“近代物理实验(一)”实验教学大纲 - 长沙理工大学

长沙理工大学物理与电子科学学院长沙理工大学物理与电子科学学院实验教学大纲“近代物理实验(二)”实验教学大纲大纲执笔人：彭石林课程负责人：彭石林大纲审核人：李亚捷课程编号：0702000155英文名称：THETEACHINGOUTLINEOFMODERNPHYSICSEXPERIMENTS(2)学分：1.5学时：45适用对象:物理学专业本科生先修课程：光学、量子物理、电动力学、原子物理学、固体物理、统计物理等一、课程性质与目的物理学是一门以实验为基础的科学。实验教学是培养合格科学工作者必不可少的教学组成部分。近代物理实验又是一门综合性、技术性较强的课程。并且是衡量一个学校物理系水平高低的标尺。无论在国内，还是在国外，都十分重视近代物理实验的建设和发展。本课程的主要目的：通过近代物理实验，充实和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的观察能力，分析、归纳和综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。较为严格和系统地训练学生掌握基本物理实验技能，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧；进一步培养学生的综合素养、严谨的科学作风、求实的科学精神，并具备一定的独立工作能力和科学研究能力。二、基本要求1．学习如何用实验方法和技术研究物理现象和规律，通过那些在物理学发展史上起过重大作用的近代物理实验的训练，培养他们在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力；2．学习近代物理主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用，掌握计算机在实际中的一些基本应用技术；3．通过实验预习，培养学生查阅文献、阅读资料、选择拟定实验方案的能力，实验后，通过对实验现象的分析、实验数据的处理及对实验结果的综合等，提高学生撰写实验报告的能力；4．通过学习某些前沿领域中的近代物理实验，开阔学生的眼界，激发学生的创新意识，培养学生使用新设备、新仪器及采用新技术的能力；5．提高学生的综合素质，培养他们实事求是、踏实细致、严肃认真的科学态度和克服困难的坚韧不拔的工作作风。三、重点与难点1．教学重点（1）理解常用近代物理实验仪器的工作原理、使用知识；（2）新的实验技术、计算机辅助实验。2．教学难点培养学生敏锐的观察能力，分析、归纳、综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。四、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称实验性质（打/）学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外0绪论/3必开教学班1夫兰克-赫兹实验/6选做2-6人/组2电光、磁光效应实验/6必做2-6人/组3等离子体辉光放电特性实验/6选做2-6人/组4全息摄像/6选做2-6人/组5阿贝成像原理与空间滤波/6选做2-6人/组6声光效应/6选做2-6人/组7多晶体德拜相分析/6选做2-6人/组8半导体激光器电学、光学参数的测量/6选做2-6人/组9真空镀膜/6选做2-6人/组10微波技术与测量/6必做2-6人/组11微弱信号的检测/6必做2-6人/组12超声探伤/6必做2-6人/组13超导体电阻-温度特性测量/6选做2-6人/组14扫描隧道显微镜实验6必做2-6人/组五、单项实验内容和目的1．夫兰克-赫兹实验实验内容：测量汞原子第一激发电位实验要求：通过对汞原子第一激发电位的测量，了解夫兰克和赫兹在研究原子内部能量问题时所采用的基本方法，了解电子对与汞原子碰撞和能量交换过程的微观图象和影响这过程的主要物理因数，进一步理解波尔理论。主要仪器：夫兰克-赫兹实验实验仪、加热炉、温度控制仪。2．电光、磁光效应实验实验内容：掌握晶体的电光效应和实验方法，掌握LiNbO3电光晶体半波电压和晶体透过率的测量方法。实验要求：了解晶体电光调制器的工作原理，法拉第磁光效应的物理原理。实验仪器：电光效应实验仪，法拉第磁光效应实验仪。3．等离子体辉光放电特性实验实验内容：观察在低气压下的辉光放电现象及测量等离子的电子等效温度、电子浓度、正负离子的平均速度、平均动能等参数。实验要求：了解气体辉光放电等离子区的特性，用试探电极法研究等离子区，测量试探电极的伏安特性。主要仪器：等离子体特性测量仪。4．全息摄像实验内容：制作平面型透射全息图和体积型反射全息图，并分析成图；制作全息光栅。实验要求：了解全息摄像的基本原理，加深对光波动性的理解，熟悉全息摄像的拍摄过程。主要仪器：全息摄像装置。5．阿贝成像原理与空间滤波实验内容：利用光具座、傅立叶透镜组和光学滤波器等对光学成像进行加工、变换，获得所需光学信息。实验要求：学习阿贝成像原理，了解透镜的傅立叶变换性质，掌握空间滤波的一般方法主要仪器：光具座、傅立叶透镜、光学滤波器。6．声光效应实验内容：观察喇曼-纳斯衍射和布拉格衍射，比较两种衍射的实验条件和特点，在布拉格衍射下测量衍射效率、带宽、偏转角。实验要求：了解声光效应的原理，了解喇曼-纳斯衍射和布拉格衍射的实验条件和特点，通过对声光器件衍射效率和带宽等的测量，加深对其概念理解，测量声光偏转和声光调制曲线。主要仪器：SO2000型声光效应实验仪、示波器、频率计。7．多晶体德拜相分析实验内容：对Cu晶体粉末衍射形成的德拜相进行测量分析，计算出Cu晶体的晶格常数，确定晶胞的点阵结构类型。实验要求：了解X射线晶体结构分析仪的结构及工作原理，学会立方晶体粉末衍射花样的分析方法。主要仪器：JF-2型X射线晶体结构分析仪、阿贝比长仪。8．半导体激光器电学、光学参数的测量实验内容：测量半导体激光器阈值电流、输出功率、输出模式等基本参数。实验要求：了解半导体激光器的基本工作原理和基本测量技能，掌握激光器常用测量技术。主要仪器：半导体激光器综合实验仪等。9．真空镀膜实验内容：分别用蒸发镀膜和溅射镀膜两种方法制备银膜。实验要求：了解蒸发镀膜和溅射镀膜的原理，并学会两种方法制备银膜的工艺。主要仪器：WDY-V型电子衍射仪、真空溅射镀膜仪。10．微波技术与测量实验内容：测量微波信号的频率、功率，测定波导波长和驻波比。实验要求：学会使用微波器件，了解微波振荡源的工作特性和微波传输特性，掌握频率功率以及驻波比等基本量的测量。主要仪器：固态微波信号发生器、波导管、晶体检波器。11．微弱信号的检测实验内容：移相器、相移检波器、低通滤波器工作特性测量；噪声淹没的弱信号检测；PN结电容与杂质测量。实验要求：了解锁定放大器的组成，掌握锁定放大器的正确使用方法，学会一些微弱信号的检测技术。主要仪器：ND-202型锁定放大器、数字存储示波器、数字频率计、传感器综合实验台12．超声探伤实验内容：测量超声波在介质中的吸收系数，测量频率与电压的关系，测超声波声场分布。实验要求：了解超声波的物理特性和产生机制，运用超声波检测声场分布，学会超声探伤综合实验仪的使用方法。主要仪器：超声探伤综合实验仪。13．超导体电阻-温度特性测量实验内容：测量超导体样品在恒定电流下的R-T曲线，并测定转变温度。实验要求：了解高临界超导材料的基本特性及其测试方法，了解高温超导体转变温度测定仪的结构及工作原理，掌握其使用方法。主要仪器：高温超导体转变温度测定仪和计算机、打印机。14．扫描隧道显微镜实验实验内容：光栅样品图象扫描、高序石墨原子（HOPG）图象扫描实验要求：了解扫描隧道显微镜的结构及工作原理，掌握用扫描隧道显微镜观察样品扫描图象的方法，并学会处理图像的技术。主要仪器：扫描隧道显微镜（STM）和计算机、打印机。六、考核方式考查，其中实验预习、实验操作和实验报告分别占总成绩的20%、40%和40%。七、推荐教材与参考资料1．选用教材：[1]吴先球，熊予莹主编.《近代物理实验教程》（第二版）.科学出版社，2009.32．主要参考书：张天喆，董有尔主编.《近代物理实验》（第一版）.科学出版社，2004.1郑振维等主编.《近代物理实验》（第一版）.国防科技大学出版社，1990.4高铁军，朱俊孔主编.《近代物理实验》（第一版）.山东大学出版社，2002.9林木欣主编.《近代物理实验》.