2.1大学物理实验II教案ppt课件

1、 综合专题实验与综合专题实验与 设计性实验设计性实验 2019 2019年年9 9月月物理实验中心物理实验中心 本次课内容本次课内容q本学期的教学安排本学期的教学安排q综合专题实验及小论文综合专题实验及小论文q设计性实验设计性实验q本学期实验内容简介本学期实验内容简介q本学期实验成果考核本学期实验成果考核q上学期实验存在的问题上学期实验存在的问题q不确定度计算复习不确定度计算复习一、本学期的教学安排 1、课程内容本学期方案学时、课程内容本学期方案学时28学时学时每位同窗必需完成以下内容每位同窗必需完成以下内容:学时 内容要求时间实验大课实验大课1次次4了解本学期课程安排、了解本学期课程安排、内

2、容和要求内容和要求认真听课，计认真听课，计考勤考勤9月3日专题实验专题实验1个系列个系列123个实验个实验连续连续3周周完成，完成，每周每周1次，每次次，每次4学时学时课后一周课后一周交交3个个报告和小论文报告和小论文3-15周自选设计性实设计性实验验1个系个系列列12连续连续3周周完成，每周完成，每周1次，每次次，每次4学时学时第一次课前检第一次课前检查设计方案，查设计方案，最后一次课上最后一次课上交设计报告交设计报告3-15周自选 2、 实验时间表实验时间表(表格中数字为周次，共分表格中数字为周次，共分4轮，每轮轮，每轮3周周)34578910 11 12 13 14 15节日放假按学校调

3、课实践安排，请关注网节日放假按学校调课实践安排，请关注网上通知。上通知。 物理实验课程为开放式教学，在实验室开放的物理实验课程为开放式教学，在实验室开放的时间内学生可以自选上课时间和实验内容。按要求时间内学生可以自选上课时间和实验内容。按要求完成教学内容。完成教学内容。3、每周实验室开放时间、每周实验室开放时间3-15周：周： 9个时个时段段周一周二 周三 周四周五第第1时段时段1:20-4:40 第第2时段时段5:30-8:50n选课选课点击：物点击：物理实验教理实验教务系统务系统大学物理实验教务系统大学物理实验教务系统从这里从这里登录选登录选实验实验从这里从这里查看

4、各查看各种通知种通知4、选课、选课 19月月6日中午日中午12：00点开场网上选课，每轮实点开场网上选课，每轮实验提早一周开场选，一次选择延续三周同一个时验提早一周开场选，一次选择延续三周同一个时间段。间段。2网上选实验时请留意：两类实验均需延续三网上选实验时请留意：两类实验均需延续三周完成，不要和其他课程、活动冲突，选课后记周完成，不要和其他课程、活动冲突，选课后记清本人所选的实验称号和时间段，做好预习，按清本人所选的实验称号和时间段，做好预习，按时上课。错过时间自行担任。时上课。错过时间自行担任。3实验选定后可在网上自行调整可退、可实验选定后可在网上自行调整可退、可选，但不能退两天之内的实

5、验，特殊缘由需持选，但不能退两天之内的实验，特殊缘由需持医院证明或学院教学科签字盖章的证明，到医院证明或学院教学科签字盖章的证明，到7308魏教师处办理。魏教师处办理。4平常实验选课问题咨询：平常实验选课问题咨询： 周三下午周三下午2:005:00 7308 魏教师魏教师5本学期选课密码：学号本学期选课密码：学号 (请留意修正请留意修正)二、综合专题实验及小论文n 什么是综合专题实验什么是综合专题实验n 由几个内容相关的独立实验组合而成的系由几个内容相关的独立实验组合而成的系列实验列实验n同一个物理量用不同的方法研讨：如光同一个物理量用不同的方法研讨：如光源光谱；源光谱；n同一个物理景象的各种

6、表现：如波的衍同一个物理景象的各种表现：如波的衍射；射；n较复杂的实验分多次进展：如超声波原较复杂的实验分多次进展：如超声波原理及运用；理及运用； 光纤专题；光纤专题；n用同一个仪器研讨不同的物理景象：如用同一个仪器研讨不同的物理景象：如迈克耳孙干涉仪系列实验迈克耳孙干涉仪系列实验n 等等等等 n n为什么要进展综合专题实验为什么要进展综合专题实验n 综合实验技艺的训练：在一个专题综合实验技艺的训练：在一个专题中运用多种仪器，运用多种实验方法；中运用多种仪器，运用多种实验方法；n 对实验结果进展归纳、综合、分析对实验结果进展归纳、综合、分析才干的训练才干的训练n 多角度、全方位、深化地对物理本

