《大学物理实验》课程教学大纲.docVIP

大学物理实验教学大纲 大学物理实验分为大学物理实验Ⅰ和大学物理实验II 两部分。 大学物课实验Ⅰ教学大纲： 一、课程基本信息 1．课程编号：73S189Q 2．课程层次/性质：自然科学基础类/物理课，必修课 3．学时/学分： 必修36学时/2学分，选修4学时 4．先修课程：高等数学Ⅰ 5．适用专业：理工类本科各专业 二、教学任务和目标 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Ⅰ是其中的第一部分。 本课程是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，使学生在高中物理实验的基础上，按照循序渐进和因材施教的原则，学习物理实验的基本原理、常用技术和常用方法，得到实践能力和创新意识的培养与提高，为今后的学习和工作奠定良好的基础。 三、教学内容及安排 (一)物理实验基础理论：（8学时） 1．绪论（1学时） 介绍物理实验课特点，了解本课程学习任务、学习方法和基本教学内容。 2．实验误差与数据处理（3学时） 明确测量和误差的概念，了解误差的定义、分类、表示方法，系统误差的来源和消除方法。掌握有效数字的记录、运算规则和直接、间接测量量不确定度的评定。掌握数据处理的基本方法。 3.基础实验仪器（2学时） 4.基本实验方法 (2学时) （二）实验内容：（24学时） 1．基础实验仪器：（12学时） 理解物理实验的基本方法，掌握基本仪器的调整和使用，初步掌握测量不确定度评定和数据处理。 序号 实验项目 主要内容 实验 类型 必做/选做 推荐学时 1 示波器的使用 了解示波器的原理；掌握示波器的调节、使用方法，测量正弦信号 电压有效值和频率，观测利萨茹图形。 验证性 必做 3 2 分光计的调整和使用 学习分光计的工作原理，掌握分光计的调节技能，学会用分光计测三棱镜顶角。 验证性 必做 3 3 滑线变阻器与二极管伏安特性 学习电源、电表、电阻箱、滑线变阻器等常用电学仪器的使用，研究滑线变阻器的分压特性和限流特性及二极管的伏安特性 验证性 必做 3 4 杨氏模量的静态法测量 理解光杠杆法测量微小长度的原理和方法；学会光杠杆、望远镜的调节；用作图法处理数据，用不确定度评定实验结果。 验证性 选做 3 5 刚体转动惯量的测量 掌握用转动惯量仪测转动惯量的方法；理解光电测时的原理；用最小二乘法处理数据，进行误差分析。 验证性 选做 3 6 等厚干涉测量与读数显微镜的使用 理解读数显微镜的工作原理；掌握其调整使用方法；初步了解光的干涉原理；用读数显微镜测量牛顿环半径，计算凸透镜曲率半径。 验证性 选做 3 7 单色仪的标定和使用 掌握单色仪标定的原理和方法，会使用单色仪测量简单光源的光谱特性。 验证性 选做 3 8 迈克尔逊干涉仪基本操作 掌握迈克尔孙干涉仪的基本结构和基本原理，学会迈克尔孙干涉仪的基本操作。 验证性 选做 3 每个实验3学时，其中示波器的使用、分光计的调整和使用、滑线变阻器与二极管伏安特性三个实验每个学生必做，杨氏模量的静态法测量、刚体转动惯量的测量、等厚干涉测量与读数显微镜的使用、单色仪的标定和使用、迈克尔逊干涉仪基本操作选做其中的一个。 基本方法实验：（12学时） 熟练掌握常用仪器的使用，掌握物理实验的常用原理及方法。巩固、提高对实验结果不确定度评定和数据处理的能力。每个实验3学时，学生选做4个实验。 序号 实验项目 主要内容 实验 类型 必做/选做 推荐学时 1 夫兰克—赫兹实验 测定氩原子的激发电位；验证玻尔理论，将实验值与理论值进行对比并进行误差分析；分析灯丝电压、拒斥电压等因素对弗兰克－赫兹实验曲线的影响 验证型 选做 3 2 冲击电流计测螺线管内磁场 了解冲击电流计测磁的原理；学习一种测量磁场的方法，并对测量结果进行分析；测定、绘制螺线管内磁场分布曲线，与理论值比较并分析误差来源。 验证型 选做 3 3 软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线 应用示波器动态测定、绘制软磁材料的基本磁化曲线和磁滞回线，测定相关磁性能 验证型 选做 3 4 电桥法测电阻 掌握单臂电桥、双臂电桥平衡原理；掌握用比较法测电阻值；掌握电桥灵敏度的概念；会计算仪器的最大允许误差 验证型 选做 3 5 共振法测杨氏模量 学习用动态法测杨氏模量，学会应用多种仪器和方法综合测定物理量 验证型 选做 3 6 声速测量 掌握共振干涉法和相位比较法测量声速的原理；了解压电换能器的性质 和构造；巩固间接测量量的不确定度评定。 验证型 选做 3 7 不良热导体导热系数的测量 掌握导热系数的概念；理解稳态法的测量原理；掌握温度传感器的使用；用作图法处理数据，进行误差分析。 验证型 选做 3 8 光电效应 通过实验深刻理解爱因斯坦光电子理论，通过对光电管伏安特性曲线的测量和对曲线的数据