大学物理实验绪论讲义绪论.ppt

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1、如何上好大学物理实验（抛抛抛抛弃弃弃弃高高高高分分分分低低低低能能能能的的的的帽帽帽帽子子子子）编辑教师编辑教师：王德明：王德明 授课年级：授课年级：11级级 学期：学期：2011-2012-2 大学物理实验绪论讲义如如何何上上好好大大学学物物理理实实验验（腾腾腾腾飞飞飞飞从从从从这这这这里里里里开开开开始始始始）编辑教师编辑教师：王德明：王德明 授课年级：授课年级：11级级 学期：学期：2011-2012-2大学物理实验绪论讲义-大学物理实验课的作用大学物理实验课的作用 大学物理实验课是高等理工大学物理实验课是高等理工科院校的一门必修基础课程，是科院校的一门必修基础课程，是对学生进行科学实验

2、基本训练，对学生进行科学实验基本训练，提高学生分析问题和解决问题能提高学生分析问题和解决问题能力的重要课程。物理实验课和物力的重要课程。物理实验课和物理理论课及其它专业基础课，具理理论课及其它专业基础课，具有同等重要的地位。有同等重要的地位。理工科大学生必须知道理工科大学生必须知道 大学物理实验物理实验课的沿革物理实验课的沿革第一章 绪 论物理实验课的任务物理实验课的任务 物理实验课的学习特点物理实验课的学习特点怎样写怎样写预习报告和实验报告实验报告 遵守实验规则遵守实验规则 物理实验室的特殊规定物理实验室的特殊规定 实验成绩评定实验成绩评定 物理学物理学物理学物理学-研究物质、能量和它们的相

3、互作用的研究物质、能量和它们的相互作用的研究物质、能量和它们的相互作用的研究物质、能量和它们的相互作用的学科。研究方法通常是在学科。研究方法通常是在学科。研究方法通常是在学科。研究方法通常是在观察观察观察观察和和和和实验实验实验实验的基础上的基础上的基础上的基础上对物理现象进行对物理现象进行对物理现象进行对物理现象进行分析分析分析分析、抽象抽象抽象抽象和和和和概括概括概括概括，建立，建立，建立，建立物理物理物理物理模型模型模型模型，探索，探索，探索，探索物理规律物理规律物理规律物理规律，进而形成，进而形成，进而形成，进而形成理论理论理论理论。物物理理实实验验课课的的沿沿革革1.1 可见可见，物

4、理规律物理规律是是实验事实的总结实验事实的总结，而物理而物理理论的正确与否需要实验来验证。理论的正确与否需要实验来验证。“大学物理大学物理”和“大学物理实验大学物理实验”原来是一原来是一门课程。门课程。为了纠正为了纠正重理论重理论、轻实验轻实验的偏向，为了加强的偏向，为了加强实验能力实验能力训练，在训练，在20世纪世纪70年代末，年代末，物理实验物理实验从从原来的原来的物理课程物理课程中分离出来。中分离出来。独立形成一门课程独立形成一门课程物理实验物理实验。物理实验主要任务 1.2实验课的重点：实验课的重点：培养学生培养学生科学实验能力科学实验能力、提高、提高学生学生科学实验素养。科学实验素养

5、。既：既：“获取获取”知识的知识的自学能力自学能力、“运用运用”知识的知识的综合分析能力综合分析能力、动动手实践能力手实践能力、设计创新能力设计创新能力以及以及严严肃认真的工作作风、实事求是的科肃认真的工作作风、实事求是的科学态度学态度方面得到训练与提高。方面得到训练与提高。ZM2000 B/C塞曼效应实验仪物理实验课的学习特点 1.3 实验课与听课不同，它的特实验课与听课不同，它的特点是：同学们在教师的指导下自点是：同学们在教师的指导下自己动手，独立地完成实验任务。己动手，独立地完成实验任务。通常，每个实验的学习都要通常，每个实验的学习都要经历三个阶段。经历三个阶段。（1）实实 验前验前 的

