《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》課程

1、基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱南京航空航天大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心2008年1月修訂課程編號(hào)：92250430課程總學(xué)吋：56實(shí)驗(yàn)總學(xué)吋：56適用專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用物理學(xué)專(zhuān)業(yè) 課程類(lèi)型：0必修實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程名稱：基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)college physics experimentation課程總學(xué)分：3.5實(shí)驗(yàn)總學(xué)分：3.5選修先修課程：高等數(shù)學(xué)、人學(xué)物理。一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容:序 號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué) 時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募爸饕獌?nèi)容實(shí) 驗(yàn) 類(lèi) 型備注地點(diǎn)是否 選修1理論課：誤差、 不確定度與數(shù)據(jù)處理4掌握測(cè)量與誤差、系統(tǒng)誤差與隨機(jī) 謀差的特點(diǎn)及處理方法、不確定度 的基本概念及估算方法、有效數(shù)字 及其運(yùn)算規(guī)則、常用數(shù)據(jù)處理方法 等基

2、本理論。理論教學(xué)2固體密度測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)正確選擇測(cè)量工具， 掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、物理 天平的使用方法，練習(xí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記 錄、數(shù)據(jù)處理、有效數(shù)字運(yùn)算、不 確定度估算等。主要內(nèi)容：測(cè)量銅環(huán)的內(nèi)徑、外徑 和厚度，測(cè)量銅環(huán)的質(zhì)量，求出密 度及不確定度。預(yù)備不占計(jì) 劃學(xué)時(shí)3613是3金屬楊氏彈性模量的測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)握長(zhǎng)度測(cè)量器具的選 擇與使用，掌握測(cè)最望遠(yuǎn)鏡的使用 方法，掌握用光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度 變化量的原理和方法，練習(xí)用逐差 法和作圖法處理數(shù)據(jù)。主要內(nèi)容：用光杠桿和測(cè)量望遠(yuǎn)鏡 測(cè)量鋼絲的微小伸長(zhǎng)屋，測(cè)量鋼絲 的直徑、長(zhǎng)度，測(cè)量光杠桿常數(shù)、 鏡面和尺面間的距離等，合理估計(jì) 單次測(cè)量的不確定度

3、，計(jì)算楊氏模 量及不確定度?；敬笠幌?學(xué)期3506是4物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈿鈮|擺的構(gòu)造及工 作原理，學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量方法。 主要內(nèi)容：測(cè)量規(guī)則和不規(guī)則物休 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，驗(yàn)證平行軸定理?；敬蠖?學(xué)期3513是5超聲聲速測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饴曀倥c氣體參數(shù)的 關(guān)系，了解超聲波的發(fā)射與接收方 法，學(xué)習(xí)用共振干涉法和相位比較 法測(cè)量空氣屮的聲速。主要內(nèi)容：共振頻率的調(diào)節(jié)，用共 振十涉法測(cè)量波長(zhǎng)，川相位比較法 測(cè)量波長(zhǎng)，計(jì)算聲速的實(shí)驗(yàn)值、理 論值及不確定度。綜合大二上 學(xué)期3505是6物體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉄醾鲗?dǎo)現(xiàn)象的物理 過(guò)程,用穩(wěn)態(tài)法測(cè)量熱的不良導(dǎo)體 （橡膠）的導(dǎo)熱系

4、數(shù)，掌握用熱電偶 測(cè)量溫度。主要內(nèi)容：樣品及散熱銅盤(pán)的幾何 參數(shù)、質(zhì)量測(cè)量，散熱速率的測(cè)量， 計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)?；敬蠖蠈W(xué)期3513否7用電橋測(cè)最電阻3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆栈菟贡畴姌驕y(cè)量電 阻的原理，了解凱爾文電橋測(cè)量低 電阻的原理，學(xué)習(xí)用滑線式惠斯登 電橋測(cè)雖中值電阻，掌握用箱式電 橋測(cè)量電阻。主要內(nèi)容：用三用表粗測(cè)電阻，用 滑線式電橋測(cè)量電阻，用qj23電 橋測(cè)蜃電阻，用qj44電橋測(cè)蜃低 電阻?；敬笠幌?學(xué)期大二上 學(xué)期3501是8電位差計(jì)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆昭a(bǔ)償法測(cè)量電壓的 原理，掌握電位差計(jì)的工作原理和 使用方法。主要內(nèi)容:十一線電位差計(jì)的定標(biāo)， 用電位差計(jì)測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)、 端電壓，計(jì)算干

