南京理工大学物理实验 教学大纲

南京理工大学物理实验教学大纲一．课程概要和教学方法1.概要物理实验是对学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修通识知识基本实验课程，是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端，是培养和提高学生三基本训练实验素质，重点突出实验技能，实验设计思想，方法培养和实验过程中实验创新能力训练的重要基础。针对本科生学习的特性与个性，物理实验课程体系与构架为：物理实验分为必修课程（大学物理实验，课内学时为60，必做实验20个，每个实验为3学时）和选修课程两门（1.物理实验新技术与研究性实验思路与方法，课内学时16，完成形式为课内课外相结合完成，授课对象为全校本科生公选课；2.物理实验新技术与专题实验，课内学时为16，完成形式为课内课外相结合完成，授课对象为全校本科生公选课）。2.教学方法作为南京理工大学本科生通识基础课程“大学物理实验”，每年平均有3500名左右本科生学习这门课程，根据实验课程的性质及学生的特点，采用灵活多样的开放式教学方法和相应的教学手段，重视实验教学艺术方法，课堂教学采用了启发式和互动式手段，有效提高了课程教学质量，成效显著，大面积提高了课程教学质量。（1）将物理实验思想的培养与实验技能的训练相结合作为基础课的物理实验，其目的与作用并不是粗略地去验证理论，而是在受到基本实验技能训练的同时，培养科学实验素质，从实践中培养和提高自己分析问题和解决问题的能力。在实验内容的安排上，注重实验设计基本思想和实验技能相结合。例如，拆卸、装调方便的固体激光器和用于测量参数的固体激光器相互并存;板式双臂电桥和箱式双臂电桥相互并存等。前者突出实验的设计思想，后者突出基本实验技能及应用的训练。（2）训练基础物理实验技能的同时，注意能力素质培养物理实验课程是理工科学生进入大学后受到系统的实验方法和实验技能训练的重要开端，它贯穿着辩证唯物主义思想，把理论与实践、方法与技能相结合，促进学习者既动手又动脑，尤其能加强能力素质和创新意识的培养。因此在加强基本物理实验训练的同时，要有自我思维能力的培养，对于通过思维得到的概念、思想、设计、方法等，经过“再生性思维”，重新运用以往学会的知识办法来解决新的问题。例如，讲授衍射光栅实验时，除以测量光栅常数和波长为基本训练内容外，应该思考能否用两块光栅常数相同的光栅构成光栅腔；迈克耳逊干涉仪实验中除测波长和波长差等内容外，能否测定薄膜厚度，用白光能否形成白光干涉；弦线上的驻波实验中，除测定频率等内容外，能否用此原理及方法测定固体流场和流体流场的速度等。因此学生在得到基本内容和方法训练后，经过积极的再思维，有利于提高科学实验素质和创新意识。（3）考试与能力素质培养相结合考试是促进学生再学习和再深化的过程，科学和合理的考试方法有利于促进学生的能力和素质培养。第一学期授课内容为测量误差及数据处理方法和力学、热学、电学实验等，期终考试为开卷式笔试，考试目的是为了对实验数据作出科学地评价，并能结合具体实验的原理、方法、步骤、技巧等，在实验中提高测量的准确度和精确度。第二学期授课内容为光学、近代物理及综合实验，考试形式为设计性实验，考试目的除要求掌握实验原理、方法、技巧等外，还必须熟练掌握使用各种仪器设备，了解仪器的性能指标，具备一定的分析问题和解决问题的能力。（4）课堂教学与课外科技活动相结合创意性实验是启发学生思维和培养学生创新意识的一个重要手段,也是培养科学实验基本素质，使学生真正掌握实践本领，课堂教学与课外科技活动相结合的教学模式。这种模式有利于挖掘和培养学生内在潜质，有利于激发学生个性发展，有利于促使学生在受到科技工作基本素质训练的同时，养成严肃认真、实事求是的科学作风，从而为培养高素质并具有创新意识的人才奠定基础。