云南师大近代物理学课程教学大纲

1、云南师大物理与电子信息学院物理学（类）学科课程教学大纲【课程名称】 近代物理实验（2） （Modern Physics Experiments（2）【课程编码】 09A005062【课程类别】 专业主干课【课 时】 51学时【学 分】 2学分【课程性质、目标和要求】近代物理实验是继普通物理实验和电子学实验后一门独立设置的专业基础课。近代物理实验是物理实验的重要组成部分，在物理专业的整个实验教学中起着承上启下的作用，本课程所涉及的物理知识面较广，并具有较强的综合性和技术性，是一门综合性的实验技术与实验方法课。近代物理实验是物理教育专业学生必修的专业主干课程。近代物理实验课程的教学目的是：在学过普

2、通物理实验和电子学实验的基础上，从近代物理主要领域中选取一些最基本的实验，通过近代物理实验丰富和活跃学生的物理思想，培养他们对物理现象的观察能力和分析能力，引导他们了解实验物理在物理概念的产生、形成和发展过程中的作用。使学生掌握一些较综合、较先进的实验方法和技能，加深对有关物理概念和规律的理解，并扩大知识面，进一步培养从事科学实验工作的能力，以适应社会发展、进步的要求。近代物理实验课程的基本要求是：1、初步掌握近代物理某些主要领域的一些基本的实验方法和技能。它包括正确地使用比较精密而复杂的实验仪器；综合运用力、热、电、光及电子学实验方法；掌握精度较高的测量技能等。2、通过做一些原子、原子核、固

3、体物理及电动力学、统计物理、量子物理等方面的基本实验，观察、研究有关的物理过程，提高用实验方法研究物理规律的能力和加深对物理现象及其规律的理解。3、进一步提高学生从事科学实验工作的能力，包括阅读参考资料、拟订实验步骤、选用基本仪器、准确进行测量、分析实验结果等方面的能力。4、巩固和加强有关实验数据处理及误差分析方面的训练；5、培养实事求是，养成严肃、认真的科学实验态度和克服困难，坚韧不拔的工作作风以及科学的、良好的实验素质和习惯。【教学时间安排】本课程计2个学分，51学时，一学期要求完成78个实验，各实验项目学时安排如下：序号实 验 名 称实验类型课时备 注1激光全息照相验证性6基本实验2塞曼

4、效应综合性6基本实验3符合测量验证性6基本实验4相对论效应实验综合性6基本实验5核磁共振综合性6基本实验6光泵磁共振综合性6基本实验7X射线晶体分析 劳厄相法验证性6基本实验8X射线晶体分析 德拜相法验证性6基本实验9电子衍射综合性6基本实验10单光子计数实验综合性6基本实验11激光特性和参数测量验证性6基本实验12激光喇曼光谱验证性6选做实验13微波介质特性的测量综合性6选做实验14微波的干涉和衍射验证性6选做实验15用传输式谐振腔观测铁磁共振综合性6选做实验16穆斯堡尔效应综合性6选做实验17双原子分子光谱验证性6选做实验【教学内容要点】 近代物理实验（2）分为基本实验、选做实验和设计性实

5、验三个部分内容。大纲仅列出基本实验、选做实验两个内容的17个实验。教学中应适当多选做基本实验中的题目，选做实验可根据情况和要求进行选择。课程根据具体情况，应适当安排一定数量的设计性实验。 基 本 实 验一、激光全息照相1、实验目的要求（1）掌握全息照相记录和再现光路的设计方法；（2）掌握全息照片的拍摄方法；（3）加深对全息照相主要特点的理解。2、实验主要内容（1）学习、掌握全息照相光路调整的方法；（2）学习全息照相暗室冲洗技术； （3）学习拍摄静态全息片的技术和再现方法； 3、实验仪器设备（1）全息防震平台；（2）氦氖激光器；（3）磁性座；（4）分光器、反射镜、扩展镜等。二、塞曼效应1、实验目

6、的要求（1）利用高分辨光谱仪器（法布里 珀罗标准具）观测汞谱线在磁场中的塞曼分裂；（2）测定裂距，计算电子荷质比。2、实验主要内容（1）学习光路及法布里 珀罗标准具调节方法；（2）观察汞谱线的塞曼分裂图样及谱线的偏振化状态； （3）测定分裂谱线的波长差和电子的荷质比。3、实验仪器设备（1）CCD塞曼效应实验仪；（4）布里 珀罗标准具；（2）电磁铁、特斯拉计、汞放电管；（3）测量显微镜；（4）偏振片、四分之一波片；（5）微型计算机。三、符合测量1、实验目的要求（1）了解符合测量方法的基本原理；（2）掌握用符合法和符合法测定放射源的绝对活度的方法。2、实验主要内容（1）掌握符合测量装置的调节、使用