6、的 准准 备备（2）实验操作）实验操作（3）书）书 写写 实实 验验 报报 告告 大学物理实验三个阶段大学物理实验三个阶段 实验前必须认真阅读讲义，做好实验前必须认真阅读讲义，做好必要的预习，写好预习报告，才能按必要的预习，写好预习报告，才能按质按量按时完成实验。质按量按时完成实验。实实 验前验前 的的 准准 备备物理实验课的学习特点（2）实实 验验 操作操作 物理实验课的学习特点 内容包括仪器的内容包括仪器的安装安装与与调整调整，观察观察实验实验现象现象与与选择测试条件选择测试条件，读数读数与与数据数据记录记录，计计算算与与分析分析实验实验结果结果，以及，以及不确定度估算不确定度估算等。等。

7、实验过程中，对观察到的实验过程中，对观察到的现象现象和测得的和测得的数据数据要及时进行要及时进行判断判断，判断它们，判断它们是否正常与是否正常与合理合理。实验完毕，做好仪器设备的实验完毕，做好仪器设备的整理整理工作。工作。实验中遇到实验中遇到挫折挫折不是坏事，不是坏事，认真分析认真分析研究研究，找出原因找出原因，解决问题，就可以得到，解决问题，就可以得到更大的更大的收获收获。(3)书书 写写 实实 验验 报报 告告 物理实验课的学习特点 撰写撰写实验报告实验报告是为了是为了训练训练学生具学生具有以书面形式有以书面形式汇报汇报实验工作成果实验工作成果的的能力能力，也是也是衡量衡量学生实验结果好坏

8、学生实验结果好坏和和成绩评定成绩评定的的重要依据之一重要依据之一。实验报告有实验报告有实验预习报告实验预习报告（简称简称预习报告预习报告）和和实验总结报告实验总结报告（简称简称实实验报告验报告）之分。具体要求详见下节之分。具体要求详见下节。怎 样 写 预 习 报 告(1)(1)题目、目的及预计使用的仪器和物品题目、目的及预计使用的仪器和物品题目、目的及预计使用的仪器和物品题目、目的及预计使用的仪器和物品 写出实验题目、实验目的和实验仪器、物品等。写出实验题目、实验目的和实验仪器、物品等。(2)(2)实验原理实验原理实验原理实验原理(重点重点重点重点)在理解的基础上，用简短的文字扼要地阐述在理解

9、的基础上，用简短的文字扼要地阐述在理解的基础上，用简短的文字扼要地阐述在理解的基础上，用简短的文字扼要地阐述实验原理，实验原理，实验原理，实验原理，要比写实验报告详细些要比写实验报告详细些要比写实验报告详细些要比写实验报告详细些（为了减轻学生为了减轻学生为了减轻学生为了减轻学生的学习负担，预习报告已作为实验报告的前半部分，所的学习负担，预习报告已作为实验报告的前半部分，所的学习负担，预习报告已作为实验报告的前半部分，所的学习负担，预习报告已作为实验报告的前半部分，所以，不再作区别以，不再作区别以，不再作区别以，不再作区别）参看实验报告第一部分参看实验报告第一部分参看实验报告第一部分参看实验报告

10、第一部分。(3)(3)实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤(重点重点重点重点)写出实验步骤。写出实验步骤。预习报告预习报告预习报告预习报告是实验前的一项准备工作，预习的好是实验前的一项准备工作，预习的好是实验前的一项准备工作，预习的好是实验前的一项准备工作，预习的好坏直接关系到实验的成功与否。要求在正式做坏直接关系到实验的成功与否。要求在正式做坏直接关系到实验的成功与否。要求在正式做坏直接关系到实验的成功与否。要求在正式做实验之前写好。内容包括：实验之前写好。内容包括：实验之前写好。内容包括：实验之前写好。内容包括：1.4怎样写预习报告和实验报告怎怎样样写写实实验验报报告告 内容包括内容包括 实验

11、题目及目的、实验原理和实验实验题目及目的、实验原理和实验用的仪器与物品、实验内容要求与实验步骤等。用的仪器与物品、实验内容要求与实验步骤等。写实验原理（摘要）时，注意写实验原理（摘要）时，注意要用简短的文要用简短的文字扼要地阐述实验原理字扼要地阐述实验原理，切忌切忌整篇照抄整篇照抄。力求做力求做到图文并茂到图文并茂，图系指，图系指原理图原理图、电路图电路图或者或者光路图光路图。写出实验所用的写出实验所用的主要公式主要公式，注明注明式中式中各物理量的各物理量的意义意义和和单位单位以及以及公式的适用条件公式的适用条件(或实验的必要条或实验的必要条件件)。该部分由预习报告完成。该部分由预习报告完成。