北京：科学出版社，2000“近代物理实验(一)”实验教学大纲大纲执笔人：彭石林课程负责人：彭石林大纲审核人：李亚捷课程编号：0702000165英文名称：THETEACHINGOUTLINEOFMODERNPHYSICSEXPERIMENTS(1)学分：1.5学时：45适用对象:物理学专业本科生先修课程：光学、量子物理、电动力学、原子物理学、固体物理、统计物理等一、课程性质与目的物理学是一门以实验为基础的科学。实验教学是培养合格科学工作者必不可少的教学组成部分。近代物理实验又是一门综合性、技术性较强的课程。并且是衡量一个学校物理系水平高低的标尺。无论在国内，还是在国外，都十分重视近代物理实验的建设和发展。本课程的主要目的：通过近代物理实验，充实和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的观察能力，分析、归纳和综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。较为严格和系统地训练学生掌握基本物理实验技能，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧；进一步培养学生的综合素养、严谨的科学作风、求实的科学精神，并具备一定的独立工作能力和科学研究能力。二、基本要求1．学习如何用实验方法和技术研究物理现象和规律，通过那些在物理学发展史上起过重大作用的近代物理实验的训练，培养他们在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力；2．学习近代物理主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用，掌握计算机在实际中的一些基本应用技术；3．通过实验预习，培养学生查阅文献、阅读资料、选择拟定实验方案的能力，实验后，通过对实验现象的分析、实验数据的处理及对实验结果的综合等，提高学生撰写实验报告的能力；4．通过学习某些前沿领域中的近代物理实验，开阔学生的眼界，激发学生的创新意识，培养学生使用新设备、新仪器及采用新技术的能力；5．提高学生的综合素质，培养他们实事求是、踏实细致、严肃认真的科学态度和克服困难的坚韧不拔的工作作风。三、重点与难点1．教学重点（1）理解常用近代物理实验仪器的工作原理、使用知识；（2）新的实验技术、计算机辅助实验。2．教学难点培养学生敏锐的观察能力，分析、归纳、综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。四、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称实验性质（打/）学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外0绪论/3必开教学班1NaI单晶丫闪烁仪与Y能谱测量/6选做2-6人/组2核衰变的统计规律/6必做2-6人/组3Y射线的吸收与物质吸收系数的测定/6选做2-6人/组4单能电子物质阻止本领和半吸收厚度的测定/6选做2-6人/组5快速电子的动量与动能的相对论关系/6选做2-6人/组6塞曼效应/6必做2-6人/组7光栅光谱实验/6必做2-6人/组8光拍法测光速/6必做2-6人/组9单光子计数实验/6必做2-6人/组10核磁共振的稳态吸收/6选做2-6人/组11脉冲核磁共振/6必做2-6人/组12传感器技术应用实验/6选做2-6人/组13电子衍射/6必做2-6人/组14激光拉曼光谱实验/6必做2-6人/组五、单项实验内容和目的NaI单晶Y闪烁仪与Y能谱测量实验内容：测量137CS、60Co的Y能谱，并求出相关各项指标。实验要求：了解NaI（Tl）闪烁谱仪的结构、原理，掌握闪烁谱仪的使用方法，通过对Y能谱的测量，加深Y射线与物质相互作用规律的理解。主要仪器：RES相对论效应实验谱仪整套，包括：Y放射源i37Cs和6oCo（强度~1.5微居里）、200pmAl窗、NaI（Tl）闪烁探头、高压电源、放大器、多道脉冲幅度分析器和计算机、打印机。2．核衰变的统计规律实验内容：测量NaI（Tl）闪烁晶体探测器的坪曲线，选定合适工作电压后，在相同条件下对放射源进行重复测量，并分析、检测放射性计数的统计分布类型。实验要求：了解并验证原子核衰变及放射性计数的统计性，了解统计误差的意义，掌握计算统计误差的方法，学习检验测量数据的分布类型的方法。主要仪器：RES相对论效应实验谱仪整套和计算机、打印机。Y射线的吸收与物质吸收系数的测定实验内容：分别测量137CS和60Co的Y射线在一组吸收片中的吸收曲线，并用最小二原理拟合求线性吸收系数。实验要求：了解Y射线与物质相互作用的特性，了解窄束Y射线在物质中的吸收规律及测量其在不同物质中的吸收系数。主要仪器：RES相对论效应实验谱仪整套，Pb、Cu、Al吸收片若干和计算机、打印机。单能电子物质阻止本领和半吸收厚度的测定实验内容：测量铝箔对单能电子的阻止本领及单能电子在铝吸收体中的半吸收厚度。实验要求：了解B粒子与物质相互作用的特性，了解B粒子在物质中能量损失的方式，测量单能电子在物质中的吸收规律。主要仪器：RES相对论效应实验谱仪整套，半圆聚焦B磁谱仪、B放射源9oCr-9oY（强度~1毫居里）、定标用Y放射源137CS和60Co（强度~1.5微居里）、一定厚度的铝箔（50pm、300|Jm、400pm、500pm）和计算机、打印机。快速电子的动量与动能的相对论关系实验内容：首先测量快速电子的动量和动能，然后验证快速电子的动量与动能之间的关系符合相对论效应。实验要求：通过对快速电子的动量值和动能值的同时测定来验证动量与动能之间的相对论关系，同时从中学习到B磁谱仪测量原理、闪烁计数器的使用方法及一些实验数据处理的思想方法。主要仪器：RES相对论效应实验谱仪整套，（真空、非真空）半圆聚焦B磁谱仪、B放射源9oCr-9oY（强度宀1毫居里）、定标用Y放射源137Cs和60Co（强度宀1.5微居里）、数据处理计算软件和计算机、打印机。6．塞曼效应实验内容：用高分辨率的分光器件法布里-珀罗标准具观察5461A汞绿线的塞曼效应并用CCD摄像头捕捉图象，确定能级的量子数与朗德因子，绘出跃迁的能级图，再用直读式望远镜测量谱线分裂的波长差，计算出电子荷质比e/m值。实验要求：了解用法布里-珀罗标准具测量波长差值的方法，了解线阵CCD器件的原理和应用，观察汞5461A光谱线的塞曼效应，测定电子荷质比e/m值。主要仪器：ZM2000型塞曼效应实验仪和计算机、打印机、特斯拉计。7．光栅光谱实验实验内容：学习摄谱、识谱和谱线测量等光谱研究的基本方法，分析并测量钠、氢、氘、氦等的原子光谱，验证巴尔末公式，测定氢（氘）的里德伯常数。实验要求：学会组合式多功能光栅光谱仪的使用，加深对光栅原理的理解，通过对氢原子光谱的观察分析，加深对原子中电子轨道运动与自旋相互作用的了解。主要仪器：WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪和计算机、打印机。8．光拍法测光速实验内容：用光拍法测量He-Ne激光在空气中的传播速度。实验要求：理解光拍频波的概念及声光调制获得相拍二光波的原理、掌握由光拍法测量光速的技术。主要仪器：LM2000C型光速测量仪、双踪示波器、数字频率计。9．单光子计数实验内容：测量光电备增管输出脉冲幅度分布的积分曲线，确定测量弱光时的最佳甑别电平；测量暗计数率R和光计数率R随光电倍增管温度变化的关系曲线，研究工作温度对Rdpd和R的影响；研究光计数率R和入射光功率P的对应关系。pp实验要求：了解单光子计数方法的基本原理和基本实验技能；了解弱光检测中的一些主要问题；掌握一种弱光检测技术。主要仪器：SGD-2型单光子计数系统、计算机和打印机。10．核磁共振的稳态吸收实验内容：观察核磁共振稳态吸收现象，测量1H和19F的磁旋比Y和g因子。实验要求：掌握稳态核磁共振实验原理和方法，观察核磁共振稳态吸收现象，测量1H和19F的磁旋比Y和g因子。主要仪器：核磁共振实验仪、双踪示波器、数字频率计。11．脉冲核磁共振实验内容：观察核磁矩对射程脉冲的影响，测量横向驰豫时间t2，测量二甲苯的化学位移。实验要求：了解脉冲核磁共振条件，了解脉冲核磁共振捕捉范围以及差频现象，了解脉宽与信号的关系，了解自旋回波，利用自旋回波测量横向驰豫时间T2,利用计算机记录测量T2,做傅立叶变换（FFT）,了解匀场系统作用，测量二甲苯的化学位移间隔，了解谱仪的工作原理。主要仪器：FD-PNMR-II脉冲核磁共振仪、数字存储示波器和计算机、打印机。12．