7、多角度、全方位、深化地对物理本质进展讨论质进展讨论n 综合性专题实验综合性专题实验超声超声电子电子动摇动摇光谱光谱原子核原子核光电子根底光电子根底培育实验培育实验综合才干综合才干磁共振磁共振激光激光光纤光纤1. 1. 棱镜的色散；棱镜的色散；2. 2. 用光栅衍射法测定光源光谱；用光栅衍射法测定光源光谱；3. 3. 小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱；小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱；4. 4. 光栅光谱仪。光栅光谱仪。1. 1. 超声波的产生与传播；超声波的产生与传播；2. 2. 固体弹性常数的丈量；固体弹性常数的丈量；3. 3. 超声波探测与成像根本原理。超声波探测与成像根本原理。1.用密立根油滴仪丈量

8、电子电量；用密立根油滴仪丈量电子电量；2.金属逸出功的测定；金属逸出功的测定；3.电子在电场、磁场中的运动及电子比荷的测定。电子在电场、磁场中的运动及电子比荷的测定。 本学期开设的综合专题实验标题本学期开设的综合专题实验标题n超声波原理及其运用专题：超声波原理及其运用专题：n 1超声波的产生与传播超声波的产生与传播 n 2固体弹性的丈量固体弹性的丈量n 3超声波探测与成像根本原理超声波探测与成像根本原理 n电子特性专题：电子特性专题：n 1金属电子逸出功的测定金属电子逸出功的测定 n 2用密立根油滴仪丈量电子电量用密立根油滴仪丈量电子电量 n 3电子在电场、磁场中的运动及电子比荷的测定电子在电

9、场、磁场中的运动及电子比荷的测定n衍射专题衍射专题n 1) 透射光栅衍射透射光栅衍射 n 2) 光波的单缝及圆孔夫琅禾费衍射光波的单缝及圆孔夫琅禾费衍射 n 3) 微波布拉格衍射微波布拉格衍射 n光源光谱专题光源光谱专题n1棱镜光谱与光栅光谱棱镜光谱与光栅光谱 n2小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱 n3光栅光谱仪测光谱光栅光谱仪测光谱 n迈克尔孙干涉仪专题迈克尔孙干涉仪专题n 1丈量钠光的双线波长差丈量钠光的双线波长差 n2白光干涉景象丈量平板玻璃的折射率白光干涉景象丈量平板玻璃的折射率 n3法布里法布里-珀罗干涉仪测钠双线波长差珀罗干涉仪测钠双线波长差 n光纤技术专题光纤

10、技术专题n1光源与光纤特性光源与光纤特性 n2光信号传输光信号传输 n3光纤传感器光纤传感器 q三个实验同时预习，上课时到实验室现场三个实验同时预习，上课时到实验室现场安排做实验的顺序。安排做实验的顺序。q第一次课带本专题三个实验的预习报告，第一次课带本专题三个实验的预习报告，全部交给教师检查。无预习报告不能做实全部交给教师检查。无预习报告不能做实验。验。q每次实验完成后数据交教师签字。每次实验完成后数据交教师签字。q最后一个实验完成后，次周内交三个实验最后一个实验完成后，次周内交三个实验报告及小论文结合专题撰写科技论文，报告及小论文结合专题撰写科技论文，而不是对实验内容的简单复述。论文不少而

11、不是对实验内容的简单复述。论文不少于于1500字，严禁抄袭。字，严禁抄袭。专题实验教学普通要求找共性、找差别、找联络找共性、找差别、找联络怎样综合？怎样综合？小论文：小论文： 标题标题 背景背景 实际实际 实验方法实验方法 总结景象和结果总结景象和结果 扩展：方法、运用领域、内容扩展：方法、运用领域、内容 缺乏与建议关于内容、方法方面缺乏与建议关于内容、方法方面 科技小论文的方式和内容是开放科技小论文的方式和内容是开放性的，学生可以从各自不同的角度来性的，学生可以从各自不同的角度来综合表述实验的内容和结果，并展开综合表述实验的内容和结果，并展开讨论。讨论。小论文格式例如小论文格式例如n标题标题

