大学物理实验考核大纲-教学文件(五)改-120531.doc

大学物理实验教学文件（五）大学物理实验考核大纲一、常用仪器的使用：1游标卡尺、螺旋测微计、移测（读数）显微镜；2TW1B 型物理天平、比重瓶；3水银温度计、福廷气压计、温差热电偶、数字毫伏表、量热器；4金属线膨胀实验仪、PID温控实验仪、千分表；5指针式检流计、标准电阻、滑线变阻器、六旋钮电阻箱、直流稳压电源、电位器、非线性元件的伏安特性测量仪；6示波器、信号发生器、移相器、标准电容箱；7移测显微镜（带45半反片）、牛顿环仪、钠光灯（波长598.3nm）；8光学平台及磁性支架、玻璃透镜、光源、物屏、像屛；要求掌握：a.仪器的规格、调节、使用及其最大允许误差，仪器的正确读数；b.电路的正确连接与故障排除；c.光学元件使用的注意事项以及光路的等高共轴调节。二、测量的不确定度与数据处理1、测量的概念及其分类，误差的概念，误差的分类及主要来源（系统误差及其主要来源、随机误差及其服从正态分布时的主要特征、仪器最大允许误差及其分布）。2、已定系统误差的修正。 3、测量不确定度：测量不确定度的基本概念和计算：A类不确定度的计算公式、B类不确定度的计算、合成不确定的计算。间接测量的不确定度传递公式及计算。 4、测量结果报导的标准形式：X =Uc P =0.68。 5、有效数字的基本概念及运算规则（加，减，乘，除。Z=XY的计算与表达）。6、常用数据处理方法：列表法、作图法、逐差法、最小二乘法（掌握处理数据的步骤、思想，相关系数的意义及应用，用肖维勒舍弃判据判断测量数据出差）。三、实验报告：1）实验预习报告组成部分；2）规范的实验报告组成部分；3）实验报告中应正确记录实验仪器（名称，型号，有关参数）。四、实验项目要求实验项目理论掌握要点技能掌握要点长度的测量1、 了解游标设计的原理。2、 能正确记录游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜测量的有效数字。3、 熟练掌握直接、间接测量不确定度的计算，能正确表达测量结果。1、 熟练掌握游标卡尺、螺旋测微计的调节与测量方法。2、 能正确测出螺旋测微计的零点偏差，修正已定系统误差；正确读取螺旋测微计结果（避免0.5误读）3、 读数显微镜的调节以及待测狭缝的正确放置与缝宽测量物体密度的测量1、 能正确记录物理天平测量的有效数字。2、 掌握用流体静力称衡法测量大块固体密度的方法及计算公式。3、 掌握用比重瓶法测量小粒固体密度的方法及计算公式。4、 掌握消除物理天平不等臂误差的实验方法，了解天平感量的概念及测量方法。1、 物理天平的调节（底座、横梁、感量测量）；2、 利用物理天平测量物体质量。3、 换臂测量的读数（加或减去游标）4、 实验测量的注意事项（比如：比重瓶的使用、消除附着气泡等）温度和气压的测量1、 掌握水银温度计测温的基本原理及误差来源；2、 掌握用定点法校正水银温度计的原理和温标改正值t以及标准沸点a/100的公式、计算；3、 掌握热电偶测温的原理和定标的方法及灵敏度计算。1、 水银温度计正确使用与读数；2、 能熟练的使用定点法校正水银温度计（包括0点的确定、沸点的确定、温标改正值t的计算；3、 福廷气压计的正确使用及大气压的测量；4、 热电偶测温电路的正确连接；5、 比较法定标热电偶及定标装置的连接；6、 数字毫伏表的使用。金属线膨涨系数的测量1、掌握金属线膨胀系数的测量原理。2、掌握千分表测量微小变化量的方法。3、掌握PID温控仪的使用，了解PID控温的原理（框图）。1、 能熟练调整、使用PID温控仪；2、 能熟练使用千分表并正确读数；3、 掌握金属线膨胀系数仪的使用，能测量空心金属铜杆的线膨胀系数；薄透镜焦距的测量1、 等高共轴调节原理2、 掌握用物距象距法、二次成像法、自准直法测定薄凸透镜焦距的原理、光路与计算公式。3、 掌握用辅助透镜成像法测定薄凹透镜焦距的原理、光路与计算公式。4、 景深的定义（在聚焦完成后，在焦点前后的一定范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深）；5、 单次测量焦距不确定度的计算方法1、 掌握光学平台上各光学元件调等高共轴的方法。2、 用物距象距法、二次成像法、自准直法测薄凸透镜焦距的方法。3、 用辅助透镜成像测量凹透镜焦距的方法4、 测量景深的方法等厚干涉测透镜的曲率半径1、 等厚干涉概念与公式、牛顿环形成原因及光路；2、 掌握测牛顿环仪中平凸透镜曲率半径的原理与计算公式。3、 等厚干涉应用（小线径测量）1、 掌握读数显微镜的调整及测量（45半反片调节、消除空程误差）。2、 掌握牛顿环仪（包括读数显微镜、光源）的调整及测量。惠斯登电桥测电阻1、掌握惠斯登电桥测电阻的原理和方法（电路图、计算公式）；2、换臂和换向的意义3、了解惠斯登电桥只能测量测量中值电阻的原因。4、灵敏度的定义和计算公式5、掌握电阻不确定度的计算方法。1、 正确连接惠斯登电桥电路，通过粗调和细调得到待测电阻值。2、 正确使用AC5直流指针式检流计。电位器（与检流计串联）的作用与正确使用；3、 能根据电桥原理，初步判断惠斯登电桥电路的故障并排除。4、掌握消除电桥不等臂及寄生电势误差的方法。非线性电阻元件伏安特性的研究1、 掌握伏安法的原理与计算；2、 掌握用伏安法研究二极管正向伏安特性及钨丝灯伏安特性的方法；3、 掌握二极管的正向伏安特性，能作曲线图，求出阈值电压值。4、 掌握用最小二乘法（回归法）处理实验数据，得到经验公式的方法。1、 熟练使用DH6102型伏安特性实验仪；2、 掌握二极管正向伏安特性及钨丝灯伏安特性时能正确接线；3、 能用最小二乘法（回归法）处理实验数据，得到经验公式。示波器的使用1、 示波器显示原理、同步触发的概念（波形稳定显示的基础）2、 旋钮分类及功能、示波器的调节方法；3、 交流信号电压、周期及频率的测量方法与计算公式；4、 李萨如图法测相位差的原理及公式。1、 示波器、信号发生器及移相器的使用及连接；2、 示波器的开机步骤，能快速调节出波形；3、 使用比较法（读格数法）和光标法测量交流信号电压、周期及频率；4、 李萨如图法的调节及相位差测量；RC暂态研究1、 分析充放电过程UR、UC变化情况；2、 值的意义及理论计算；1、 正确电路连接2、 充放电临界状态的判断；3、 UR、UC的观测和描绘以及分析；4、 利用UCt充电曲线测量值的方法五、实验考核方式。理论考试：考核误差理论及必做实验的相关内容；技能考试：每生抽考1个实验，考试时间1小时，成绩20分。六、考试结束后，年段学习部长应携同各班学委收集实验报告，