《大学物理实验》教学大纲.doc

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1、大学物理实验大学物理实验教学大纲教学大纲课程名称：大学物理实验 课程总学时：134 课程编码：09412009（A、B、C） 实验总学时：126 学分数：2+2+2 适用专业：物理学（师范）05 级 主要撰写人：张敏锐 审订人：何龙庆 编写时间：05 年 6 月 一、实验的目的与任务 普通物理实验是实验物理的基础，是学生接受系统的实验技能训练、 加强理论联系实际和提高指导中学实验能力的重要途径。本课程的基本任务是使学生在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能 方面受到较系统的训练，要求学生初步掌握物理实验的基本内容以及独立进行 实验操作的能力。 基本要求： 1、熟悉和掌握某些物理量的测量原理和

2、常用的测量方法，合理选择和正确 使用基本仪器，进行观测和测量，计算误差和有效数字、处理数据，分析、判 断实验结果以及书写实验报告等。 2、培养学生能应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实践的结合上加 深对物理基本概念的规律的认识。能够针对一些普物实验，独立提出设计方案 和研究方案，正确选择实验仪器和设备，合理拟定实验程序和步骤。 3、培养严格、细致、实事求是、刻苦钻研、一丝不苟的科学实验态度，培 养善于动脑、勤于动手，讲究科学方法的踏实工作作风，培养遵守操作规程， 注意实验安全等良好的实验习惯，培养爱护国家公物的品德及创新能力。 4.注意联系中学教学实际，培养学生能居高临下地从事中学物理教学

3、、指 导物理实验的能力。 二、本课程与其它课程的联系与分工 本课程是普通物理教学的一个重要组成部分，它和物理讲授课既紧密联系， 又是独立设置的一门基础课程。三、实验项目与要求 讲授（8 学时） 主要内容： 1、基础物理实验的地位和作用 2、物理实验的一般进程和各教学环节的要求 3、误差和数据处理的基本知识（一） （1）测量和误差 （2）测量不确定度简介 （3）有效数字及其运算法则 （4）实验测量结果的表示 4、实验数据处理的基本方法 5、误差和数据处理的基本知识（二） （1）标准偏差的概念及计算（2）间接测量结果标准偏差的传递公 6、阶段性对实验进行讲评和总结实验（126 课时）分三个学期完成

4、。序序 号号实验项目名实验项目名 称称学时学时 数数必做必做/ / 选做选做实验实验 类型类型每套仪每套仪 器人数器人数目的要求目的要求备注备注1长度测量3必做应用11、掌握游标卡尺、螺 旋测微器及读数显微 镜的原理。 2、正确使用游标卡尺、 螺旋测微器及读数显 微镜。 3、学习多次等精度测 量的误差估算及间接 测量结果误差的计算。2密度测量3必做应用11、学会物理天平的调 节和正确使用。 2、掌握测定固体和液 体密度的两种方法 液体静力秤衡法及比 重瓶法。3用三线摆测 定物体的转 动惯量3必做验证11、学习用三线摆测定 物理的转动惯量。 2、验证转动惯量的平 行轴定理。4固体比热容 的测定3

5、选做验证11、学习用混合法测定 物体的比热的基本方 法。 2、学习用温度时间 关系曲线进行沸点校 正的方法。5多用电表的 使用3必做应用11、初步掌握指针式多 用电表的工作原理。 2、学会正确使用多用 电表测量电阻、电压 和电流。 3、学习如何使用多用 电表初步判断二极管 和电容器的性能。6示波器的使 用3必做应用11、初步了解示波器的 工作原理。 2、了解示波器面板上多个旋钮的作用。 3、学习用示波器观察 稳态电信号 P 的波形 并进行定量记录。 4、学习用示波器观察 李萨如图形。7用稳恒电流 场模拟静电 场3必做验证11、了解用稳恒电流场 模拟静电场的原理和 条件。 2、学习用模拟法描绘