传感器技术应用实验实验内容：测量电阻应变传感器单臂电桥灵敏度，比较单臂、半桥和全桥的灵敏度，霍尔传感器直流激励特性测试，交流激励特性测试。实验要求：熟悉CSY998型传感器综合实验仪的使用方法，了解金属箔式应变片单臂电桥的工作原理和灵敏度特性，了解霍尔传感器的工作原理和工作情况。主要仪器：CSY998型传感器综合实验仪。13．电子衍射实验内容：观察电子束穿过多晶体Ag薄膜时的衍射图像，并拍摄图片输入计算机处理，计算电子波波长，验证德布洛意公式。实验要求：了解电子衍射的观察和分析方法；了解数字图像的处理方法；掌握WDY-V型电子衍射仪的操作技术。主要仪器：WDY-V型电子衍射仪、数码相机、计算机。14．激光拉曼光谱实验实验内容：测量CCl的拉曼光谱，从而获得其拉曼频移。4实验要求：了解拉曼散射基本原理，掌握激光拉曼光谱分析的实验技术。主要仪器：LRSm型激光拉曼光谱仪和计算机、打印机。六、考核方式考查，其中实验预习、实验操作和实验报告分别占总成绩的20%、40%和40%。七、推荐教材与参考资料1．选用教材：吴先球，熊予莹主编.《近代物理实验教程》（第二版）.科学出版社，2009.32．主要参考书：张天喆，董有尔主编.《近代物理实验》（第一版）.科学出版社，2004.1郑振维等主编.《近代物理实验》（第一版）.国防科技大学出版社，1990.4高铁军，朱俊孔主编.《近代物理实验》（第一版）.山东大学出版社，2002.9林木欣主编.《近代物理实验》.北京：科学出版社，2000“大学物理实验B”实验教学大纲大纲执笔人：唐贵平课程负责人：唐贵平大纲审核人：李亚捷课程编号：0702100025英文名称：CollegePhysicsExperimentB学分：1学时：30适用对象:特殊的理、工科专业及农、林、医科部分专业先修课程：高中物理一、课程性质与目的大学物理实验是教育部确定的高等学校6门主要基础课程之一，课程覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法与手段，是高校学生进行科学实验基本训练的一门独立必修课程，也是一门先修基础课程。本课程适合理、工科各专业，属于公共课。通过学习物理实验中的一些常用方法、技术、仪器和知识，培养良好的实验习惯和严谨的科学作风。二、基本要求1.基本掌握测量误差的基本知识，初步具有正确处理实验数据的基本能力；基本掌握基本物理量的测量方法，了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用；基本掌握实验室常用仪器的性能，并能够使用，基本掌握常用的实验操作技术；4．加深对基本物理概念和基本物理定律的认识和理解；5．建立用实验去观察、分析、研究物理现象和验证物理规律的基本概念，并初步具有这种能力；6．提高进行科学实验工作的能力，包括实际动手能力、分析判断能力、独立思考能力、革新创造能力、归纳总结能力等。三、重点与难点1．教学重点掌握物理实验常用仪器的使用、基本物理量的测量方法、常用的实验数据处理方法。2．教学难点调动学生上课的积极性。

四、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称实验性质（打）学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外0绪论V2必做11长度和密度的测量V3选做12用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量V3选做13用三线摆测量刚体转动惯量V3选做14动量守恒定律的验证V3选做15不良导体热导率的测定V3选做16冰熔解热的测定V3选做17空气热机实验V3选做18单臂电桥原理与应用V3选做19模拟法测绘静电场V3选做110电学兀件伏安特性的测量V3选做111示波器的原理与应用V3选做112电位差计的原理及应用V3选做113铁磁材料特性的研究V3选做114薄透镜焦距的测量V3选做115等厚干涉原理与应用V3选做116大学物理演示实验1V选做117大学物理演示实验2V选做118大学物理演示实验3V选做119电表的改装与校正V3选做120霍尔效应及其应用V3选做121用双臂电桥测量导体的电阻率V3选做122迈克尔逊干涉仪的原理与应用V3选做123分光计的调节与应用V3选做124偏振光现象研究V3选做125密立根油滴实验V3选做126运用光电效应测量普朗克常数V3选做127声速的测量V3选做128光速的测量V3选做1序号实验项目名称实验性质(打)学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外29音频信号光纤传输技术实验V3选做130PN结正向压降温度特性的研究V3选做131弗兰克-赫兹实验V3选做132传感器原理实验V3选做133大学物理仿真实验V3选做134不规则胶片体积与质量的测量V6选做135黑匣子实验V6选做136双绞线断点位置的测定V6选做137综合测试V1必做1五、单项实验内容和目的1．基本(基础性)实验长度与密度的测量实验内容：用游标卡尺、螺旋测微计、米尺测量细长圆柱体和圆环的体积。用流体静力称衡法测定固体的密度。实验目的：学习测量器具的选择方法，学会使用游标卡尺和螺旋测微计，学习物理天平的使用方法和不规则固体密度的测量方法；掌握零值误差的修正，学习用多次测量减小偶然误差、以及偶然误差的计算。主体设备或软件环境要求：游标卡尺，螺旋测微计，钢米尺，物理天平。用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量实验内容：用光杠杆测量金属丝微小长度变化量，测量金属丝的杨氏弹性模量。实验目的：掌握读数望远镜的调节方法，了解用光杠杆测量微小长度变化的原理，学会用逐差法处理数据。主体设备或软件环境要求：杨氏模量测量仪，尺度望远镜，游标卡尺，卷尺。用三线摆测量刚体转动惯量实验内容：利用三线摆装置测量刚体的转动惯量。实验目的：学习用实验的方法测量不规则刚体的转动惯量，掌握用摆动的方法解决转动问题的理论分析方法。主体设备或软件环境要求：三线摆装置，秒表，钢米尺，游标卡尺。动量守恒定律的验证实验内容：设定实验条件，验证mi=m2和皿严皿?情况的弹性碰撞动量守恒；验证mi=m2和miZm2情况的完全非弹性碰撞动量守恒。实验目的：学会仪器操作、调节，能设定实验条件，验证动量守恒定律；了解弹性碰撞与完全非弹性碰撞的特点。主体设备或软件环境要求：气垫导轨，电脑通用计数器，气源。不良导体热导率的测定实验内容：用稳态法测量不良导体的热导率。实验目的：学习热学实验的基本知识和技能，掌握用稳态法测量不良导体导热系数的基本原理和方法，测量橡胶样品的导热系数。主体设备或软件环境要求：不良导体导热系数测量仪，电子天平。冰熔解热的测定实验内容：测定冰的熔解热；测定系统温度时间变化的曲线。实验目的：了解热学实验中的基本问题：量热和测温；学习粗略修正散热的方法。主体设备或软件环境要求：冰箱，量热器，物理天平，停表。空气热机实验实验内容：测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理。实验目的：理解热机原理及循环过程；测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理；测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，理解输出匹配的概念。主体设备或软件环境要求：空气热机实验仪，空气热机测试仪，酒精灯，计算机(或双踪示波器)。单臂电桥原理与应用实验内容：用单臂电桥测量电阻，验证电阻的串、并联计算公式。实验目的：了解单臂电桥的原理和结构，学习一种精确测量电阻的方法,验证电阻的串、并联计算公式。主体设备或软件环境要求：单双臂电桥,直流稳压电源，指针式灵敏检流计，电阻箱。模拟法测绘静电场实验内容：测量和描绘同轴电缆中的等位线和电力线；测量聚焦电极的等位线和电力线实验目的：学习用模拟法测绘和研究二维静电场；加深对电场强度和电位概念的理解。主体设备或软件环境要求：静电场测绘仪，数字万用表。电学元件伏安特性的测量实验内容：测绘碳膜电阻的伏安特性曲线；测绘半导体二极管的伏安特性曲线。实验目的：学习分压电路特点；掌握测绘伏安特性曲线的基本方法，通过电阻和半导体二极管的伏安特性测量，了解它们的导电特性；对电流表内接和外接误差进行估算。主体设备或软件环境要求：直流稳压电源，直流电压表，直流毫安表，直流微安表，电阻箱，电阻，二极管。