物理學(xué)祝之光實(shí)驗(yàn)緒論

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)理學(xué)院 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程簡(jiǎn)介課程性質(zhì)：必修課，30學(xué)時(shí)，1.0學(xué)分。教學(xué)模式：開放式、自主化自主預(yù)約實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)完成過程考核實(shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng)引導(dǎo)式問題庫(kù)實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)過程考核系統(tǒng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)進(jìn)程實(shí)驗(yàn)中心全程支撐實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng) 物理實(shí)驗(yàn)課的意義 物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。物理學(xué)也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展和應(yīng)用過程中起著重要作用。經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律是從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出來(lái)的伽利略把實(shí)驗(yàn)和邏輯引入物理學(xué),使物理學(xué)最終成為一門科學(xué)近代物理學(xué)是從實(shí)驗(yàn)事實(shí)與經(jīng)典物理學(xué)的矛盾中發(fā)展起來(lái)的1907年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)邁克爾遜

2、-莫雷實(shí)驗(yàn) 物理實(shí)驗(yàn)課的意義 物理實(shí)驗(yàn)課的意義1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)X射線晶體結(jié)構(gòu)分析 物理實(shí)驗(yàn)課的意義 物理實(shí)驗(yàn)課的目的1.學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)知識(shí)方法 通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對(duì)物理量的測(cè)量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和設(shè)計(jì)思想，掌握和理解物理理論。借助教材或儀器說(shuō)明書正確使用常用儀器；運(yùn)用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步的分析判斷；正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制實(shí)驗(yàn)曲線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢x器設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)。2.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能3.提高實(shí)驗(yàn)精神素養(yǎng)培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際和實(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)研究和創(chuàng)新的探索精神；遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作和愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn)的優(yōu)良品德。 物

3、理實(shí)驗(yàn)課的目的一.實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排七次實(shí)驗(yàn)（每次4學(xué)時(shí)）一次綜合考查（2學(xué)時(shí)）1.實(shí)驗(yàn)共30學(xué)時(shí)2.七次實(shí)驗(yàn)五次獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)（每個(gè)實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）兩次小組協(xié)作實(shí)驗(yàn)（每個(gè)實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)）物理實(shí)驗(yàn)課的基本安排選課網(wǎng)址：http:/ 用戶名：完整學(xué)號(hào)（如2013307200125）密 碼：完整學(xué)號(hào)（如2013307200125）類 型：學(xué)生(建議及時(shí)更改登錄密碼)務(wù)必在選課系統(tǒng)中登記手機(jī)有效聯(lián)系方式、核對(duì)自己專業(yè)信息；若有疑問，與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心聯(lián)系。電話：87282197 劉玉紅老師地點(diǎn)：逸夫樓A307(東)物理實(shí)驗(yàn)課的基本安排二.實(shí)驗(yàn)選課選課時(shí)間：本周五下午14:00周六晚上18:00選課地點(diǎn)：自行安排

4、（校內(nèi)外均可）物理實(shí)驗(yàn)課的基本安排二.實(shí)驗(yàn)選課改選實(shí)驗(yàn)規(guī)則： 1. 改選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目須無(wú)曠課記錄； 2. 改選實(shí)驗(yàn)次數(shù)累計(jì)不得超過3次； 3. 改選實(shí)驗(yàn)課期間，若由于所選項(xiàng)目已滿，而導(dǎo)致30學(xué)時(shí)無(wú)法完成，后果自負(fù)。注意：重修的同學(xué)必須攜帶重修證到物理實(shí)驗(yàn)中心登記后，方可選課。1.課前預(yù)習(xí)，完成實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)習(xí)問題。4.實(shí)驗(yàn)操作，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將其記錄在原始數(shù)據(jù)記錄表中。（抄襲數(shù)據(jù)者，實(shí)驗(yàn)成績(jī)?yōu)榱?。）?實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程3.提交當(dāng)次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)問題及上次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。小組討論，討論圍繞實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)習(xí)問題。物理實(shí)驗(yàn)課的基本安排2.進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在讀卡器上刷校園卡簽到，上課鈴響未刷卡記遲到，30分鐘后記曠課。7.完成實(shí)

5、驗(yàn)報(bào)告，下次實(shí)驗(yàn)時(shí)交給教師當(dāng)場(chǎng)批改；無(wú)疑義后將實(shí)驗(yàn)報(bào)告放置逸夫樓A座5樓鐵柜存檔。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，將原始記錄表中的數(shù)據(jù)整理成表格形式，并處理結(jié)果。實(shí)驗(yàn)分析討論參考資料6.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)教師簽字，將實(shí)驗(yàn)儀器電源關(guān)閉并整理好，打掃實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生，再次刷卡確認(rèn)，離開實(shí)驗(yàn)室。 物理實(shí)驗(yàn)課的基本安排 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)步驟5.實(shí)驗(yàn)完成后，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)評(píng)分系統(tǒng)，評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)合格，或在測(cè)評(píng)系統(tǒng)中完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，否則本次實(shí)驗(yàn)無(wú)成績(jī)。操作考試40%+報(bào)告成績(jī) 40%+ 綜合考查20%操作考試：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新、小組討論、儀器整理等；四.課程評(píng)分辦法物理實(shí)驗(yàn)課的基本安排綜合考

