《大学物理实验》教学大纲Word格式文档下载.docx
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三线摆测物体转动惯量
3
√
2
拉伸法测杨氏弹性模量
密度的测定
液体粘滞系数的测定
5
电位差计测电池的电动势和内阻
6
静电场模拟
7
霍尔效应测磁场
8
箱式电位差计测温差电动势
9
薄透镜焦距的测定
10
分光计的调整与使用
11
示波器的原理及使用
12
惠斯登电桥测电阻
13
超声声速的测定
14
光电管特性的研究
15
迈克耳孙干涉仪的调节及使用
16
等厚干涉的应用-牛顿环
17
用阿贝折射仪测液体的折射率
18
旋光仪的应用
19
液体比热容的测定
20
重力加速度的测定（单摆法）
21
电表的扩程与校准
22
二极管伏安特性的研究
23
电子比荷的测定
24
普朗克常数的测定
25
空气相对压力系数的测定
26
拉伸法测液体表面张力系数
27
法拉第效应
28
动量守恒定律的验证
29
全息照相
30
塞曼效应
31
长度及规则固体密度的测定
32
牛顿第二定律的验证
33
惯性秤
34
复摆的振动研究
35
弦振动研究
36
液体粘滞系数随温度的变化关系研究
37
良导体导热系数的测定
38
金属线胀系数的测量
39
热功当量的测定
40
冰的溶解热测定
41
不良导体导热系数的测定
42
水的汽化热测定
43
伏安法测电阻
44
万用电表的使用
45
密立根油滴实验
46
F-H实验
47
衍射现象的观察与研究
48
偏振光的定量研究
49
双棱镜干涉
50
用透射光栅测定光波波长
四、实验教学内容及学时分配
实验一三线摆测物体转动惯量（3学时）
1、目的要求
研究刚体转动时合外力矩与刚体转动角加速度的关系，考查刚体的质量分布改变时，对转动惯量的影响。
2、方法原理
刚体转动定律：
，平行轴定律：
3、主要实验仪器及材料
三线摆，秒表，游标卡尺，直尺。
4、掌握要点
三线摆的调节与使用。
5、实验内容：
（1）测量出三线摆转动的周期、各部分的尺寸，。
（2）改变重物的位置，考查质量分布对转动的影响。
实验二拉伸法测杨氏弹性模量（3学时）
用伸长法测定金属丝的杨氏模量，学习光杠杆原理并掌握使用方法。
胡克定律指出，在弹性限度内，弹性体的应力和应娈成正比，设有一根长为
横截面积为
的钢丝，在外力
作用下伸长了
，则
，此式中比例系数
称为杨氏模量，单位为
．设钢丝的直径为
，代入上式并整理得出：
。
杨式模量表达了材料抵抗外力产生拉伸（压缩）形变的能力。
杨氏模量测定仪、光杠杆、尺读望远镜、螺旋测微仪、游标卡尺、砝码、米尺、金属丝。
学习光杠杆原理。
（1）测量金属丝的长度
和直径
，金属丝直径要在金属丝下端测量。
（2）测量光杠杆镜面到直尺的距离
（3）测量光杠杆前后足尖的垂直距离
，可将光杠杆轻轻在纸上压下三个足痕，用游标卡尺去测量。
（4）测量加砝码
前后的读数
和
（5）数据处理，算出金属丝的杨氏模量
实验三密度的测定（3学时）
熟练掌握分析天平的调节和使用方法，掌握静力称衡法。
，质量用天平称量，体积用阿基米德定律求出。
分析天平、小烧杯、酒精、不规则铜块、π型架。
分析天平的调节和方法、测量密度的方法：
静力称衡法。
（1）学习调整和使用分析天平。
（2）用流体静力称衡法测固体的密度。
实验四液体粘滞系数的测定（3学时）
熟练使用基本仪器测量长度、时间和温度，观察液体内摩擦现象，学会用落球法测量液体的粘滞系数。
根据斯托克斯定律
．考虑到各种修正
落球粘度仪、读数显微镜、游标卡尺、米尺、秒表、温度计、比重计、小球、蓖麻油。
用粘度仪测粘度的方法。
（1）调节粘度仪底板上的调螺钉，使玻璃筒轴线沿铅直方向。
（2）用游标卡尺测量玻璃筒仪内径Ｄ，用米尺测筒上两横线间的距离Ｌ。
（3）用读数显微镜测量小球的直径，测５次求平均值。