结合物理实验中心科研项目及科研成果，在课程中安排了创新性实验，其内容面广，内涵丰富，内容新颖，尤其是工程技术中的单元技术研究内容，更具有启发性、研究性、实用性，以求更好地做到理论与实际相结合。二•必修课程教学要求、重点、难点（大一下，大二上）大一下实验1测量误差及其数据处理方法（课内学时3）教学要求：通过学习掌握测量误差的基本知识，具备正确处理实验数据的基本能力，对实验结果进行补偿和修正。体现在以下几个方面：（1）理解测量与误差之间关系，辨析系统误差与随机误差的概念；（2）理解误差与不确定的概念，掌握两类方和跟合成方法，辨析A,B类不确定度概念以及B类不确定度和系统误差。掌握两种不确定度计算方法和直线的最小二乘法拟合。（3）理解不确定度是有效位数修约的原则，基本掌握实验数据剔除的理论依据和加权平均方法。（4）掌握直接测量和间接测量方法。教学重点：（1）测量误差概念向不确定度的过度；（2）两类不确定度计算方法；（3）直接测量与间接测量方法结果数据正确处理方法。教学难点：（1）直线拟合方法和最小二乘法的适用条件；（2）定量分析两种实验测量方法中各个不确定分量对测量结果的影响。实验2刚体转动惯量的测定（课内学时3）教学要求:通过学习了解转动惯量的多种测量方法，理解转动惯量的物理意义，掌握刚体转动转动惯量的动力学测量方法。实验过程中，加深光电门开关在力学实验中的应用，启发学生对实验方法、手段、仪器改革的思考。理解平行轴定理，用实验方法验证平行轴定理掌握数据处理的方法之一――作图法。教学重点：（1）掌握转动惯量的多种测量方法，理解其物理意义；（2）掌握完整的实验过程。加深光电门开关和光电子计数器对力学实验方法与手段更新的影响。教学难点：（1）本实验中的难点是如何保证动力矩为砝码的重量与塔轮半径之积，分析由此引起的测量误差；（2）预置数与周期的关系；实验3固体线膨胀系数的测定（课内学时3）教学要求：通过用光杠杆法测定加热后金属的线膨胀系数，了解固体线热膨胀系数测定仪的基本结构和工作原理，理解线膨胀系数的物理意义，学习测定金属杆线膨胀系数的方法，掌握温度控制的操作方法以及米尺的使用，学习用光杠杆测量微小伸长量的原理和方法，重点掌握光杠杆放大系统装置的调节方法。在数据处理过程中，掌握间接测量量误差的处理方法。教学重点：（1）掌握固体线膨胀系数的物理意义和测量原理；（2）掌握光杠杆放大系统的测量原理和装置的调节方法。教学难点：装置的调节。注意每一个调节步骤都要做到位。也就是说，如果镜面不竖直就无法调节对称，而调节对称要正确使用准星；如果不对称就无法在望远镜中看到标尺的像；另外如果望远镜没有对好镜子也无法看到标尺的像。实验4用稳态法测定橡胶板导热系数（课内学时3）教学要求：通过用稳态法测定热的不良导体橡胶板的导热系数，了解导热系数的多种测量方法,掌握稳态法测定不良导热体的导热系数的实验方法；学会用热电偶测温度的方法,掌握达到稳态导热最佳实验条件的方法，并学习用作图法求冷却速率。教学重点：（1）清晰理解稳态导热的物理意义，掌握导热系数的测量原理；（2）掌握达到稳态导热最佳实验条件；（3）掌握通过铜盘的冷却曲线确定某一温度下的冷却速率。教学难点：（1）准确判定达到稳态导热状态；（2）掌握图解法整个作图过程；（3）计算导热系数公式的修正。实验5弱电流测量及PN结物理特性的研究（课内学时3）教学要求：通过学习了解PN结的物理特性，理解测量玻尔兹曼常数的原理，测出恒温时PN结正向电压随正向电流的变化曲线，并通过数据拟合计算玻尔兹曼常数，测出正向电流恒定时PN结正向电压随温度的变化曲线，确定其灵敏度。教学重点：(1)PN结物理特性及测量玻尔兹曼常数的原理；(2)PN结正向电压随温度的变化关系。