6、和研究静电场。8二极管伏安 特性的测定3必做研究11、学习测量电学元件 伏安特性的方法。 2、研究电表接入误差 的分析方法及修正计 算。 3、研究晶体二极管的 伏安特性。9用惠斯通电 桥测电阻3必做应用11、掌握惠斯通电桥的 结构特点及测量方法。2、了解测量电桥的灵 敏度的方法。 3、学会正确使用箱式 电桥测电阻的方法。10冰的熔解热 的测定3选做验证11、掌握热学两个基本 量温度与热量的 测量方法。 2、学习用混合法测定 冰的熔解热。 3、了解修正散热的方 法。11液体粘度系 数的测定3必做验证11、学习及验证粘滞流 体动力学的基本规律 之一斯托克斯定 律。 2、掌握依据托斯克斯 定律用落球

7、法测定液 体的粘度系数。12物体运动速 度与加速度 的测定3必做验证11、学习气垫导轨的调 节和使用。 2、学习测量运动物体 速度和加速度的方法。13牛顿第二定 律的研究3必做研究11、学习在气垫上研究 牛顿第二定律的方法。2、掌握气垫导轨和电 子计时器的操作方法。3、熟练掌握作图的规 律和技能。14电表的改装 和校准5必做设计11、按照实验原理设计 测量电路。 2、了解电流计的量程 和内阻在实验中的作 用，掌握测量它们的 方法。 3、掌握毫安计和伏特 计的改装、校准和使 用。15制作万用表 （1）5必做设计1设计和制作万用表的 电流表。16制作万用表 （2）5必做设计1设计和制作万用表的 电

8、压表。17制作万用表 （3）5必做设计1设计和制作万用表的 电阻档。18动量守恒定 律的研究3必做研究11、学习在气垫上研究 动量守恒定律。 2、进一步掌握气垫导 轨和电子计时器的操 作方法。 3、研究完全弹性碰撞 和完全非弹性碰撞的 特点。19简谐振动的 研究3选做研究11、观察气垫上滑块和 弹簧组成的谐振子作 简谐振动的现象。 2、研究物体作简谐振 动的基本特征。 3、学习测量弹簧劲度 系数和有效质量的方 法。20声速的测定3必做综合11、学习用示波器观察 信号之间的相位差。 2、用相位比较法测量 空气中超声波的声速。21液体表面张 力的测定3必做验证11、掌握用毛细管法测 定液体表面张力

9、系数 的方法。 2、正确使用测高仪及 读数显微镜。22电子射线的 聚焦与电子 荷质比测定3必做综合11、了解电子射线的电 聚焦与磁聚焦的基本 原理，加深对带电粒 子在电磁场中运动规 律的理解。 2、了解示波管的构造 和各电极的作用，为 后继课程打下基础 3、 学习用磁聚焦法 测定电子荷质比。23灵敏电流计 的研究3选做研究11、了解灵敏电流计的 工作原理。 2、研究灵敏电流计过 阻尼、欠阻尼、临界 阻尼三种运动状态。 3、学习测量灵敏电流 计主要参数的方法。 4、学习使用灵敏电流 计测量电阻。24用电势差计 测量电池电 动势及内阻3必做应用11、了解直流电势差计 的工作原理、结构和 特点。 2

10、、学习用直流电势差 计测量电动势或电势 差的方法。25簿透镜焦距 的测量3必做验证11、学会调节光学系统 的共轴。 2、掌握簿透镜焦距的 几种测量方法。26分光计的调 节与使用3必做应用11、了解分光计的结构， 学会调节和使用分光 计。 2、掌握测量三棱镜的 顶角的方法。27用牛顿环测 平凸透镜的 曲率半径3必做验证11、通过实验掌握分振 幅法等厚干涉现象的 观察方法，加深对等 厚干涉特点的理解。 2、学会有牛顿环测定透镜曲率半径的方法。28用透射光栅 测定光棚常 量和光波之 长3必做验证11、加深对光栅的衍射 现象理解。 2、学会用分光计测定 透射光栅常量、光波 波长和光栅的角色散。3、进一

