专业物理实验课程规范文档格式.docx

专业物理实验课程规范文档格式.docx

《专业物理实验课程规范文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专业物理实验课程规范文档格式.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

通过实验，使学生掌握近代物理主要的基本实验方法与技术以及现代高新技术。

能力培养

任务

1.培养学生理论与实际相结合，综合理论应用及创新精神

2.培养学生阅读，查阅参考资料，拟订实验方案，选配测量仪器

3.观察分析现象，独立操作，判断实验中尚存的问题

4.巩固和加强有关数据处理，误差分析等方面的训练

二、课程知识、能力体系

《专业物理实验》课程知识（能力）体系

序号

知识单元描述

知识点

对应能力

要求

1

专业物理实验一

半导体PN结的物理特性实验

实际应用

4

掌握

空气热机实验

光电探测实验

平行光管的调整及使用实验

迈克尔孙实验

弗兰克-赫兹实验

光定向实验

晶体管电光调制实验

LD/LED光源特性实验

光学全息照相实验

磁控溅射镀膜实验

四探针法测薄膜的电阻率实验

2

专业物理实验二

太阳能电池特性试验

气体放电中等离子体物理实验的研究

电子电荷的测定—密里根油滴试验

微波光学实验

核磁共振实验

塞曼效应实验

微弱信号检测实验

光磁共振实验

太阳能电源技术及应用实验

光偏振实验

X射线衍射实验

X射线晶体结构分析实验

三、教学内容及基本要求

实验教学部分

（1）学时：

实验项目名称

半导体PN结的物理特性实验

实验类型

验证性

实验教学目标与技能要求

1.掌握测量PN结扩散电流与电压关系

2.较精确地测出玻尔兹曼常数

2.学会测量弱电流的一种新方法

重点和难点

重点：

PN结扩散电流与电压的测试方法

难点：

精确地测出玻尔兹曼常数

实验内容与学时分配

1.半导体PN结的物理特性2学时

2.弱电流测量2学时

分组情况

二至三人

主要仪器设备

FD-PN-4PN结物理特性测试仪

主要实验材料及低值易耗品

1.LF356运算放大器

2.TIP31型三极

备注

1．理解热机原理及循环过程

2．测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理

3．测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率

理解热机原理及循环过程

热机输出功率随负载及转速的变化关系

1．测量不同冷热端温度时的热功转换值2学时

2．测量热机输出功率随负载及转速的变化关系1学时

3.计算热机实际效率1学时

1.空气热机实验仪

2.空气热机测试仪

3.双踪示波器

1.电线

2.加热器

综合性

1.掌握光电器件的光电特性、伏安特性、光谱特性、时间响应特性2.培养学生观察能力、动手能力和技术创新能力

光电器件的光电特性、伏安特性、光谱特性、时间响应特性

基本特性物理机理掌握

1.光电特性1学时

2.伏安特性1学时

3.光谱特性1学时

4.时间响应特性1学时

SGY-8光电探测原理综合实验仪

1.光源

2.光照度计

3.电压表

4.电流表。

平行光管的调整及使用实验

1.了解平行光管的结构及工作原理

2.学会用平行光管测量凸透镜的焦距

3.会用平行光管测定鉴别率

平行光管的结构及工作原理；

平行光管测量凸透镜的焦距

平行光管测定鉴别率

1.测量凸透镜及透镜组的焦距2学时

2.用平行光管测凸透镜的鉴别率2学时

1.平行光管

2.平面反射镜

3.平行光管分划板

4.测微目镜

5.凸透镜

6.光具座

光源

1.学会迈克尔逊干涉仪的调节和使用

2.观察等倾和等厚干涉条纹，加深对干涉理论的理解

3.测定钠光的波长

迈克尔逊干涉仪的调节和使用；

测定钠光的波长

各种干涉化规律及相互间的区别

1.观测等倾干涉2学时