示波器的原理与应用实验内容：利用李萨如图形校正低频信号发生器的频率刻度。测量一正弦波信号的电压和周期。实验目的：了解示波器的结构和波形显示原理，初步掌握示波器的使用，学习利用示波器观察电信号的波形、测量频率。观测李萨如图形，校验函数信号发生器的频率显示值。主体设备或软件环境要求：双踪示波器,函数信号发生器。电位差计的原理及应用实验内容：用电位差计校正直流电表。实验目的：了解补偿原理及电位差计的结构，掌握用电位差计校正直流电表的方法。主体设备或软件环境要求：电位差计，直流稳压电源。铁磁材料特性的研究实验内容：利用示波器观测铁磁物质的磁滞回线。实验目的：进一步熟悉示波器的使用方法，了解用示波器观测动态铁磁物质磁化现象的原理。测绘磁化曲线或磁滞回线，根据磁滞回线确定磁性材料的Bs、Br、He的数值。主体设备或软件环境要求：磁滞回线实验仪，示波器。薄透镜焦距的测量实验内容：用物距-像距法、自准法和共扼法测定透镜焦距。实验目的：学习光学元件的共轴等高调节；学习透镜焦距测量的基本方法和加深对透镜成像公式的理解。主体设备或软件环境要求：光具座，光源，透镜。等厚干涉原理与应用实验内容：用读数显微镜观察牛顿环，测量平凸透镜的曲率半径；利用劈尖测量微小长度。实验目的：了解读数显微镜的调节方法，掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法，练习用线性回归法或逐差法处理数据。主体设备或软件环境要求：读数显微镜，纳光灯，牛顿环装置，劈尖装置，函数计算器大学物理演示实验1实验内容：观察力学、热学、振动与波的各个项目演示现象。实验目的：掌握各个项目演示的物理原理，了解相关的实际应用，总结体会与感慨。主体设备或软件环境要求：力学、热学、振动与波的演示仪器。大学物理演示实验2实验内容：观察电磁学的各个项目演示现象。实验目的：掌握各个项目演示的物理原理，了解相关的实际应用，总结体会与感慨。主要仪器：电磁学的演示仪器。大学物理演示实验3实验内容：观察光学与综合的各个项目演示现象。实验目的：掌握各个项目演示的物理原理，了解相关的实际应用，总结体会与感慨。主体设备或软件环境要求：光学与综合的演示仪器。2．综合性实验电表的改装与校正实验内容：将微安表头改装成电流表、电压表和欧姆表实验目的：掌握将微安表头改装成多量程电流表和电压表的原理和方法，了解欧姆计的测量原理与刻度方法，了解校正曲线的意义。主体设备或软件环境要求：微安表头，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，标准电压表。霍尔效应及其应用实验内容：测量螺线管中的磁感应强度或测量半导体试样的V-I曲线。实验目的：了解霍尔效应产生的机理，学习用转换测量法测量磁感应强度或霍尔系数、电导率、载流子浓度等，掌握用异号法消除系统误差的方法。主体设备或软件环境要求：霍尔效应实验组合仪，通电螺线管磁场测定仪，安培表，数字万用表，恒流源。用双臂电桥测量导体的电阻率实验内容：用双臂电桥测量铜导体的电阻率(选做内容：测量线圈的导线长度)。实验目的：了解双臂电桥测低电阻的原理和方法，掌握四端接线法消除附加电阻影响的原理,测量一金属棒的电阻，求金属导体的电阻率。主体设备或软件环境要求：单双臂电桥，直流稳压电源，指针式灵敏检流计，直流电流表，四端电阻。迈克尔逊干涉仪的原理与应用实验内容：用迈克尔逊干涉仪观察等厚、等倾干涉条纹，并测量光波波长实验目的：了解迈克尔逊干涉仪的原理结构和调整方法，观察点光源的等厚等倾干涉条纹的形成和特点，测量激光波长。主体设备或软件环境要求：迈克尔逊干涉仪，氦氖激光器，扩束镜。分光计的调节与应用实验内容：调整分光计、用分光计测量三棱镜的顶角。实验目的：了解分光计的结构和调整要求，学会用分光计测三棱镜的顶角主体设备或软件环境要求：分光计，钠光灯，三棱镜。偏振光现象研究实验内容：利用光具座及偏振器等光学元件，观察和测量光的偏振现象。实验目的：掌握偏振光的基本概念，学习产生和检验偏振光的方法，了解波片的工作原理与使用方法。主体设备或软件环境要求：光具座，氦氖激光器，起偏器，检偏器，微电流测量仪密立根油滴实验实验内容：用密立根油滴实验仪测量微小油滴所带的电荷量。实验目的：通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的实验研究，测量油滴所带的电荷量，验证电荷的不连续性(量子性)。主体设备或软件环境要求：密立根油滴实验仪。运用光电效应测量普朗克常数实验内容：采用“零电流法”测定普朗克常数和红限频率。实验目的：掌握光电效应原理，学习光电效应仪的使用方法，加深对光的量子性的理解测定普朗克常数和红限频率，并验证爱因斯坦光电效应方程。主体设备或软件环境要求：光电效应综合实验仪。声速的测量实验内容：用共振干涉法和相位比较法测量声速实验目的：了解声速测定仪的原理和使用方法，测量气体或液体中的声速。主体设备或软件环境要求：声速测定仪，示波器，函数信号发生器。光速的测量实验内容：用相位法测量光在空气中的传播速度。实验目的：掌握利用调制波的波长和频率测速度的原理，学习用相位法测定调制波的波长，并用示波器正确测量相位，求出光在空气中的传播速度。主体设备或软件环境要求：(相位法)光速测量仪，示波器。音频信号光纤传输技术实验实验内容：LED——传输光纤组件电光特性测定；SPD——传输光纤组件光电特性测定；LED偏置电流对信号输出影响观测；发射器的幅频特性测定。实验目的：熟悉半导体电光、光电器件的基本性能及特性测试方法；了解音频信号光纤传输系统的构成和选配主要部件的原则；学习分析音频信号集成运放电路的基本方法；训练音频信号光纤传输系统的调试技能。主体设备或软件环境要求：音频信号光纤传输实验仪，光功率计，音频信号发生器，双踪示波器，数字万用表。PN结正向压降温度特性的研究实验内容：测量PN结正向压降与正向电流、温度之间的关系曲线。实验目的：了解PN结正向压降与正向电流和温度特性的规律，学习用一种实验的方法测量它们之间的关系曲线，加深对PN结温度传感器原理及应用的认识。主体设备或软件环境要求：PN结正向压降温度特性实验仪，恒温箱。（31）弗兰克-赫兹实验实验内容：对汞原子第一激发电位的测量。实验目的：了解弗兰克和赫兹在研究原子内部问题时所采用的方法，了解电子与汞原子碰撞和能量交换过程的微观图像和影响这过程的主要物理因素，进一步理解玻尔理论，了解温度传感器的工作特性与控温原理。主体设备或软件环境要求：智能弗兰克-赫兹实验仪，加热炉，温度控制仪，微机，打印机。（32）传感器原理实验实验内容：利用传感器技术分模块对相关物理量进行测量。实验目的：了解转换法测量原理，学习各种传感器的原理和使用方法。主体设备或软件环境要求：传感器综合实验台，微机。（33）大学物理仿真实验实验内容：利用计算机进行仿真物理实验。实验目的：在45个仿真物理实验中，按教学要求完成一到两个仿真实验,学习多媒体技术在物理实验中的应用。主体设备或软件环境要求：微机，仿真软件。3．设计性实验（34）不规则胶片体积与质量的测量实验内容：测量对象为一大一小两胶片（实物由老师给定），（a）测量大胶片在挖去如图所示（矩形、圆和正五角星形）三个部分后的体积（不得毁损胶片）（b）测量小胶片的质量。实验目的：通过实验了解不规则物体体积与质量的测量方法。主体设备或软件环境要求：直尺、游标卡尺、螺旋测微计、物理天平，待测胶片。（35）黑匣子实验实验内容：利用给定黑匣子，（a）计算出Rx的阻值；（b）利用指针式万用表判定其内部电学元件类型。实验目的：通过实验了解利用指针式万用表测量黑匣子内部电阻和判定内部电学元件类型的方法。主体设备或软件环境要求：直流稳压电源，万用电表，电阻箱，电阻盒，黑匣子。（36）双绞线断点位置的测定实验内容：利用给定有两根芯线断了的一段联网双绞线，在只能接触一端的情况下：（a）找出哪两对双绞线有断点；（b）估测出两个断点的位置；（c）确定断的是8根芯线的哪两根。实验目的：通过实验学习利用示波器测定双绞线断点位置的方法，了解其在工程实际中的应用。主体设备或软件环境要求：信号发生器，示波器，电阻箱。（37）综合测试实验内容：随机选取一个项目完成实验的部分内容。实验要求：开卷操作独立完成。六、考核方式1．本课程是一门考查课，考核形式包括经常性考核和期末测试两部分，经常性考核的平时成绩占到课程成绩的80%，期末测试占20%。2．平时成绩是应作实验项目成绩的平均值，每个项目成绩分为预习成绩、操作成绩和报告成绩三个部分，分别占20%、40%和40%。3．