11、步熟悉分光计 的调节和使用。29用双棱镜测 量光波波长3选做验证11、观察双棱镜产生的 双光束干涉现象，进 一步理解产生干涉的 条件。 2、掌握一种利用分割 波前实现双光束干涉 的方法。 3、学会用双棱镜测定 光波波长。30迈克尔逊干 涉仪的调节 与波长的测 量3必做应用11、了解迈克尔逊干涉 仪的干涉原理。 2、掌握迈克尔逊干涉 仪的调节和使用方法。3、应用掌握迈克尔逊 干涉仪测定钠光 D 双 线的平均波长。31自准直管的 调节与使用4必做应用11、了解自准直管的原 理构造，掌握自准直 管的调节方法。 2、掌握应用自准直管 测定透镜的焦距、分 辨率及玻璃基板的平 行度。32偏振光现象 的观察

12、与检 验4必做验证11、观察光的偏振现象， 加深对偏振光的理解。2、掌握生产和检验偏 振光的原理及方法。33透镜组基点 的测定4必做验证11、加强对共轴球面系 统基点的认识。 2、学习测定透镜组基 点和焦距的方法。 3、通过实验理解高斯公式对薄透镜和透镜 组均适用。34棱镜偏向角 特性和色光 折射率的测 量4必做设计11、了解棱镜的偏向角 特性和学习材料折射 率测量的一种方法。 2、进一步掌握分光计 的调整和使用。35伏安法的研 究和补偿原 理的应用4必做设计11、先用伏安法不同的 测量电阻电路，再用 补偿法原理设计一测 量电路，分别测量同 一个被测电阻，并对 每种测量方法的误差 进行详细分析

13、。 2、用作图法处理数据， 对所得图线作出具体 解释。 3、明确每种测量方法 的优缺点，学会实际 工作中能根据准确度 的要求，权衡利弊选 取合适的测量方法。36电表校正及 其内阻测定/ 盒式电位差 计的应用4必做设计11、培养学生综合运用 电学知识的能力。 2、深入掌握补偿原理， 学习用电位差计测量 电压、电流和电阻的 方法。 3、用 UJ 31 型电位差 计校准毫安表及测量 毫安表的内阻。37组装整流器4必做设计11、熟练阴极射线示波 管、万用表的应用和 有关元件的判别。 2、了解整流电路和滤 波电路的作用。38RLC 串联电 路的稳态特 性4必做研究11、研究 RLC 串联电路 在交流信号

14、中的幅频 特性和相频特性。 2、学习使用示波器， 掌握相位差的测量方 法。39单摆实验与 随机误差的3选做验证11、熟悉用秒表测量周 期的方法。高斯分布2、通过实际测量加深 对随机误差的统计规 律的理解。 3、熟悉列表和作图。40霍尔效应3选做综合11、了解用霍尔效应测 量磁场的基本原理。 2、学习使用特斯拉计 测量磁感应强度。用双臂电桥 测量低值电 阻3选做应用11、了解双臂电桥的结 构原理和消除接线电 阻及接触电阻的方法。2、掌握用双臂电桥测 量低电阻的方法。四、教材及主要参考书 教材： 1南京师范大学普通物理实验室.普通物理实验教程.南京:南京师范大学出 版社，2001 年 主要教学参考书： 1沈元华 陆申龙.基础物理实验.北京：高等教育出版社，2004 年 2李平.大学物理实验. 北京：高等教育出版社，2004 年 3陈守川.大学物理实验教程.杭州：浙江大学出版社，2000 年 五、考核形式及成绩评定独立设课的实验，分三学期完成。前两学期平时成绩占 70%；理论考试占 30% 或操作考试占 30%。第三学期为平时成绩。