【正文】 《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程簡(jiǎn)介及教學(xué)大綱課程編號(hào)：適用專業(yè)：工科類通用學(xué) 制：四年本科學(xué) 時(shí)：60學(xué)時(shí)學(xué) 分：石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院教務(wù)處審定二零零五年三月編寫(xiě)　朱孝義　張素萍審定　張道明討論　朱孝義　張素萍　趙　惠　裘平一 郭 濤　　目錄一． 物理實(shí)驗(yàn)課的地位、任務(wù)和作用………………………………（4）二． 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及基本要求……………………………………………（4）三． 實(shí)驗(yàn)課程安排及課時(shí)分配………………………………………（7）四． 對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體教學(xué)要求……………………………………（8）本大綱是依據(jù)國(guó)家教委頒發(fā)的《高等工業(yè)學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》，并結(jié)合我校的具體情況制定的。一、 物理實(shí)驗(yàn)課的地位、任務(wù)和作用物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)高等工業(yè)學(xué)校學(xué)生進(jìn)行科學(xué)基本訓(xùn)練的一門(mén)獨(dú)立的必修基礎(chǔ)課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端，是工科類專業(yè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和物理理論教學(xué)具有同等重要的地位，它們既有深刻的內(nèi)在聯(lián)系和配合，又有各自的任務(wù)和作用。本課程應(yīng)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照循序漸進(jìn)的原則，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法和技能，使學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要過(guò)程與基本方法，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。本課程基本任務(wù)：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)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，加深對(duì)物理學(xué)原理的理解。2． 培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，其中包括：?） 能夠自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材和資料，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備。（2） 能夠借助教材或儀器說(shuō)明書(shū)正確使用常用儀器。（3） 能夠應(yīng)用物理學(xué)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析判斷。（4） 能夠正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制曲線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫(xiě)合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（5） 能夠完成簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。3． 培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，要求學(xué)生具有對(duì)待科學(xué)實(shí)驗(yàn)一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及基本要求1．緒論：教學(xué)內(nèi)容（教師講授）（1） 物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)任務(wù)、教學(xué)方式、預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求及實(shí)驗(yàn)室規(guī)則。（2） 介紹測(cè)量誤差、有效數(shù)字及數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識(shí)，內(nèi)容包括：測(cè)量分類、測(cè)量誤差的基本概念、系統(tǒng)誤差的分析、偶然誤差的估計(jì)、直接測(cè)量結(jié)果的誤差表示、間接測(cè)量的誤差計(jì)算。有效數(shù)字的性質(zhì)和運(yùn)算。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一些重要方法，例如：列表法、作圖法、逐差法和簡(jiǎn)單線性函數(shù)的最小二乘法等。基本要求：了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性，明確物理實(shí)驗(yàn)課的地位、作用、任務(wù)和應(yīng)遵守的規(guī)則。了解測(cè)量誤差的基本概念，會(huì)初步區(qū)分系統(tǒng)誤差和偶然誤差。了解偶然誤差的統(tǒng)計(jì)意義，掌握正確計(jì)算單次測(cè)量、多次測(cè)量和間接測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)誤差。了解有效數(shù)字位數(shù)的意義，能正確使用有效數(shù)字記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。了解科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性及有關(guān)重要方法。2．力學(xué)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1） 物體密度的測(cè)量（2） 用自由落體測(cè)重力加速度（3） 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和測(cè)定加速度（4） 用光杠桿法測(cè)楊氏模量（5） 用三線擺測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（6） 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律的驗(yàn)證（7） 超聲聲速測(cè)定（8） 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定（9） 用落球法測(cè)定液體的粘滯系數(shù)基本要求：（1） 學(xué)生能自行完成預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作，并寫(xiě)出合格的預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（2） 能正確的用有效數(shù)字記錄數(shù)據(jù)、計(jì)算偶然誤差（主要是標(biāo)準(zhǔn)誤差）、表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。注重系統(tǒng)誤差的分析，不僅能找出其發(fā)生的原因，而且要討論減小或消除的方法。熟練掌握用逐差法處理數(shù)據(jù)及其他幾種數(shù)據(jù)處理方法的具體應(yīng)用。（3） 了解實(shí)驗(yàn)的基本原理，能按要求調(diào)整好常用的力、熱實(shí)驗(yàn)裝置，并掌握基本的操作技術(shù)，例如：零位校準(zhǔn)，水平和鉛直調(diào)整、視差消除等。（4） 掌握光杠桿法、光電法等基本的測(cè)量方法、能進(jìn)行有關(guān)力、熱物理量的一般測(cè)量，例如：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、力、速度、加速度、動(dòng)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、溫度等。