期末测试是随机选取内容，单人单桌，开卷独立完成。课程成绩先按百分制给出，最后折合成优（90以上）、良（80〜89）、中（70〜79）、及格（60〜69）和不及格（59以下）五个等次。七、推荐教材与参考资料1．推荐教材：唐贵平等主编．《大学物理实验》．复旦大学出版社，2007.8沈黄晋主编．《物理演示实验教程》．科学出版社，2009.82．参考书：刘航主编．《大学物理实验》．中南大学出版社，2000.8丁慎训等主编，《大学物理实验》．清华大学出版社，2002.9张智主编．《大学物理演示实验》．湖南大学出版社，2005.8“大学物理实验A”实验教学大纲大纲执笔人：唐贵平课程负责人：唐贵平大纲审核人：李亚捷课程编号：0702100045英文名称：CollegePhysicsExperimentA学分：2学时：60适用对象:理、工科各专业先修课程：高中物理一、课程性质与目的大学物理实验是教育部确定的高等学校6门主要基础课程之一，课程覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法与手段，是高校学生进行科学实验基本训练的一门独立必修课程，也是一门先修基础课程。本课程适合理、工科各专业，属于公共课。大学物理实验是为培养学生科学实验能力、具备科学素养打下重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。二、基本要求1．掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力；2．掌握基本物理量的测量方法，了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用；3．掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用，掌握常用的实验操作技术；4．加深对基本物理概念和基本物理定律的认识和理解；5．建立用实验去观察、分析、研究物理现象和验证物理规律的基本概念，并初步具有这种能力；6．提高进行科学实验工作的能力，包括实际动手能力、分析判断能力、独立思考能力、革新创造能力、归纳总结能力等。三、重点与难点1．教学重点掌握物理实验常用仪器的使用、基本物理量的测量方法、常用的实验数据处理方法。2．教学难点

调动学生上课的积极性。四、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称实验性质（打）学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外0绪论V2必做11长度和密度的测量V3选做12用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量V3选做13用三线摆测量刚体转动惯量V3选做14动量守恒定律的验证V3选做15不良导体热导率的测定V3选做16冰熔解热的测定V3选做17空气热机实验V3选做18单臂电桥原理与应用V3选做19模拟法测绘静电场V3选做110电学兀件伏安特性的测量V3选做111示波器的原理与应用V3选做112电位差计的原理及应用V3选做113铁磁材料特性的研究V3选做114薄透镜焦距的测量V3选做115等厚干涉原理与应用V3选做116大学物理演示实验1V选做117大学物理演示实验2V选做118大学物理演示实验3V选做119电表的改装与校正V3选做120霍尔效应及其应用V3选做121用双臂电桥测量导体的电阻率V3选做122迈克尔逊干涉仪的原理与应用V3选做123分光计的调节与应用V3选做124偏振光现象研究V3选做125密立根油滴实验V3选做126运用光电效应测量普朗克常数V3选做127声速的测量V3选做1序号实验项目名称实验性质(打)学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外28光速的测量V3选做129音频信号光纤传输技术实验V3选做130PN结正向压降温度特性的研究V3选做131弗兰克-赫兹实验V3选做132传感器原理实验V3选做133大学物理仿真实验V3选做134不规则胶片体积与质量的测量V6选做135黑匣子实验V6选做136双绞线断点位置的测定V6选做137综合测试V1必做1五、单项实验内容和目的1．基本(基础性)实验长度与密度的测量实验内容：用游标卡尺、螺旋测微计、米尺测量细长圆柱体和圆环的体积。用流体静力称衡法测定固体的密度。实验目的：学习测量器具的选择方法，学会使用游标卡尺和螺旋测微计，学习物理天平的使用方法和不规则固体密度的测量方法；掌握零值误差的修正，学习用多次测量减小偶然误差、以及偶然误差的计算。主体设备或软件环境要求：游标卡尺，螺旋测微计，钢米尺，物理天平。(2)用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量实验内容：用光杠杆测量金属丝微小长度变化量，测量金属丝的杨氏弹性模量。实验目的：掌握读数望远镜的调节方法，了解用光杠杆测量微小长度变化的原理，学会用逐差法处理数据主体设备或软件环境要求：杨氏模量测量仪，尺度望远镜，游标卡尺，卷尺。用三线摆测量刚体转动惯量实验内容：利用三线摆装置测量刚体的转动惯量。实验目的：学习用实验的方法测量不规则刚体的转动惯量，掌握用摆动的方法解决转动问题的理论分析方法。主体设备或软件环境要求：三线摆装置，秒表，钢米尺，游标卡尺。动量守恒定律的验证实验内容：设定实验条件，验证m1=m2和mlMm2情况的弹性碰撞动量守恒；验证m1=m2和mlMm2情况的完全非弹性碰撞动量守恒。实验目的：学会仪器操作、调节，能设定实验条件，验证动量守恒定律；了解弹性碰撞与完全非弹性碰撞的特点。主体设备或软件环境要求：气垫导轨，电脑通用计数器，气源。不良导体热导率的测定实验内容：用稳态法测量不良导体的热导率。实验目的：学习热学实验的基本知识和技能，掌握用稳态法测量不良导体导热系数的基本原理和方法，测量橡胶样品的导热系数。主体设备或软件环境要求：不良导体导热系数测量仪，电子天平。冰熔解热的测定实验内容：测定冰的熔解热；测定系统温度时间变化的曲线。实验目的：了解热学实验中的基本问题：量热和测温；学习粗略修正散热的方法。主体设备或软件环境要求：冰箱，量热器，物理天平，停表。空气热机实验实验内容：测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理。实验目的：理解热机原理及循环过程；测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理；测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，理解输出匹配的概念。主体设备或软件环境要求：空气热机实验仪，空气热机测试仪，酒精灯，计算机(或双踪示波器)。单臂电桥原理与应用实验内容：用单臂电桥测量电阻，验证电阻的串、并联计算公式实验目的：了解单臂电桥的原理和结构，学习一种精确测量电阻的方法,验证电阻的串、并联计算公式。主体设备或软件环境要求：单双臂电桥,直流稳压电源，指针式灵敏检流计，电阻箱。模拟法测绘静电场实验内容：测量和描绘同轴电缆中的等位线和电力线；测量聚焦电极的等位线和电力线实验目的：学习用模拟法测绘和研究二维静电场；加深对电场强度和电位概念的理解。主体设备或软件环境要求：静电场测绘仪，数字万用表。电学元件伏安特性的测量实验内容：测绘碳膜电阻的伏安特性曲线；测绘半导体二极管的伏安特性曲线。实验目的：学习分压电路特点；掌握测绘伏安特性曲线的基本方法，通过电阻和半导体二极管的伏安特性测量，了解它们的导电特性；对电流表内接和外接误差进行估算。主体设备或软件环境要求：直流稳压电源，直流电压表，直流毫安表，直流微安表，电阻箱，电阻，二极管。示波器的原理与应用实验内容：利用李萨如图形校正低频信号发生器的频率刻度。测量一正弦波信号的电压和周期。实验目的：了解示波器的结构和波形显示原理，初步掌握示波器的使用，学习利用示波器观察电信号的波形、测量频率。观测李萨如图形，校验函数信号发生器的频率显示值。主体设备或软件环境要求：双踪示波器,函数信号发生器。电位差计的原理及应用实验内容：用电位差计校正直流电表。实验目的：了解补偿原理及电位差计的结构，掌握用电位差计校正直流电表的方法。主体设备或软件环境要求：电位差计，直流稳压电源。铁磁材料特性的研究实验内容：利用示波器观测铁磁物质的磁滞回线。