物理实验（上）（物理专业、36学时） 《大学物理》实验教学大纲.doc

物理实验上教学大纲一、课程信息课程代码： 08131003课程中文名称：物理实验课程英文名称： Physical Experiment课程类别：实践教学性课程，必修。课程学时学分：课程总学时：36 课程总学分：2 实验课总学时： 36适用专业：应用物理专业, 材料物理专业开课学院：理学院二、实验课性质和任务性质：独立设课。任务：本课程按照循序渐进的原则，使学生学习物理实验知识、方法和技能，了解科学实验的主要过程与基本方法，为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。具体任务：1、 通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学 原理的理解。2、 培养与提高学生的科学实验能力，其中包括：（1） 能够通过阅读实验教材或资料，作好实验前的准备；（2） 初步掌握测量误差的分析和测量不确定度的估算；（3） 能够正确记录实验数据，初步掌握列表、绘图和逐差法等方法处理实验数据；（4） 实验结果的正确表述和综合分析能力；（5） 通过实验培养学生的实验设计能力、创新意识和创新能力，满足培养“高素质的应用型人才”的需要。3、 培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。三、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称学时分配实验类型每组人数必做/选做1液晶电光效应的研究2验证性2必做2光速测量2验证性2必做3光电效应的研究2验证性2必做4迈克耳逊干涉仪测激光波长2综合性2必做5分光计测三棱镜顶角和折射率2综合性2必做6用分光计和光栅测光波波长2综合性2必做7偏振光的观测与研究2验证性2必做8利用牛顿环测量透镜曲率半径2验证性2必做9利用劈尖测薄片的厚度2验证性2必做10不良导体导热系数测定2综合性2必做11金属比热容及金属线胀系数测定2综合性2必做12热电偶定标及热敏电阻特性研究2综合性2必做13数字温度计设计实验2设计性2必做14照度计设计实验2设计性2必做15单缝衍射的光强分布的测量2验证性2必做16弗兰克-赫兹实验2验证性2必做17空气比热容比的测量2验证性2必做18半导体泵浦激光器原理实验2综合性2必做四、实验课基本要求、重点、难点1. 液晶电光效应的研究测定液晶样品的电光曲线；根据电光曲线，求出样品的阈值电压饱和电压、对比度、陡度等电光效应的主要参数；了解最简单的液晶显示器件的显示原理。2. 光速测量了解相位比较法和光拍频率测量光速的原理；掌握相位比较法测量光速的实验方法；进一步熟悉示波器的使用；测量光在空气中和透明介质中的传播速度。3. 光电效应的研究测定光电管的伏安特性曲线；测定光电管的光照特性曲线。 研究光电效应规律；测定普朗克常数。测量仪器的正确使用；测量截止电位。用坐标纸画出所测曲线；计算普朗克常数h。4. 迈克耳逊干涉仪测激光波长测定HeNe激光波长；观察等厚干涉条纹。掌握干涉仪的结构、原理及调整方法；掌握利用迈克尔逊干涉仪测波长的方法；掌握观察等厚干涉条纹的调整。掌握等倾干涉条纹的调节；等厚干涉条纹的调节。用逐差法处理数据；HeNe激光波长为 632.8 nm，计算所测波长，分析产生误差的主要原因。5. 分光计测三棱镜顶角和折射率了解分光计的结构，学习分光计的调整和使用；掌握测三棱镜顶角的两种方法，并用自准法测定三棱镜的顶角；测定三棱镜的最小偏向角，并计算出棱镜玻璃的折射率。6. 用分光计和光栅测光波波长。了解分光计的结构，学习分光计的调整和使用。重点：仪器调节时望远镜的光轴要垂直于旋转主轴。合理处理数据并且算出实验结果。7. 偏振光的光测与研究观测透光偏振度；验证马吕斯定律。加深对光的偏振概念及基本规律的理解，掌握产生和检验各种偏振光的方法及确定偏振器通向的方法。仪器调整要求各仪器要同轴等高，度盘面与入射角平行。自拟测量数据表格，按照误差传递公式估计三棱镜相对误差。8. 利用牛顿环测量透镜曲率半径。 观察等厚干涉现象及其特点；学习用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径测一薄片的厚度。熟练使用读数显微镜；学习用逐差法处理实验数据的方法。9. 利用劈尖测薄片的厚度观察等厚干涉现象及其特点；学习用空气劈尖干涉图样测一薄片的厚度。熟练使用读数显微镜；学习用逐差法处理实验数据的方法。10. 不良导体导热系数测定掌握稳态平板法测量不良导体的导热系数；绘制冷却曲线，并求冷却速率；测量真空橡皮板的导热系数。11. 金属比热容及金属线涨系数测定掌握光杠杆法测量金属棒线涨系数的方法。12. 热电偶定标及热敏电阻特性研究加深对温差电现象的理解；了解热电偶测温的基本原理和方法；了解热电偶定标基本方法。13. 数字温度计设计实验 了解有关测量仪器设备的性能和操作技术，熟记有关注意事项；掌握物理量实验数据处理的方法。14. 照度计设计实验发光强度的测定方法和照度计的构造原理;掌握照度计的使用。15. 单缝衍射的光强分布的测量观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解；会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律；学会用衍射法测量微小量。16. 弗兰克-赫兹实验通过测定氩原子的第一激发电位，证明原子能级存在，了解原子能级的量子化结构；分析温度及灯丝电流等因素对实验曲线的影响。17. 空气比热容比的测量学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比；观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。18. 半导体泵浦激光器原理实验了解激光原理及倍频技术；观测倍频现象，测量倍频效率 、相位匹配角。五、应配备的主要设备名称序号实验项目名称实验仪器1液晶电光效应的研究液晶电光效应仪2光速测量激光测光速系统3光电效应的研究光电效应测试仪4迈克耳逊干涉仪测激光波长迈克耳逊干涉仪5分光计测三棱镜顶角和折射率分光计6用分光计和光栅测光波波长分光计7偏振光的观测与研究偏振光实验仪8利用牛顿环测量透镜曲率半径读数显微镜、牛顿环9利用劈尖测薄片的厚度读数显微镜、劈尖10不良导体导热系数测定数字智能化热学实验仪11金属比热容及金属线胀系数测定数字智能化热学实验仪12热电偶定标及热敏电阻特性研究数字智能化热学实验仪13数字温度计设计实验数字温度计设计实验仪14照度计设计实验照度计设计实验仪15单缝衍射的光强分布的测量光强分布测定仪16弗兰克-赫兹实验弗兰克-赫兹实验仪17空气比热容比的测量空气比热容比实验仪18半导体泵浦激光器原理实验半导体泵浦激光器六、教材及参考书：1.基础物理实验 吕斯骅 北京大学出版社 北京 2002出版2.大学物理实验 阎旭东 科学出版社 北京 2003出版3.大学物理实验 , 基础和综合分册 陈群宇 电子工业出版社 北京 2003出版4.近代物理实验 何元金 清华大学出版社 北京 2003出版5.普通物理实验 . 四 , 综合及设计部分 杨述武 高等教育出版社 北京 2000出版七、实验课考核方式：1.实验报告：学生实验后应按时完成实验总结报告。实验报告中要写出：实验名称，实验时间，试验地点，实验人姓名、专业、班级，同组人姓名，实验目的，实验