12、 n专业专业 姓名姓名 学号学号n论文摘要：论文摘要：n关键词：关键词：n正文背景正文背景n正文论述包括实际和实验方法正文论述包括实际和实验方法n正文结论总结景象和结果，扩展，正文结论总结景象和结果，扩展，缺乏与建议等缺乏与建议等n撰写时间撰写时间n 参考文献参考文献1. 光的衍射开展史；2. 用金属逸出功丈量仪做设计性扩展实验；3. 小议光纤实验中的信号调制方式；4. 光波衍射与变换光学概论；5. 密立根油滴实验过程的讨论；6.棱镜折射与光栅衍射的区别与联络； .小论文小论文三、设计性实验三、设计性实验 根据给定的实验标题、要求和实验条件，根据给定的实验标题、要求和实验条件，由学生本人设计实

13、验方案并根本完成全过程的由学生本人设计实验方案并根本完成全过程的实验。实验。主要设计内容包括主要设计内容包括 1. 1.建立物理模型多种建立物理模型多种; ; 2. 2.物理模型比较选择一种或几物理模型比较选择一种或几种种; ; 3. 3.确定实验方法由相应模型确确定实验方法由相应模型确定定; ; 4. 4.选择仪器设备根据设计要选择仪器设备根据设计要求求; ; 5. 5.选择最正确参数包括实验丈选择最正确参数包括实验丈量条件量条件; ; 6. 6.制定实验步骤包括实验本卷制定实验步骤包括实验本卷须知。须知。 什么是设计性实验什么是设计性实验 三种类型三种类型丈量型实验：对某一丈量型实验：对某

14、一物理量如电容、折射物理量如电容、折射率、静态磁特性的丈量率、静态磁特性的丈量等进展测定，到达设等进展测定，到达设计要求；计要求； 研讨型实验：用实验研讨型实验：用实验确定两物理量或多物理确定两物理量或多物理量之间的关系电源特量之间的关系电源特性研讨，并对其物理性研讨，并对其物理原理、外界条件的影响原理、外界条件的影响或运用价值等进展研讨；或运用价值等进展研讨； 制造型实验：设计并制造型实验：设计并组装或制造安装，如万组装或制造安装，如万用表的组装、全息光栅用表的组装、全息光栅制造等。制造等。q第一次为预备实验，要求上课前先有预备报告，包第一次为预备实验，要求上课前先有预备报告，包括设计方案不

15、只一种和参考资料列表。设计括设计方案不只一种和参考资料列表。设计方案包括：物理模型、实验方法、实验仪器、参数方案包括：物理模型、实验方法、实验仪器、参数估算、实验步骤等。无设计方案不能做实验。课估算、实验步骤等。无设计方案不能做实验。课内了解所需实验仪器性能和操作方法，进展试做，内了解所需实验仪器性能和操作方法，进展试做，研讨设计方案的可行性。研讨设计方案的可行性。q第二次带修正正的第二次带修正正的“可行的设计方案，粗做实验。可行的设计方案，粗做实验。q第三次精做实验，并完成实验数据处置，下课时当第三次精做实验，并完成实验数据处置，下课时当堂交原始设计方案和正式实验报告报告内应包括堂交原始设计

16、方案和正式实验报告报告内应包括实验总结或领会以及建议等。实验总结或领会以及建议等。设计性实验普通要求设计性实验普通要求建立物理模型确定实验方法选择实验仪器选择实验参数实验操作处置数据撰写实验报告制定实验步骤设计性实验的普通程序设计性实验的普通程序1. 建立物理模型建立物理模型 根据实验对象的物理性质，研根据实验对象的物理性质，研讨与实验对象相关的物理过程原讨与实验对象相关的物理过程原理及过程中各物理量之间的关系、理及过程中各物理量之间的关系、推导数学公式推导数学公式 。例：丈量重力加速度例：丈量重力加速度g。 什么物理景象或物理过程与什么物理景象或物理过程与g有关？有关？ 自在落体运动自在落体

17、运动/物体在斜面上的滑物体在斜面上的滑动动/抛体运动抛体运动/单摆单摆/ 过程中的物理量有什么关系)(221211221ttt ttstsggdtdv gtvv0tvvg0gtvdtds 02021gttvs202ttvsg2110121gttvs2220221gttvsdtdsdsdvdtdvg svvg2202vdsdv 以以“自在落体为自在落体为例例2.物理模型比较与选择物理模型比较与选择丈量量值估计：当丈量量值估计：当S=2mS=2m，t t 约为约为0.60.6秒。秒。 SS1S2哪个方案适宜？哪个方案适宜？tvvg0202ttvsg)(221211221ttt ttst sgsvv