教学难点：确定PN结温度传感器灵敏度的原理和方法；用最小二乘拟合方法求经验公式。实验6直流电流(课内学时3)教学要求：通过学习，要求理解直流单、双臂电桥的平衡原理，能独立完成电桥电路连接，并分别用单臂电桥测量中阻值电阻和双臂电桥测小阻值电阻，要求了解检流计的作用并掌握调电桥平衡的方法。教学重点：直流(单、双臂)电桥的基本原理；利用检流计调节电桥平衡的原理和技巧。教学难点:(1)双臂直流电桥测量小阻值电阻的原理；(2)电桥电路的正确连接和检流计调零方法。实验7示波器(课内学时3)教学要求：通过学习能够辨析示波器的基本结构和工作原理，理解，熟练使用示波器，对于给定的被测信号能够迅速而正确地调出清晰而稳定的波形，掌握电压幅度和周期等物理量的测量方法，会调出李萨茹图形。教学重点：示波器显示波形的原理及触发扫描同步对获得清晰而稳定波形的重要作用；用示波器对信号做定量测量的方法。教学难点：示波器显示清晰而稳定波形的原理；实验过程中异常现象的自主排查和解决方法与技巧。实验8霍尔效应法测量磁场（课内学时3）教学要求：通过学习理解霍尔效应法测量磁感应强度的基本原理，正确测量霍尔电压和霍尔元件灵敏度，测出长直螺线管和亥姆霍兹线圈轴线上的磁感应强度分布。教学重点：（1）霍尔效应法测量磁感应强度的基本原理；（2）霍尔电压及霍尔元件灵敏度的测量方法。教学难点：（1）实验中附加效应的消除和霍尔电压的测量方法；（2）霍尔元件灵敏度的测量原理和方法。实验9磁阻效应（课内学时3）教学要求：通过学习，理解磁阻效应原理，测量锑化铟传感器电阻变化与磁感应强度的关系，做出锑化铟传感器电阻变化与磁感应强度的关系曲线，并对曲线进行直线拟合。教学重点：（1）霍尔片产生磁阻效应的原理和方法；（2）锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系。教学难点：（1）测量锑化铟传感器电阻与磁感应强度时的误差来源；（2）磁阻传感器的阻值具有交流正弦倍频特性。实验10设计性实验（课内学时3）教学要求：通过学习，掌握设计性实验的基本方法和实践思路，教师以启发为主，要求学生自主完成实验报告设计，实验数据处理，思考与创新。教学重点：设计性实验的基本方法和实践思路教学难点：（1）如何完成启发式教学；（2）如何培养学生独立思考和实践能力。大二上实验1用波尔共振仪研究受迫振动（课内学时3）教学要求：通过用波尔共振仪研究受迫振动，研究阻尼对受迫振动的影响，测定阻尼系数，研究玻尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性，研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响，观察共振现象。在实验过程中，学习用频闪法测定运动物体的某些量，例如位相差；并掌握系统误差的修正方法。教学重点：（1）分析自由振动，阻尼振动，受迫振动的运动状态；（2）受迫振动中幅频特性和相频特性分析。教学难点：（1）掌握波尔共振仪的操作及测量原理；（1）实验过程中准确确定共振点，在共振点两侧测得数据，完整的画出受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。实验2声速测定（课内学时3）教学要求：通过用声速测定实验，了解超声换能器的工作原理和功能，加深理解驻波的概念。了解半波损失，了解压强波，学习超声中用驻波共振法（振幅极值法）和相位比较法测量声速的原理和技术。实验过程中熟悉声速测定仪和示波器的调节和使用。教学重点：（1）声速与波长的关系；（2）用驻波振幅极大值法测量声速；（3）用驻波相位比较法测量声速。教学难点：（1）用示波器观测稳定的超声驻波波形，使用读数鼓轮注意消除鼓轮的回程误差；（2）半波损失和压强波。