大学物理实验教学大纲.pdf

1、大学物理实验教学大纲 College Physics Experiments 课程编号： 01110032 实验教学总学时： 38 总学分： 2.5 先修课程： 适用专业： 非理工类专业 一、目的与任务 大学物理实验是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课 程，是学生进入大学后系统地学习实验方法和进行实验技能训练的开端，是理工科类专 业对学生进行科学实验训练的重要基础。 物理学是一门实验科学，物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位，它们 既有深刻的内在联系和配合，又有各自的任务和作用。 本课程应使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知 识和方法，

2、得到实验技能的训练，从而初步了解科学实验的主要过程 与 基本方法， 为培 养现代化 高 级人才奠定良好 的科学实验基础。 本课程的具 体 任务是 ： 1通 过对实验 现象 的 观察、分析 和对物理 量 的 测量 ，学习物理实验知识， 加 深对 物理学原理的理解。 2培养与提 高学生的科学实验能 力 。 其 中 包括： (1)能 够通 过 阅读 实验教 材或资料 ，作 好 实验 前准备； (2)能 够借助 教 材或仪器说明书正确 使用 常 用 仪器； (3)能 够运 用物理学理论对实验 现象 进行初步 分析 和 判断； (4)能 够正确记录 和 处 理实验 数据 ， 绘制曲线 ， 说明 实验 结

3、果 ， 撰写规范 的实验 报告； (5)能 够完成简单 的具有 设计性或研究性 内 容 的实验。 3培养与提 高学生的科学实验 素养 。要 求 学生具有理论联系实 际 和实 事求 是的科 学作 风 ， 严肃认真 的工作 态度 ，主 动研究 的 探 索精神 ， 遵守纪律 、 团 结 协 作和 爱护公共 财产 的 优 良 品德 。 二、实验教学的基本要求 1 在教学中要 适当 地 介绍 一 些 物理实验 史 料 和物理实验在工程技 术 中的应用知识，对学生进行 辩证唯 物主 义世界 观 和方法论的教 育 ，使学生了解科学实验的重要 性 ， 明确 物理实验课程的地位 、 作用和任务。 2 在 整个

4、实验教学过程中，要教 育 学生 养成良好 的实验习 惯 ， 爱护公共财产 、 遵 守安全 制度 ， 树 立 优 良 学 风 。 3 要 求 学生了解 测量 误差 的基本知识，具有 正确处 理实验 数据 的初步能 力 。 其 中 包括 下列 内 容：测量 误差 的基本 概念 ；测量 不 确定度 的 估算 ；处 理实验 数据 的一 些 重要 方法， 例如列表 法 、 作 图 法 、 逐差 法和一 元 线性 回归函 数 的 最小二乘 法等。在教学中要 注意 系统 误差 的 分析 ， 让 学生了解系统 误差 的 消 、 减 方法。 4通 过物理实验的基本训练，要 求 学生 做 到 ： (1)能 够 自

5、行 完成 预 习 、 进行实验和 撰写报告 等主要实验程序。 (2)能 够 调整 常 用实验 装 备 ， 并 基本 掌握 常 用的 操 作技 术 。 例如 ： 零 位 调整 ； 水平 、 铅直调整 ； 光路 的 共轴调整 ； 消视差调节 ； 逐次逼近调节 ； 根 据 给 定 的 电路图 正确 接 线 等。 (3)了解物理实验中 常 用的实验方法和 测量 方法。 例如 ： 比较 、 放 大 、 转换 、 模 拟 、 补偿 、 平 衡 和 干涉 等方法。 (4)能 够 进行 常 用物理 量 的一 般 测量 。 例如 ： 长 度、 质 量、 时间 、 热 量、 温 度、 电 流 强 度、 电 压 、

6、 电 动 势 、 电 阻 、 磁感 应 强 度 等。 (5)了解 常 用 仪器 的 性 能， 并 学 会 使用方法。 例如 ：测 长 仪器、计 时 仪器、测 温 仪器、 变阻 器、 电表 、 直 流 电 桥 、 直 流 电 势（ 位 ） 差 计、通 用 示波 器、 低频信号发 生 器、常 用 电 源 和 常 用 光 源 等。 在进行上各 项 基本训练的过程中，要重 视 对物理 现象 的 观察 和 分析 ， 引导 学生应用 理论 去指导 实 践 、 解 决 实验中的 问题 。 5 开 设 一 定数量 的 近 代 物理 、 应用 性或 综 合 性 物理实验， 以利于 学生理解 近 代 物 理 概念