18、g2202s速度丈量：速度丈量：tsv如何提高准确度？如何提高准确度？v斜面上的滑动斜面上的滑动sinmgf 优点：增大时间值，优点：增大时间值， 方便丈量；方便丈量；缺陷：？缺陷：？ 2202svvgt 一切自在落体公式均一切自在落体公式均可套用：可套用：sin sin单摆模型单摆模型LTg2)2(估计估计 L=1m，T2s。限制：小摆角限制：小摆角sin 自在落体的变形自在落体的变形绝对重力仪绝对重力仪美国美国不确定度不确定度210-8 m/s2朱棣文朱棣文原原子干涉重力仪子干涉重力仪3.3.实验方法确实定实验方法确实定 用什么方法、安装实现用什么方法、安装实现物理模型，每个物理量怎样丈量

19、。物理模型，每个物理量怎样丈量。q测转动惯量时恒力矩怎样实现？测转动惯量时恒力矩怎样实现？q f 固定，半径固定，半径 r 固定，那么力矩固定，那么力矩f r固定；固定；q 速度怎样测？q 用很短时间的平均速度近似瞬时速度；fMq 电源的短路电流怎样测？电源的短路电流怎样测？AEBARgA、B间压降间压降I 0Rg0。Rg为电表内阻。为电表内阻。当当I0=I时，时，UAB=0，AB间相当短路。间相当短路。ARI0GEEAB0II补偿法补偿法4. 实验仪器的选择与配套实验仪器的选择与配套q根据量值和准确度要求选择仪器种类；根据量值和准确度要求选择仪器种类；q 例：例： 测时间用什么仪表？测时间用

20、什么仪表？q对待测物理量的值进展估计，以选择仪表的对待测物理量的值进展估计，以选择仪表的 量程；量程；q按不确定度均分原那么选择仪表的准确度。按不确定度均分原那么选择仪表的准确度。用什么仪器，准确度与量程。误差分配计算用什么仪器，准确度与量程。误差分配计算RdRUdUPdP 2222)()(2)(REUEPE E(P)2 (1%)2=0.00014E(U)20.00005，E(U)0.35%，选选0.2级电压表。级电压表。E(R)2 0.00005，E(R)0.7%，选选0.5级电桥。级电桥。q举例：丈量功率。公式举例：丈量功率。公式RUP2 RUPlnln2ln 0.0001 0.00005

21、 0.00005用电压表测电压，用电桥测电阻。要求不确定度用电压表测电压，用电桥测电阻。要求不确定度1%。5. 5. 丈量条件与最正确参数确实丈量条件与最正确参数确实定定实验方法、实验仪器选定后，选择有利的实实验方法、实验仪器选定后，选择有利的实验条件及参数范围，以最大限制的减小误差。验条件及参数范围，以最大限制的减小误差。如如 单摆长度的丈量摆线、小球单摆长度的丈量摆线、小球 指针式仪表量程选择在满度指针式仪表量程选择在满度 的的2/3处处 选择适宜的丈量环境：温度、湿度、气压、选择适宜的丈量环境：温度、湿度、气压、电磁场电磁场6. 6. 拟定实验实施方案拟定实验实施方案1) 根据物理模型及

22、实验方法，画出相应根据物理模型及实验方法，画出相应 的实验安装图或电路图、光路图；的实验安装图或电路图、光路图；2) 拟定详细的实验步骤；拟定详细的实验步骤；3) 设计实验数据表格；设计实验数据表格；4) 实验仪器、设备的称号，规格，运用实验仪器、设备的称号，规格，运用 条件等。条件等。7. 7. 撰写设计方案撰写设计方案 实实 验验 题题 目目 一、实验一、实验义务义务 二、实验二、实验要求要求 三、实验三、实验方案方案 1 1、物理模型的比较与选择物理模型的比较与选择 2 2、实验方法的比较与选择实验方法的比较与选择 3 3、仪器的选择与配套系统误差分析仪器的选择与配套系统误差分析 1 1

23、误差公式的推导误差公式的推导 2 2仪器的选仪器的选择择 4 4、丈量条件与最正确参数确实定丈量条件与最正确参数确实定 1 1丈量条件丈量条件 2 2最正确最正确参数参数 四、实四、实验步骤简单验步骤简单 五、实五、实验本卷须知验本卷须知 六、参六、参考文献考文献资料搜集资料搜集 在设计过程中要查阅足够的参在设计过程中要查阅足够的参考资料：考资料： 例如例如: 大学物理、物理实验教科书大学物理、物理实验教科书不同版本；不同版本； 有关丈量、传感器方面的教有关丈量、传感器方面的教材和专著；材和专著； 仪器、仪表、器件手册；仪器、仪表、器件手册； 仪仪器阐明书；器阐明书； 国家规范、行业规范、技术