实验3牛顿环（课内学时3）教学要求：通过学习能够掌握光的干涉原理，了解等厚干涉的特性，观察等厚干涉现象。熟悉读数显微镜的使用方法，掌握用干涉法测量透镜的曲率半径的方法，学习用逐差法处理数据计算出平凸透镜的曲率半径并求相对误差。教学重点：（1）平凸透镜的曲率半径测量公式的推导及说明；（2）等厚干涉条纹的调节与测量；（3）逐差法处理数据的必要性。教学难点：（1）等厚干涉的原理及干涉条纹的调节；（2）正确测量牛顿环直径的技巧。实验4氢原子光谱（课内学时3）教学要求：了解光谱的应用，原子能级跃迁发光，氢原子光谱系，巴耳末线系，里德伯常数；掌握三棱镜最小偏向角的测量；了解分光计的结构，熟悉分光计调节及使用；观察氢原子在可见光区域的光谱；比较光栅光谱与棱镜光谱的区别；掌握利用汞原子光谱线作定标曲线来测氢原子特征谱线波长的方法；验算里德伯常量。教学重点：（1）分光计调节及使用；（2）三棱镜最小偏向角的测量；（3）汞原子光谱偏向角的测量；（4）里德伯常量的计算。教学难点：（1）定标曲线的测量与绘制；（2）靑谱线最小偏向角的测量。实验5衍射光栅（课内学时3）教学要求：了解分光计的构造，熟练掌握分光计的调整和读数方法，加深对光的衍射效应的理解，观察汞灯的光栅光谱，利用给定波长，测出所给的光栅的光栅常数d及汞灯在可见光范围内光谱线的波长。教学重点：(1)分光计的调整要求和使用方法；(2)光栅常数d光谱线波长的测量原理与方法。教学难点：正确地调节分光计；实验测量误差的分析。实验6迈克尔逊干涉仪(课内学时3)教学要求：理解迈克尔逊干涉仪的原理，了解等倾干涉，学会用迈克尔逊干涉仪测量激光波长及钠黄光双线波长差。熟悉迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理，掌握其调节方法；观察点光源的非定域干涉条纹的特征和扩展光源定域干涉、等倾、等厚干涉图样；了解时间相干性。教学重点：迈克尔逊干涉仪的调节方法；He—Ne激光波长的测量及钠黄光双线波长差的测量的原理及方法。教学难点：各种类型干涉条纹的形成条件、花样特点、变化规律及相互间的区别；时间相干性的理解。实验7旋光效应(课内学时3)教学要求：掌握产生、检验偏振光的原理和方法；了解1/2波片的作用。了解旋光仪的测量原理并掌握其使用方法；了解旋光器结构和三分视场原理；观察三分视场，用旋光仪测量糖溶液的旋光率和浓度。教学重点：旋光仪的测量原理；蔗糖溶液的旋光率和浓度的测量。教学难点：（1）三分视场的理解；（2）旋光仪的拓展应用。实验8光电效应和普朗克常数测定（课内学时3）教学要求：了解光电效应的物理机制和应用；通过测量光电管的弱电流特性，找出不同光频率下的截止电压，验证爱因斯坦方程，并由此求出普朗克常数；通过测量不同光强条件下光电管的电压-电流变化关系，掌握光电管的伏安特性并验证光电效应第一定律。教学重点：（1）普朗克常数的测定方法；（2）验证光电效应第一定律。教学难点：（1）如何采用拐点法确定光电管的截止电压；（2）光电管的伏安特性与不同波长滤色片之间的关系。实验9全息照相（课内学时3）教学要求：了解全息照相的拍摄和再现原理；基于干涉法来搭建全息照相实验光路；学会如何使用定时曝光器；熟悉全息照相的拍摄、显影、定影和再现过程。教学重点：（1）全息照相实验光路的搭建以及各种光学元件的使用；（2）定时曝光器的使用；（3）全息照相的拍摄、显影、定影和再现过程。教学难点：（1）全息照相实验光路的搭建过程中，如何调节各个光学元件以及被拍摄物体使得物光和\［厶尺代\［厶壬口参考光等光程；（1）如何控制全息照相的拍摄、显影、定影过程，使得最终得到的全息图像清晰。