7、方法；（2）测定符合分辨时间；（3）用符合法测定放射源的绝对活度；（4）用符合法测定放射源的绝对活度。3、实验仪器设备（1）符合测量装置；（2）示波器；（3）屏蔽铅室；（4）放射源、。四、相对论效应实验1、实验目的要求（1）通过对快速电子的动量及动能的测量验证动量与动能之间的相对论关系；（2）学习磁谱仪测量原理、闪烁记数器的使用方法及实验数据处理的思想方法。 2、实验主要内容（1）测量快速电子的动量、动能；（2）学习、掌握对快速电子动能进行修正的方法；（3）验证动量与动能之间的相对论关系。3、实验仪器设备（1）相对论效应实验仪；（2）微型计算机； （3）机械泵。五、核磁共振1、实验目的要求（1

8、）掌握核磁共振的基本原理和观测核磁共振现象的方法；（2）掌握用连续波吸收法测原子核的回磁比和核磁矩的方法。2、实验主要内容（1）学习调节共振仪并观察的核磁共振吸收信号；（2）观察交变磁场、扫场大小对共振信号的影响；（3）测定和核的回磁比和核磁矩。3、实验仪器设备（1）核磁共振仪；（2）示波器；（3）频率计；（4）数字特斯拉计。六、光泵磁共振1、实验目的要求（1）加深原子超精细结构的理解，了解光泵磁共振的基本原理；（2）了解光抽运的物理过程，掌握以光抽运为基础的光检测磁共振方法。（3）掌握测定气态铷原子g因子和地磁场的方法2、实验主要内容（1）学习光泵磁共振仪的光路调节和光抽运信号的观测方法；（

9、2）测量铷原子两个同位素的g因子；（3）测量地磁场。3、实验仪器设备 （1）光泵磁共振仪；（2）示波器；（3）音频信号发生器；（4）频率计。七、X射线晶体分析 劳厄相法1、实验目的要求（1）了解、掌握X射线的基本知识；（2）掌握劳厄实验方法和衍射图样的形成原理；（2）掌握测定单晶体的几个主要衍射晶面的面指数及主要晶轴取向的方法。2、实验主要内容（1）正确掌握X射线衍射仪的操作方法；（2）用劳厄照相法拍摄单晶体衍射图样；（3）测定单晶硅的主要衍射晶面的面指数及主要晶轴的取向。3、实验仪器设备 （1）X射线实验仪；（2）劳厄相机。八、X射线晶体分析 德拜相法1、实验目的要求（1）进一步加深对X射线

10、基本知识的掌握；（2）掌握拍摄德拜相技术；（3）通过实验掌握用德拜法测定多晶体晶格常数的方法；2、实验主要内容（1）正确掌握X射线衍射仪的操作方法；（2）用德拜相法拍摄单晶体衍射图样；（3）测定多晶体的晶格常数；3、实验仪器设备 （1）X射线实验仪；（2）德拜相机。九、电子衍射1、实验目的要求（1）了解电子衍射的观察和分析方法；（2）通过实验证实电子的波动性并验证德布罗意公式，证明电子具有波动和粒子二象性；2、实验主要内容（1）观察电子衍射现象；（2）学习拍摄电子衍射图象的照片；（3）测量电子衍射圆环半径，确定密勒指数，计算电子波的波长，验证德布罗意假设的正确性。3、实验仪器设备（1）电子衍射

11、仪；（2）摄像机。十、单光子计数1、实验目的要求（1）了解单光子计数方法的基本原理、基本实验技术； （2）通过实验了解光子计数方法和弱光检测中的一些特殊问题。2、实验主要内容（1）观察单光子现象和脉冲堆积现象的光电倍增管输出信号的特征； （2）测量光电倍增管输出脉冲幅度分布的积分曲线，确定光电倍增管最佳甄别电平； （3）测定光子计数系统的最低暗计数率和最小可检测光计数率；（4）测量光电倍增管温度对计数率的影响；（5）测量光计数率与入射光功率的对应关系。3、实验仪器设备 （1）单光子计数实验仪；（2）微型计算机；（3）示波器；（4）制冷系统。十一、激光特性和参数测量1、实验目的要求（1）掌握正确

