《物理实验》课程教学大纲.doc

物理仿真实验课程教学大纲一、 课程名称物理仿真实验二、 课程英文名Physical Simulation Experiments 三、 课程编码09010032x四、 课程类别选修课五、 学时数、学分数、开课学时32学时；2学分；六、 适用专业理工类本专科各专业七、 编制者吕军八、 编制日期2005年12月九、 课程开设的意义物理仿真实验是针对我校理工类各专业学生进行科学实验基本训练的一门独立的选修基础课程，是学生接受系统实验方法和实验技能训练一种崭新模式，也是工科类专业对学生进行科学实验训练的基础。物理仿真实验需安装运行仿真物理实验软件大学物理仿真实验2.0 FOR WINDOWS，该软件包含四十几个物理实验项目，我们选取其中部分实验： 螺线管磁场及其测量实验， 偏振光的研究实验，低真空的获得和测量实验等。实验过程中学生通过鼠标操作，完成实验设计，线路连接，参数选择和数据测量，并进行数据处理或作图。通过计算机把实验设备，教学内容，教师指导和学生操作有机融合于一体，形成一个活的，可操作的教科书。同时为物理实验改革提供了有力工具，克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰，使实验教学内容在时间和空间上得到延伸。第一，物理仿真实验扩展了实验环境。学生通过仿真学习，对实验的整体环境，仪器的整体结构能建立起直观的认识；由于仪器的关键部位可拆卸可解剖，学生可进行调整 并实时观察仪器的各种指标和内部结构，对熟悉仪器的功能，使用方法及其操作有较大的帮助。第二，物理仿真实验扩充了实验内容。仿真实验运用文字，图象和声音，除了对实验相关理论内容进行演示和讲解外，对实验的历史背景和意义以及现代应用等方面都作了扩充；从而不仅将实验内容与课堂的理论教学衔接，而且培养了学生理论与实践相结合的思维形成。第三，物理仿真实验锻炼了学生实验设计能力。仿真实验中仪器实现模块化，使学生对提供的仪器进行选择和组合，用不同的方法和线路完成同一实验目标，培养了学生的实验设计能力以及对不同实验方法的优劣，误差大小的比较鉴别能力。第四，物理仿真实验培养了学生实验思考能力。仿真实验深入解剖教学过程，每一步都强调了学生只有在理解的基础上，通过独立思考才能正确操作；由于待测的各种实验数据都随机产生，对同时实验的不同学生和同一学生的不同次操作都有不同的正确结果，克服了在实际实验当中出现的盲目操作和实验“走过场”的现象。同时，错误的操作导致的浮动式提示，无疑会引起学生的进一步的思考。第五，物理仿真实验溶合文字，图象及声音于一体，将静态和动态相结合，进行全方位教学；在提高学生做实验兴趣的同时，不但提高了物理实验手段和水平，而且提高了实验教学效果。十、 本课程与其它课程的联系物理仿真实验将理论教学、实践教学、网络教学等有机结合起来，实现了大学物理、物理实验、物理实验、近代物理实验等课程的综合交叉，使物理实验教学体系进一步完善。大学物理仿真实验2.0 FOR WINDOWS包含实验题目较多，还可作为物理实验、物理实验、近代物理实验的预习系统，发挥学生的主体作用。十一、 教学内容、重点和难点与教学进度、作业安排实验一 螺线管磁场及其测量（3学时）1主要内容：本实验通过探测线圈对通电螺线管产生的交变磁场的一些测量，来更深刻理解磁场的一些特性和电磁感应定律。2本实验重点：测螺线管F的磁感应强度B；测定直螺线管轴线上的磁场分布；观察互感现象。3本实验难点： 测螺线管F的磁感应强度B；4本实验作业：完成实验报告；实验二 偏振光的研究（3学时）1主要内容：观察光的偏振现象，巩固理论知识；了解产生与检测偏振光的元件与仪器；掌握产生与检验偏振光的条件和方法。2本实验重点：掌握产生与检验偏振光的条件和方法。3本实验难点：圆偏振光、椭圆偏振光的产生；区分圆偏振光、自然光、椭圆偏振光、部分偏振光。