5、電池的內(nèi)阻。基本大一下 學(xué)期3503是9示波器的使用3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馐静ㄆ骷靶盘?hào)發(fā)生 器的棊木結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握用 示波器測(cè)量交變電壓的幅度和頻率 或周期，理解互相乖直振動(dòng)的合成， 用李薩如圖形測(cè)量頻率。主要內(nèi)容:熟悉示波器的基木操作， 測(cè)量正弦電壓的幅度及周期，觀察 李薩如圖形并測(cè)量頻率?；敬笠幌?學(xué)期3505否10霍耳效應(yīng)法測(cè)量磁場(chǎng)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣舳?yīng)的原理， 觀察霍耳效應(yīng)現(xiàn)象，學(xué)握用崔耳元 件測(cè)量磁場(chǎng)的原理及方法，學(xué)習(xí)消 除系統(tǒng)誤差的實(shí)驗(yàn)方法。主要內(nèi)容：測(cè)量不等勢(shì)電壓，判斷 載流子類(lèi)型，測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度，研 究崔耳電壓與勵(lì)磁電流的關(guān)系?；敬笠幌?學(xué)期3502是11鐵磁材料磁化特性

6、研 究3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忤F磁質(zhì)在磁場(chǎng)中磁 化原理及磁化規(guī)律，學(xué)習(xí)使用磁滯 回線實(shí)驗(yàn)儀。主要內(nèi)容：測(cè)量磁滯回線、矯頑力、 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、最人磁感應(yīng)強(qiáng)度 及磁滯損耗，測(cè)量基木磁化曲線?；敬笠幌聦W(xué)期大1上 學(xué)期3604是12薄透鏡焦距測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯客哥R成像的基本規(guī) 律，學(xué)會(huì)薄透鏡焦距的兒種測(cè)量方 法，掌握多個(gè)光學(xué)元件共軸等高的 調(diào)節(jié)。主要內(nèi)容：光學(xué)系統(tǒng)的共軸等高調(diào) 節(jié),白準(zhǔn)法、物距像距法和共軌法 測(cè)凸透鏡焦距，虛物成像法測(cè)凹透 鏡焦距。預(yù)備大一下 學(xué)期3507是13等厚干涉一牛頓環(huán)實(shí) 驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察光的等厚干涉現(xiàn)象， 加深對(duì)干涉現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，掌握讀數(shù) 顯微鏡的使用方法。主要內(nèi)容：利用等厚干涉

7、測(cè)量平凸 透鏡的曲率半徑?；敬笠幌?學(xué)期3507是14分光計(jì)的使用3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夥止庥?jì)的構(gòu)造，掌 握分光計(jì)的調(diào)節(jié)使用方法，觀察棱 鏡的色散現(xiàn)象。主要內(nèi)容：分光計(jì)的調(diào)節(jié)，測(cè)量三 棱鏡的頂角，測(cè)量最小偏向角，計(jì) 算折射率。基本大一下 學(xué)期3514否15光柵衍射3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察光柵的衍射光譜， 理解光柵衍射的基本規(guī)律，進(jìn)一步 熟悉分光計(jì)的調(diào)節(jié)使用方法。主要內(nèi)容：利用光柵衍射光譜測(cè)量 衍射角、光柵常數(shù)、波長(zhǎng)及角色散 率等?；敬蠖?學(xué)期3514是16邁克爾遜干涉儀2實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私膺~克爾遜十涉儀的 結(jié)構(gòu)及工作原理，了解等傾干涉、 等厚t涉條紋的形成及特點(diǎn)。主要內(nèi)容：觀察等傾、等厚t涉條 紋，用邁克

