普通物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱

1、普通物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱（英文名稱general physics experiments）適用專業(yè)：應(yīng)用物理學(xué) 課程編號(hào)：010602 學(xué)分：6.0一、課程名稱普通物理實(shí)驗(yàn)二、課程性質(zhì)和任務(wù)（一）課程性質(zhì)普通物理實(shí)驗(yàn)是為應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門必修主干課程，是一門獨(dú)立的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)課，是應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，它重在培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)素養(yǎng)和初步掌握進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的能力，是一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。（二）課程任務(wù)本課程的任務(wù)是：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，將有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)思想、物理實(shí)驗(yàn)基本原理、物理實(shí)驗(yàn)基本方法、物理實(shí)驗(yàn)基本儀器和物理實(shí)驗(yàn)基本技能以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合

2、處理能力傳授給學(xué)生，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、細(xì)致踏實(shí)、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；培養(yǎng)學(xué)生克服困難、堅(jiān)忍不拔的工作作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生具有初步的科學(xué)研究能力；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)造能力。三、課程主要教學(xué)內(nèi)容普通物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容包括力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等近三十個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。從大學(xué)第三學(xué)期開始，分兩個(gè)學(xué)期完成。具體的教學(xué)內(nèi)容如下：1、緒論講述普通物理實(shí)驗(yàn)的地位和作用；物理實(shí)驗(yàn)的一般進(jìn)程及各教學(xué)環(huán)節(jié)的要求；實(shí)驗(yàn)誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí)。2、基本測(cè)量掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器及讀數(shù)顯微鏡的原理及正確的使用方法；掌握有效數(shù)字、算術(shù)平均誤差和相對(duì)誤差的計(jì)算方法；學(xué)習(xí)多次直接測(cè)量和間接測(cè)量的誤差計(jì)算方法。3

3、、三線擺法測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量了解三線擺構(gòu)造，掌握用三線懸擺法測(cè)定剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法；利用三線扭擺測(cè)量圓盤、圓環(huán)、圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；通過(guò)圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量驗(yàn)證平行軸定理。4、楊氏模量的測(cè)定掌握用光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度變化的原理和方法，測(cè)定金屬絲的楊氏模量；訓(xùn)練正確地調(diào)整測(cè)量系統(tǒng)的能力；學(xué)會(huì)用逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的能力。5、氣墊導(dǎo)軌上物體的運(yùn)動(dòng)觀察勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)量滑塊的運(yùn)動(dòng)速度；學(xué)習(xí)使用氣墊導(dǎo)軌和存儲(chǔ)式數(shù)字毫秒計(jì)；測(cè)量物體的瞬時(shí)速度和加速度；研究發(fā)生完全彈性、完全非彈性碰撞的兩物體碰撞前后所遵循的規(guī)律。6、落球法測(cè)定液體的黏滯系數(shù)根據(jù)斯托克斯公式用落球法測(cè)定液體的粘滯系數(shù)；學(xué)習(xí)斯托克斯公式的修正方法；

4、用作圖外推法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。7、弦振動(dòng)的研究觀察橫波在弦線上所形成的駐波波形；驗(yàn)證弦線上的橫波波長(zhǎng)與弦線張力、密度的關(guān)系。8、毛細(xì)管法測(cè)定水的表面張力系數(shù)學(xué)習(xí)毛細(xì)管法測(cè)定水的表面張力系數(shù)的原理和方法；學(xué)習(xí)讀數(shù)顯微鏡的調(diào)節(jié)及使用，測(cè)量微小長(zhǎng)度。9、穩(wěn)態(tài)法測(cè)定橡膠板的導(dǎo)熱系數(shù)掌握不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定方法穩(wěn)態(tài)平板法；利用物體的散熱速率求傳熱速率；了解相關(guān)儀器及熱電偶測(cè)溫度。10、動(dòng)態(tài)法測(cè)定楊氏模量學(xué)習(xí)用動(dòng)力學(xué)懸掛法測(cè)量金屬材料楊氏模量的方法；學(xué)習(xí)真假共振峰的辨別方法；學(xué)習(xí)確定試樣節(jié)點(diǎn)處共振頻率的方法。11、示波器的原理與使用學(xué)習(xí)示波器調(diào)整；用示波器觀察信號(hào)波形；測(cè)量交流信號(hào)電壓和頻率，測(cè)量信號(hào)的頻率