实验目的：进一步熟悉示波器的使用方法，了解用示波器观测动态铁磁物质磁化现象的原理。测绘磁化曲线或磁滞回线，根据磁滞回线确定磁性材料的Bs、Br、He的数值。主体设备或软件环境要求：磁滞回线实验仪，示波器。薄透镜焦距的测量实验内容：用物距-像距法、自准法和共扼法测定透镜焦距。实验目的：学习光学元件的共轴等高调节；学习透镜焦距测量的基本方法和加深对透镜成像公式的理解。主体设备或软件环境要求：光具座，光源，透镜。等厚干涉原理与应用实验内容：用读数显微镜观察牛顿环，测量平凸透镜的曲率半径；利用劈尖测量微小长度。实验目的：了解读数显微镜的调节方法，掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法，练习用线性回归法或逐差法处理数据。主体设备或软件环境要求：读数显微镜，纳光灯，牛顿环装置，劈尖装置，函数计算器大学物理演示实验1实验内容：观察力学、热学、振动与波的各个项目演示现象。实验目的：掌握各个项目演示的物理原理，了解相关的实际应用，总结体会与感慨。主体设备或软件环境要求：力学、热学、振动与波的演示仪器。大学物理演示实验2实验内容：观察电磁学的各个项目演示现象。实验目的：掌握各个项目演示的物理原理，了解相关的实际应用，总结体会与感慨。主要仪器：电磁学的演示仪器。大学物理演示实验3实验内容：观察光学与综合的各个项目演示现象。实验目的：掌握各个项目演示的物理原理，了解相关的实际应用，总结体会与感慨。主体设备或软件环境要求：光学与综合的演示仪器。2．综合性实验电表的改装与校正实验内容：将微安表头改装成电流表、电压表和欧姆表实验目的：掌握将微安表头改装成多量程电流表和电压表的原理和方法，了解欧姆计的测量原理与刻度方法，了解校正曲线的意义。主体设备或软件环境要求：微安表头，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，标准电压表。霍尔效应及其应用实验内容：测量螺线管中的磁感应强度或测量半导体试样的V-I曲线。实验目的：了解霍尔效应产生的机理，学习用转换测量法测量磁感应强度或霍尔系数、电导率、载流子浓度等，掌握用异号法消除系统误差的方法。主体设备或软件环境要求：霍尔效应实验组合仪，通电螺线管磁场测定仪，安培表，数字万用表，恒流源。用双臂电桥测量导体的电阻率实验内容：用双臂电桥测量铜导体的电阻率(选做内容：测量线圈的导线长度)。实验目的：了解双臂电桥测低电阻的原理和方法，掌握四端接线法消除附加电阻影响的原理,测量一金属棒的电阻，求金属导体的电阻率。主体设备或软件环境要求：单双臂电桥，直流稳压电源，指针式灵敏检流计，直流电流表，四端电阻。迈克尔逊干涉仪的原理与应用实验内容：用迈克尔逊干涉仪观察等厚、等倾干涉条纹，并测量光波波长实验目的：了解迈克尔逊干涉仪的原理结构和调整方法，观察点光源的等厚等倾干涉条纹的形成和特点，测量激光波长。主体设备或软件环境要求：迈克尔逊干涉仪，氦氖激光器，扩束镜。分光计的调节与应用实验内容：调整分光计、用分光计测量三棱镜的顶角。实验目的：了解分光计的结构和调整要求，学会用分光计测三棱镜的顶角主体设备或软件环境要求：分光计，钠光灯，三棱镜。偏振光现象研究实验内容：利用光具座及偏振器等光学元件，观察和测量光的偏振现象。实验目的：掌握偏振光的基本概念，学习产生和检验偏振光的方法，了解波片的工作原理与使用方法。主体设备或软件环境要求：光具座，氦氖激光器，起偏器，检偏器，微电流测量仪密立根油滴实验实验内容：用密立根油滴实验仪测量微小油滴所带的电荷量。实验目的：通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的实验研究，测量油滴所带的电荷量，验证电荷的不连续性(量子性)。主体设备或软件环境要求：密立根油滴实验仪。运用光电效应测量普朗克常数实验内容：采用“零电流法”测定普朗克常数和红限频率。实验目的：掌握光电效应原理，学习光电效应仪的使用方法，加深对光的量子性的理解测定普朗克常数和红限频率，并验证爱因斯坦光电效应方程。主体设备或软件环境要求：光电效应综合实验仪。声速的测量实验内容：用共振干涉法和相位比较法测量声速实验目的：了解声速测定仪的原理和使用方法，测量气体或液体中的声速。主体设备或软件环境要求：声速测定仪，示波器，函数信号发生器。光速的测量实验内容：用相位法测量光在空气中的传播速度。实验目的：掌握利用调制波的波长和频率测速度的原理，学习用相位法测定调制波的波长，并用示波器正确测量相位，求出光在空气中的传播速度。主体设备或软件环境要求：(相位法)光速测量仪，示波器。音频信号光纤传输技术实验实验内容：LED——传输光纤组件电光特性测定；SPD——传输光纤组件光电特性测定；LED偏置电流对信号输出影响观测；发射器的幅频特性测定。实验目的：熟悉半导体电光、光电器件的基本性能及特性测试方法；了解音频信号光纤传输系统的构成和选配主要部件的原则；学习分析音频信号集成运放电路的基本方法；训练音频信号光纤传输系统的调试技能。主体设备或软件环境要求：音频信号光纤传输实验仪，光功率计，音频信号发生器，双踪示波器，数字万用表。PN结正向压降温度特性的研究实验内容：测量PN结正向压降与正向电流、温度之间的关系曲线。实验目的：了解PN结正向压降与正向电流和温度特性的规律，学习用一种实验的方法测量它们之间的关系曲线，加深对PN结温度传感器原理及应用的认识。主体设备或软件环境要求：PN结正向压降温度特性实验仪，恒温箱。（31）弗兰克-赫兹实验实验内容：对汞原子第一激发电位的测量。实验目的：了解弗兰克和赫兹在研究原子内部问题时所采用的方法，了解电子与汞原子碰撞和能量交换过程的微观图像和影响这过程的主要物理因素，进一步理解玻尔理论，了解温度传感器的工作特性与控温原理。主体设备或软件环境要求：智能弗兰克-赫兹实验仪，加热炉，温度控制仪，微机，打印机。（32）传感器原理实验实验内容：利用传感器技术分模块对相关物理量进行测量。实验目的：了解转换法测量原理，学习各种传感器的原理和使用方法。主体设备或软件环境要求：传感器综合实验台，微机。（33）大学物理仿真实验实验内容：利用计算机进行仿真物理实验。实验目的：在45个仿真物理实验中，按教学要求完成一到两个仿真实验,学习多媒体技术在物理实验中的应用。主体设备或软件环境要求：微机，仿真软件。3．设计性实验（34）不规则胶片体积与质量的测量实验内容：测量对象为一大一小两胶片（实物由老师给定），（a）测量大胶片在挖去如图所示（矩形、圆和正五角星形）三个部分后的体积（不得毁损胶片）（b）测量小胶片的质量。实验目的：通过实验了解不规则物体体积与质量的测量方法。主体设备或软件环境要求：直尺、游标卡尺、螺旋测微计、物理天平，待测胶片。（35）黑匣子实验实验内容：利用给定黑匣子，（a）计算出Rx的阻值；（b）利用指针式万用表判定其内部电学元件类型。实验目的：通过实验了解利用指针式万用表测量黑匣子内部电阻和判定内部电学元件类型的方法。主体设备或软件环境要求：直流稳压电源，万用电表，电阻箱，电阻盒，黑匣子。（36）双绞线断点位置的测定实验内容：利用给定有两根芯线断了的一段联网双绞线，在只能接触一端的情况下：（a）找出哪两对双绞线有断点；（b）估测出两个断点的位置；（c）确定断的是8根芯线的哪两根。实验目的：通过实验学习利用示波器测定双绞线断点位置的方法，了解其在工程实际中的应用。主体设备或软件环境要求：信号发生器，示波器，电阻箱。（37）综合测试实验内容：随机选取一个项目完成实验的部分内容。实验要求：开卷操作独立完成。六、考核方式1．本课程是一门考查课，考核形式包括经常性考核和期末测试两部分，经常性考核的平时成绩占到课程成绩的85％，期末测试占15％。2．平时成绩是应作实验项目成绩的平均值，每个项目成绩分为预习成绩、操作成绩和报告成绩三个部分，分别占20%、40%和40%。3．期末测试是随机选取内容，单人单桌，开卷独立完成。4.课程成绩先按百分制给出，最后折合成优（90以上）、良（80〜89）、中（70〜79）、及格（60〜69）和不及格（59以下）五个等次。七、推荐教材与参考资料推荐教材：唐贵平等主编．《大学物理实验》．复旦大学出版社，2007.8沈黄晋主编．《物理演示实验教程》．科学出版社，2009.8主要参考书：刘航主编．《大学物理实验》．中南大学出版社，2000.8丁慎训等主编．《大学物理实验》．清华大学出版社，2002.9张智主编．《大学物理演示实验》．