8、爾遜干涉儀測(cè)最光波長(zhǎng)?；敬蠖?學(xué)期3506否17密立根油滴實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)對(duì)儀器的調(diào)節(jié)、汕 滴選擇、跟蹤、測(cè)量及數(shù)據(jù)處理等， 驗(yàn)證電荷的不連續(xù)性，培養(yǎng)學(xué)生求 實(shí)的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。主要內(nèi)容：測(cè)量帶電油滴電量和電 子電量o綜合大二上 學(xué)期3507是18光電效應(yīng)測(cè)普朗克常 數(shù)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察光電效應(yīng)現(xiàn)彖，加 深對(duì)光的量子性的理解，驗(yàn)證愛(ài)因 斯坦光電方程。主要內(nèi)容：測(cè)量光電管的伏安特性 曲線。正確確定截止電壓，測(cè)定普 朗克常數(shù)?；敬笠簧?學(xué)期3509是19全息照相3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馊⒄障嗟幕驹?理和主要特征，學(xué)習(xí)全息照相的拍 攝和再現(xiàn)的方法。主要內(nèi)容：全息照相光路調(diào)整，透 射全息

9、圖的記錄，底片暗室處理， 全息圖的再現(xiàn)。綜合大一下學(xué)期 大二上學(xué)期3504是20重力加速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模撼醪椒治鰷y(cè)量誤差的來(lái) 源，能合理選擇測(cè)量方案，學(xué)習(xí)用 計(jì)算機(jī)采集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，掌握 用作圖法和最小二乘法處理數(shù)據(jù)。主要內(nèi)容：用口由落體法測(cè)量重力 加速度。預(yù)備大一下學(xué)期3613是21伏安法測(cè)電阻與 補(bǔ)償法測(cè)電壓2實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私庀到y(tǒng)誤差的來(lái)源和 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，學(xué)會(huì)用補(bǔ)償法 測(cè)量電壓來(lái)消除系統(tǒng)誤差。主要內(nèi)容：伏安法測(cè)電阻，補(bǔ)償法 測(cè)電壓。設(shè)計(jì)大二上 學(xué)期3504是22用電位差計(jì)校準(zhǔn)毫安 表2實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)對(duì)電路的設(shè)計(jì)和參 數(shù)的選擇，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能 力，熟練操作電位差計(jì)和電橋。主要內(nèi)容

10、：方案論證，校準(zhǔn)電路設(shè) 計(jì)，參數(shù)確定，校準(zhǔn)毫安表。設(shè)計(jì)大二上 學(xué)期3508否23熱敏電阻的特性與應(yīng)用3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用直流電橋測(cè)量熱 敏電阻的溫度特性，了解非平衡電 橋在非電最測(cè)最中的應(yīng)用，學(xué)習(xí)用 計(jì)算機(jī)采集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。主要內(nèi)容：熱做電阻特性研究，熱 敏電阻溫度計(jì)的定標(biāo)和使用。綜合大二上 學(xué)期3501是24氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)屮 系統(tǒng)誤差的分析與修 正2實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯空硿枇?duì)導(dǎo)軌上 滑塊運(yùn)動(dòng)的影響，測(cè)量粘滯阻尼常 數(shù)，學(xué)習(xí)分析、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)謀差并加 以修正的方法。主要內(nèi)容：氣墊導(dǎo)軌水平調(diào)節(jié)，粘 滯阻尼常數(shù)測(cè)最，測(cè)最重力加速度。綜合大一下 學(xué)期3501是25川電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用模擬法測(cè)繪

11、靜電 場(chǎng)分彳ij,加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)概 念的理解。主要內(nèi)容：描繪同軸電纜的靜電場(chǎng) 分布，描繪聚焦電極的靜電場(chǎng)分布， 丿ij互易原理直接測(cè)繪靜電場(chǎng)分布。預(yù)備大一下 學(xué)期3613是26落球法測(cè)量液體的粘度2實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察液體的內(nèi)摩擦現(xiàn)彖， 測(cè)量液體的粘度，掌握用半導(dǎo)體激 光和光敏接收器結(jié)合單片計(jì)時(shí)儀測(cè) 量時(shí)間。主要內(nèi)容：測(cè)量臣麻油的粘度，小 球運(yùn)動(dòng)收尾速度的研究。綜合大二下 學(xué)期3502是27空氣比熱容比的測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河媒^熱膨脹法測(cè)疑空氣 的比熱容比，觀察、分析熱力學(xué)系 統(tǒng)的狀態(tài)和過(guò)程，了解硅壓力傳感 器和電流型集成溫度傳感器的工作 原理。主要內(nèi)容：用放氣的方法測(cè)量空氣 的比熱容比基本大一下