5、；利用示波器觀察李薩如圖形。12、靜電場(chǎng)的描繪測(cè)長(zhǎng)直同軸圓柱面電極間的電場(chǎng)分布；測(cè)量平行長(zhǎng)直圓柱體電極間的電場(chǎng)分布；畫出待測(cè)電場(chǎng)的等位線和電力線，并指出何處電場(chǎng)較強(qiáng)，何處電場(chǎng)較弱，進(jìn)一步說(shuō)明：等位線、電力線和電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。13、伏安特性曲線的測(cè)繪自擬實(shí)驗(yàn)步驟，連接電路，測(cè)量所給電阻的電壓、電流數(shù)據(jù)；用圖示法繪出線性大、小電阻以及晶體二極管的伏安特性曲線。14、惠斯登電橋用自組板式電橋測(cè)量電阻；用箱式電橋測(cè)量電阻；用箱式惠斯登電橋測(cè)量電橋靈敏度。15、導(dǎo)體電阻率的測(cè)定用直流箱式雙臂電橋測(cè)量待測(cè)銅導(dǎo)線的電阻；用直流板式雙臂電橋測(cè)量待測(cè)銅導(dǎo)線的電阻；計(jì)算室溫下銅導(dǎo)體的電阻率。16、十一線板式電

6、位差計(jì)用板式電位差計(jì)測(cè)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握補(bǔ)償法測(cè)電動(dòng)勢(shì)的原理和方法。17、霍耳效應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)測(cè)量霍爾電壓；利用霍爾效應(yīng)測(cè)量長(zhǎng)螺線管軸線上的磁場(chǎng)分布。18、直流電表的改裝與校準(zhǔn)學(xué)習(xí)將表頭改裝成電壓、電流表；校準(zhǔn)電表及確定準(zhǔn)確度等級(jí)；學(xué)習(xí)滑線式變阻器分壓、分流接法。19、超聲聲速的測(cè)量進(jìn)一步熟悉掌握示波器調(diào)整及使用；利用共振干涉法、相位法測(cè)量聲速；學(xué)習(xí)利用逐差法處理數(shù)據(jù)。20、太陽(yáng)能電池伏安特性的研究了解太陽(yáng)電池的工作原理及其應(yīng)用；測(cè)量太陽(yáng)電池的伏安特性曲線。21、牛頓環(huán)與劈尖法測(cè)細(xì)絲直徑觀察牛頓環(huán)和劈尖干涉現(xiàn)象；測(cè)量牛頓環(huán)直徑和劈尖干涉條紋間距；測(cè)量平凸透鏡曲率半徑和細(xì)絲直徑。22、

7、分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用學(xué)習(xí)分光計(jì)的調(diào)節(jié)，聯(lián)系分光計(jì)中水平的調(diào)節(jié)；用分光計(jì)測(cè)定透射光柵常數(shù)、光波波長(zhǎng)。23、邁克耳遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用調(diào)節(jié)邁克爾遜干涉儀，觀察干涉條紋；等傾干涉現(xiàn)象的觀察和氦氖激光器光波波長(zhǎng)的測(cè)定。24、光強(qiáng)分布的測(cè)量觀察、測(cè)量單縫夫瑯和費(fèi)衍射；調(diào)節(jié)可變單縫寬度，觀察衍射圖樣的變化。25、折射率的測(cè)量學(xué)習(xí)調(diào)整分光計(jì)；利用分光計(jì)測(cè)量三棱鏡頂角；測(cè)量棱鏡折射時(shí)最小偏向角；測(cè)量三棱鏡折射率。26、光學(xué)干涉的應(yīng)用研究進(jìn)一步熟悉邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理和調(diào)節(jié)方法；測(cè)量當(dāng)前溫度下空氣的折射率；研究空氣折射率與壓強(qiáng)的關(guān)系。27、普通照相技術(shù)與數(shù)碼攝影熟悉普通照相機(jī)的構(gòu)造和工作原理；學(xué)習(xí)使用普通相