（5） 了解和熟悉常用力、熱實(shí)驗(yàn)儀器的原理、性能、調(diào)節(jié)和使用方法，例如：米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)、秒表、數(shù)字毫秒計(jì)、溫度計(jì)、望遠(yuǎn)鏡、光杠桿、天平、讀數(shù)顯微鏡、氣墊導(dǎo)軌、三線擺儀、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀、超聲聲速測(cè)定儀、焦利稱等。（6） 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格、嚴(yán)肅、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹叭龂?yán)”作風(fēng)。3．電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 電阻元件伏安特性的測(cè)定（2） 惠斯登電橋測(cè)電阻（3） 模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)分布（4） 示波器的使用（5） RC、RL電路的暫態(tài)過(guò)程（6） 用補(bǔ)償法測(cè)電動(dòng)勢(shì)（7） 雙臂電橋測(cè)低值電阻（8） 用沖擊電流計(jì)測(cè)定螺線管磁場(chǎng)（9） 利用霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)（10） 電子射線的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)基本要求：（1） 進(jìn)一步鞏固力、熱實(shí)驗(yàn)部分的各項(xiàng)基本要求。（2） 掌握系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)、修正和估算方法。（3） 了解常用電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的性能、調(diào)節(jié)和使用方法、使用條件及注意事項(xiàng)，例如：電流表、電壓表、萬(wàn)用表、變阻器、電阻箱、直流電橋、電位差計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻、靈敏電流計(jì)、示波器、信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源和各種開(kāi)關(guān)等。（4） 掌握和熟悉典型的測(cè)量方法，例如：補(bǔ)償法、平衡法、模擬法、磁電轉(zhuǎn)換法等。能夠進(jìn)行常用電磁學(xué)物理量的一般測(cè)量，例如：電流、電壓、電阻、電動(dòng)勢(shì)、磁感應(yīng)強(qiáng)度等。（5） 能正確連接復(fù)雜的電路，并能分析和排除實(shí)驗(yàn)電路中的簡(jiǎn)單故障。（6） 學(xué)會(huì)用微機(jī)處理數(shù)據(jù)，并加強(qiáng)作圖技巧的練習(xí)。4．光學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1） 薄透鏡焦距的測(cè)定（2） 牛頓環(huán)測(cè)量平凸透鏡的曲率半徑（3） 分光計(jì)的調(diào)整和使用（4） 用極限法測(cè)透明介質(zhì)折射率（5） 邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用（6） 照相技術(shù)（7） 偏振光的觀察和分析（8） 單縫衍射和雙縫干涉（9） 測(cè)量鈉光光源的波長(zhǎng)和相干長(zhǎng)度基本要求：（1） 進(jìn)一步鞏固力、熱實(shí)驗(yàn)部分的各項(xiàng)基本要求。（2） 理解和加深波動(dòng)光學(xué)的基本概念。（3） 能按照要求調(diào)整好常用光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，并掌握基本操作技術(shù)，例如：光路的等高共軸調(diào)整，逐次逼近調(diào)節(jié)等。（4） 了解常用光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理、儀器性能、調(diào)節(jié)和使用方法及注意事項(xiàng)，例如：分光計(jì)、激光器、鈉燈、測(cè)微目鏡、照相機(jī)、印相機(jī)、放大機(jī)及其他各種光學(xué)儀器和元件。（5） 學(xué)會(huì)觀察、記錄和分析、研究各種光學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（6） 熟悉干涉法、衍射法等測(cè)量技術(shù)、能對(duì)光學(xué)基本物理量進(jìn)行測(cè)定，例如：光柵常數(shù)、波長(zhǎng)、相干長(zhǎng)度、折射率等。（7） 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差處理有更高的要求。5．近代物理實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1） 微波光學(xué)實(shí)驗(yàn)（2） 密立根油滴測(cè)定電子電荷（3） 夫蘭克─赫茲實(shí)驗(yàn)（4） 普朗克常數(shù)的測(cè)定（*）（5） 氫原子光譜的研究（6） 全息照相（7） 阿貝成像原理和空間濾波基本要求：（1） 弄清實(shí)驗(yàn)原理，必要時(shí)閱讀有關(guān)實(shí)驗(yàn)參考書(shū)。（2） 閱讀儀器說(shuō)明書(shū)，了解近代物理實(shí)驗(yàn)儀器的工作原理，調(diào)節(jié)和使用方法及注意事項(xiàng)，例如：邁克爾遜干涉儀、阿貝比長(zhǎng)儀、小型棱鏡攝譜儀等。（3） 加深對(duì)近代物理概念的理解，提高進(jìn)行近代物理實(shí)驗(yàn)的能力。（4） 重視對(duì)近代物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析，引導(dǎo)學(xué)生能運(yùn)用理論去指導(dǎo)實(shí)踐，解決實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題。（5） 力求用微機(jī)處理數(shù)據(jù)和作圖。6．設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)實(shí)驗(yàn)室具體情況另定題目?；疽螅海?） 開(kāi)設(shè)內(nèi)容較為豐富、設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。在教師指導(dǎo)下，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方法的考慮、測(cè)量?jī)x器的選擇與配合、測(cè)量條件的確定等方面受到初步訓(xùn)練。（2） 學(xué)生還可以自行提出實(shí)驗(yàn)題目，通過(guò)查閱資料寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師檢查，只要原理合理，無(wú)論方法是否可行，實(shí)驗(yàn)室均給于支持，提供所需儀器設(shè)備，并讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后做出認(rèn)真總結(jié)。三、 實(shí)驗(yàn)課程安排及課時(shí)分配1． 本課程宜在第三、四學(xué)期進(jìn)行。2． 使用教材：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（自編鉛?。?． 根據(jù)課程特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)分五部分（緒論、力學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)）和三大類（預(yù)備實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合提高實(shí)驗(yàn)）?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)為必做實(shí)驗(yàn)，預(yù)備實(shí)驗(yàn)和綜合提高實(shí)驗(yàn)為選做實(shí)驗(yàn)。在課程安排時(shí)，既要考