12、 學(xué)期大二上學(xué)期3510是28電了束偏轉(zhuǎn)與 電子比荷測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馐静ü艿幕窘Y(jié)構(gòu) 和電磁聚焦、電磁偏轉(zhuǎn)的基本原理， 通過(guò)測(cè)量電子比荷，學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn) 的分析方法和培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索 精神。主要內(nèi)容：用零電場(chǎng)法和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn) 法測(cè)量電子比荷?；敬蠖?學(xué)期3502是29集成霍爾傳感器特性 與簡(jiǎn)諧振動(dòng)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模号囵B(yǎng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的能 力，掌握集成開(kāi)關(guān)型塞爾傳感器的 特性和使用，研究彈費(fèi)振子中彈贊 的等效質(zhì)雖:。主要內(nèi)容：用焦利秤測(cè)彈簧的勁度 系數(shù)，測(cè)量集成霍爾傳感器的參數(shù) 和振動(dòng)周期并求勁度系數(shù)。綜合大二上學(xué)期3502是30磁阻傳感器與 地磁場(chǎng)的測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯抛鑲鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu) 特點(diǎn)和應(yīng)用

13、，并能設(shè)計(jì)用磁阻傳感 器測(cè)量弱磁場(chǎng)的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)。主要內(nèi)容：測(cè)量地磁場(chǎng)強(qiáng)度及水平 和垂直分量，測(cè)的磁傾角，設(shè)計(jì)用 磁阻傳感器測(cè)量弱磁場(chǎng)的簡(jiǎn)單實(shí) 驗(yàn)?；敬蠖?學(xué)期3501是31用非線性電路 研究混沌現(xiàn)象3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣煦绲囊恍┗靖?念、現(xiàn)象和產(chǎn)牛原因，測(cè)量有源非 線性電阻的伏安特性。主要內(nèi)容：用rlc振蕩電路觀察不 同倍周期時(shí)的相圖，測(cè)最有源非線 性電阻的伏安特性。綜合大一上 學(xué)期3501是32聲光衍射3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饴暪庀嗷プ饔迷恚?觀察聲光效應(yīng)現(xiàn)象，用超聲光柵測(cè) 定液體中聲速。主要內(nèi)容：分光計(jì)的調(diào)節(jié)，測(cè)定液 體中聲速?；敬笠簧?學(xué)期3514是33音頻信號(hào)的光線傳輸3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w

14、通信的基本原 理，熟悉半導(dǎo)體電光、光電器件的 基本性能及主要特性,了解音頻信 號(hào)光纖通信系統(tǒng)的調(diào)試方法。主要內(nèi)容：led與傳輸光纖組件的 電光特性，led偏置電流與無(wú)畸變 最人調(diào)制幅度關(guān)系的測(cè)定，spd的 光電特性?；敬蠖?學(xué)期3509是34夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定汞原子的 笫一激發(fā)電位，證明原子能級(jí)的存 在。主要內(nèi)容：測(cè)定汞原了的第一激發(fā) 電位。綜合大二上 學(xué)期3509是35兩次曝光法測(cè)量微小 變形4實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆展獠ǖ膹?fù)振幅表示 和全息照相數(shù)學(xué)描述，了解兩次曝 光法干涉條紋與形變關(guān)系、定量分 析公式，掌握全息照相拍攝技術(shù)。主要內(nèi)容：兩次曝光全息計(jì)量術(shù)的 理論少實(shí)驗(yàn)方法。