12、其他详见实验报告书写规则。实验报告通常分为三部分实验报告通常分为三部分第一部分第一部分 应知内容应知内容第第二二部部分分 实实验验记记录录 怎样写实怎样写实怎样写实怎样写实验报告验报告验报告验报告 实验的原始数据，记录在专用的实验的原始数据，记录在专用的“物理物理实验数据记录本实验数据记录本”或报告本指定的页上，或报告本指定的页上，实验完毕后再进行整理。内容包括：实验完毕后再进行整理。内容包括：(1)仪器：记录实验所用测量仪器的名称、仪器：记录实验所用测量仪器的名称、编号、规格型号、精度（仪器误差或最小分编号、规格型号、精度（仪器误差或最小分度值）。度值）。记录记录仪器规格、仪器规格、编号是对

13、实验工作者最基编号是对实验工作者最基本的要求，不但可以使学生逐步的熟悉仪器，本的要求，不但可以使学生逐步的熟悉仪器，而且可以查到该仪器的而且可以查到该仪器的“仪器误差仪器误差”或或“不确不确定度定度”。“仪器误差仪器误差”或或“不确定度不确定度”写报告时写报告时要用。要用。(2)实验内容和现象观测记录。实验内容和现象观测记录。第二部分 实验记录 (3)(3)数据：数据记录应做到整洁清晰数据：数据记录应做到整洁清晰而有条理，尽量采用表格记录数据。而有条理，尽量采用表格记录数据。在根据数据特点设计表格时，力求在根据数据特点设计表格时，力求简单明了，分类清楚而有条理，便于计简单明了，分类清楚而有条理

14、，便于计算与复核，达到省工省时的目的。算与复核，达到省工省时的目的。在标题栏内要求注明单位。在标题栏内要求注明单位。数据一律用钢笔或圆珠笔记录，不数据一律用钢笔或圆珠笔记录，不得用铅笔和任意涂改，确保数据的真实得用铅笔和任意涂改，确保数据的真实性。确实测错而无用的数据，可在旁边性。确实测错而无用的数据，可在旁边注明注明“作废作废”字样。字样。不要任意划去不要任意划去!不要任意划去！不要任意划去！!怎怎怎怎样样样样写写写写实实实实验验验验报报报报告告告告 原始数据记录样式举例原始数据记录样式举例 实验台号：实验台号：实验台号：实验台号：8 8 实验日期：实验日期：实验日期：实验日期：201120

15、11、3 3、1818用游标卡尺测量空心圆柱体的体积记录表用游标卡尺测量空心圆柱体的体积记录表用游标卡尺测量空心圆柱体的体积记录表用游标卡尺测量空心圆柱体的体积记录表测量次数测量次数 外直径外直径D D（mmmm）内直径内直径d d（mmmm）高高H H（mm mm）1 126.2426.2421.3621.3661.9861.982 226.2626.2621.3421.3462.0062.003 326.2426.2421.3621.3662.0262.024 426.2226.2221.3821.3861.9661.965 526.2826.2821.3621.3661.9861.986

16、 626.2626.2621.3421.3461.9661.967 726.2226.2221.3821.3861.9861.988 826.2826.2821.3421.3462.0262.02平均值平均值 教师签字：教师签字：教师签字：教师签字：第第三三部部分分 数数据据处处理理与与计计算算 数据处理与计算。此部分在实验后进行，数据处理与计算。此部分在实验后进行，内容包括：内容包括：(2)(2)结果：按标准形式写出实验的结果。结果：按标准形式写出实验的结果。在必要时，注明结果的实验条件。在必要时，注明结果的实验条件。(3)(3)作业题：完成教师指定的作业题作业题：完成教师指定的作业题。(4

17、)(4)附注：对实验中出现的问题进行说附注：对实验中出现的问题进行说明和讨论，或写出实验心得和建议等。明和讨论，或写出实验心得和建议等。实验报告一律用专用的物理实验报告本书写。实验报告一律用专用的物理实验报告本书写。(1)(1)计算结果与不确定度估算计算结果与不确定度估算 根据具体的实验选择适当的数据处理的方根据具体的实验选择适当的数据处理的方法法(详见数据处理方法一节详见数据处理方法一节)来处理数据。计算来处理数据。计算时，先将公式化简，再代人数值进行运算。不时，先将公式化简，再代人数值进行运算。不确定度的估算要预先写出公式。确定度的估算要预先写出公式。怎怎怎怎样样样样写写写写实实实实验验验

