1、近代物理实验实验教学大纲课程编号：09010032x 课程学时学分：32/2 实验总学时：32课程英文名称：Modern Physics Experiments 课程类别：公共选修课开出学期：第 2、3 学期 开出单位（实验室）：理学院物理实验中心（近代实验室）制定人：王名德，副教授 一、制定依据根据教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会对非物理类理工学科物理实验课程教学的基本要求, 结合内蒙古工业大学 06版培养方案、大学物理课程教学大纲等制订本课程实验教学大纲。二、实验安排课程实验内容安排序号实 验 项 目实验学时每组人数实验类型开出对象开出要求1 微机声光效应实验 4 3验
2、证本科选做 微机夫兰克-赫兹实验 4 3验证本科选做 光电效应实验 4 3验证本科选做 密立根油滴实验 4 3验证本科选做5 用超声光栅测液体中的声速 4 3综合本科选做6 迈克尔逊干涉仪实验 4 3验证本科选做7 数字示波器实验 4 3验证本科选做8 电光调制实验 4 3验证本科选做三、实验目的、内容与要求（一）微机声光效应实验（4 学时）1. 实验目的：（1）了解声光效应的原理。（2）了解喇曼纳斯衍射和布喇格衍射的实验条件和特点。（3）测量声光偏转和声光调制曲线。(4) 完成模拟通信实验仪器的安装及调试。2. 实验内容：（1）完成模拟通信实验仪器的安装及调试。（2）观察喇曼纳斯衍射和布拉格
3、衍射，比较两种衍射的实验条件和特点；（3）测量声光偏转和声光调制曲线。3. 实验要求：(1) 了解声光效应的原理和布喇格衍射的实验条件及特点。（2）测量声光偏转和声光调制曲线，实现模拟通信。(3) 用微机采集和处理数据，用打印机打印数据曲线。（二）微机夫兰克赫兹实验（4 学时）1. 实验目的：（1）了解玻尔的原子模型理论，测定汞原子第一激发电位，证明原子能级的存在。（2）了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像。2. 实验内容：（1）测定汞原子第一激发电位（2）用微机采集和处理数据，用打印机打印数据曲线。3. 实验要求：(1) 通过对汞原子第一激发电位测量，了解夫兰克和赫兹在研究原子内部能量
4、量子化方面所采用的实验方法。（2）了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像。(3) 用微机采集和处理数据，用打印机打印数据曲线。（三）光电效应实验（4 学时）1. 实验目的：（1）了解光电效应基本规律。（2）用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。2. 实验内容：（1）测绘伏安特性曲线族， （2）验证爱因斯坦方程并求普朗克常数。3. 实验要求：(1) 了解光电效应的原理，验证爱因斯坦方程并求普朗克常数。（2）掌握光电效应的实验规律,测定普朗克常数,学习暗电流和本底电流的实验处理方法。（四）用密立根油滴实验测电子电荷（4 学时）1. 实验目的：（1）学习密立根的敬业创新精神，学
5、做一个有心人。（2）尝试用现代化测量仪器计算手段研究经典课题，实测基本电荷 e 。（3）培养耐心细致的工作风格和技巧。2. 实验内容：（1）动态法测定油滴电量；（2）选择合适的油滴，有效的用油滴电荷量的最大公约数或油滴带电量之差的最大公约数测定电子电荷电量。3. 实验要求：(1) 了解显微摄像油滴仪的原理、结构和操作方法。（2）了解非整最大公约数的数值求解方法。(3) 用现代化测量仪器及计算手段实现用密立根油滴法测定基本电荷 e。（五）用超声光栅测液体中的声速（4 学时）1. 实验目的：（1）了解声光效应的原理；（2）掌握利用声光效应测定液体中声速的方法。2. 实验内容：（1）分光计、测微目镜
6、的调整和使用；（2）超声光栅的形成；（3）测量紫、绿、黄 1、黄 2 四条谱线各级的相对位置。3. 实验要求：(1) 熟练使用分光计、测微目镜。（2）了解超声光栅的工作原理，利用超声光栅测定水和酒精中的声速。（六）迈克尔逊干涉仪实验（4 学时）1. 实验目的：（1）了解迈克耳逊干涉仪的光路，学习调整和使用的方法。（2）观察钠光的等倾干涉条纹和白光的等厚干涉条纹。（3）测量钠双线的间距。2. 实验内容：（1）迈克耳逊干涉仪的调整。（2）观察钠光的等倾干涉条纹。（3）测量钠双线的间距。（4）观察白光的等厚干涉条纹。3. 实验要求：(1) 了解迈克尔逊干涉仪的结构和工作原理。（2）掌握迈克耳逊干涉仪
7、的调整和使用方法。（七）数字示波器实验（4 学时）：1. 实验目的：（1）了解数字存储示波器的功能和使用方法。（2）掌握测量电压波形的操作步骤。（3）掌握使用 MEASURE 和 CURSOR 两种测量系统，精确测量电压和时间的操作方法，将数据记录。（4）掌握 FFT 快速傅立叶变换的功能，并进行频谱分析测量，给出图形。2. 实验内容：（1）用数字存储示波器测量电路板。（2）精确测量电压和时间。（3）进行频谱分析测量，给出图形。3. 实验要求：(1) 了解数字示波器的工作原理。（2）掌握数字示波器的使用方法，完成实验报告。（八）电光效应实验（4 学时）：1. 实验目的：（1）掌握晶体电光调制的
8、原理和实验方法。（2）学会用简单的实验装置测量晶体半波电压、电光常数的实验方法。（3）观察电光效应所引起的晶体光学特性的变化和会聚偏振光的干涉现象。2. 实验内容：（1）观察晶体的会聚偏振光干涉图样和电光效应形象。（2）测定铌酸锂晶体的透过率曲线。（3）观察正弦波电压的调制特性。（4）光通讯的演示。3. 实验要求：(1) 掌握晶体电光调制的原理和实验方法。（2）观察电光效应所引起的晶体光学特性的变化和会聚偏振光的干涉现象。四、考核方式及成绩评定实验预习、实际操作 40%实验报告 40%出勤 20%五、教材及主要参考资料理论教学教材：大学物理内蒙古工业大学物理系编，内蒙古大学出版社，基础物理学教程（下卷） 陆果 高等教育出版社实验教材：近代物理实验内蒙古工业大学物理系编，教学参考书：1 近代物理实验教程 ，林木欣主编，科学出版社，1999.2 近代物理实验 ，复旦大学出版社，戴乐山、戴道宣主编，1995.3 近代物理实验 ，清华大学出版社，何元金、马兴坤主编，2003.六、其它说明