8、機(jī)拍攝景物；學(xué)習(xí)普通照片的沖洗技術(shù)；熟悉數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)造和工作原理；學(xué)習(xí)使用數(shù)碼相機(jī)拍攝景物。四、基本要求及重點(diǎn)、難點(diǎn)說(shuō)明本課程所涉及物理實(shí)驗(yàn)中力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等內(nèi)容，知識(shí)面廣，要求學(xué)生必須具備基礎(chǔ)的理論知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。具體要求：1、通過(guò)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)物理知識(shí)，加深對(duì)物理學(xué)原理的理解。2、培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的初步能力。這些能力包括：能自行閱讀資料、儀器說(shuō)明書或?qū)嶒?yàn)教材，做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備；能借助說(shuō)明書或教材，正確使用常用儀器；能正確記錄原始數(shù)據(jù)和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)表格和繪制曲線說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果；能夠用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論進(jìn)行分析；學(xué)會(huì)撰寫合格的實(shí)驗(yàn)

9、報(bào)告；能夠自行設(shè)計(jì)并完成簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。3、培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(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)真的科學(xué)素質(zhì)，主動(dòng)學(xué)習(xí)和刻苦鉆研的學(xué)習(xí)精神，遵守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，愛護(hù)公物的優(yōu)良品德本課程教學(xué)重點(diǎn)是獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。學(xué)生通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)教材、查詢有關(guān)資料能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并學(xué)習(xí)解決問(wèn)題的科學(xué)方法，并逐步培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基本技能和素質(zhì)。本課程教學(xué)難點(diǎn)是綜合分析能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生能夠融合實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法及相關(guān)的理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上能完成初步的研究性或創(chuàng)意性實(shí)驗(yàn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

10、。五、學(xué)時(shí)、學(xué)分及學(xué)期分配表章節(jié)內(nèi)容名稱學(xué)時(shí)各環(huán)節(jié)教學(xué)時(shí)數(shù)分配備注講授實(shí)驗(yàn)上機(jī)機(jī)動(dòng)1緒論662基本測(cè)量443三線擺測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量3124楊氏模量的測(cè)定3125氣墊導(dǎo)軌上物體的運(yùn)動(dòng)6246落球法測(cè)定液體的黏滯系數(shù)3127弦振動(dòng)的研究3128毛細(xì)管法測(cè)定水的表面張力系數(shù)3129穩(wěn)態(tài)法測(cè)定橡膠板的導(dǎo)熱系數(shù)41310動(dòng)態(tài)法測(cè)定楊氏模量41311示波器的原理與使用41312靜電場(chǎng)的描繪31213伏安特性曲線的測(cè)繪31214惠斯登電橋31215導(dǎo)體電阻率的測(cè)定41216十一線板式電位差計(jì)41317霍耳效應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)31218直流電表的改裝與校準(zhǔn)31219超聲聲速的測(cè)量41320太陽(yáng)能電池伏安特性的研究82621牛頓環(huán)與劈尖法測(cè)細(xì)絲直徑41322分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用41323邁克耳遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用41324光強(qiáng)分布的測(cè)量41325折射率的測(cè)量41326光學(xué)干涉的應(yīng)用研究41327普通照相技術(shù)與數(shù)碼攝影826合計(jì)1103476六、使用教材及參考資料1、普通物理實(shí)驗(yàn)（第四版），楊淑武 主編，高等教育出版社，2007.12.2、物理實(shí)驗(yàn)教程（第二版），原所佳 主編，國(guó)防工業(yè)出版社，2009.1.3、與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的其他高校實(shí)驗(yàn)教義及理論教材。七、其他補(bǔ)充說(shuō)明及要求課程考核方法與要求