（4）测小球匀速下落通过距离Ｌ的时间。
（5）计算
及不确定度，误差。
实验五电位差计测电池的电动势和内阻 （3学时）
掌握用补偿法测电动势的原理，了解电位差计的结构。
接好线路，当待测电池的电动势和已知可调电动势相等，此时，检流计上无电流通过，从而测出待测电池的电动势，电池内阻，将电池与已知电阻串联，
，算出内阻。
箱式电位差计、板式电位差计、直流电源、标准电池、检流计、电阻箱、滑线电阻、开关、干电池。
补偿法测电动势和内阻的方法和原理。
（1）正确的用导线接实验仪器。
（2）用板式电差计测量干电池电动势。
（3）测量干池的内阻。
实验六静电场模拟 （3学时）
了解静电场的性质，学习用电流场模拟静电场的基本方法。
利用静电场与电流场变化规律相同的特点，用电流场模拟静电场，进行静电场的模拟。
静电场模拟仪、滑线变阻器、单刀开关、电源、毫伏表。
静电场的性质。
（1）线路的连接、毫伏表的调零。
（2）利用静电场模拟仪模拟静电场。
实验七霍尔效应测磁场 （3学时）
了解霍尔元件和霍尔效应的基本原理，学会用霍尔效应测量磁场的基本方法，进一步熟悉箱式电位差计的使用。
当电流沿垂直于外磁场方向通过导电体时，在垂直于电流和磁场方向上，该导电体两侧产生电位差，其大小正比于电流强度和磁感应强度。
霍尔效应仪、待测磁场（螺线管）、低电势直流电位差计、标准电池、干电池、复射式电流计、直流安培表、直流毫安表、直流稳压电源、滑线变阻器、双刀双掷开关
霍尔效应产生的原理。
（1）霍尔系数，载流子浓度，霍尔灵敏度的测定。
（2）利用霍尔效应测长螺线管轴线上的磁场分布。
实验八箱式电位差计测温差电动势 （3学时）
了解温差电动势产生的原理，学会用箱式电位差计测量温差电动势的基本方法，进一步熟悉箱式电位差计的使用。
当两种不同的金属材料构成一个闭合回路时，如果这两种材料的两个连接点的温度不相同，则在闭合回路中会产生电动势，其大小与金属材料、连接点的温差有关。
低电势直流电位差计、标准电池、复射式电流计、直流稳压电源、滑线变阻器、单刀开关、热电偶。
温差电动势产生的原理。
（1）线路的连接、仪器的调试。
（2）利用箱式电位差计测温差电动势。
实验九薄透镜焦距的测定 （3学时）
掌握测定薄透镜焦距的几种方法，学习光学系统共轴调节的方法。
物距像距法、自准法、共轭法测凸透镜的焦距，物距像距法测凹透镜的焦距。
光具座、会聚透镜、发散透镜、光源、物屏、像屏、平面反射镜等。
光具座的调节，测透镜焦距的方法。
（1）对光学系统共轴的调节。
（2）用物距像距法测凸透镜的焦距。
（3）用自准法测凸透镜的焦距。
（4）用共轭法测凸透镜的焦距。
（5）用物距像距法测凹透镜的焦距。
实验十分光计的调节与使用 （5学时）
了解分光计结构，掌握调节和使用分光计的方法，掌握测定三棱镜顶角的方法，用最小偏向角法测定三棱镜玻璃的折射率。
三棱镜顶角的测量：
自准法
反射法
折射率
分光计、汞灯、三棱镜、照明小灯
4、掌握要点
分光计的调节和使用方法。
（1）分光计的调节。
（2）三棱镜顶角的测量（自准法和反射法）。
（3）测量三棱镜的最小偏向角。
（4）数据处理,计算三棱镜的折射率。
实验十一示波器的原理及使用 （3学时）
了解通用示波器的结构和工作原理，掌握各个旋钮的作用和使用方法，学会用示波器观察波形，测量电压，频率和相位差。
测量电压
，
，测量周期
通用示波器、标准信号发生器、函数发生器
示波器原理和使用方法以及用示波器测量电压和周期的方法。
（1）观察波形（正弦波）。
（2）测量交流电压。
（3）测量周期、频率。
（4）观察李萨如图形，测量信号的频率。
实验十二惠斯通电桥测电阻 （3学时）
掌握惠斯通电桥的原理和特点，掌握使用自组电桥和成品电桥测中值电阻的方法，了解电桥灵敏度的意义和提高灵敏度的几种途径。
当电桥两臂电阻
时,检流计中无电流通过。
直流稳压电源、三个电阻箱、检流计、三个待测电阻、滑线变阻器、成品电桥