实验10脉冲固体激光器的输出特性（课内学时3）教学要求：通过学习能够辨析脉冲固体激光器的基本结构和工作原理，练习调整激光器谐振腔，使其输出激光。正确测定脉冲固定激光器的输出特性曲线，找出光泵能量阈值，计算出激光器的绝对效率和斜效率。掌握测定激光器输出光束发散角的原理及实验方法。教学重点：（1）受激辐射光放大的基本原理与粒子束反转的必要条件；（2）掌握激光器操作程序与调试光路的原理与方法。教学难点：（1）激光工作物质，激励源，光学谐振腔基本原理与作用；（2）准确测定激光形成的阈值能量与准确测定光束发散角的实验技巧与实验方法。三.选修课程教学要求、重点、难点（一）物理实验新技术与研究性实验思路与方法（全校本科生公选课，完成的形式为课堂教学与课外实验相结合课内16学时，提供课外实验内容为以设计性实验和研究性实验为主）基本要求：物理实验新技术与研究型实验思路与方法包括新技术实验内容和设计性实验、创新实验案例，具体的教学内容基本要求如下：了解物理实验新技术内容，如激光原理与技术实验，微纳光子学技术与实验，原子技术与实验等；逐步学会能够在实验中发现问题，分析问题并学习解决问题的科学方法，逐步提高学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力及思路与方法；基本掌握设计性实验和创新性实验的原则与方法，完成一个设计性实验或创新性实验的原理构思方案。①设计性实验（课内课外相结合完成，实验时间随机，主要由学生选择，例举部分实验）实验1用激光反射法间接测定光学黑闸子中物体形状教学要求：学会用光学反射法测定物体形状的原理及方法；掌握几种不同粗糙表面和形状的物体对激光反射的基本特征；能够通过作图法间接地确定物体形状。设计要求：设计用激光反射法实验装置间接测定几种物体的形状，如多边形、凹形和凸形状等物体.以半导体激光器为光源，用一定光学系统或光学元器件使激光束质量和光斑尺寸达到实验的要求；3•测定物体形状的载物台可在0〜360°调谐，设计光学元件置放的支承架。判断或确定不同物体形状的方法也可自主确定。写出符合规范要求的设计性实验报告，并对实验结果进行分析。实验2用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜2教学要求：掌握溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜的原理及方法；学会纳米薄膜的基本表征技术。设计要求：给出实验所需要的化学药品、实验仪器和器材。根据溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的原理，给出制备纳米TiO2薄膜的方法和步骤。表征纳米TiO2薄膜（双光束紫外可见光光度计，原子力显微镜，椭偏仪等）。实验3测定未知光波长及角色散率教学要求：了解光栅的主要特性，观察光线通过光栅的衍现象；测出K=±l时汞灯两条黄谱线中的一条波长较长的入黄1,的波长，并求光栅的角色散率D.（已知绿谱线的波长为546.07nm）。设计要求：调节分光计使其达到正常工作状态.写出分光计调节的主要步骤。正确放置光栅，说明光栅放置要达到什么要求。利用绿谱线测定光栅常量d，并测出两条黄谱线中的一条波长较长的入黄1的波长（只要求测一级谱线），数据表格自拟。已知另一条波长较短的黄谱线波长入黄2=577.0nm，计算角色散率D。5•假设光栅常量d的相对不确定度为0.1%，请估算波长的相对不确定度。实验4用Lau's效应测定透镜焦距教学要求：在双光栅实验基础上，学会用Lau's效应测定透镜焦距的原理和方法；掌握用不确定度方法评定测量结果。设计要求：利用双光栅Lau's效应，设计测定透镜焦距的实验方案。选择纳光灯作光源，两个光栅常数相同（15-20条线/mm）。用测微目镜测量Lau's条纹宽度。