6、查：上機(jī)隨機(jī)抽題考核。報(bào)告成績(jī)：預(yù)習(xí)引導(dǎo)問題+完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；物理實(shí)驗(yàn)課的基本安排考勤：請(qǐng)嚴(yán)格按預(yù)約課表上課！ 遲到者予以扣分處罰， 曠課一次（4學(xué)時(shí)），總成績(jī)扣13分（4學(xué)時(shí)/30學(xué)時(shí)）， 曠課兩次及以上（8學(xué)時(shí)） ，本課程成績(jī)?yōu)榱悖?學(xué)時(shí)/30學(xué)時(shí)0.2）。 病事假：下載申請(qǐng)表 + 輔導(dǎo)員簽字 + 院教務(wù)蓋章，交實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心劉玉紅老師處理。 以上根據(jù)大學(xué)生手冊(cè)第四章第十八條第三款一.測(cè)量與誤差1.測(cè)量：將待測(cè)物理量與作為基準(zhǔn)的相關(guān)物理量進(jìn)行比較的過程，確定待測(cè)的量值。直接測(cè)量：用儀器或量具直接測(cè)出數(shù)值。間接測(cè)量：借助一些函數(shù)關(guān)系由直接測(cè)量的結(jié)果計(jì)算出所要求的物理量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理2.誤差

7、系統(tǒng)誤差：在同一條件下，多次測(cè)量同一物理量時(shí)，測(cè)量結(jié)果向某一方向偏離，即相對(duì)于真值總是偏大或偏小或按一定規(guī)律變化，來(lái)源于確定因素。可根據(jù)原因加以修正減小影響。測(cè)量誤差測(cè)量值真值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理偶然誤差：測(cè)量結(jié)果相對(duì)于真值沒有一定規(guī)律，誤差時(shí)大時(shí)小，來(lái)源于不確定的、找不到因果關(guān)系的因素。 采用同一條件多次重復(fù)測(cè)量取算術(shù)平均值的方法，來(lái)減小誤差。二.測(cè)量評(píng)估實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理準(zhǔn)確度：測(cè)量值與真值的接近程度，反映系統(tǒng)誤差的大小。精確度（精度）：綜合評(píng)定測(cè)量結(jié)果重復(fù)性和接近真值的程度，反映了系統(tǒng)誤差和與偶然誤差的綜合。1.定性精密度：重復(fù)測(cè)量結(jié)果之間相互接近的程度。反映偶然誤差的大小。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理測(cè)量誤差

8、測(cè)量值真值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理百分偏差取二位有效數(shù)字!三.不確定度 誤差不能準(zhǔn)確計(jì)算，只能根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量條件進(jìn)行誤差估計(jì)，誤差估計(jì)值就是不確定度。 1.不確定度說(shuō)明測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)，反映測(cè)量結(jié)果的分散性和可信賴程度。2.測(cè)量結(jié)果的表示測(cè)量結(jié)果測(cè)量最佳值不確定度此式的物理意義：被測(cè)量量x的最佳值是 ，在誤差區(qū)間 內(nèi)最大可能包含了真值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理（單位）四.直接測(cè)量的最佳測(cè)量值與不確定度1.多次測(cè)量的算術(shù)平均值作為最佳測(cè)量值 假設(shè)在相同的條件下，對(duì)某一物理量x進(jìn)行n次測(cè)量其值為x1、x2、x3 、 、xn ，則算術(shù)平均值為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理2.合成不確定度 合成不確定度是由A類和B類兩類不確定

9、度求“方和根”而得到。A類不確定度B類不確定度A類不確定度估計(jì)偶然誤差實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理B類不確定度估計(jì)系統(tǒng)誤差儀儀器誤差實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理儀由生產(chǎn)廠家給出或由實(shí)驗(yàn)室結(jié)合具體測(cè)量條件約定。備注：在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中常常采用簡(jiǎn)化的方法，取儀器誤差作為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度或者取儀器誤差除以置信系數(shù)C作為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，而C取值根據(jù)儀器誤差特點(diǎn)來(lái)定。例題：用儀器誤差為0.04k的萬(wàn)用表測(cè)量某個(gè)電阻的電阻值，得到以下數(shù)據(jù)，求其電阻值。序號(hào)123456電阻值R/k3.893.883.863.883.873.86解：電阻的平均值：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理電阻的電阻值為：R=3.870.04 k實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理不確定度取一位有效數(shù)字

10、!五.間接測(cè)量的最佳測(cè)量值與不確定度1.間接測(cè)量的最佳測(cè)量值間接測(cè)量量N是直接測(cè)量量x、y、z的函數(shù)間接測(cè)量量的最佳值是將直接測(cè)量量的算術(shù)平均值帶入函數(shù)式計(jì)算。2.不確定度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理對(duì)于和差函數(shù)對(duì)于積商函數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理例題：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理完成：數(shù)據(jù)處理練習(xí)（第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)提交）1.物理實(shí)驗(yàn)課程：必修課 物理實(shí)驗(yàn)課程不同于一般的探索性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，每個(gè)實(shí)驗(yàn)題目都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、安排，可使同學(xué)獲得基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能諸方面得到較為系統(tǒng)、嚴(yán)格的訓(xùn)練，是大學(xué)里從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的起步，同時(shí)在培養(yǎng)科學(xué)工作者的良好素質(zhì)及科學(xué)世界觀方面，物理實(shí)驗(yàn)課程也起著潛移默化的作用。 希望同學(xué)們能重視這門課程的學(xué)習(xí)，經(jīng)過半年的時(shí)間，真正能學(xué)有所得。特別說(shuō)明2.網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)通過登陸“理學(xué)院應(yīng)用物理系”的網(wǎng)頁(yè) ，此處設(shè)有“實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)系統(tǒng)”欄目，學(xué)