24、国家规范、行业规范、技术规范等。规范等。 完成实验设计方案后，方可到实验室实地调查完成实验设计方案后，方可到实验室实地调查仪器情况并进展预备性实验。将实验设计方案交给仪器情况并进展预备性实验。将实验设计方案交给指点教师检查。指点教师检查。 经过第一次实验检查设计方案能否可行，根据经过第一次实验检查设计方案能否可行，根据实验室仪器设备情况、实验条件，进一步完善设计实验室仪器设备情况、实验条件，进一步完善设计方案，即可进入实测。方案，即可进入实测。 实测普通分两次进展：粗测、精测。粗测中根实测普通分两次进展：粗测、精测。粗测中根据丈量数据检查能否满足实验要求，可再次调整实据丈量数据检查能否满足实验

25、要求，可再次调整实验方案，最后精测，完成实验。验方案，最后精测，完成实验。8. 8. 实验操作实验操作9.9.数据处置及撰写报告数据处置及撰写报告根据最终选定的实验方案和实践实根据最终选定的实验方案和实践实验过程，完成实验报告，实验报告包括验过程，完成实验报告，实验报告包括前述实验方案的内容实验义务、要求、前述实验方案的内容实验义务、要求、方法、步骤、本卷须知、参考资料等方法、步骤、本卷须知、参考资料等外，还应包括以下两项：外，还应包括以下两项： 数据处置与分析数据处置与分析 实验数据、数据计算、误差估实验数据、数据计算、误差估算、误差分析算、误差分析 实验总结实验总结 包括对本实验的总结；实

26、验包括对本实验的总结；实验中的领会、中的领会、 收获；对实验选题的建议、收获；对实验选题的建议、意见等。意见等。设计举例一设计举例一丈量型实验丈量型实验义务：测定金属资料的杨氏模量义务：测定金属资料的杨氏模量E。要求：丈量结果的相对不确定度不超越要求：丈量结果的相对不确定度不超越5%。 物理模型的建立及比较：物理模型的建立及比较：1 外力作用下，发生形变，在弹性限制内有外力作用下，发生形变，在弹性限制内有Ec 20436067. 1fdmlE LLEAF 2 圆棒状样品用两条细线悬吊起来，共振时 3 声波在延续媒质内传播，其声速，那么有声波在延续媒质内传播，其声速，那么有 采用模型一。采用模型

27、一。 采用金属丝的伸长测杨氏模量采用金属丝的伸长测杨氏模量E，反射镜反射镜杠杆架杠杆架SSdDmgLdE2218导出丈量公式为导出丈量公式为 22222212)()(2)()()()()(SEDELEdEdEmEEEu按均分原那么，按均分原那么，E(D)1%,其他约为其他约为2%。钢丝直径：钢丝直径：0.8mm，千分尺丈量，保证，千分尺丈量，保证 E(D)0.01/0.8=1.2。弹性极限弹性极限200MPa,F100N。逐差法丈量，中间分段，逐差法丈量，中间分段，Fm=50N。用。用多个多个1kg砝码累加加载。砝码累加加载。E 量 级量 级 2 1 0 1 1 P a ， 可 以 计 算 出

28、， 可 以 计 算 出 L/L0.0005。 取取L=1m，那么，那么L=0.5mm。 LLEAF q 光杠杆放大光杠杆放大光杠杆望远镜竖尺SS0S1d2d1L放大倍数放大倍数=2d1/d2，取取d1=2m，d2=80mm，放大放大50倍，倍， S=25mm。用尺读。用尺读。u( S)=0.5mm，E( S)=2%。q d1用卷尺测，用卷尺测，E(d1)=0.005/2=0.25%2%；q L用卷尺测，用卷尺测， E(L)=0.005/1=0.5%2%；qd2用板尺测，用板尺测， E(d2)=0.5/80=0.6%2%；q校核：校核： 22222212)()(2)()()()()(SEDELE

29、dEdEmEEEu%2)2 . 12(5 . 06 . 025. 05 . 0222222 %3 . 3 四、本学期实验内容简四、本学期实验内容简介介综合专题实验项目综合专题实验项目 设计性实验项目设计性实验项目超声波原理及其应用专题超声波原理及其应用专题全息光栅的制作全息光栅的制作 光源光谱专题光源光谱专题 薄透镜参数的测量薄透镜参数的测量波的衍射专题波的衍射专题 超声波测量液体浓度超声波测量液体浓度 光纤技术专题光纤技术专题 软磁材料静态磁特性的测定软磁材料静态磁特性的测定 迈克尔孙干涉专题迈克尔孙干涉专题 万用表的组装万用表的组装 电子特性专题电子特性专题 01 超声波原理及其运用专题共