15、研究大二上 學(xué)期3504是36用小型棱鏡讀（攝） 譜儀測(cè)氮原子光譜3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫鈿湓庸庾V量子和 經(jīng)典兩種模型的區(qū)別，學(xué)習(xí)譜線識(shí) 別和用小烈棱鏡讀譜儀測(cè)量譜線波 長(zhǎng)的方法，通過(guò)測(cè)量氮光譜在可見(jiàn) 光區(qū)的波長(zhǎng)，驗(yàn)證巴耳末公式的正 確性，從而對(duì)玻爾理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 冇具體了解，力求準(zhǔn)確測(cè)定氫的里 德伯常數(shù)。主要內(nèi)容：測(cè)量氮光譜在可見(jiàn)光區(qū) 的波長(zhǎng)，驗(yàn)證巴耳末公式，測(cè)定氫 的里徳們常數(shù)?；静徽加?jì) 劃學(xué)時(shí)3510是37邁克爾遜干涉儀的應(yīng) 用4實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)一步掌握光的干涉理 論，理解時(shí)間、空間相t性，掌握 邁克耳遜干涉儀測(cè)量微小長(zhǎng)度的方 法。主要內(nèi)容：測(cè)最石英玻璃厚度：觀 察十涉條紋可見(jiàn)度的變化，測(cè)定鈉

16、雙線的波長(zhǎng)差。研究大一卜- 學(xué)期3506是38正交電磁場(chǎng)法測(cè)定電 子比荷3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)握磁偏轉(zhuǎn)的原理，學(xué) 習(xí)正交電磁場(chǎng)方法，了解亥姆霍茲線 圈基木結(jié)構(gòu)及工作原理，用正交電磁 場(chǎng)法測(cè)定電子比荷。主要內(nèi)容：調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流、偏轉(zhuǎn)電 壓。觀察屏上光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)規(guī)律，做定 量分析。推導(dǎo)出電子比荷的計(jì)算公 式。設(shè)計(jì)39偏光顯微鏡3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察光的偏振現(xiàn)象，加 深對(duì)光的偏振基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)。熟 悉常用的起偏和檢偏的方法及相應(yīng) 的光學(xué)器件，了解波片的作用及偏 振光干涉的原理。主要內(nèi)容：起偏、檢偏、雙折射、 偏振光丁涉?；?50140pn結(jié)特性與弱電流 測(cè)量3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量室溫下pn結(jié)電流 與電壓關(guān)系，證明此關(guān)系符合

17、指數(shù) 規(guī)律；在不同溫度條件下，測(cè)量玻 爾茲曼常數(shù)；學(xué)習(xí)用運(yùn)算放大器組 成電流一電壓變換器測(cè)量弱電流； 測(cè)量pn結(jié)電壓與溫度關(guān)系，求出該 pn結(jié)溫度傳感器的靈敏度；計(jì)算在 0k溫度吋，半導(dǎo)體硅材料的近似禁 帶寬度。主要內(nèi)容：測(cè)量室溫下pn結(jié)電流 與電壓關(guān)系，測(cè)量玻爾茲曼常數(shù)， 測(cè)量pn結(jié)電壓與溫度關(guān)系。計(jì)算在 0k溫度吋，半導(dǎo)體硅材料的近似禁 帶寬度（選做）綜合350141基木電路及元件伏安 特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馕锢韺?shí)驗(yàn)的基本程 序，掌握電路連接的基本方法；掌 握穩(wěn)壓電源、電流表、數(shù)字三用表 等基木電學(xué)儀器的使用方法；理解 電位和電壓的概念，理解電路屮等 電位點(diǎn)的概念，學(xué)會(huì)測(cè)量電路中的 電位和電壓，并確定英正負(fù)號(hào)。.學(xué) 習(xí)測(cè)量線性和非線性電阻元件伏安 特性的方法,并繪制其特性曲線, 掌握用伏安法判定電阻元件類(lèi)型的 方法。主要內(nèi)容：電位、電壓及測(cè)量；電 阻元件的伏安特性；線性電阻元件 與非線性電阻元件的伏安特性。預(yù)備不占計(jì)劃學(xué)時(shí)3508注：學(xué)生選做其中的20個(gè)以上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)忖，不含預(yù)備型實(shí)驗(yàn)。二、主要教材、參考書(shū):劉小廷等，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，蘇州大學(xué)出版社,2006年12月。