《物理实验学》教学大纲.doc

大学物理实验教学大纲总学时数：45 适用专业：化学系科学教育专业实验课程的教学目标 通过实验使学生加深对普通物理学理论概念和规律的认识和理解；培养学生普通物理实验的基本技能、创新思维和综合应用能力。二、实验课程的性质、目的和任务普通物理学实验是普通物理学课程的一部分，是对有实验技能要求专业的必修基础课程。本课程的主要目的和任务是：使学生获得物理实验的基本知识、基本方法和基本技能；培养基本的科学实验能力；培养并提高学生的科学实验素质。三、实验课程教学的基本要求1、通过实验观察、测量与分析，加深对普通物理学理论概念和规律的认识和理解；2、学习普通物理实验的基本知识、基本方法，培养学生普通物理实验的基本技能；3、培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和工作作风，培养学生的创新思维和综合应用能力；4、为后续实验课学习打下必要的实践基础；同时为学生今后从事工作奠定一定的实验技能。四、实验内容实验一 杨氏弹性模量的测定实验类型验证性实验。目的要求 1、用伸长法测定金属丝的杨氏弹性模量； 2、学习用光杠杆测量微小长度的原理和方法； 3、验证伸长形变的胡克定律。内容提要 1、用伸长法测定金属丝的杨氏弹性模量； 2、用逐差法计算测量结果； 3、做出伸长量随外力变化的关系图。主要仪器 杨氏弹性模量测定器、尺度望远镜、光杠杆、游标卡尺、螺旋测微器。实验二 刚体转动实验实验类型验证性实验。目的要求 1、验证刚体的转动定理和平行轴定理；2、用作图法处理数据曲线改直；3、观测刚体的转动惯量随其质量、质量分布及转轴不同而改变的状况。内容提要 1、分别测量在施加不同砝码的质量、塔轮不同的半径及不同的质量分布时的转动惯量。 2、用作图法处理数据。 主要仪器 刚体转动实验装置一套、停表、砝码。实验三 声速的测定实验类型验证性实验。目的要求 1、测定声速在空气中的传播速度； 2、验证声速与声源的频率无关。内容提要 1、调节实验装置，使空气柱与音叉产生共鸣；2、讨论声速与声源频率的关系，并计算相对误差。主要仪器 共鸣管装置,音叉(500Hz,1000 Hz),橡皮锤,温度计。实验四 牛顿第二定律的验证实验类型验证性实验。目的要求 验证牛顿第二定律。 内容提要 1、调整光电计时和气垫导轨； 2、验证滑块的质量m一定时，加速度a和外力F成正比；验证F一定时，加速度a和m成反比。主要仪器 气垫导轨装置、数字毫秒计、气源。实验五 用混合法测定固体和液体的比热容实验类型 综合性实验。目的要求 1、学习量热学的基本方法混合法；2、测定固体和液体的比热容。内容提要 1、 用混合法测定固体的比热容；2、 用混合法测定固体和液体的比热容。主要仪器 量热器、 温度计、物理天平、加热器、烧杯。实验六 固体线膨胀系数的测定实验类型 验证性实验。目的要求 1、学习用光杠杆法测定固体长度的微小变化；2、测定黄铜杆的线膨胀系数。内容提要 用光杠杆法测定固体线膨胀系数。主要仪器 线膨胀系数测定仪、尺度望远镜、蒸汽发生器、加热器、温度计、米尺。实验七 冰的熔解热的测定实验类型 综合性实验。目的要求 1、学习测定冰熔解热的原理和方法；2、学习两种方法修正散热误差。内容提要 1、用混合法测定冰的熔解热。2、用冷热补偿法和图表法修正散热误差。主要仪器 量热器、 温度计、物理天平、烧杯、停表。实验八 测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线实验类型 设计性实验。目的要求 1、掌握伏安法测电阻的两种方法；2、学习伏安法测晶体二极管的伏安特性曲线。内容提要 1、伏安法测线性电阻；2、伏安法测非线性电阻。主要仪器 晶体管稳压电源、电压表、电流表、滑线变阻器。实验九 用惠斯通电桥测电阻实验类型 综合性实验。目的要求 1、掌握惠斯通电桥的工作原理及桥式电路的特点；2、学习使用惠斯通电桥测量中值电阻的方法；3、了解电桥灵敏度的定义。内容提要 1、滑线式电桥测电阻；2、箱式电桥测电阻。主要仪器 板式电桥、电阻箱、QJ23型惠斯通电桥、直流稳压电源。实验十 示波器的使用实验类型 综合性实验。目的要求 1、了解通用示波器的基本原理和结构；2、了解通用示波器面板上各旋钮的作用，掌握通用示波器的一般使用方法；3、学会用示波器观察交流电的波形，测量电压和周期。内容提要 1、掌握通用示波器的一般使用方法；2、电压测量、正弦波电压周期的测量。主要仪器 XJ4210A型通用示波器、低频信号发生器。 实验十一 简单万用电表的设计、组装实验类型 设计性实验。目的要求在了解万用电表的构造原理的基础上设计、组装简单万用电表，并学习其校准方法。内容提要 1、 万用电表的构造原理；2、 万用电表的设计与组装。主要仪器 微安表头、万用表壳、电位器、标准电压表、标准电流表、各种规格池、双刀11掷开关等。实验十二 静电场的描绘实验类型 验证性实验。目的要求1、学习用模拟法研究静电场；2、描绘两种场结构的等势线。内容提要1、静电场与稳恒电流场；2、二共轴无限长均匀带电圆柱体间的静电场；3、稳恒电流场极其等势线的探测。主要仪器 静电场描迹仪、直流稳压电源、多用表、导线、白纸等。实验十三 磁场的描绘实验类型 验证性实验。目的要求1、研究载流圆线圈轴线上磁场的分布；2、掌握感应法测磁场的原理和方法；3、考察亥姆霍兹线圈的磁场的均匀区。内容提要1、载流圆线圈轴线上的磁场分布；2、亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布；3、磁场的测量。主要仪器 磁场描绘仪、磁场描绘仪信号源、晶体管毫伏表、探测线圈等。实验十四 薄透镜焦距的测定实验类型 验证性实验。目的要求1、掌握光路的分析和调整方法； 2、掌握测定薄透镜焦距的几种方法； 3、了解透镜成像原理及成像规律。内容提要 分别测凸透镜和凹透镜的焦距。主要仪器 光具座、光源、正透镜、负透镜、平面镜、光屏。实验十五 用牛顿环测曲率半径实验类型 综合性实验。目的要求 1、用干涉法测量透镜的曲率半径；2、微小距离测量（薄片厚度或直径）。内容提要 1、 等厚干涉及牛顿环测量原理；2、用干涉法测量透镜的曲率半径；3、测量薄片厚度和直径。主要仪器 激光、钠光灯、读数显微镜、牛顿环装置一套、薄片玻璃。五、考核方法 对实验进行抽签，分组考查，检验学生的实验操做能力。六、主要参考资料 丁慎训，张孔时 物理学实验教程 北京：清华大学出版社，2002； 吕斯骅 基础物理实验 北京：北京大学出版社，2002；周殿清 大学物理实验 武汉：武汉大学出版社，2002；杨述武等 普通物理学实验 北京：高等教育出版社，2002。普通物理学实验:/BookDetail.aspx?booknum=B0309004636。七、