普通物理實驗課程教學大綱

1、普通物理實驗課程教學大綱（英文名稱general physics experiments）適用專業(yè)：應用物理學 課程編號：010602 學分：6.0一、課程名稱普通物理實驗二、課程性質和任務（一）課程性質普通物理實驗是為應用物理學專業(yè)學生開設的一門必修主干課程，是一門獨立的科學實驗的基礎課，是應用物理學專業(yè)學生接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端，它重在培養(yǎng)學生具有科學素養(yǎng)和初步掌握進行科學實驗研究的能力，是一系列科學實驗訓練的重要基礎。（二）課程任務本課程的任務是：通過本課程的學習，將有關物理實驗思想、物理實驗基本原理、物理實驗基本方法、物理實驗基本儀器和物理實驗基本技能以及對實驗數(shù)據(jù)的綜合

2、處理能力傳授給學生，并通過實驗培養(yǎng)學生嚴肅認真、細致踏實、一絲不茍、實事求是的科學態(tài)度；培養(yǎng)學生克服困難、堅忍不拔的工作作風；培養(yǎng)學生具有初步的科學研究能力；培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)造能力。三、課程主要教學內(nèi)容普通物理實驗的教學內(nèi)容包括力學、熱學、電學、光學等近三十個實驗項目。從大學第三學期開始，分兩個學期完成。具體的教學內(nèi)容如下：1、緒論講述普通物理實驗的地位和作用；物理實驗的一般進程及各教學環(huán)節(jié)的要求；實驗誤差和數(shù)據(jù)處理基礎知識。2、基本測量掌握游標卡尺、螺旋測微器及讀數(shù)顯微鏡的原理及正確的使用方法；掌握有效數(shù)字、算術平均誤差和相對誤差的計算方法；學習多次直接測量和間接測量的誤差計算方法。3

3、、三線擺法測剛體轉動慣量了解三線擺構造，掌握用三線懸擺法測定剛體的轉動慣量的方法；利用三線扭擺測量圓盤、圓環(huán)、圓柱體的轉動慣量；通過圓柱體轉動慣量的測量驗證平行軸定理。4、楊氏模量的測定掌握用光杠桿測量微小長度變化的原理和方法，測定金屬絲的楊氏模量；訓練正確地調(diào)整測量系統(tǒng)的能力；學會用逐差法進行數(shù)據(jù)處理的能力。5、氣墊導軌上物體的運動觀察勻速直線運動，測量滑塊的運動速度；學習使用氣墊導軌和存儲式數(shù)字毫秒計；測量物體的瞬時速度和加速度；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、落球法測定液體的黏滯系數(shù)根據(jù)斯托克斯公式用落球法測定液體的粘滯系數(shù)；學習斯托克斯公式的修正方法；

4、用作圖外推法處理實驗數(shù)據(jù)。7、弦振動的研究觀察橫波在弦線上所形成的駐波波形；驗證弦線上的橫波波長與弦線張力、密度的關系。8、毛細管法測定水的表面張力系數(shù)學習毛細管法測定水的表面張力系數(shù)的原理和方法；學習讀數(shù)顯微鏡的調(diào)節(jié)及使用，測量微小長度。9、穩(wěn)態(tài)法測定橡膠板的導熱系數(shù)掌握不良導體導熱系數(shù)的測定方法穩(wěn)態(tài)平板法；利用物體的散熱速率求傳熱速率；了解相關儀器及熱電偶測溫度。10、動態(tài)法測定楊氏模量學習用動力學懸掛法測量金屬材料楊氏模量的方法；學習真假共振峰的辨別方法；學習確定試樣節(jié)點處共振頻率的方法。11、示波器的原理與使用學習示波器調(diào)整；用示波器觀察信號波形；測量交流信號電壓和頻率，測量信號的頻率

5、；利用示波器觀察李薩如圖形。12、靜電場的描繪測長直同軸圓柱面電極間的電場分布；測量平行長直圓柱體電極間的電場分布；畫出待測電場的等位線和電力線，并指出何處電場較強，何處電場較弱，進一步說明：等位線、電力線和電場強度之間的關系。13、伏安特性曲線的測繪自擬實驗步驟，連接電路，測量所給電阻的電壓、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量電阻；用箱式電橋測量電阻；用箱式惠斯登電橋測量電橋靈敏度。15、導體電阻率的測定用直流箱式雙臂電橋測量待測銅導線的電阻；用直流板式雙臂電橋測量待測銅導線的電阻；計算室溫下銅導體的電阻率。16、十一線板式電

