《普通物理实验1》课程教学大纲

《普通物理实验1》教学大纲课程名称：普通物理实验（1） 课程编号：F047093561英文名称：GeneralPhysicsExperiment学分：2总学时/课内实践学时：64学时课程性质：专业基础课程适应对象：光电信息科学与工程专业一、课程简介《普通物理实验（1）》是一门大学物理学专业的实验课程。该课程旨在通过实验让学生更深入地理解和掌握物理学基本概念和定律，培养学生的实验技能和科学思维能力。在该课程中，学生将学习如何进行各种物理实验，如运动学实验、力学实验、电学实验、光学实验等，通过实验测量和分析数据，探索和验证物理学理论。学生将使用各种实验仪器和设备，如电子万用表、示波器、光谱仪等，学习实验技巧和方法，并学会撰写实验报告。该课程还注重培养学生的团队合作能力和沟通能力，学生需要与同学合作完成实验，并向教师展示实验结果和分析。通过学习《普通物理实验》，学生将深入理解物理学的基本概念和理论，掌握实验方法和技能，提高科学思维能力和解决问题的能力，为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。《GeneralPhysicsExperiment（1）》isanexperimentalcourseinthephysicsmajorofuniversities.Thecourseaimstodeepenstudents'understandingandmasteryofbasicphysicsconceptsandlawsthroughexperiments,cultivatetheirexperimentalskillsandscientificthinkingabilities.Inthiscourse,studentswilllearnhowtoconductvariousphysicsexperiments,suchaskinematicsexperiments,mechanicsexperiments,electricityexperiments,opticsexperiments,etc.Theywillexploreandverifyphysicstheoriesthroughexperimentalmeasurementsanddataanalysis.Studentswillusevariousexperimentalinstrumentsandequipment,suchasmultimeters,oscilloscopes,spectrometers,etc.,tolearnexperimentaltechniquesandmethods,andtowriteexperimentalreports.Thecoursealsoemphasizesthecultivationofstudents'teamworkandcommunicationskills.Studentsneedtocooperatewithclassmatestocompleteexperimentsandpresentexperimentalresultsandanalysestotheteacher.Throughlearning《GeneralPhysicsExperiment（1）》,studentswilldeepentheirunderstandingofbasicphysicsconceptsandtheories,masterexperimentalmethodsandskills,improvetheirscientificthinkingandproblem-solvingabilities,andlayasolidfoundationforfuturelearningandcareerdevelopment.二、课程目标《普通物理实验》的课程目标是通过实验，让学生掌握基本物理实验技能和方法，培养科学探究精神和实验操作能力。具体包括以下几个方面：1.强化科学伦理教育，注重科学思维方法训练和科学精神培养，提高学生分析问题和解决问题的的能力，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。2.理解物理实验基本原理和方法，掌握实验设计和实验操作技能。3.了解常见物理现象和物理量的测量方法，培养量测意识和数据处理能力。4.掌握实验数据处理和结果分析方法，培养科学思维和实验创新意识。5.培养实验安全意识和团队协作精神，提高实验室安全和管理水平。6.激发学生对物理学科的兴趣和热爱，为后续物理学科的学习和研究打下坚实的实验基础。Thecourseobjectiveof"GeneralPhysicsExperiment"istoenablestudentstomasterbasicphysicsexperimentalskillsandmethods,andtocultivatetheirscientificexplorationspiritandexperimentaloperationabilitythroughexperiments.Specifically,thecourseaimstoachievethefollowingobjectives:1.Strengthenscienceethicseducation,focusontrainingscientificthinkingmethodsandcultivatingscientificspirit,improvestudents'abilitytoanalyzeandsolveproblems,andinspirestudents'patriotismandsenseofmissioninservingtheircountrythroughscienceandtechnology.2.Tounderstandthebasicprinciplesandmethodsofphysicsexperiments,andtomasterexperimentaldesignandoperationskills.3.Tounderstandthemeasurementmethodsofcommonphysicalphenomenaandphysicalquantities,andtocultivatemeasurementawarenessanddataprocessingability.4.Tomastertheexperimentaldataprocessingandresultanalysismethods,andtocultivatescientificthinkingandexperimentalinnovationawareness.5.Tocultivatesafetyawarenessandteamworkspiritinexperiments,andtoimprovetheleveloflaboratorysafetyandmanagement.6.Tostimulatestudents'interestandpassionforthedisciplineofphysics,andtolayasolidexperimentalfoundationforfuturestudyandresearchinphysics.三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对计算机科学与技术专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：1.1具有科学的世界观，较系统和完整地掌握物理学的基本理论、基本知识和基本技能以及所需的数学、计算机、电工电子学等方面的基础知识。对物理学相关专业方向前沿、发展动态、应用前景有所了解；理解物理实验基本原理和方法，掌握实验设计和实验操作技能；理解常见物理现象和物理量的测量方法，培养量测意识和数据处理能力。毕业要求2：2.1具备获取自学能力、获取和加工处理信息的能力，具有一定的批判性思维能力；掌握实验数据处理和结果分析方法，培养科学思维和实验创新意识；培养实验安全意识和团队协作精神，提高实验室安全和管理水平。毕业要求3：3.1具有科学思维方法、科学精神、创新意识，具有一定的技术创新和应用意识及工程技术素养；激发学生对物理学科的兴趣和热爱，为后续物理学科的学习和研究打下坚实的实验基础。四、课程教学安排课程共有16项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1绪论科学伦理、科学思维、独立思考442实验1．物体密度的测量同上443实验2.刚体转动实验同上444实验3.拉伸法测定钢丝的杨氏弹性模量同上445实验4.均匀弦振动同上446实验5.电热法测固体的线胀系数同上447实验6.不良导体的导热系数同上448实验7.惠斯通电桥实验同上449实验8.静电场的模拟同上4410实验9.示波器的使用同上4411实验10.霍耳效应测磁场同上4412实验11.分光计的调节与使用同上4413实验12.用牛顿环测量透镜的曲率半径同上4414实验13.单缝衍射实验同上4415实验14.用最小偏向角法测定棱镜的折射率同上4416实验15.利用劈尖测定细丝的直径同上44合计46064教学安排1.绪论教学要求：学习并巩固误差、不确定度及有效数字的基本概念。重点难点：误差处理