4•测量结果相对不确定度要求：EfW5%。对测量结果进行误差分析，并完成一篇合乎规范的设计性实验报告。实验5用全息方法制作光栅教学要求：掌握正弦型全息光栅的制作方法；验证双光束干涉的基本原理，理解双光束干涉的基本理论；对制作好的全息光栅进行检测，并总结全息光栅的特点。设计要求：制作空间频率2=200条/mm的全息光栅。2．设计制作光路，对光路中每个元件进行说明并给出必要的参量，写出实验步骤。给出拍摄时，两束平行相干光夹角的确定方法。设计一种方法来测定所制作的全息光栅的空间频率，写出测量方法及测量结果。将实验测得的空间频率与要求的空间频率相比较，如不相符合，请分析原因。实验6用偏振片设计角位移传感器教学要求：熟悉偏振光的基本概念，熟悉产生和检验偏振光的基本方法；用两个偏振片、小灯泡、光电管、灵敏电流计、设计角位移传感器；并对该角位移传感器特性进行测量，得出其应用特性。设计要求：熟悉各种偏振光的产生和检测方法、马吕斯定律。设计角位移传感器，主要使用小灯泡、起偏器、检偏器、光电管、灵敏电流计、透镜等用此装置证马吕斯定律。研究该角位移传感器在什么状态最灵敏，测量的角度范围为多大。研究该角位移传感器的测量精度，设计一些应用方式。实验7水中声速与温度关系测量教学要求：通过学习，理解锁定放大器的工作原理，会连接锁定放大器电路并正常使用，理解双相锁定放大器的工作原理，连接电路并能测试其功能。设计要求：1．熟悉各种偏振光的产生和检测方法、马吕斯定律。2．设计角位移传感器，主要使用小灯泡、起偏器、检偏器、光电管、灵敏电流计、透镜等用此装置证马吕斯定律。3．研究该角位移传感器在什么状态最灵敏，测量的角度范围为多大。4．研究该角位移传感器的测量精度，设计一些应用方式。②研究性实验（课内课外相结合完成，实验时间随机，主要由学生选择，例举部分实验）实验1Co掺杂ZnO薄膜的磁光克尔效应研究教学要求：1、Co掺杂浓度对ZnO薄膜磁性能的影响。2、退火温度和时间对Co掺杂ZnO薄膜磁性能的影响。3、Al、Co共掺杂ZnO薄膜磁性能的影响。实验2双电极对间距及放电脉冲时间选择研究教学要求：1、了解和基本掌握双电极对脉冲TEACO2激光器基本结构和工作特性。2、在同一光学谐振腔内设计双电极对置放时。考虑前一组电极对脉冲放电后，激光感生介质N2O和NO对后一组放电区的影响的实验现象和基本规律。3、着重研究腔长为100cm，两放电区体积均为35cm*2cm*2cm的双电极对脉冲CO2激光器，以后放电的N2O和NO为基础，从理论模型上讨论这些介质的扩散系数、传播速率以及感生介质密度等，并进行数值计算。4、通过理论及实验研究，获得双光脉冲对稳定输出时间时电极对的间距及脉冲放电时间的最佳选择。实验3纳米ZnO薄膜的反射和偏振特性研究教学要求：1、用溶胶-凝胶法或电子束蒸发镀膜法制备纳米ZnO薄膜。2、自行设计并搭建测定薄膜反射及偏振特性的实验台。3、通过实验及理论研究分析薄膜厚度、粒径与光学特性关系。4给出测量数据（包括图标与曲线），并对结果进行分析。5、总结本实验研究结果的特色或不足之处。6、完成一篇符合规范要求的实验研究论文或研究报告。实验4用牛顿环法测量光纤连接器端面的顶点偏移教学要求：掌握干涉条纹中心和纤芯图像中心的测量方法。自行设计、组建和调试显微干涉测量装置。给出测量数据（包括图、表），并对测得的结果进行分析。总结本实验研究结果的特色或不足之处。完成一篇合乎规范的实验研究论文或研究报告。实验5光纤弯曲损耗实验研究教学要求：了解光纤的基础知识，掌握光纤耦合器、光纤光源及探测器等光纤器件的原理和使用方法。学习光纤熔接机的使用方法，能够独立进行光纤的熔接操作。搭建实验测量装置并尝试设计可方便调节弯曲半径和弯曲弧长的弯曲装置。