6、位差計用板式電位差計測干電池電動勢和內(nèi)阻；通過實驗掌握補償法測電動勢的原理和方法。17、霍耳效應法測磁場測量霍爾電壓；利用霍爾效應測量長螺線管軸線上的磁場分布。18、直流電表的改裝與校準學習將表頭改裝成電壓、電流表；校準電表及確定準確度等級；學習滑線式變阻器分壓、分流接法。19、超聲聲速的測量進一步熟悉掌握示波器調(diào)整及使用；利用共振干涉法、相位法測量聲速；學習利用逐差法處理數(shù)據(jù)。20、太陽能電池伏安特性的研究了解太陽電池的工作原理及其應用；測量太陽電池的伏安特性曲線。21、牛頓環(huán)與劈尖法測細絲直徑觀察牛頓環(huán)和劈尖干涉現(xiàn)象；測量牛頓環(huán)直徑和劈尖干涉條紋間距；測量平凸透鏡曲率半徑和細絲直徑。22、

7、分光計的調(diào)節(jié)與使用學習分光計的調(diào)節(jié)，聯(lián)系分光計中水平的調(diào)節(jié)；用分光計測定透射光柵常數(shù)、光波波長。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的測定。24、光強分布的測量觀察、測量單縫夫瑯和費衍射；調(diào)節(jié)可變單縫寬度，觀察衍射圖樣的變化。25、折射率的測量學習調(diào)整分光計；利用分光計測量三棱鏡頂角；測量棱鏡折射時最小偏向角；測量三棱鏡折射率。26、光學干涉的應用研究進一步熟悉邁克爾遜干涉儀的結構、原理和調(diào)節(jié)方法；測量當前溫度下空氣的折射率；研究空氣折射率與壓強的關系。27、普通照相技術與數(shù)碼攝影熟悉普通照相機的構造和工作原理；學習使用普通相

8、機拍攝景物；學習普通照片的沖洗技術；熟悉數(shù)碼相機的構造和工作原理；學習使用數(shù)碼相機拍攝景物。四、基本要求及重點、難點說明本課程所涉及物理實驗中力學、熱學、電磁學、光學等內(nèi)容，知識面廣，要求學生必須具備基礎的理論知識和基本實驗能力。具體要求：1、通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析和對物理量的測量，學習物理知識，加深對物理學原理的理解。2、培養(yǎng)學生從事科學實驗的初步能力。這些能力包括：能自行閱讀資料、儀器說明書或實驗教材，做好實驗前的準備；能借助說明書或教材，正確使用常用儀器；能正確記錄原始數(shù)據(jù)和處理實驗數(shù)據(jù)；學會設計表格和繪制曲線說明實驗結果；能夠用物理學理論對實驗現(xiàn)象和結論進行分析；學會撰寫合格的實驗

9、報告；能夠自行設計并完成簡單的設計性實驗。3、培養(yǎng)和提高學生的科學素養(yǎng)，理論聯(lián)系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真的科學素質，主動學習和刻苦鉆研的學習精神，遵守紀律、團結協(xié)作的團隊精神，愛護公物的優(yōu)良品德本課程教學重點是獨立實驗的能力和理論聯(lián)系實際的能力。學生通過閱讀實驗教材、查詢有關資料能夠獨立完成實驗內(nèi)容并完成實驗報告。學生在實驗中能發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并學習解決問題的科學方法，并逐步培養(yǎng)實驗基本技能和素質。本課程教學難點是綜合分析能力和創(chuàng)新能力。學生能夠融合實驗原理、實驗方法及相關的理論知識對實驗結果進行分析。學生在完成實驗要求的基礎上能完成初步的研究性或創(chuàng)意性實驗，逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

10、。五、學時、學分及學期分配表章節(jié)內(nèi)容名稱學時各環(huán)節(jié)教學時數(shù)分配備注講授實驗上機機動1緒論662基本測量443三線擺測剛體轉動慣量3124楊氏模量的測定3125氣墊導軌上物體的運動6246落球法測定液體的黏滯系數(shù)3127弦振動的研究3128毛細管法測定水的表面張力系數(shù)3129穩(wěn)態(tài)法測定橡膠板的導熱系數(shù)41310動態(tài)法測定楊氏模量41311示波器的原理與使用41312靜電場的描繪31213伏安特性曲線的測繪31214惠斯登電橋31215導體電阻率的測定41216十一線板式電位差計41317霍耳效應法測磁場31218直流電表的改裝與校準31219超聲聲速的測量41320太陽能電池伏安特性的研究82621牛頓環(huán)與劈尖法測細絲直徑41322分光計的調(diào)節(jié)與使用41323邁克耳遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用41324光強分布的測量41325折射率的測量41326光學干涉的應用研究41327普通照相技術與數(shù)碼攝影826合計1103476六、使用教材及參考資料1、普通物理實驗（第四版），楊淑武 主編，高等教育出版社，2007.12.2、物理實驗教程（第二版），原所佳 主編，國防工業(yè)出版社，2009.1.3、與實驗相關的其他高校實驗教義及理論教材。七、其他補充說明及要求課程考核方法與要求