18、验报报报报告告告告实验报告书写规则 （1）写出实验题目。）写出实验题目。（2）实验目的：）实验目的：写出实验目的。（3）实验仪器：）实验仪器：写出实验所用仪器及用品。（4）实验原理）实验原理(摘要摘要)：在理解的基础上，用简短的文字扼要地阐述实验原理，力求做到图文并茂，图系指原理图、电路图或者光路图。写出实验所用的主要公式，说明式中各物理量的意义和单位以及公式的适用条件(或实验的必要条件)。切忌整篇照抄。归纳归纳 （5）实实验验内内容容及及步步骤骤 根根据据具具体体要要求求写写，步步骤不明显可写可不写。骤不明显可写可不写。（6）实验数据实验数据 严格按着实验过程中所测得的严格按着实验过程中所测

19、得的（原始）数据写出，不得有变更，数据最好用表格（原始）数据写出，不得有变更，数据最好用表格记录。记录。（7）数据处理数据处理：根据实验的要求和数据处理：根据实验的要求和数据处理方法，来处理测得的数据，并进行不确定度的估算，方法，来处理测得的数据，并进行不确定度的估算，得出计算结果。得出计算结果。（8）实验结果实验结果：根据实验结果表达的要求，：根据实验结果表达的要求，写出实验结果，必要时，注明结果的实验条件。写出实验结果，必要时，注明结果的实验条件。（9）讨论讨论：对实验中出现的问题进行说明和讨：对实验中出现的问题进行说明和讨论，或写出实验心得和建议等。论，或写出实验心得和建议等。实验报告举

20、例实验报告举例基本长度的测量基本长度的测量基本长度的测量基本长度的测量实验目的：实验目的：实验目的：实验目的：1.1.掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使用掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使用掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使用掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使用 2 2学习记录测量数据（原始数据）、掌握数据处理及不确定度的估算和实验结果表示学习记录测量数据（原始数据）、掌握数据处理及不确定度的估算和实验结果表示学习记录测量数据（原始数据）、掌握数据处理及不确定度的估算和实验结果表示学

21、习记录测量数据（原始数据）、掌握数据处理及不确定度的估算和实验结果表示的方法。的方法。的方法。的方法。实验原理：实验原理：实验原理：实验原理：1 1、游标卡尺构造及读数原理、游标卡尺构造及读数原理、游标卡尺构造及读数原理、游标卡尺构造及读数原理游标卡尺主要由两部分构成，如游标卡尺主要由两部分构成，如游标卡尺主要由两部分构成，如游标卡尺主要由两部分构成，如(图图图图21)21)所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读

22、的那位数值较为准确地动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。读出来。读出来。读出来。图图图图2121 图图2-92-9遵 守 实 验 规 则1.5 为了保证实验正常进行，以及培养严肃认真的工作作风和良好的实验工作习惯，特制定下列规则，望同学们遵守执行。(1)学生应在课表规定时间内进行实验，不得无故缺学生应在课表规定时间内进行实验，不得无故缺席或迟到。实验时间若要更动，须经实验室同意。席或迟到。实验时间若要更

23、动，须经实验室同意。(2)学生在每次实验前对排定要做的实验应进行预学生在每次实验前对排定要做的实验应进行预习，并在预习的基础上，作预习报告。习，并在预习的基础上，作预习报告。(3)进入实验室后，应将预习报告放在桌上由教师进入实验室后，应将预习报告放在桌上由教师检查，并回答教师的提问，经过教师检查认为合格后，检查，并回答教师的提问，经过教师检查认为合格后，才可以进行实验。才可以进行实验。(4)实验时，应携带必要的物品，如文具、计算器和实验时，应携带必要的物品，如文具、计算器和草稿纸等。对于需要作图的实验应事先准备毫米方格纸和草稿纸等。对于需要作图的实验应事先准备毫米方格纸和铅笔。铅笔。(5)进入