4本实验作业：完成实验报告及思考题。实验三 低真空的获得和测量（3学时）1主要内容：真空如何获得及测量真空；学习有关真空技术的物理概念，掌握一些真空技术中基本物理量的测量；了解真空状态下的一些常见物理现象及其定量研究，并对真空技术在近代尖端科技领域中的应用有一定认识。2本实验重点：真空如何获得及测量真空；学习有关真空技术的物理概念，掌握一些真空技术中基本物理量的测量。3本实验难点：真空如何获得及测量真空。4本实验作业：完成实验报告；实验四 利用单摆测重力加速度（3学时）1主要内容：学习实验方案设计的基本方法；学习用误差均分原则，根据已知条件和测量精度的要求，设计实验方案；学习分析测量中系统误差的主要来源及其修正方法。2本实验重点：学习实验方案设计的基本方法；学习用误差均分原则，根据已知条件和测量精度的要求，设计实验方案。3本实验难点：学习用误差均分原则，根据已知条件和测量精度的要求，设计实验方案。4本实验作业：完成实验报告及思考题。实验五 霍尔效应（3学时）1主要内容：本实验通过测量通电半导体霍尔片在磁场中由于霍尔效应而产生霍尔电压，再根据由霍尔效应推出的霍尔电压与磁场的关系计算出磁场，并与由磁路定理计算得出的磁场相比较，来加深霍尔效应的理解。2本实验重点：了解霍尔效应；利用霍尔效应测磁场。3本实验难点：利用霍尔效应测磁场。4本实验作业：完成实验报告及思考题。实验六 交流电桥及介电常数的测量（3学时）1主要内容：学习使用交流电桥；加深理解交流电桥的平衡条件；了解用交流电桥测电感、电容的方法；用电桥法测固体电介质介电常数以及用频率法测液体电介质的介电常数。2本实验重点：学习使用交流电桥；加深理解交流电桥的平衡条件；用电桥法测固体电介质介电常数以及用频率法测液体电介质的介电常数。3本实验难点：用电桥法测固体电介质介电常数以及用频率法测液体电介质的介电常数。4本实验作业：完成实验报告；实验七 气垫上的直线运动（3学时）1主要内容：了解本实验所用气垫导轨的结构及工作原理；了解气垫技术在实际中的应用；学习气垫导轨的调节及数字毫秒计的使用；利用气垫导轨测匀加速直线运动的加速度和重力加速度；验证牛顿第二定律。2本实验重点：学习气垫导轨的调节及数字毫秒计的使用；利用气垫导轨测匀加速直线运动的加速度和重力加速度；验证牛顿第二定律3本实验难点：利用气垫导轨测匀加速直线运动的加速度和重力加速度；验证牛顿第二定律。4本实验作业：完成实验报告；实验八 碰撞和动量守恒（3学时）1主要内容：了解本实验所用气垫导轨的结构及工作原理；了解气垫技术在实际中的应用；学习气垫导轨的调节及数字毫秒计的使用；利用气垫导轨实现完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞、一般非弹性碰撞；比较三种碰撞的能量及动量损失率，进一步验证动量守恒定律。2本实验重点：利用气垫导轨实现完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞、一般非弹性碰撞；比较三种碰撞的能量及动量损失率，进一步验证动量守恒定律。3本实验难点：比较三种碰撞的能量及动量损失率，进一步验证动量守恒定律。4本实验作业：完成实验报告；实验九 组合透镜实验（3学时）1主要内容：学习常用测量单透镜焦距的方法；掌握共轴光具组的调节；学习望远镜、显微镜等几何光学仪器基本原理及使用。2本实验重点：学习常用测量单透镜焦距的方法；掌握共轴光具组的调节；3本实验难点：望远镜、显微镜等几何光学仪器基本原理及使用。4本实验作业：完成实验报告；实验十 半导体温度计的设计（3学时）1主要内容：了解半导体温度计的基本原理并设计制作半导体温度计；了解非平衡电桥的工作原理及其在非电量电测法的应用。2本实验重点：半导体温度计的基本原理并设计制作半导体温度计。3本实验难点：半导体温度计的制作及温度计的定标。4本实验作业：完成实验报告；