湖南大学出版社，2005.8普通物理实验专题”实验教学大纲大纲执笔人：何兴大纲审核人：李亚捷课程编号：0702100075英文名称：GeneralPhysicsExperimentTopics学分：1学时：30适用对象：物理学专业先修课程：大学物理实验、高等数学一、课程性质与目的1．课程性质普通物理实验专题是物理学专业学生在大学物理实验之后的一门重要的实验基础课程，本课程涉及的物理基础知识面广，并具有较强的综合性和技术性。2．教学目的通过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；通过这些实验加深对物理学基本原理的认识、提高学习兴趣、拓展知识面、领悟实验的设计思想，训练学生的综合实验能力、创新意识。培养学生将来从事科学研究和各项实际科学活动所必备的物理实验技能。二、基本要求1．学习如何用实验方法和技术研究物理现象和规律，了解物理实验在物理学发展史和现代科技中的的作用，培养学生在实验过程中发现问题，分析问题的能力；2．学习现代物理某些主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用；3．通过实验加深对现代物理的基本规律和现象的理解；4．巩固和加强有关实验数据处理及误差分析的训练；3．通过实验加深对现代物理的基本规律和现象的理解；4．巩固和加强有关实验数据处理及误差分析的训练；5．培养实事求是，踏实细致，严肃认真的科学态度，良好的实验素质和习惯。5．三、重点与难点1．教学重点

学习物理综合实验和设计实验的基本方法和手段，学习计算机与物理实验的结合。2．教学难点由于实验大多为综合与设计性实验，涉及的知识范围广，学生必须自行查找相关资料（可由教室提供）。四、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称实验性质（打）学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外1不规则胶片体积与质量的测量V6选做12电学黑匣子实验V6选做13双绞线断点位置的测定V6选做14单摆测重力加速度及系统误差的分析修正V6选做15设计和组装热敏电阻温度计V6选做16薄膜厚度的测量V6选做17数字万用表的设计与制作V6选做18计算机在物理实验中的应用V6选做19数字图形技术V6选做110阿贝成像与空间滤波器V6选做11弗兰克一赫兹实验V6选做12超声波无损检测V6选做13空气折射率的测定V6选做14数字存储式示波器的应用V6选做五、单项实验内容和目的（1）不规则胶片体积与质量的测量实验内容：测量对象为一大一小两胶片（实物由老师给定），（a）测量大胶片在挖去如图所示（矩形、圆和正五角星形）三个部分后的体积（不得毁损胶片）（b）测量小胶片的质量。实验目的：通过实验了解不规则物体体积与质量的测量方法。主体设备或软件环境要求：直尺、游标卡尺、螺旋测微计、物理天平，待测胶片。（2）黑匣子实验实验内容：利用给定黑匣子，（a）计算出Rx的阻值；（b）利用指针式万用表判定其内部电学元件类型。实验目的：通过实验了解利用指针式万用表测量黑匣子内部电阻和判定内部电学元件类型的方法。主体设备或软件环境要求：直流稳压电源，万用电表，电阻箱，电阻盒，黑匣子。（3）双绞线断点位置的测定实验内容：利用给定有两根芯线断了的一段联网双绞线，在只能接触一端的情况下：（a）找出哪两对双绞线有断点；（b）估测出两个断点的位置；（c）确定断的是8根芯线的哪两根。实验目的：通过实验学习利用示波器测定双绞线断点位置的方法，了解其在工程实际中的应用。主体设备或软件环境要求：信号发生器，示波器，电阻箱（4）单摆测重力加速度及系统误差的分析修正实验内容：根据测量误差的要求和误差理论，计算和确定摆长L,测量周期数N次，摆角0的选择，计时参考位置的选择；测量摆长L,摆角8，周期N的测量。实验目的：根据设计要求，设计一单摆实验，测当地的重力加速度。主体设备或软件环境要求：单摆装置、电子秒表（5）设计和组装热敏电阻温度计实验内容：测量热敏电阻的温度特性常数；对非平衡电桥电路进行线性化设计计算，确定电路参数；组装电路并测试温度与输出电压的关系。实验目的：掌握热敏电阻的温度特性测量方法；学习传感器输出的常用转换电路—非平衡电桥设计；学习组装热敏电阻温度计，检测其线性化程度。主体设备或软件环境要求：EH热学物理实验仪，单臂电桥，数字万用表。（6）薄膜厚度的测量实验内容：测量透明介质薄膜厚度和折射率。实验目的：学习测量薄膜光学性质及折射率的一种方法，了解菲涅尔公式的应用，进一步加深对椭圆偏振光性质和应用分析的理解。主体设备或软件环境要求：椭圆偏振光测量仪，氦氖激光器、计算机及软件。（7）数字万用表的设计与制作实验内容：设计制作多量程直流电表；设计制作多量程交流电表。实验目的：掌握数字万用表的工作原理、组成和特性；掌握数字万用表的校准方法和使用方法；掌握分压及分流电路的连接和计算；了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用主体设备或软件环境要求：DM-I数字万用表设计性实验仪；三位半或四位半数字万用表。（8）计算机在物理实验中的应用实验内容：实验前预习相关计算机硬件和软件知识；完成热学实验、力学、光学各一个实验项目的计算机数据采集处理和分析（用EXCEL函数与作图功能）；初步了解计算机在物理实验中应用过程。实验目的：了解计算机采集系统；初步了解计算机在物理实验中应用过程。学习EXCEL函数与作图功能。主体设备或软件环境要求：计算机、数字化物理实验平台及软件，温度传感器，热学实验仪器。（9）数字图形技术实验内容：实验前预习实验室提供数码相机基本资料和数字图形处理软件；依据实验任务预编数字图形处理程序流程学习数码相机的使用；拍摄数字相片。实验目的：学习数字图形技术软件的使用；掌握对数字相片或图片的处理。主体设备或软件环境要求：计算机，数码相机，数字摄像机，液晶投影机。（10）阿贝成像与空间滤波器实验内容：利用光具座、傅立叶透镜组和光学滤波器等对光学图像进行加工、变换，以获得所需的光信息。实验目的：学习阿贝成像原理，了解透镜的傅立叶变换性质，掌握空间滤波的一般方法主体设备或软件环境要求：光具座，傅立叶透镜，光学滤波器。（11）弗兰克—赫兹实验实验内容：学习使用和调节弗兰克—赫兹实验仪，使得真空管中气体，用作图法和示波法研究。实验目的：了解原子定态能级和能级跃迁的概念；掌握观察氩原子特殊的伏安特性曲线的方法；学会利用氩原子的伏安特性曲线测量其第一激发电位；理解能量选择吸收定则。主体设备或软件环境要求：弗兰克—赫兹实验仪，示波器，计算器。（12）超声波无损检测实验内容：测量金属试块中缺陷部位的位置和形状大小。实验目的：了解超声波的产生、发射、传播和接收原理，了解超声探头的结构及作用，学习使用超声波探伤仪检测金属试块中缺陷部位的位置和形状大小。主体设备或软件环境要求：超声波探伤仪、试样。（13）空气折射率的测定实验内容：用迈克尔逊干涉仪测量空气的折射率。实验目的：了解迈克尔逊干涉仪的特点，学会调整和使用。了解光的干涉现象及形成条件，学习一种测量气体折射率的方法。主体设备或软件环境要求：迈克尔逊干涉仪，数显空气折射率测量仪。（14）数字存储式示波器的应用实验内容：用数字储存示波器测量电信号的电压周期，测量和分析电信号的频谱特性、相位特性和瞬态特征。实验目的：了解数字储存示波器的原理和结构，学习使用数字储存示波器，掌握用数字储存示波器分析电信号的频谱特性、相位特性和瞬态特征。学会用扩展模块储存、传输测量数据。主体设备或软件环境要求：数字储存示波器、数字合成信号发生器。六、考核方式本课程鉴于实验学时只有30,不再单独用专门学时考试,成绩以实验项目的平均成绩作为考核成绩,缺做二个实验成绩不及格。七、推荐教材与参考资料：1．推荐教材：杨述武主编．《普通物理实验》（四）．高等教育出版社，20002．主要参考书：唐贵平等主编《大学物理实验》，复旦大学出版社，2007“无机材料化学实验”教学大纲大纲执笔人：李富进课程负责人：廖红卫大纲审核人：李亚捷课程编号：0703100035英文名称：ExperimentforInorganicMaterialChemistry学分：1学时：30适用对象:无机非金属材料工程本科专业学生先修课程：无机及分析化学一、课程性质与目的1．课程性质据人才培养计划及教学大纲要求，综合无机非金属材料工程专业的教学需要和安排，开设《无机材料化学实验》课程，是无机非金属材料工程本科专业学生必修的一门专业课。内容包括无机化合物的制备、元素及化合物的性质与鉴定、酸碱滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法、氧化还原滴定法和分光光度法的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念；掌握无机及分析化学的基本操作、基本技能，从而能够根据所学原理设计实验，选择和使用仪器；验证所学的原理，巩固加深对课程原理的理解，提高学生灵活运用知识的能力；强化并树立准确“量”的观念；2．课程目的培养学生严肃认真、实是求是的严谨的科学态度和作风，锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力，使学生初步具有独立分析问题和解决化学中实际问题的能力。二、基本要求要求学生熟悉基础化学实验常用仪器，熟悉其名称、规格、用途、性能及其使用方法。掌握每个实验的原理和步骤。并能准确分析实验现象，联系实验原理。从而能够根据所学原理设计实验，选择和使用仪器，独立进行试验设计。并具备从事实验操作和观察，并进行实验误差分析、数据处理的能力。三、重点与难点1．教学重点固体与液体标准溶液的配制；化学滴定，包括酸式滴定和碱式滴定，氧化还原反应的原