惠斯通电桥的原理和特点以及用它测量电阻的方法。
（1）用电阻箱自组电桥测电阻。
（2）电桥灵敏度的测定。
（3）用成品电桥重新测量前述三个电阻。
实验十三超声声速的测定（3学时）
用驻波法、相位法测定超声波在空气中传播速度。
当超声波沿空气传播至不同介质反射时，由于介质的声阻抗大于空气的声阻抗，所以超声波在介质反射时有半波损失，即分界面就是波节，当两超声换能器的距离为
时，在空气中形成驻波；
当超声波经过不同路径传播时，其相位变化也不相同，因为其频率相同，两路超声波可在示波器上形成李萨如图形。
超声声速测量仪、示波器、信号源。
用超声声速测量仪测超声声速的方法。
（2）用超声声速测量仪测超声声速。
实验十四光电管特性的研究（3学时）
研究光电管的伏安特性及光电特性。
当光照射到金属表面时，只要其频率达到一定值，在金属表面就会发射出光电子，光电子动能的大小与光的频率及金属材料有关。
光电效应实验仪、暗箱、微安表、双刀开关。
光电效应伏安特性及光电特性的理解。
（2）光电管伏安特性的测量。
（3）光电管光电特性的测量
实验十五迈克耳孙干涉仪的调节及使用 （3学时）
熟悉迈克乐逊干涉仪的调节及使用。
等倾干涉光波波长
等厚干涉
迈克尔逊干涉仪、氦－氖激光器、钠光源、毛玻璃、透镜
等倾干涉和等厚干涉的特点。
（1）迈克尔逊干涉仪调节。
（2）等倾干涉现象的观察和氦－氖激光器光波波长的测定。
（3）观察等厚干涉现象。
实验十六等厚干涉的应用—牛顿环 （3学时）
掌握用牛顿环测定透镜曲率半径,通过实验加深对等厚干涉的理解,了解光的干涉在测量中的应用。
利用光程差出现暗纹的条件可以得出
牛顿环仪、单色光源（钠灯）、凸透镜、计数显微镜
牛顿环仪的调节使用方法,求曲率半径的公式推导。
（1）调节牛顿环装置,使牛顿环落在显微镜筒的正下方。
（2）调节目镜,使牛顿环圆心处在视场正中央。
（3）测出第11至15环的直径作为
再将15到21的直径作
用逐差法求出直径平方差的平均值,代入公式求透镜曲率半径的平均值。
实验十七用阿贝折射仪测液体的折射率 （2学时）
加深对全反射原理的理解，掌握应用方法；
通过对几种液体折射率的测量，学会使用阿贝折射仪。
利用光的全反射原理测量液体的折射率。
阿贝折射仪、照明台灯、标准玻璃块、折射率液（溴代萘）、待测液、滴管、脱脂棉及擦镜纸。
阿贝折射仪的使用。
（1）校准阿贝折射仪读数。
（2）测定液体的折射率。
（3）测糖溶液的含糖浓度。
实验十八旋光仪的应用 （2学时）
观察线偏振光通过旋光溶液后的旋光现象，了解旋光仪的原理和结构特点，掌握其使用方法偏振光研究—旋光仪的应用。
一束线偏振光通过旋光物质后，其旋光度与旋光物质的浓度成正比。
旋光仪，葡萄糖溶液烧杯、脱脂棉及擦镜纸。
旋光仪的使用。
（1）校准旋光仪读数。
（2）测定液体的旋光率。
（3）测溶液的浓度。
实验十九液体比热容的测定 （3学时）
掌握物理天平、温度计、量热器和稳压电源的使用方法,学习用电流量热器法测定液体的比热容。
将待测液体与已知比热容的纯水在完全相同的实验条件下进行比较，找出它们比热容之间的关系。
量热器、温度计、稳压稳流电源、物理天平、单刀开关、量简、搪瓷杯。
用电流量热器法测液体比热容。
（1）用物理天平称出液体的质量。
（2）用电流法加热水及待测液体，记录它们的温度。
（3）将水与待测液体交换量热器，再一次用电流法加温及记录液体温度。
（4）计算出待测液体的比热容。
实验二十重力加速度的测定（单摆法）（2学时）
用停表和米尺，测单摆的周期和摆长，并求出当地的重力加速度值。
单摆、停表、钢尺。
测量单摆周期的注意事项、重力加速度的不确定度的计算。
（1）用游标卡尺测小球的直径。
（2）用钢尺测悬线的长度。
（3）用停表测单摆的周期（不改变摆长，测5次，每次30个周期的时间）
（4）计算重力加速度和它的不确定度。
