“物理实验”课程实验教学大纲
“物理实验”课程实验教学大纲
（Physical Experiment）
课程名称：物理实验
是否独立设课：是
课程类别：通识必修课
面向专业：工科本科
应开设实验学期：一年级第二学期，二年级第一学期
总学时：56 总学分：4 实验学时 56
一、实验教学目的与基本要求
物理实验是对普通高等学校工科学生进行科学实验基本训练的一门必修基础课程。物理实验课程覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是工科学生进入大学后受到系统科学实验方法和实验技能训练的开端，是对学生进行科学实验训练的重要基础，具有其他实践类课程不可替代的地位。本课程着重使学生初步掌握实验科学的思想和方法，掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力，提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。实验的基本要求有以下几点：
1．任课教师要对学生进行辩证唯物主义世界观和方法论的教育；了解本课程的地位、作用和任务；教育学生遵守实验室规则，养成良好的实验习惯，爱护仪器设备与公共财产。要求学生能通过阅读教材或相关资料完成预习报告，能够按要求进行实验和撰写实验报告。
2．要求学生掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力，包括：直接与间接测量的有效数字；测量误差的基本概念；直接测量的误差估计（平均绝对误差、仪器误差、标准偏差等）；间接测量的误差估计；处理实验数据的一些重要方法（如列表法、作图法、逐差法等）。了解不确定度的基本概念，逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。
3．要求学生能够调整常用实验装置，基本掌握常用实验操作技术。如：零位调整、水平铅直调整、光路的同轴等高调整、消失差调节、逐次逼近调节、按正确的程序连接电路等。
4．掌握物理实验中常用的实验方法和测量方法。如：比较法（测互感系数）、光杠杆放大法（杨氏模量）、取代法（测表头内阻）、转换法（测声速）、模拟法（静电场测绘）、补偿法（电位差计）、干涉法（牛顿环）等。
5．要求学生掌握常用物理量的一般测量方法。如：长度、时间、质量、热量、温度、电阻、电流强度、电压、电动势、波长、折射率、互感系数、频率（或周期）、加速度、力、角度等的测量。
6．要求学生能够了解常用仪器的性能，并掌握使用方法。如：游标卡尺、螺旋测微计、天平、秒表、温度计、直流电表、电阻器、检流计、电桥、电位差计、数字万用表、信号发生器、通用示波器、读数显微镜、直流稳定电源、气垫导轨、分光计、常用光源、光具座、迈克尔逊干涉仪等。了解新型仪器的用法，如：电脑智能计数器、智能数据采集器、存储示波器等。
7．在设计性实验中，要求学生在实验方法的设计、仪器的选择和配合、测量条件的确定等方面受到初步的训练。
8．要求学生学会使用计算机处理实验数据，如杨氏模量实验、密立根油滴实验、转动惯量测量实验、牛顿环实验、迈克尔逊干涉仪实验等，并了解计算机技术在某些实验中的使用。
二、实验课程内容与学时分配
| 序号 |
实验项目名称 |
内容提要 |
学时分配 |
实验 要求 |
实验 类型 |
每组 人数 |
备注 |
| 1 |
基本测量 |
1．掌握游标卡尺、千分尺和物理天平的使用。 2．学习测量规则物体密度的方法。 |
3 |
必做 |
验证 |
1 |
|
| 2 |
1．用扭摆法测定不同形状规则物体的转动惯量及弹簧的扭转常数。 2．验证平行轴定理。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 3 |
1．掌握光杠杆测量微小长度的方法。 2．掌握拉伸法测量钢丝杨氏模量。 3．学习用逐差法处理数据。 |
3 |
选做 |
验证 |
1 |
|
|
| 4 |
1．掌握用落球法测量液体粘滞系数的原理和方法。 2．研究液体粘度随温度的变化关系。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 5 |
1．掌握用光杠杆法测量某一温度区域内的平均线胀系数的原理和方法。 2．学会用图解法求线胀系数的方法。 |
3 |
选做 |
验证 |
1 |
|
|
| 6 |
1．学习用模拟法研究静电场。 2．描绘两种场结构的等势线。 |
3 |
选做 |
验证 |
1 |
|
|
| 序号 |
实验项目名称 |
内容提要 |
学时分配 |
实验 要求 |
实验 类型 |
每组 人数 |
备注 |
| 7 |
1．了解霍尔效应实验原理及产生条件。 2．研究试样的VH—IS和VH—IM曲线。 3．确定试样的导电类型，载流子浓度及迁移率。 |
3 |
选做 |
验证 |
1 |
|
|
| 8 |
磁场测量 |
1．学习用霍尔元件测通电长直螺线管轴向磁感应强度的原理和方法。 2．掌握霍尔效应的应用。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
| 9 |