理，配位化合物的性质以及指示剂的选择。2．教学难点容量瓶刻度线的确定；化学滴定终点的确定和化学滴定指示剂的选择；配位化合物滴定法的运用。四、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称实验性质（打/）学时分配必做或选做每组人数基础性设计或综合性课内课外1化学试验常用仪器及基本操作规程/4必做22分析天平的使用和称量及标准溶液的配制/2必做23盐酸溶液的配制与标定/2必做24酸碱离解平衡与弱酸离解常数的测定/4必做25氧化还原反应/4选做26水中钙、镁含量的测定/4必做27化学需氧量（COD）的测定（高锰酸钾法）/4选做28葡萄糖含量的测定/4选做29铁的比色测定/4选做210Si02含量的测定/4必做211A1203含量的测定/4必做212水泥中硫矿渣掺加量的测定（KMnO4法）/4选做213四氨合铜（II）硫酸盐的制备/4选做214过氧化钙的制备及含量分析/6选做215溶液浓度的确定/2选做1五、单项实验内容和目的1．基本（基础性）实验（1）化学试验常用仪器及基本操作规程实验内容：熟悉基础化学实验常用仪器；玻璃仪器的洗涤；玻璃仪器的干燥。实验目的：学习基础化学实验室规则和安全守则；领取并熟悉基础化学实验常用仪器，熟悉其名称、规格、用途、性能及其使用方法；学会并练习常用玻璃仪器的洗涤和干燥方法实验仪器：玻璃仪器一套；计算机一台，投影仪一台，实验录像教学带一套。K2Cr2O7（s）,H2SO4（浓）、NaOH（s）、去污粉、丙酮、无水乙醇、乙醚；天平的使用和NaCl标准溶液的配制。实验内容：电子天平的使用；NaCl标准溶液的配制。实验目的：了解电子天平的构造和工作原理；掌握电子天平正确操作和使用规则；掌握电子天平的称量法；学会配制标准溶液。实验仪器：电子天平；NaCl；烧杯；容量瓶。（3）盐酸溶液的配制与标定实验内容：了解基准物质的准备过程；盐酸浓度的标定。实验目的：学会用基准物质标定盐酸浓度的方法；进一步掌握滴定操作；初步了解数理统计处理在分析化学中的应用。实验仪器：滴定管，锥形瓶、移液管、量筒。（4）酸碱离解平衡与弱酸离解常数的测定实验内容：同离子效应；共轭酸（共轭碱）在水溶液中的离解；水解反应；弱酸离解常数的测定。实验目的：加深理解同离子效应、共轭碱（或共轭酸）的离解及其主要影响因素；利用测缓冲溶液pH值的方法测定弱酸的离解常数，熟悉pH计的使用方法；学习移液管、容量瓶的使用方法，并进一步练习配制溶液。实验仪器：滴定管，锥形瓶，量筒，试管、烧杯、pH计。（5）氧化还原反应实验内容：常用氧化剂和还原剂的反应；介质对氧化还原反应的影响；介质对氧化还原产物的影响；氧化还原平衡的移动。实验目的：了解介质对氧化还原反应的影响；了解金属还原性的大小对氧化还原反应速度的影响；了解氧化剂的浓度对氧化还原反应速度的影响；了解氧化还原平衡的移动。实验仪器：试管，KI,硫酸，氯化亚锡，高锰酸钾，硝酸铅，醋酸，硅酸钠、恒温水浴锅。（6）化学需氧量（COD）的测定（高锰酸钾法）实验内容：水样的滴定；空白溶液的滴定。实验目的：掌握酸性高锰酸钾法测定水中COD的分析方法；了解测定COD的意义。实验仪器：锥形瓶、滴定管、高锰酸钾标准溶液。（7）葡萄糖含量的测定实验内容：0.05mol・L-iI2标准溶液的配制；0.05mol・L-^溶液的标定；葡萄糖含量的测定。实验目的：学会间接碘量法测定葡萄糖含量的原理，进一步掌握滴定法技能；学会I2标准溶液的配制与标定；进一步熟悉酸滴定管的操作，掌握有色溶液滴定时体积的正确读法。实验仪器：分析天平、台秤、烧杯、酸式滴定管、碱式滴定管、容量瓶(250mL)、移液管(25mL)、锥形瓶(250mL)、碘量瓶(250mL)。I(s)(A.R.)、KI(s)(A.R.)、NaSO(s)(A.R.)、NaCO(s)(A.R.)、KCr0(s)(A.R.)于140°C222323227电烘箱中干燥2h，贮于干燥器中备用)、KI(20%)、HCl(6mol・L-i)、淀粉溶液(0.5%)、Na0H(2mol・L-i)、葡萄糖试样(0.05%)。(8)铁的比色测定实验内容：标准溶液配制；吸收曲线的绘制；标准曲线(工作曲线)的绘制；试样中铁含量的测定。实验目的：学会吸收曲线及标准曲线的绘制，了解分光光度法的基本原理；掌握用邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理；学会722型分光光度计的正确使用，了解其工作原理；学会数据处理的基本方法；掌握比色皿的正确使用。实验仪器：722型分光光度计、容量瓶(100mL,50mL)、吸量管、硫酸铁铵FeNH(SO)・12HO(s)(A.R.)、硫酸(3mol・L-i)、盐酸羟胺(10%)、NaAc(1mol・L-i)、邻二氮4422菲(0.15%)。2．设计性实验水中钙、镁含量的测定实验内容：0.02mol・L-iEDTA标准溶液的配制和标定；钙硬度和镁硬度的测定。实验目的：学会用配位滴定法测定水的总硬度，掌握配位滴定的原理，了解配位滴定的特点；学会EDTA标准溶液的配制、标定及稀释；学会KB指示剂、铬黑T指示剂的使用及终点颜色变化的观察，掌握配位滴定操作。实验仪器：分析天平、酸式滴定管、锥形瓶、移液管(25mL)、容量瓶(250mL)、烧杯、试剂瓶、量筒(100mL)、表面皿。EDTA(s)(A.R.)、KB指示剂、CaCO(s)(A.R.)、HCl(1:1)、三乙醇胺(1：1)、NH—NHCl334缓冲溶液(pH=10)、铬黑T指示剂(0.05%)、钙指示剂(s，与NaCl粉末1：100混合)水样。四氨合铜(II)硫酸盐的制备实验内容：列出试验所需的原料、规格、数量及计算的依据；列出所需的试验仪器；写出制备目的物的详尽的试验步骤；分析所得的产物，确定配离子中心Cu+与NH的比值。3实验目的：初步学习文献查阅方法；利用查阅的文献，确定四氨合铜(II)硫酸盐的制备；设计试验方法证明所得的化合物为目标物。实验仪器：锥形瓶、烧杯、滴定管。过氧化钙的制备及含量分析实验内容：过氧化钙的制备；过氧化钙含量的测定。实验目的：掌握制备过氧化钙的原理及方法；掌握测定过氧化钙含量的分析方法；巩固无机制备及化学分析的基本操作。实验仪器：分析天平、酸式滴定管。3．综合性实验SiO2含量的测定实验内容：实验溶液配制；2.SiO2含量的测定。实验目的：进一步熟悉标准溶液的配制过程；了解配位化合物形成的基本原理；掌握容量测定法的基本原理。实验仪器：坩埚、容量瓶、万用电炉、碱式滴定管。AIR含量的测定23实验内容：实验溶液配制；K值的计算；Al2O3含量的测定实验目的：进一步熟悉标准溶液的配制过程；学习缓冲溶液的配制方法；掌握络合滴定法的基本原理。实验仪器：锥形瓶、烧杯、滴定管。水泥中矿渣掺加量的测定(KMnO法)4实验内容：实验溶液配制；矿渣掺加量的测定。实验目的：进一步熟悉标准溶液的配制过程；掌握氧化还原滴定法的基本原理。实验仪器：锥形瓶、烧杯、滴定管。已知溶液浓度的标定实验内容：知溶液浓度的标定。实验目的：进一步掌握滴定操作；初步了解数理统计处理在分析化学中的应用。实验仪器：滴定管，锥形瓶、移液管、量筒。六、考核方式1．该课为考查课，成绩分两部分，一课堂成绩即实验的完成程度和准确度；二实验报告。2．课堂成绩的40%，其中实