30、超声波原理及其运用专题共15套套1超声波的产生与传播超声波的产生与传播 7415室室2固体弹性常数的丈量固体弹性常数的丈量 7415室室3超声波探测与成像根本原理超声波探测与成像根本原理 7415室室预习要求：预习要求：仔细阅读实验讲义，复习示波器的运用，写出三个实验仔细阅读实验讲义，复习示波器的运用，写出三个实验的预习报告的预习报告引见引见超声波是频率在超声波是频率在2104Hz1012Hz的声波。的声波。 本专题简单引见超声波的产生方法、传播规律和测本专题简单引见超声波的产生方法、传播规律和测试原理，经过对固体弹性常数的丈量了解超声波在测试试原理，经过对固体弹性常数的丈量了解超声波在测试方

31、面运用的特点；经过对试块尺寸的丈量和人工反射体方面运用的特点；经过对试块尺寸的丈量和人工反射体定位了解超声波在检验和探测方面的运用。定位了解超声波在检验和探测方面的运用。超声波测试把超声波作为一种信息载体，在很多领超声波测试把超声波作为一种信息载体，在很多领域发扬着不可取代的独特作用：域发扬着不可取代的独特作用：1 1探测鱼群或冰山、潜艇导航或传送信息、地形地探测鱼群或冰山、潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探；貌测绘和地质勘探；2 2检验固体资料内部的缺陷、资料尺寸丈量、物理检验固体资料内部的缺陷、资料尺寸丈量、物理参数丈量等；参数丈量等；3 3进展人体内部器官的组织构造扫描进展人体内

32、部器官的组织构造扫描B B超诊断超诊断和血流速度的丈量彩超诊断等。和血流速度的丈量彩超诊断等。 02光源光谱专题共光源光谱专题共15套套1棱镜光谱与光栅光谱棱镜光谱与光栅光谱 5306室室2小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱 5306室室3光栅光谱仪测光谱光栅光谱仪测光谱 5306室室预习要求：预习要求：仔细阅读实验讲义；复习分光计的运用。参考丈量三仔细阅读实验讲义；复习分光计的运用。参考丈量三棱镜最小偏向角的方法学习察看汞灯的三棱镜光谱。棱镜最小偏向角的方法学习察看汞灯的三棱镜光谱。 写出三个实验的预习报告写出三个实验的预习报告引见引见氢原子的可见光光谱氢原子的可见光光谱

33、模拟的自然光光谱模拟的自然光光谱 很多光源发出的光是由多种不同颜色波长的光很多光源发出的光是由多种不同颜色波长的光组成的。经过仪器我们可以将这些不同波长的光分开，组成的。经过仪器我们可以将这些不同波长的光分开，构成构成“光谱，可以协助我们可以了解发光物体本身的光谱，可以协助我们可以了解发光物体本身的许多其他物理、化学性质。许多其他物理、化学性质。 气体原子发光来源于电子在原子内部能级间的跃迁。气体原子发光来源于电子在原子内部能级间的跃迁。固体发光还和固体的能带构造有关。所以对物质发光光固体发光还和固体的能带构造有关。所以对物质发光光谱的研讨将有助于我们认识知发光物质的微观性质。另谱的研讨将有助

34、于我们认识知发光物质的微观性质。另外，不同元素的原子有着本人特有的光谱特征，经过对外，不同元素的原子有着本人特有的光谱特征，经过对光谱研讨也可以协助我们分析物质的组成成分。现代光光谱研讨也可以协助我们分析物质的组成成分。现代光谱技术是物理、化学、资料学、天文学、考古学等研讨谱技术是物理、化学、资料学、天文学、考古学等研讨中不可短少的手段。中不可短少的手段。 本专题研讨主要色散元件棱镜和光栅的色散性质，本专题研讨主要色散元件棱镜和光栅的色散性质，并利用小型棱镜摄谱仪和光栅光谱仪进展光谱丈量。并利用小型棱镜摄谱仪和光栅光谱仪进展光谱丈量。 03波的衍射专题共波的衍射专题共15套套1光波的单缝及圆孔