1．学习分光计的调节方法，掌握三棱镜顶角和最小偏向角的测量方法。 2．测三棱镜玻璃折射率。 |
3 |
必做 |
综合 |
1 |
|
|
| 10 |
分光计测光栅常数 |
1．掌握分光计的调节方法。 2．掌握用分光计测光栅各级衍射明条纹的衍射角，掌握光栅常量的测量原理。 |
3 |
必做 |
综合 |
1 |
|
| 11 |
1．掌握用牛顿环测平凸透镜球面曲率半径的原理和方法。 2．学习用劈尖等厚干涉测微小长度的原理和方法。 |
3 |
必做 |
验证 |
1 |
|
|
| 12 |
迈克尔逊干涉实验 |
1．学习迈克尔逊干涉仪的调节。 2．掌握迈克尔逊干涉仪测光波波长的原理和方法。 |
3 |
必做 |
综合 |
1 |
|
| 13 |
1．学习测量不同频率下的截止电压。 2．测定普朗克常量。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 14 |
1．学习测量氩原子第一激发电势的原理和方法。 2．验证原子能级是量子化的。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 15 |
1．仪器的调整。 2．测量平衡电压和时间。 3．计算基本电荷电量。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 16 |
1．测定空气比热容比。 2．学习用传感器精确测定时间。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 17 |
1．学习用驻波共振法测声速。 2．学习用位相法测声速。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 序号 |
实验项目名称 |
内容提要 |
学时分配 |
实验 要求 |
实验 类型 |
每组 人数 |
备注 |
| 18 |
1．用示波器研究RLC电路暂态过程。 2．加深对C和L特性的理解。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 19 |
1．研究铁磁材料磁化曲线和磁滞回线。 2．测定Hc、Br、Bm等参数。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 20 |
1．研究PN结正向压降与温度关系。 2．作曲线图。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 21 |
1．掌握电位差计原理及应用。 2．学习标定热电偶。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 22 |
1．学会光干涉、衍射、偏振波长测量等实验。 2．测量透镜焦距及节点。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 23 |
1．用替换法测表头内阻。 2．改装电压表。 3．改装电流表。 |
3 |
选做 |
验证 |
1 |
|
|
| 24 |
1．示波器的调整。 2．观察信号。 3．振动合成 |
3 |
必做 |
验证 |
1 |
|
|
| 25 |
2．利用物体散热量求传热量。 3．用热电偶测量温度。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 26 |
1．研究不同阻尼对受迫振动的影响。 2．研究受迫振动幅频特性和相频特性。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 27 |
1．理解热机原理和循环过程。 2．验证卡诺定理。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 28 |
1．研究电偏转、磁偏转、磁聚焦。 2．测量电子的荷质比。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 29 |
1．了解磁阻传感器测量磁场的方法。 2．用磁阻传感器测量地磁场。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 30 |
1．了解调制法测量光速原理。 2．测量光在空气中的速度。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
| 序号 |
实验项目名称 |
内容提要 |
学时分配 |
实验 要求 |
实验 类型 |
每组 人数 |
备注 |
| 31 |
2．应用微波分光仪完成反射、干涉、衍射、偏振、波长测量等实验。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 32 |
1．研究液晶光开关的原理。 2．测量液晶光开关特性。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 33 |
1． 测绘非线性电阻的伏安特性。 2．观察混沌波形，用混沌电路传输键控信号。 |
3 |
选做 |
综合 |
1 |
|
|
| 34 |