7、 ，了解物理实验技 术 应用， 提 高进行 综 合实验的能 力 。 6 开 设 少 量 的 设计性 实验 或 具有 研究性 内 容 的实验，使学生在实验方法的 考虑 、 测量仪器 的 选择 和配合 、测量 条件 的 确定 等方 面受 到初步训练。 7 在实验教学中 适当 使用 计 算 机辅 助 教学。 8为 适 应 我 校 全 面推 行学 分制 教学 改革 的 发展 要 求 ， 推 进实验 室 中 心 化 进程， 更 好 地 培养 学生的实验 动 手 能 力 和科 研 创新 能 力 ， 拟将 对 03级 第 二 学 期 的大学物理实验 实行 全 面 开 放 。 根 据 各实验 项目 的 性 质

8、 ， 将 大学物理实验 分为 综 合 性 实验 、设计性 实验 和 提 高 与研究性 实验 三 个模 块 ， 每 个模 块均 有一 定 的 选 课要 求 。 将 一 天 分为 若干时间段 ， 学生 通 过 选 课系统 分 层 次 、分 模 块选 定 实验 项目 和 时间段 。 三、本课程开设的实验项目： 序号 实验项目名称 学时 类型 必做 选做 本实验所需 主要设备型号、名称 1 误差 理论 与数据处 理 3 必 做 2 气垫导轨 实验 3 验 证 选 做 气垫导轨 、数 字 计 时 仪 3 杨氏 模 量 的 测定 3 综 合 选 做 杨氏 模 量测定仪 4 三 线 摆 测量 转 动 惯 量

9、 3 验 证 选 做 三 线 摆 5 模 拟 法 测绘 静 电 场 3 验 证 选 做 静 电 场描 绘仪 6 电 桥 法 测量 电 阻 3 验 证 选 做 单 臂 电 桥 7 PN结 温 度 特 性 的 研究 3 综 合 选 做 PN结 温 度 特 性测量仪 8 伏 安 法 测 电 阻 3 验 证 选 做 电 流 表 、 电 压 表 、 电 源 9 测定 薄透镜 焦距 3 验 证 选 做 光 具 座 10 物 体 密 度 的 测定 3 综 合 选 做 物理 天 平 11 示波 器 调节 和使用 3 综 合 必 做 示波 器、 函 数 信号发 生 器 12 稳 态 法 测量 导热 系 数 3

10、综 合 选 做 导热 系 数测定仪 13 磁感 应 强 度 的 测量 3 综 合 选 做 磁感 应 强 度测定仪 14 空 气 比 热 容 比 的 非 电 量 电 测定 3 综 合 选 做 空 气 比 热 容 比 测定仪 15 光 的 干涉 系 列 4 综 合 选 做 迈克尔逊 干涉 仪 读数 显微 镜 16 激 光全 息 照 相 4 综 合 选 做 激 光全 息 照 相 实验 仪 17 电 子 电 荷 的 测定 3 综 合 选 做 密 立 根 油滴 仪 18 示波 器 在 磁 滞 回 线测量 中的应 用 3 设计 选 做 示波 器、 磁 滞 回 线测量仪 19 简 谐振 动 的 研究 3 设

11、计 选 做 气垫导轨 、数 字 计 时 仪 20 光 纤传输 技 术 实验 6 综 合 选 做 光 纤传输 技 术 实验 仪 21 核 磁 共 振 6 综 合 选 做 核 磁 共 振 仪 22 动态 杨氏 模 量 的 测量 4 综 合 选 做 动态 杨氏 模 量测量仪 23 光 速 测量 4 综 合 选 做 光 速 测量仪 24 夫兰克 -赫兹 实验 6 综 合 选 做 夫兰克 -赫兹 实验 仪 25 塞曼效 应 6 综 合 选 做 塞曼效 应 仪 26 磁阻 尼 和 动 摩擦 系 数测定 4 综 合 选 做 磁阻 尼 和 动 摩擦 系 数测 定仪 27 硅 光电 池 4 综 合 选 做 硅