35、夫琅禾费衍射光波的单缝及圆孔夫琅禾费衍射7319室室2透射光栅衍射透射光栅衍射 7302室室3微波布拉格衍射微波布拉格衍射 7302室室预习要求：预习要求：仔细阅读实验讲义；复习分光计的运用。写出三个实仔细阅读实验讲义；复习分光计的运用。写出三个实验的预习报告验的预习报告引见引见单缝衍射单缝衍射光栅衍射光栅衍射微波布拉格衍射微波布拉格衍射 电磁波和物质波都是波，具有波的干涉、衍射电磁波和物质波都是波，具有波的干涉、衍射等共性。经过对干涉、衍射景象的研讨，可以更等共性。经过对干涉、衍射景象的研讨，可以更深化地认识电磁波和物质波的本质。另一方面，深化地认识电磁波和物质波的本质。另一方面，在人们充分

36、掌握了动摇性质后，又能利用干涉、在人们充分掌握了动摇性质后，又能利用干涉、衍射景象做为手段研讨、探查其他物理景象。衍射景象做为手段研讨、探查其他物理景象。 本专题从光波的衍射性质入手，先了解衍射本专题从光波的衍射性质入手，先了解衍射的普通性质，再学习各种波的衍射在测试和物质的普通性质，再学习各种波的衍射在测试和物质构造分析方面的运用。构造分析方面的运用。 04光纤技术专题共光纤技术专题共15套套1光源与光纤特性光源与光纤特性 7305室室2光信号传输光信号传输 7305室室3光纤传感器光纤传感器 7305室室预习要求：预习要求：仔细阅读实验讲义：复习示波器的运用，了解相关仔细阅读实验讲义：复习

37、示波器的运用，了解相关仪器的运用方法。写出三个实验的预习报告仪器的运用方法。写出三个实验的预习报告引见引见 光纤全称为光导纤维，是一种导引光波的波导，是光纤全称为光导纤维，是一种导引光波的波导，是一种新的传输介质。光纤通讯是以光波为载波，以光导一种新的传输介质。光纤通讯是以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的一种通讯方式。纤维为传输媒质的一种通讯方式。 目前，光纤在通讯、传感、激光治疗仪、激光加工目前，光纤在通讯、传感、激光治疗仪、激光加工机等许多方面都获得了运用，但其最主要的运用领域是机等许多方面都获得了运用，但其最主要的运用领域是光纤通讯和光纤传感器。相对于无线电通讯来说，光纤光纤通讯和光纤

38、传感器。相对于无线电通讯来说，光纤通讯具有传输带宽、通讯容量大、中继间隔远、抗干扰通讯具有传输带宽、通讯容量大、中继间隔远、抗干扰才干强、无串音、轻便、资料资源丰富、本钱低等优点。才干强、无串音、轻便、资料资源丰富、本钱低等优点。 本专题从半导体激光器和光纤入手，先了解半导体本专题从半导体激光器和光纤入手，先了解半导体激光器的电光特性及光纤的构造和普通性质，再学习激光器的电光特性及光纤的构造和普通性质，再学习光纤的耦合、传输特性及在通讯和传感领域中的运用。光纤的耦合、传输特性及在通讯和传感领域中的运用。 05 迈克尔孙干涉专题迈克尔孙干涉专题 共共15套套1丈量钠光的双线波长差丈量钠光的双线波

39、长差 7304室室2白光干涉景象丈量平板玻璃的折射率白光干涉景象丈量平板玻璃的折射率 7304室室3法布里法布里-珀罗干涉仪测钠双线波长差珀罗干涉仪测钠双线波长差 7304室室预习要求：预习要求：仔细阅读上学期讲义仔细阅读上学期讲义 “迈克耳孙干涉仪实验，写出迈克耳孙干涉仪实验，写出三个实验的预习报告。三个实验的预习报告。引见引见 06 电子特性专题共电子特性专题共15套套1金属电子逸出功的测定金属电子逸出功的测定 7307室室2用密立根油滴仪丈量电子电量用密立根油滴仪丈量电子电量 7307室室3电子在电场、磁场中的运动及电子比荷的测定电子在电场、磁场中的运动及电子比荷的测定 7307室室预习

40、要求：预习要求：仔细阅读实验讲义；写出三个实验的预习报告仔细阅读实验讲义；写出三个实验的预习报告引见引见 本专题从认识电子的根本属性，即测定电子的电荷值本专题从认识电子的根本属性，即测定电子的电荷值入手，然后进一步研讨电子的发射、电子在电场和磁场中入手，然后进一步研讨电子的发射、电子在电场和磁场中的运动情况，从而对电子的特性有一个全面的认识，可以的运动情况，从而对电子的特性有一个全面的认识，可以了解电子所涉及问题的广泛性和深化性。了解电子所涉及问题的广泛性和深化性。 电子与其它粒子一样，具有粒子性和动摇性电子与其它粒子一样，具有粒子性和动摇性其中其中h是普朗克常数，是普朗克常数，v是电子的速度