12、使用激光器、激光功率计的方法；（2）掌握激光特性及其参量测量原理。 2、实验主要内容（1）学习激光器、激光功率计的正确使用方法；（2）测定激光器的基本参量。3、实验仪器设备（1）氦氖激光器；（2）激光功率计；（3）光栅、偏振器。 选 做 实 验 一、激光喇曼光谱1、实验目的要求（1）掌握喇曼散射的基本原理和基本实验技术；（2）观察样品的振动喇曼谱，加深对喇曼散射现象、光谱的主要特征及其分子结构的了解。2、实验主要内容（1）学习、掌握激光喇曼光谱仪的调节使用方法；（2）记录分子的振动喇曼光谱；（3）用喇曼光谱识别化学样品。3、实验仪器设备（1）激光喇曼光谱仪；（2）微型计算机；（3）打印机。二、

13、微波介质特性的测量1、实验目的要求 （1）了解谐振腔工作特性的基本知识； （2）了解用谐振腔法测量介质材料的特性参量的原理；（3）学习采用谐振腔微扰法测量介质材料特性参量的方法。2、实验主要内容 （1）用示波器观察速调管振荡模； （2）观察反射式谐振腔的谐振曲线；（3）测定介质材料的介电常量和介电损耗角正切。3、实验仪器设备 （1）速调管及电源； （2）隔离器、衰减器、检波器；（3）频率计、环形器、反射式谐振腔；（4）示波器。三、微波的干涉和衍射1、实验目的要求 （1）观察微波的传输特性 干涉和衍射； （2）学习利用微波通过模拟晶体的衍射测量晶面间距；（3）根据迈克尔逊干涉原理测定微波波长。2

14、、实验主要内容 （1）利用微波布喇格衍射验证布喇格公式； （2）利用微波布喇格衍射测定模拟立方晶格的晶格常数；（3）利用微波分光计测定微波波长。3、实验仪器设备 （1）微波分光计； （2）检波器、频率计；（3）电流计；（4）微波信号源。四、用传输式谐振腔观测铁磁共振1、实验目的要求 （1）了解有关谐振腔的工作特性和基本知识； （2）了解用谐振腔法观测铁磁共振的测量原理；（3）通过观测铁磁共振和测定有关物理量，认识磁共振的一般特性。2、实验主要内容（1）熟悉掌握铁磁共振系统各微波元件的性能和使用方法；（2）学习调整铁磁共振系统的工作状态； （3）测定共振磁场、共振频率和共振线宽；（4）测定回磁比

15、和g因子。3、实验仪器设备 （1）微波信号源； （2）隔离器、衰减器、单螺调配器；（3）频率计、晶体检波器、传输式谐振腔；（4）电流计。（5）电磁铁。五、穆斯堡尔效应1、实验目的要求（1）了解穆斯堡尔效应的基本原理；（2）了解穆斯堡尔谱仪的结构和实验方法；掌握测量穆斯堡尔谱方法；2、实验主要内容（1）学习、掌握穆斯堡尔谱仪的调节使用方法；（2）掌握备制样品的方法，测定待测样品的穆斯堡尔谱，计算谱参数。3、实验仪器设备（1）穆斯堡尔谱仪；（2）微型计算机。六、双原子分子光谱1、实验目的要求（1）通过实验了解双原子分子光谱和分子结构的内部规律；（2）掌握光谱定量分析的方法，熟悉使用各种光谱仪器和光

16、谱图册。2、实验主要内容（1）进一步熟悉正确使用各种光谱仪器的方法；（2）拍摄双原子分子的电子 振动光谱；（3）测量各带的带头波长；（4）计算分子振动频率、非简谐度和振动力常数值。3、实验仪器设备（1）光栅摄谱仪；（2）光谱投影仪；（3）测微光度计。（4）标准样品。 设 计 性 实 验设计性实验的题目可由学生自拟或由实验室及实验教师根据实验情况给出，由学生独立完成，以进一步培养学生独立工作能力。【成绩考核方式】1、成绩评定总则以百分制计算总成绩，其中平时成绩占4060，期末考核占6040。总成绩满分100分，60分即获该课程学分（2学分）。缺做实验个数达实验课程应做实验个数20者，不得参加该课程的考核。2、平时成绩平