教学内容：列表法、作图法、逐差法处理数据实验1．物体密度的测量教学要求：学会使用物理天平重点难点：物理天平的使用

教学内容：进行数据处理及误差处理实验2.刚体转动实验教学要求：学会用实验方法检验刚体转动定理和平行轴定理，用作图法处理数据，理解曲线改直方法，观测刚体转动的规律。重点难点：验证平行轴定理

。教学内容：（1）按实验要求调整仪器，物体位置不变，改变砝码质量，测量砝码下落时间；(2)作图求出转动惯量；(3)维持砝码质量不变，改变物体位置，观察转动惯量随物体质量分布而改变的情形，得出必要结论。实验3.拉伸法测定钢丝的杨氏弹性模量教学要求：掌握用光杠杆测微小长度的原理和方法，学习逐差法处理数据，加深对杨氏弹性模量定义的理解。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）仪器调整；（2）给钢丝加砝码，测量相应的伸长；（3）用作图法求钢丝的杨氏弹性模量。实验4.均匀弦振动教学要求：了解固定均匀弦振动的传播规律，加深振动与波和干涉的概念；了解固定均匀弦振动的传播形成驻波的波形，加深对驻波的认识；了解影响固定均匀弦振动固有频率的因素，测量均匀弦线上横波传播速度及均匀弦线的线密度。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）频率f一定，测量两种弦线的线密度ρ和弦线上横波传播速度；（2）张力T一定，测量弦线的线密度ρ和弦线上横波传播速度。实验5.电热法测固体的线胀系数教学要求：学习测定金属杆的线胀系数的方法；进一步熟悉用用光杠杆测微小长度的原理和方法。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）仪器调整；（2）测铜杆随温度的伸长；（3）用作图法求铜杆的线胀系数。实验6.不良导体的导热系数教学要求：学会根据物体的散热速率用作图法求传热速率；学会用稳态平板法测量不良导体的导热系数。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）用稳态法测橡皮导热系数；（2）作图法处理数据。实验7.惠斯通电桥实验教学要求：了解惠斯通电桥的原理和特点，掌握电桥的联线方法和调节电桥平衡的步骤。测量三个不同数量级的电阻。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）用三个电阻箱和待测电阻自组装一电桥，根据电阻的粗测阻值选择适当的倍率，调节电桥平衡，精确测出待测电阻阻值;（2）用箱式电桥测量待测电阻阻值，测量箱式电桥的灵敏度。实验8.静电场的模拟教学要求：学会使用模拟法测量某些不易测量的物理量，加深对电场强度和电位概念的理解。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）测量两同心圆柱间的电位分布，研究静电场的聚焦作用，画出电场分布等位线图;（2）将测量值与理论计算值进行比较，算出相对误差。实验9.示波器的使用教学要求：了解示波器的主要结构、原理和用途，学会使用示波器。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）了解示波器的结构原理，熟悉示波器控制面板上各个旋钮的功能和作用；（2）用示波器测量电压，利用李萨如图形校准信号发生器的频率。实验10.霍耳效应测磁场教学要求：了解用霍耳效应测磁场的工作原理；学会用霍耳效应测磁场的基本方法重点难点：仪器的调整教学内容：（1）磁场一定，验证霍耳电压与工作电流的变化关系；（2）工作电流一定，验证霍耳电压与励磁电流的变化关系；（3）励磁电流和工作电流一定，测定磁极间不同位置的磁感应强度。实验11.分光计的调节与使用教学要求：了解分光计的结构和原理，初步掌握分光计的调节和使用方法，测定三棱镜的顶角。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）分光计介绍；（2）用平面镜和二分之一调整法，调节分光计望远镜轴线与小平台旋转轴线垂直；（2）将三棱镜放在测试平台上，调整平台使三棱镜两个主平面的法线与望远镜轴线平行，测量三棱镜顶角。采用多次测量方法，计算测量的不确定度。实验12.用牛顿环测量透镜的曲率半径教学要求：了解等厚干涉原理，学会用干涉方法测量透镜的曲率半径，学会使用测量显微镜。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）调节测量显微镜、牛顿环与光源的相对位置，找到干涉环，测量各级干涉环的相对位置，计算各级干涉环的直径，代入计算公式求出透镜的曲率半径；（2）要求用逐差法处理实验数据，计算测量不确定度。实验13.单缝衍射实验教学要求：学会用衍射法测量微小尺寸，加深对光的衍射理论的理解，测量衍射条纹间距及缝宽。重点难点：仪器的调整教学内容：（1）观察单缝衍射条纹；（2）读出缝宽计算钠光灯波长实验14.用最小偏向角法测定棱镜的折射率教学要求：观察色散现象，掌握测量顶角和最小偏向角的方法；测定三棱镜对各色光的折射率重点难点：仪器的调整教学内容：（1）调整分光计；（2）测量顶角；（3）测量最小偏向角，并求出棱镜的折射率。实验15.利用劈尖测定细丝的直径教学要求：了解等厚干涉原理，学会用干涉方法测量细丝的直径，学会使用测量显微镜。重点难点：仪器的调整教学内容