自行设计数据记录和处理表格，完成符合规范要求的实验报告或研究论文。实验6磁阻传感器测量地磁场教学要求：1、采用霍尼韦尔公司AMR传感器（HMC1051,此AMR传感器有1个敏感轴；HMC1052,此AMR传感器有2个相互垂直的敏感轴）和相关电子电路组设计地磁场测量装置。2、在空间坐标系中建立地磁场矢量M在3个AMR传感器敏感轴单位向量e1、e2、e3的表达形式，推导出地磁场强度的模值m的数学表达式和磁场矢量M和传感器敏感轴之间的夹角ei的数学表达式。3、组装地磁场测量装置,并具有测量数据通信接口和编写相应得算法软件。4、进行相关实验，处理数据结果。5、总结实验研究结论，完成一篇符合规范要求的研究论文或实验研究报告，并对实验进行展望讨论。实验7条码定位测长技术应用研究教学要求：实现数字图像的边缘检测技术,达到亚像素边缘检测精度。给出数字图像的边缘检测计算方法及数学模型。根据图像宽度,完成有限长离散正弦序列的相位提取技术。用实验的方法,给出测量数据（包括图表和曲线）,并对测量结果作误差分析（实验标准偏差。〈0.01mms）。实验8激光束在水中传输特性的研究教学要求：1．要测量水体对激光的吸收和散射，就要根据不同的实验目的，确定相应的实验装置。2．根据激光在水中传输时的不同距离、水质和探测情况，给出相应的理论模型。3．给出在不同波段、不同水质情况下，水体对激光吸收、散射等相关的测量数据（包括图表和曲线），并对测量结果进行分析。4．总结本实验研究结论，有何特色或创新点，尤其是理论模型中的实验测量方法。5．完成一篇符合规范要求的学术论文或实验研究报告。实验9生物组织光学特性测试方法研究教学要求：1．查阅有关方面资料，从基本原理上掌握激光与生物组织相互作用时的三个特征参量，即吸收系数、散射系数和散射各向异性因子。选择2〜3种生物组织样品，根据生物组织的基本特性，设计实验测量方法、测量装置.3．在实验基础上，给出激光通过生物软组织时有关物理参量及数据图表。根据理论及实验研究，总结和分析自己工作中的研究特色或存在的不足之处，并提出改进方案或建议。完成符合规范要求的实验研究报告或一篇学术论文。实验10声波在水中的传播特性和水中目标探测的研究教学要求：从理论及实验上给出声波在水中的传播速度、声波在水中的吸收系数等参量。熟悉和基本掌握光学相关器技术的原理及方法。掌握如何利用脉冲光学相关器探测水下目标。实验11激光束发散角在空间的传输特性研究教学要求：给出压缩激光束发散角及光斑尺寸的原理及方案。激光束发散角压缩光学系统设计要考虑应用价值，因此要求整体结构尽量小，便于在工程技术中应用。当激光束传输50m时（或者100m），光斑尺寸WIOmm的误差为土0.02mm。要给出测量数据、图表和曲线，并对测量结果误差进行分析。总结本实验研究结论（成功和失败的原因），有何特色或创新点。完成一篇符合规范要求的实验研究论文或实验研究报告。实验12气体组分对TEAC02激光器输出特性影响的研究教学要求：1.熟悉掌握可拆卸装调方便的TD—x型TEACO2激光器使用方法。2．要给出在不同气体组分情况下的激光输出特性曲线，测量数据等。给出不同曲率半径全反射镜对激光输出特性影响特性曲线和有关数据。根据理论和实验分析，总结自己工作中的研究特色或创新点。完成一篇符合规范要求的研究论文或实验研究报告。（二）物理实验新技术与专题实验（全校本科生公选课，完成的形式为课堂教学与课外实验相结合，课内16学时）基本要求：1）了解现代物理新技术实验的发展状况；2）学习现代物理实验中的一些新技术及实验方法，领会创新性实验原理与方法，重点突出创新性实验能力与素质的培养；3）在所选实验项目的基础上，要求查阅资料，对实验现象和结果进行分析，并撰写合乎规范的总结性实验报告；4）培养实事求是、严肃认真的科学态度和克服困难、坚韧不拔的工作作风以及良好的实验素养。