41、。当用是电子的速度。当用100KV电压加速电压加速电子时，其电子波长电子时，其电子波长0.1nm，它是可见光波长的十万分之一，它是可见光波长的十万分之一，因此用电子束照射样品的电子显微镜可以察看物体的微观构因此用电子束照射样品的电子显微镜可以察看物体的微观构造，其分辨率可接近造，其分辨率可接近0.1nm。电子束在电场加速下，可获得很。电子束在电场加速下，可获得很大的能量，这种高能电子束可用来熔化、蒸发、焊接各种资大的能量，这种高能电子束可用来熔化、蒸发、焊接各种资料。在加速器中，用加速到极高能量的电子束轰击原子核和料。在加速器中，用加速到极高能量的电子束轰击原子核和其它粒子进展高能物理的各种景

42、象的研讨。其它粒子进展高能物理的各种景象的研讨。mvh07 全息光栅的制造全息光栅的制造14套套 5304室室 设计性实验设计性实验制造型实验制造型实验11 万用表的组装万用表的组装 14套套 7309室室 12 万用表的组装万用表的组装 14套套 7310室室 实验前仔细查阅资料，根据设计要求写出实验前仔细查阅资料，根据设计要求写出设计方案，设计方案中应有设计的电路原理图，设计方案，设计方案中应有设计的电路原理图，光路图，制造方法和步骤等内容。光路图，制造方法和步骤等内容。 要求：实验前仔细查阅资料，要求丈量薄透镜的要求：实验前仔细查阅资料，要求丈量薄透镜的3个个根本参数，设计丈量方法，画出

43、相应的原理图，写出根本参数，设计丈量方法，画出相应的原理图，写出实验设计方案。实验设计方案。08 薄透镜焦距的丈量薄透镜焦距的丈量 8套套 7319室室丈量型实验丈量型实验10 软磁资料静态磁特性的测定软磁资料静态磁特性的测定 14套套7313室室 要求：实验前仔细查阅资料，阅读实验了解软磁要求：实验前仔细查阅资料，阅读实验了解软磁资料的磁特性；学惯用冲击捡流计丈量磁场的方法；资料的磁特性；学惯用冲击捡流计丈量磁场的方法；根据设计要求画出相应的原理图，写出设计方案根据设计要求画出相应的原理图，写出设计方案 09 超声波丈量液体浓度超声波丈量液体浓度 共共15套套7414室室 要求：实验前仔细查

44、阅资料，要求：实验前仔细查阅资料， 掌握相应的原理，掌握相应的原理，写出实验设计方案。写出实验设计方案。q设计性实验：实验设计方案设计性实验：实验设计方案20分、分、q 实做及完成报告实做及完成报告30分，计分，计50分；分； q综合专题实验：每个实验综合专题实验：每个实验10分、分、q 小论文小论文20分，计分，计50分；分；实验总成果为两个实验成果总和，其中：实验总成果为两个实验成果总和，其中：五、实验成果考核六、上学期实验存在的问题六、上学期实验存在的问题q不及时选实验，选上后又缺课。不及时选实验，选上后又缺课。q留意：本学期物理实验课每人做两个系列，缺一个留意：本学期物理实验课每人做两

45、个系列，缺一个一定不能及格。实验课没有补考，只能重修！一定不能及格。实验课没有补考，只能重修！q不预习实验，抄他人数据和作业。不预习实验，抄他人数据和作业。q不及时交实验报告。不及时交实验报告。q数据记录不规范。数据记录不规范。q画图不规范。画图不规范。q不留意有效数字位数要求。不留意有效数字位数要求。q不会进展间接丈量量的不确定度分析。不会进展间接丈量量的不确定度分析。不确定度计算复习n直接丈量量n间接丈量量 n1ii1xnx1 1计算：计算：3 3计算：计算：)(xsuA nxxxx.,321等精度多次丈量等精度多次丈量3mBu 和和4 422)(BAuuxu 2 2计算：计算：)(xs剔除坏值后，反复剔除坏值后，反复1 12 2已无坏值已无坏值5) 5) 最终结果：最终结果：)(xuxx %100)()( xxuxE某长度测某长度测6 6次次, ,分别为分别为29.18 29.19 29.27 29.18 29.19 29.27 29.25 29.26 29.24(cm) 29.25 29.26 29.24(cm) m=0.02cmm=0.02cmcm23.296161 iixx取一位取一位02. 00168