 并给予训练 熟练掌握有关物理实验的误差 数据处理等技能 2 掌握计算机在近代物理实验中的应用技术 如 CCD 原理及计算机的数据采集处理等 3 掌握近代物理某些主要领域的一些基本实验方法和技术 并能将一些技术移植应用于应用物理 专业的某些课题 二 实验项目设置二 实验项目设置 序号实验项目名称实 验 内 容学时 实验 类型 实验 要求 实验者 类 别 备注 0误差理论 学习分布参数的估计 分布 规律的检验 曲线拟合等 4本科生 23 1 传感器技术实验 通过几种传感器的实验学习 掌握有关量在测量中常用的 各种传感器的工作原理 主 要性能及其特点 针对不同 的被测信号 能合理地选择 和使用传感器 掌握常用传 感器的调节电路 工程设计 方法和实验研究方法 4 综合必做本科生 2 光电探测器特性 研究及应用 研究光电探测器的光谱响应 曲线 利用标准光源相对标 定测量系统 利用光电二极 管设计一个测速装置 4 综合必做本科生 3 单光子计数器 实验的目的是介绍这种弱光 检测技术 通过实验使学生 了解光子计数方法的基本原 理 基本实验技术和弱光检 测中的一些主要问题 4 综合 必做 选做 本科生 根据 情况 合理 变动 4 CCD 器件及应用 技术 学习 CCD 的基本结构和工作 原理 掌握 CCD 在物理实验 中的应用技术 4 综合必做本科生 5 光学信号的频率 与滤波 根据傅立叶光学的理论 学 习和初步掌握如阿贝成象原 理 空间滤波 认识现代光 学信息处理的实质 4 综合必做本科生 6 全息位相光栅的 制作与研究 掌握全息光栅的设计原理和 指标参数 熟悉全息法制作 全息光栅的光路 掌握暗室 处理技术与漂白技术 了解 全息光栅的应用 4 综合选做本科生 7 等空间假彩色编 码 掌握 调制等空间假彩色编码 的原理 用简单的二维黑白 图像作为输入 利用 调制空 间假彩色编码的方法得到彩 色的输出像 4 综合选做本科生 8 全息照相 学习全息照相的基本原理和 实验方法 学习摄制全息图 和再现物体象 激发学生对 这一学科的兴趣 4 综合必做本科生 9 夫兰克 赫兹实 验 通过对汞原子第一激发态电 位的测量 学习富兰克和赫 兹研究原子内部能量量子化 的基本思想和实验方法 了 解电子与原子弹性碰撞和非 弹性碰撞的机理 4 综合必做本科生 24 10 原子光谱实验 本实验通过氢氘光谱的拍摄 里德堡常量氘氢质量比的测 定 加深对氢光谱的规律和 同位素位移的认识 并理解 精密测量的意义 4 综合必做本科生 11 常温及变温下的 吸收光谱 学习和掌握常温及变温下的 某种材料吸收光谱的观测 学习光谱分析的技术 4 综合选做本科生 12 塞曼效应 本实验用高分辨率的分光仪 器观察和拍摄某一条谱线的 塞曼效应 测量它分裂的波 长差 并计算出电子的核质 比 e m 值 4 综合必做本科生 13 激光拉曼效应 学习拉曼散射的基本原理 学会根据拉曼散射光谱确定 分子结构及其简正振动类型 4 综合必做本科生 14 CT 计算机断层 扫描成象技术 学习了解 CT 成象原理 测量 探头的坪曲线的吸收系数 对工件进行扫描 进行图象 重建和处理 4 综合 必做 选做 本科生 根据 情况 合理 变动 15 盖革 米勒计数 管的特性及放射 性衰变的统计规 律 了解 G M 计数管的工作原理 及特点 学习测量其特性参 数及确定管子的工作电压 掌握测量物质吸收系数的方 法 验证核衰变的统计规律 4 综合 必做 选做 本科生 根据 情况 合理 变动 16 能谱的测量 了解 射线与物质相互作用 的基本特性 和能谱仪的工 作原理 特性 学会分析 137CS单能 能谱 测定能谱 仪的能量分辨率 4 综合 必做 选做 本