（4）改变摆长，测单摆的周期，用作图法算出重力加速度。
实验二十一电表的扩程与校准 （2学时）
掌握电表的扩程和校准的基本方法,进一步认识滑线式变阻器对电路中电压、电流的控制作用。
将表头扩程为电流表,由欧姆定律可算出
将表头扩程为电压表,由欧姆定律可算出
磁电系表头、标准电流表、标准电压表、导线、滑线式变阻器、电阻箱、直流稳压电源
将表头控程为电流表与电压表的方法。
（1）用代替法测量表头的满偏电流与内阻。
（2）将量程为100微安的表头扩程为1毫安。
（3）将量程为00微安的表头扩程为1.5伏的电压表。
实验二十二二极管伏安特性的研究 （2学时）
掌握伏安法测量电阻的方法和电表接入误差的修正，掌握实验数据的图示法，获取有关物理量的动态信息。
测出晶体二极管在正接和反接时不同电压下的电流，用画图法绘图研究晶体二极管的伏安特性。
直流稳压电源、万用表、直流电压表、电流表、滑线变阻器、晶体二极管。
用绘图法研究非线性电阻元件的伏安特性。
（1）将晶体二极管正接在电路中，按内接法测量，不断改电压值，测出电流值。
（2）将晶体二极管反接在电路中，按外接法测量，不断改电压值，测出电流值。
（3）在坐标纸上绘图作出二极管的伏安特性曲线。
实验二十三电子比荷的测定 （3学时）
掌握磁聚焦法测量电比荷的方法，了解电子在磁场中的螺旋运动。
当电子在磁场中运动时会受到磁场的作用力，如果电子的速度方向与磁场方向有一个夹角，则电子在磁场中作螺旋运动，其螺距大小只与电子在平行于磁场方向的速度分量有关。
电子比荷测定仪
电子在磁场中的运动。
（1）对电子比荷仪进行电聚焦。
（2）用磁聚焦法测量电子聚焦时的励磁电流。
实验二十四普朗克常数的测定 （3学时）
加深光电效应及光的量子性的理解，利用光电效应测定普朗克常数。
在光电效应中，遏止电压的大小与普朗克常数成正比。
普朗克常数测定仪
光电管伏安特性的测试。
（1）微电流放大器调节。
（2）光电管暗电流测试。
（3）光电管伏安特性测试
实验二十五空气相对压力系数的测定 （3学时）
加深对理想气体状态方程和查理定律的理解，了解差压传感器的工作原理，并掌握其使用方，学习用最小二乘法对数据作一元线性拟合处理。
利用压阻式差压传感器的压阻效应测量空气相对压力系数。
气体相对压力系数仪，差压传感器装置，数显恒温水浴锅，真空泵与电磁阀。
气体相对压力系数仪的测试。
（1）差压传感器定标。
（2）空气压力系数αP的测定。
实验二十六拉伸法测液体表面张力系数 （3学时）
掌握用焦利氏秤测量微小力的原理，测定液体的表面张力系数。
称为液体表面张力系数。
实验中
，其中
为弹力，
为重力与浮力之差，
为细丝直径，
为水膜拉断高度。
焦利氏秤、金属框、砝码、玻璃皿、蒸馏水、温度计、游标卡尺、螺旋测微仪。
焦利氏秤称微小力的方法。
（1）测量弹簧的倔强系数。
（2）测
值。
（3）测水膜被拉断的高度
（4）用游标卡尺测出金属丝的长度，用螺旋测微仪测出金属丝的直径。
（5）计算水的表面张力系数，并查出理论值，求误差。
实验二十七法拉第效应 （4学时）
了解法拉第效应原理，学会测量法拉第效应旋光角。
当线偏振光穿过介质时，若在介质中加一平行于光的传播方向的磁场，则光的振动面将发生旋转，这种磁致旋光现象是1845年由法拉第首先发现的，故称为法拉第效应。
振动面转过的角度称为法拉第效应旋光角。
实验发现：
，式中，为法拉第效应旋光角，l为介质的厚度，B为平行与光传播方向的磁感强度分量，V称为费尔德（Verdet）常数。
WFC法拉第效应测试仪，待测样品。
法拉第效应测试仪的使用。
（1）法拉第效应测试仪的调试。
（2）测量法拉第效应旋光角。
（3）测电子荷质比e/m。
实验二十八动量守恒定律的验证（3学时）
验证动量守恒定律，深入了解
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