24、实验室后，根据仪器清单核对自己使用的仪进入实验室后，根据仪器清单核对自己使用的仪器有否缺少或损坏。若发现有问题，应向教师或实验管理器有否缺少或损坏。若发现有问题，应向教师或实验管理人员提出。未列入清单的仪器，另向管理员借用，实验完人员提出。未列入清单的仪器，另向管理员借用，实验完毕时归还。毕时归还。遵 守 实 验 规 则 (6)实验前应细心观察仪器构造实验前应细心观察仪器构造,操作时动作应谨慎操作时动作应谨慎细心，严格遵守各种仪器仪表的操作规则及注意事项，细心，严格遵守各种仪器仪表的操作规则及注意事项，尤其是电学实验，线路接好后，先经教师或实验室工作尤其是电学实验，线路接好后，先经教师或实验室

25、工作人员检查，经许可后才可接通电源，以免发生意外。人员检查，经许可后才可接通电源，以免发生意外。(7)实验完毕应将实验数据交给教师检查，实验合格实验完毕应将实验数据交给教师检查，实验合格者，教师予以签字通过。余下时间在实者，教师予以签字通过。余下时间在实 验室内进行实验验室内进行实验计算与做作业题，待下课后方可离开实验室。实验不合计算与做作业题，待下课后方可离开实验室。实验不合格或请假缺课的学生，由指导教师登记，学生在规定时格或请假缺课的学生，由指导教师登记，学生在规定时间内与老师联系补做。间内与老师联系补做。(8)实验时，应注意保持实验室整洁、安静。实验实验时，应注意保持实验室整洁、安静。实

26、验完毕，应将仪器、桌椅恢复原状，放置整齐。完毕，应将仪器、桌椅恢复原状，放置整齐。(9)如有损坏仪器，应及时报告教师或实验室工作如有损坏仪器，应及时报告教师或实验室工作人员，并填写损坏单，说明损坏原因，赔偿办法根据学人员，并填写损坏单，说明损坏原因，赔偿办法根据学校规定处理。校规定处理。实验报告的特殊说明实验报告的特殊说明1、一个实验一个报告一个实验一个报告如：实验如：实验1长度的测量和实验长度的测量和实验2 固体固体和液体密度的测定这两个实验是一起做和液体密度的测定这两个实验是一起做的，但是实验报告要分别用两个实验本子的，但是实验报告要分别用两个实验本子书写，不要写在一个报告本子上。因为每书

27、写，不要写在一个报告本子上。因为每个实验都有一个成绩！个实验都有一个成绩！2、其他的实验都用一个报告本书写、其他的实验都用一个报告本书写1.6 物理实验室特殊要求物理实验室特殊要求1.7 实实 验验 成成 绩绩 评评 定定以上两项内容，已经在学校印制的实验报告本子封页的后面有所记录，在这里不再赘述！补考：补考：经经教务处同意教务处同意,物理实验操作补考物理实验操作补考本学期实验结束后进行本学期实验结束后进行,时间见通知时间见通知,成绩下一学期初上报。成绩下一学期初上报。通通 知知 第一周为绪论周；第一周为绪论周；第一周为绪论周；第一周为绪论周；第二周开始实验课（实际操作）第二周开始实验课（实际

28、操作）第二周开始实验课（实际操作）第二周开始实验课（实际操作）具体实验时间、内容见课程表！具体实验时间、内容见课程表！具体实验时间、内容见课程表！具体实验时间、内容见课程表！各班学习委员、班长下课后，把联系方式发到：各班学习委员、班长下课后，把联系方式发到：各班学习委员、班长下课后，把联系方式发到：各班学习委员、班长下课后，把联系方式发到：dafang_ dafang_ 内容包括：班级、姓名、职务、手机号码、内容包括：班级、姓名、职务、手机号码、内容包括：班级、姓名、职务、手机号码、内容包括：班级、姓名、职务、手机号码、QQQQ号码等！号码等！号码等！号码等！分组要求：一个班一般分两组分别进行实验，分分组要求：一个班一般分两组分别进行实验，分分组要求：一个班一般分两组分别进行实验，分分组要求：一个班一般分两组分别进行实验，分组按学号分。如：组按学号分。如：组按学号分。如：组按学号分。如：01200120号为第一组，号为第一组，号为第一组，号为第一组，21402140号号号号为第二组；为第二组；为第二组；为第二组；班级人数超过班级人数超过班级人数超过班级人数超过4848人的另行安排！人的另行安排！人的另行安排！人的另行安排！