《物理實(shí)驗(yàn)（上）》教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE 8物理實(shí)驗(yàn)（上）教學(xué)大綱（總學(xué)時(shí)數(shù)：27，學(xué)分?jǐn)?shù)：1.5）一課程的性質(zhì)、任務(wù)和目的：物理實(shí)驗(yàn)（上）是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練所獨(dú)立設(shè)置的一門必修課程。它是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后，受到系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是后繼實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)。它是對(duì)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)思維和實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生形成良好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)范，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的不同方法以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法等。物理實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)是：1學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本原理、熟悉常用儀器的性能與使用方法，掌握基本的測(cè)量技術(shù)及實(shí)驗(yàn)方法。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，包括：?）通過閱讀教材和資料，做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備自學(xué)能力；（2）借助實(shí)驗(yàn)教材或儀器使用說明書

2、正確使用儀器，完成實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手操作能力；（3）能夠運(yùn)用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、規(guī)律進(jìn)行綜合分析判斷分析思維能力；（4）學(xué)會(huì)正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告處理表達(dá)能力；（5）能夠完成簡(jiǎn)單的具有設(shè)計(jì)性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。3培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、主動(dòng)研究的探索精神。二課程基本要求1結(jié)合實(shí)驗(yàn)適當(dāng)介紹物理學(xué)史及相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生明確物理實(shí)驗(yàn)的地位、作用和任務(wù)。 2培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和求實(shí)作風(fēng)。 3要求學(xué)生基本掌握數(shù)據(jù)處理及不確定度計(jì)算的方法，會(huì)正確表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4通過物理實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練，要求學(xué)生做到： (1)自行完成預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)及按要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等

3、程序。 (2)掌握常用實(shí)驗(yàn)儀器及裝置的操作技術(shù)(如零位較準(zhǔn)；水平鉛直調(diào)整；光路的共軸調(diào)整；逐次逼近調(diào)節(jié)；按電路圖正確接線等) 。(3)了解物理實(shí)驗(yàn)中的基本實(shí)驗(yàn)方法及測(cè)量方法。如：比較、放大，轉(zhuǎn)換、模擬、補(bǔ)償、平衡、干涉等方法。 (4)掌握一般物理量的測(cè)量方法。如：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、溫度、電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電阻、磁感應(yīng)強(qiáng)度、折射率等的測(cè)量方法。 (5)了解常用儀器儀表的性能及使用方法。如測(cè)長(zhǎng)、測(cè)時(shí)、測(cè)溫等，變阻器、電表、電橋、通用示波器、信號(hào)發(fā)生器、分光計(jì)及常用電源、光源等。 (6)通過一定數(shù)量的近代物理實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生理解近代物理概念，物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，提高學(xué)生綜合

4、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰霸O(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)時(shí)分配表：（總學(xué)時(shí)數(shù)：27，包括：緒論3學(xué)時(shí)，做8個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)類型必開選開演示驗(yàn)證綜合設(shè)計(jì)其他1物體密度的測(cè)定3掌握測(cè)定規(guī)則物體密度的一種方法。學(xué)會(huì)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，會(huì)用不確定度表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)研究3用三線扭擺法測(cè)量圓盤、圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算實(shí)驗(yàn)值、理論值、相對(duì)誤差。3用霍爾元件測(cè)螺線管的磁場(chǎng)3用霍爾元件測(cè)量螺線管磁場(chǎng)沿軸線的分布，并與理論值進(jìn)行比較。4邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用3學(xué)習(xí)邁克爾遜干涉儀的原理和調(diào)節(jié)方法，并用它測(cè)出激光束的波長(zhǎng)。5示波器的使用3了解示波器的結(jié)構(gòu)、工作