12、光电 池 实验 仪 28 集 成 霍尔传 感 器 和 简 谐振 动 4 综 合 选 做 集 成 霍尔传 感 器 和 简 谐 振 动仪 29 光 的 偏振 4 综 合 选 做 偏振 实验 仪 30 光 强 衍射 分 布 自 动测 试 4 综 合 选 做 微 机 型 光 强 衍射 测 试 仪 四、实验成绩的考核与评定办法： 1 本课程是独立 设 课， 单 独 考 核 ， 模 块 化记分 。 2 每 学 期 实验课 成 绩由 平 时 成 绩 和 期 末 考 试 成 绩 综 合 评 定 组 成 。一 般 平 时 成 绩占 总 分 的 60%， 期 末 考 试 成 绩占总 分 的 40%。 平 时 成

13、绩 是 每 次 实验得 分 的 平 均 ， 期 末 考 试 满 分为 40分 。 期 末 考 试形式 为 笔试 。 3 每 次 实验 评 分 标 准： (1)每 次 实验 包括 预 习 、 实验 、完成报告 ， 以 完成报告为 最 后程序。 每 次 实验 总 分 10分 ， 其 中 预 习 占 1分 ，实验 操 作 占 5分 ， 完成报告 4分 。 (2)预 习 包括书写 预 习 报告 和 数据记录 表 格 。 没 有 预 习 （ 包括 没 有 带 预 习 报告 ） 原则 上 不 许 做 实验。 预 习 不 认真、 缺 项 、 无 数据 表 格 视 情扣 0.5分 至 1分 。 (3)实验中

14、违反 操 作 规 程的 酌情扣 1至 3分 ， 违反 操 作 规 程 损坏 仪器 的 扣 2至 5分 。 编造 或 抄取他 人数据 的 扣除 全 部 操 作 分 。 操 作能 力 差 和 不 能 完成 全 部 操 作内 容 的 扣 1至 4分 。 (4)完成报告 4分 。 其 中 数据处 理 2分 ， 其 余 各 项 中 缺 项 或 不 认真分 别扣 0.5分 至 1 分 ， 缺多 项 的实验 报告 须 重 写 。 抄袭他 人 的实验 报告 的 扣 全 部 报告 4分 （ 包括 被抄袭者 ）。 (5)实验 报告 应在 下次 实验 时 交 ， 迟交 报告 一 律 扣 2分 。 5 凡缺 做 1/

15、3实验 以 上 者 应重修大学物理实验课程， 不 得 参 加 最 后 考 试 。实验 平 时 成 绩 不 及格者酌情 定为 重修 或 补考 。 五、大纲说明： 1 大学物理实验 安 排 在一 年 级 第 二 学 期 和 二 年 级 第 一学 期 完成 。 2 实验教 师 主要 由 物理系本科 毕 业 或 中 级 以 上 人 员担 任。 3 实验 室 两 学 期 累 计 开 出 实验 29个 （ 不 包括 实验 绪 论 ）。 (1)实验序 号 2 10为 第 一学 期 实验 项目 ，学生 完成 6个 实验， 18学 时 。 (2)实验序 号 11 30为 第 二 学 期 实验 项目 ， 分为 三

16、 个模 块 ，“ 综 合 性 实验 ” 模 块（ 序 号 11 17）选择 15学 时 ， 为 必 须 选择 模 块 ；“ 设计性 实验 ” 模 块（ 序 号 18 19）选择 06学 时 ，“ 提 高 与研究性 实验 ” 模 块（ 序 号 20 30）选择 4 8学 时 。 总 学 时 控 制 在 14 16学 时 。“ 设计性 实验 ” 和 “ 提 高 与研究性 实验 ” 为 任 选 模 块 ，实验 成 绩 为 优 的同学原 则上必 须 选择 这两 个模 块 中的实验 项目 ， 相 应的学 时 数 可替 代 “ 综 合 性 实验 ” 模 块 学 时 ， 实验 结果 可 以 采 用实验 报告、 小 论 文 或 实验 心 得 、体 会 等 形式 。