物理实验Ⅱ教学大纲

物理实验Ⅱ教学大纲课程中文名称：物理实验Ⅱ课程英文名称：PhysicalExperimentⅡ课程编号：F7003学分：2学时：32先修课程：大学物理、高等数学适用专业：理工学类相关专业课程类别：专业基础课程/必修使用教材：《大学物理实验》,辛旭平,机械工业出版社，2018年开课单位：理学院一、实验性质、目的与任务为适应我国科学技术和社会发展的需要，培养具有创新意识、创新精神和创新能力的人才，是高等教育的紧迫任务。在整个本科教学中，物理实验在培养学生的素质和能力方面占有十分重要的地位。通过本课程的学习，对大学生的素质教育和能力培养等方面进行系统的训练，要求学生掌握基本的实验方法、测试方法、不确定度的估算方法和基本仪器操作技能，为后继专业实验打下扎实的基础。二、教学目标通过本课程的学习，应达到以下要求：1.了解本课程的发展方向、测试手段、方法的革新与研究趋势，常用仪器设备的工作原理、构造及设计思路，部分专用设备的操作和维护等。2.理解本课程的任务、性质、目的，物理理论与物理实验的关系，测试手段的理论依据，实验理论公式的推导及日常生活中的应用范围等。3.掌握常用的物理实验理论，物理实验测试的几种基本方法，误差理论、公式推导、公式应用，数据处理方法，实验结果的表达，实验结论的总结，实验失误的分析等。三、实验项目内容及学时安排本课程为32学时，分两个阶段进行安排。第一阶段是误差理论和四个基本实验，每生必做；第二阶段是开放实验，学生可以自由选则实验项目、操作时间。学生在两阶段内共计应完成10个实验项目。序号实验项目学时实验性质备注演示验证设计综合必做选做1数据处理和不确定度估算3√2长度、质量、密度的测量3√√3常用电学量的测量3√√4分光计的调整及应用3√√5示波器的原理及应用3√√6模拟法测静电场3√√7电表的改装和校正3√√8拉伸法测定钢丝杨氏模量3√√9固体线膨胀系数的测定3√√10表面张力系数的测量3√√11等厚干涉及应用3√√12迈克尔逊干涉仪的调整及其应用3√√13简谐振动的研究3√√14ＲＬＣ电路的稳态过程研究3√√15透镜参数的测量3√√16电子电荷的测定3√√17转动惯量的测量3√√18落针法测液体的粘滞系数3√√19验证动量守恒、能量守恒定理3√√20弦振动的研究3√√21声速的测定3√√22气体比热容比的测量3√√23衍射光栅测波长3√√24最小偏向角法测折射率3√√25夫兰克—赫兹实验3√√26动态法测杨氏模量3√√27交流电桥3√√28螺线管内磁场的研究3√√29非线性元件的伏—安特性的测定3√√30霍耳效应及其应用3√√31直流非平衡电桥电压输出特性的研究3√√32铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线3√√33光敏电阻特性研究3√√34光纤音频信号传输技术3√√四、各实验项目的具体内容及教学目的要求序号实验项目实验内容思考题1数据处理和不确定度估算误差、不确定度的概念及估算；实验数据的处理及计算；实验结论及结果表达等。2，42长度、质量、密度的测量掌握游标卡尺、螺旋测微计和物理天平的使用方法，能够正确处理数据和估算不确定度。1，33常用电学量的测量复习基本电学仪器的正确使用，练习电路的连接；学习系统误差的分析和修正方法。1，24分光计的调整及应用学习分光计的使用方法，掌握三棱镜顶角的反射测量法。2，45示波器的原理及应用了解示波器工作的物理原理，熟悉其使用方法，用示波器检测波形，测量频率。1，46模拟法测静电场学习用稳恒电场模拟静电场的原理和方法。27电表的改装和校正掌握电表改装的原理和方法。28拉伸法测定钢丝杨氏模量学习望远镜的结构原理和使用方法，掌握光杠杆测微法，运用拉伸法测量杨氏模量。19固体线膨胀系数的测定复习光杠杆原理、学习用干涉法测微小量的方法。210表面张力系数的测量了解力敏传感器的工作原理，将非电量转化为电学量的测量方法；用拉脱法测量液体的表面张力系数。211等厚干涉及应用观察光的等厚干涉，测量干涉环的直径，算出平凸透镜曲率半径。选做内容：测量劈尖的厚度。112迈克尔逊干涉仪的调整及其应用掌握迈氏干涉仪的使用方法，观察干涉的定域性，测定激光波长。113简谐振动的研究测量简谐振动的能量214ＲＬＣ电路的稳态过程研究研究ＲＬＣ电路的幅频和相频特性；掌握用示波器测量相位差的测量方法。115透镜参数的测量学习光学共轴的调节方法；认识透镜成像规律及特征；测量透镜的焦距。216电子电荷的测定了解密立根油滴仪的结构，验证电量的电子性；掌握实验方法，测定电子电荷。217转动惯量的测量学习恒力矩转动法的测量原理和方法；考察刚体的质量分布改变时对转动的影响；验证平行轴定理。218落针法测液体的粘滞系数观察液体的内摩擦现象；学会用落针法测量液体的黏性系数。119验证动量守恒、能量守恒定理在弹性碰撞和完全非弹性碰撞条件下验证动量守恒定律；机械能守恒定律。220弦振动的研究了解固定均匀弦振动的传播规律；测量弦线上横波的传播速度。221声速的测定了解声—电转换的原理和超声探头的工作特性，通过驻波共振法、相位比较法、时差法等三种方法测定空气中超声波的传播速度。222气体比热容比的测量测定空气分子的定压比热容与定容比热容之比。123衍射光栅测波长熟悉分光计的调整及使用；测定汞灯在可见光范围内几条光线的波长。224最小偏向角法测折射率熟悉分光计的调整及使用；测定三棱镜对各色光的折射率。125夫兰克—赫兹实验测量氩原子的第一激发电位；加深对原子结构的了解。226动态法测杨氏模量学会用动力学法测定材料杨氏模量；培养运用多种测试手段对物理量进行测量的综合实验能力。127交流电桥理解交流电桥的平衡原理；掌握其测量电容和电感的方法。228螺线管内磁场的研究了解用霍尔效应测量磁场的原理和方法；测绘长螺线管的轴向磁感应强度分布。229非线性元件的伏—安特性的测定掌握非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。130霍耳效应及其应用学习用“抵消法”消除副效应影响，测量试样的特性曲线。231直流非平衡电桥电压输出特性的研究掌握非平衡电桥的工作原理；学会用非平衡电桥和适当的传感器来测量随时间变化的物理量。232铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线认识铁磁材料的磁化规律；测定样品的基本磁化曲线；测定样品的磁滞回线，估算磁损耗。233光敏电阻特性研究了解内光效应；掌握光敏电阻的工作原理、基本特性和测试方法。134光纤音频信号传输技术了解音频信号光纤传输系统的结构；训练音频信号光纤传输系统的调试技术。1五、考核方式及成绩评定标准1.课程考核方式考试。考核方式包括期末考试、平时实验情况考查（其中包括预习报告、操作、实验报告等）。期末考试采用操作考试：网上预约操作考试项目，着重考核仪器的操作、线路的连接、光路的调整、分析问题解决问题的能力等。2.课程成绩评定标准课程成绩=平时实验成绩×60%+实验考试成绩×40%，具体构成如下：考核形式分值考核细则平时成绩60预习情况20分、操作能力50分、实验报告处理能力30分。期末考试40抽取一个实验，主要考核学生操作实验设备并对实验结果进行分析的能力。六、参考书目1.《设计创