5、原理，掌握它的基本操作方法。學(xué)會(huì)用示波器觀察、測(cè)量某些物理量。6電橋法測(cè)電阻3掌握惠斯登電橋的原理和使用方法。會(huì)用電橋測(cè)量電阻。7液體表面張力系數(shù)的測(cè)定3學(xué)習(xí)用拉脫法測(cè)定室溫下液體的表面張力系數(shù)。學(xué)會(huì)用最小二乘法法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。8分光計(jì)的調(diào)整、棱鏡折射率的測(cè)定3學(xué)習(xí)分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用。了解測(cè)量三棱鏡頂角的方法。測(cè)量最小偏向角，從而測(cè)量三棱鏡的折射率。9交變磁場(chǎng)的測(cè)量亥姆霍茲線圈的使用3學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)法測(cè)量交變磁場(chǎng)的原理和方法，驗(yàn)證磁場(chǎng)矢量疊加原理。10整流、濾波電路3了解數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要組成部分、工作原理、基本操作方法，學(xué)會(huì)用光標(biāo)法測(cè)量整流、濾波電路輸出電壓的峰值、周期等。四.課程基本內(nèi)容：

6、(一).緒論1物理實(shí)驗(yàn)課的意義和任務(wù)。2物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。3遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則。4怎樣書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(二)實(shí)驗(yàn)誤差的計(jì)算與數(shù)據(jù)處理。1測(cè)量與單位,中華人民共和國法定計(jì)量單位。2系統(tǒng)誤差與偶然誤差,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示的標(biāo)準(zhǔn)形式3誤差的計(jì)算方法:平均誤差與均方誤差的計(jì)算方法及其物理意義4標(biāo)準(zhǔn)偏差與不確定度的意義與計(jì)算5有效數(shù)字與運(yùn)算法則。6數(shù)據(jù)處理的幾種方法列表法、逐差法、圖解法、以及微機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)一 物體密度的測(cè)定訓(xùn)練內(nèi)容和要求學(xué)會(huì)游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、電子天平的使用方法。正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、掌握有效數(shù)字的運(yùn)算方法。求出均質(zhì)圓柱體的密度。不確定度的計(jì)算，會(huì)用不確定度表示實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。主要儀器

7、設(shè)備游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、電子天平、圓柱體。實(shí)驗(yàn)二 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)研究訓(xùn)練內(nèi)容和要求了解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的物理意義。學(xué)會(huì)用三線擺測(cè)定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法。測(cè)量圓盤、圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并計(jì)算實(shí)驗(yàn)值、理論值和相對(duì)誤差。觀察分析剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小與剛體的總質(zhì)量、質(zhì)量分布的關(guān)系。主要儀器設(shè)備三線擺、電子計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)器、直尺、游標(biāo)卡尺、天平。實(shí)驗(yàn)三 用霍爾元件測(cè)螺線管的磁場(chǎng)訓(xùn)練內(nèi)容和要求1.了解產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的機(jī)制。 2.學(xué)會(huì)用霍爾元件測(cè)量磁場(chǎng)的基本方法。3.測(cè)量螺線管軸線上的磁場(chǎng)，并與理論值進(jìn)行比較。主要儀器設(shè)備霍爾元件測(cè)螺線管磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀。實(shí)驗(yàn)四 邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用訓(xùn)練內(nèi)容和要求通過實(shí)驗(yàn)考察等傾干涉、等厚干

8、涉的形成條件、花紋特點(diǎn)。了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理及調(diào)節(jié)方法。測(cè)單色激光的波長(zhǎng)。會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。主要儀器設(shè)備邁克爾遜干涉儀、氦氖激光光源。實(shí)驗(yàn)五 示波器的使用訓(xùn)練內(nèi)容和要求1初步了解示波器的結(jié)構(gòu)、工作原理，掌握它的基本操作方法。2學(xué)會(huì)用示波器觀察各種電信號(hào)（正弦波、三角波、方波）。 3通過測(cè)量正弦波周期的方法，測(cè)量正弦波的頻率。4通過觀察李薩如圖形，學(xué)會(huì)另一種測(cè)量正弦波頻率的方法。主要儀器設(shè)備雙蹤示波器、信號(hào)發(fā)生器。實(shí)驗(yàn)六 電橋法測(cè)電阻訓(xùn)練內(nèi)容和要求自搭電橋，并測(cè)量給定電阻的阻值。使用箱式惠斯登電橋測(cè)量給定電阻阻值。計(jì)算相對(duì)誤差。 主要儀器設(shè)備電源、檢流計(jì)、電阻箱、待測(cè)電阻、箱式惠