提供部分实验案例，学生任选5个实验，实验时间由学生选择实验1核磁共振教学要求：通过学习，了解核磁共振现象，掌握核磁共振发生的基本原理和观测方法，学会利用稳态共振吸收信号测量均匀磁场、物质旋磁比Y和g因数。教学重点：（1）核磁共振现象发生的原理（2）扫场法观察核磁共振现象的实现方法教学难点：（1）适当调节边限振荡器频率，观察到稳态吸收信号的方法（2）调节扫场幅度和频率，使共振信号等间隔，读取共振频率实验2铁磁共振教学要求：通过学习，掌握铁磁共振发生的基本原理，测出微波铁氧体的铁磁共振线宽AH及g因数。教学重点：（1）利用示波器观测铁磁共振现象的调节方法（2）测量共振线宽的原理和方法教学难点：样品谐振腔与谐振腔的调谐方法实验3光磁共振教学要求：通过研究铷原子的光磁共振，加深对原子超精细结构的认识，掌握光磁共振的实验技术，测出铷原子的g因数和地磁场。教学重点：（1）圆偏振光对铷原子的激发和光抽运过程发生的原理（2）塞曼能级间的光磁共振原理教学难点：（1）观察光抽运信号时的地磁场影响（2）观察光磁共振信号时共振频率的调节实验4顺磁共振教学要求：通过学习，掌握电子顺磁共振的原理，会使用仪器观察电子顺磁共振现象，测出DPPH样品的g因子及其共振线宽。教学重点：（1）电子顺磁共振现象发生的机理（2）弛豫时间与谱线半高宽的关系教学难点：通过示波器观察到最佳共振信号的调节方法实验5表面磁光克尔效应教学要求：通过学习，理解表面磁光克尔效应的原理，学会检测克尔旋转角的克尔椭偏率，掌握利用SMOKE系统测量磁性薄膜的磁滞回线的方法。教学重点：（1）表面磁光克尔效应发生的原因（2）利用表面磁光克尔效应测量薄膜磁滞回线的原理和方法教学难点：入射光和反射光光路的正确调整实验6多普勒效应教学要求：通过研究匀变速直线运动、自由落体运动运动、及无阻尼简谐运动及阻尼简谐运动全面理解多普勒效应这一物理现象的本质。教学重点：多普勒效应测量运动物理速度的原理教学难点：小车连接砝码的优化组合对测量误差的影响实验7锁定放大器测量微弱信号教学要求：通过学习，理解锁定放大器的工作原理，会连接锁定放大器电路并正常使用，理解双相锁定放大器的工作原理，连接电路并能测试其功能。教学重点：（1）锁相放大器测量微弱信号的原理（2）锁相放大器电路的连接方法教学难点：电路的正确连接与宽带相移器的正确调节实验8纳米微粒材料制备教学要求：掌握利用蒸汽冷凝法制备金属纳米微粒的基本原理和实验方法，研究微粒尺寸与惰性气体气压之间的关系，学会用X射线衍射峰宽法测量微粒的粒径。教学重点：（1）蒸汽冷凝法制备金属纳米微粒的基本原理和实验方法（2）X射线衍射峰宽法测量微粒粒径的原理和方法教学难点：制备铜纳米微粒中加热功率的调节实验9B-H特性测试仪教学要求：掌握B-H特性测试仪的工作原理，学会用B-H特性测试仪测量铁氧体的磁特性，测出软磁材料的磁矩-温度关系，并测定变压器硅钢片的磁性能。教学重点：（1）HT600软磁材料磁性参量测量仪测量软磁材料磁特性的原理和方法（2）HT610硬磁材料磁性参量测量仪测量硬磁材料磁特性的原理和方法教学难点：积分器漂移调节方法实验10单光子计数实验系统教学要求：掌握单光子计数实验系统的工作原理，学会用单光子计数实验系统测定光电倍增管的光谱响应度、暗电流特性，会分析工作温度对暗计数率和油光信号计数率的影响。教学重点：单光子计数实验系统测量极弱光强的原理教学难点：实验系统工作温度的控制方法实验11色度测量仪教学要求：掌握色度测量仪的工作原理，学会使用色度测量仪测量物体反射和透射的色度，并会分析测量光源的色度特性。教学重点：（1）色度测量仪测量光源色或物体色三刺激值或色度坐标的原理（2）色度测量仪的使用方法教学难点：调节负高压及狭缝得到较大反射基线