9、斯登電橋。實(shí)驗(yàn)七 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定訓(xùn)練內(nèi)容和要求1. 學(xué)習(xí)用拉脫法測(cè)定室溫下液體的表面張力系數(shù)。2掌握用硅壓阻力敏傳感器測(cè)量的原理和方法；3. 學(xué)會(huì)用最小二乘法法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。主要儀器設(shè)備 FD-NST-I型液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀、片碼、鋁合金吊環(huán)、吊盤、玻璃器皿、鑷子。實(shí)驗(yàn)八 分光計(jì)的調(diào)整、棱鏡折射率的測(cè)定訓(xùn)練內(nèi)容和要求1.了解分光計(jì)的主要結(jié)構(gòu)和原理，調(diào)整JJY型分光計(jì)：包括望遠(yuǎn)鏡、載物平臺(tái)及平行光管。學(xué)習(xí)分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用。 2.了解用反射法可測(cè)量玻璃三棱鏡的頂角。 3.測(cè)量汞光譜中三條主要光線的最小偏向角，從而測(cè)量三棱鏡對(duì)這三條主要光線的折射率。主要儀器設(shè)備 分光計(jì)、三棱鏡、汞燈光

10、源。實(shí)驗(yàn)九 交變磁場(chǎng)的測(cè)量亥姆霍茲線圈的使用訓(xùn)練內(nèi)容和要求學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)法測(cè)量交變磁場(chǎng)的原理和方法。測(cè)量單線圈軸線上的磁場(chǎng)分布。測(cè)量亥姆霍茲線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)分布。驗(yàn)證磁場(chǎng)疊加原理。主要儀器設(shè)備FB201-交變磁場(chǎng)測(cè)定儀、 FB201-交變磁場(chǎng)測(cè)定儀。實(shí)驗(yàn)十 整流、濾波電路訓(xùn)練內(nèi)容和要求1. 了解數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要組成部分及工作原理。2.了解儀器控制面板上各旋鈕及按鍵的功能，掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器的基本操作方法。3. 掌握多種用數(shù)字存儲(chǔ)示波器測(cè)量電信號(hào)的幅度、周期和頻率的方法。 4學(xué)會(huì)用光標(biāo)法測(cè)量整流、濾波電路輸出電壓的峰值、周期，計(jì)算出頻率、輸出電壓的平均值。主要儀器設(shè)備DS1602數(shù)字存儲(chǔ)示波器、

11、信號(hào)發(fā)生器、實(shí)驗(yàn)元件電路板組合箱。五考核方式：根據(jù)常州工學(xué)院實(shí)驗(yàn)課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定辦法及各二級(jí)學(xué)院（部）具體的實(shí)施細(xì)則制定。實(shí)驗(yàn)成績(jī)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)課的操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫、最后的考查綜合評(píng)定。考查的形式可為筆試、操作考查、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)懶≌撐模芜x一種。本學(xué)期實(shí)驗(yàn)成績(jī)組成為：實(shí)驗(yàn)報(bào)告占，不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作考查 ，待物理實(shí)驗(yàn)（下）課程結(jié)束后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作考查。六有關(guān)說明（一）先修課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理。（二）教學(xué)參考書1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 金雪塵 宋紅燕等 主編 上海交通大學(xué)出版社2物理實(shí)驗(yàn) 李壽松 主編 江蘇教育出版社3大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 李 平 主編 高等教育出版社4大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（第二版）張兆奎、繆連元、張立 主編 高等教育出版社5大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 張正