2.测量钠光灯的波长2学时

1.迈克耳逊干涉仪

2.钠光灯

3.He-Ne激光器

4.扩束透镜

钠光灯

验证性实验

1.通过测量氩原子的第一激发电位，证明原子内部量子化能级存在

2.了解在研究原子内部能量量子化问题时所使用的基本方法

研究原子内部能量量子化问题时所使用的基本方法

测量氩原子的第一激发电位，证明原子内部量子化能级存在

1.验证原子能级分立的正确性2学时

2.测量氩原子第一激发电位的数值2学时

1.弗兰克—赫兹实验仪

2.示波器

3.专业数据线

1.绘图纸

2.插座

掌握四象限探测器的原理，将其应用于目标定向。

掌握四象限探测器的原理，将其应用于目标定向

掌握四象限探测器的原理

1.了解四象限探测器的性能2学时

2.测量以四象限探测器做接收器，光信号的放大信号2学时

1.光电定向实验电箱、

2.四象限光电探测

3.650nm激光器

4.旋转架

5.四维调节架

LED/LD电线

1.掌握晶体电光调制的原理和实验方法；

2.学会利用实验装置测量晶体的半波电压

3.计算晶体的电光系数。

晶体电光调制的原理和实验方法

计算晶体的电光系数

1.观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象1学时

2.利用实验装置测量晶体的半波电压2学时

3.测量晶体的电光系数1学时

1.电光调制电源

2.半导体激光器

3.偏振器

4.四分之一波片

6.数字双踪示波器。

铌酸锂晶体

1.学习LED和LD的工作原理和基本特性

2.测试LED/LD的P-I特性和V-I特性

3.计算阈值电流和微分量子效率

LED和LD的工作原理和基本特性；

计算阈值电流和微分量子效

1.LED的P-I-V特性测试2学时

2.LD的P-I-V特性测试2学时

1.LD/LED电流源

2.光功率计

3.万用表

1.LED发光二极管

2.LD激光二极管，

设计性

1.了解全息照相的基本原理，

2.学习静物全息照相的拍摄方法，

3.了解再现全息物象的性质和方法。

全息照相的基本原理;

静物全息照相的拍摄方法

再现全息物象的性质和方法

1.了解全息照相的基本原理2学时

2.掌握全息照相以及底片的冲洗方法，观察物象再现2学时

1.防震光学平台

2.氦氖激光器

3.曝光定时器及快门

4.扩束透镜（两个）、分束器、反射镜（两个）

6.全息Ⅰ型干版、显影液和定影液及暗房设备。

1.显影液

2.定影液

磁控溅射镀膜实验

1.掌握磁控溅射制备薄膜的原理和实验程序

2.制备出一种金属薄膜

磁控溅射制备薄膜的原理和实验程序

薄膜制备实验操作流程及实验程序控制

1.磁控溅射制备薄膜的原理1学时

2.薄膜的制备3学时

JGP450磁控溅射系统

1.Nb-Ni靶材

2.Si基片

3.高纯氮气、氧气和氩气

4.高纯酒精、丙酮、去离子水

四探针法测薄膜的电阻率实验

1.掌握四探针法测量电阻率和薄层电阻的原理及测量方法

2.了解影响电阻率测量的各种因素及改进措施

掌握四探针法测量电阻率和薄层电阻的原理及测量方法

分析影响电阻率测量的因素及改进措施

1.四探针法测量电阻率和薄层电阻的原理1学时

2.四探针法测定薄膜的电阻率和方块电阻3学时

SZT-2000四探针测试系统

1.薄膜基片

2.高纯酒精、丙酮、去离子水

3.高纯氮气

实验教学部分

（2）学时：

太阳能电池特性实验

1.了解太阳能工作原理，并通过独立试验训练

2.培养学生分析问题和解决问题的能力

太阳能工作原理

太阳能电池的开路电压和短路电流关系

1.研究太阳能电池的暗态特性和太阳能电池的负载特性2学时

2.研究太阳能电池的开路电压和短路电流2学时

1.TD-1太阳能电池特性试验仪

1.灯泡

2.硅光电池

3.直流电流表

4.直流电压表

1.利用单探针和双探针法来测定等离子体的各项参量

2.培养学生观察能力问题和利用软件处理数据的能力

单探针和双探针法来测定等离子体的各项参量

利用软件处理数据

1.单探针和双探针法来测定等离子体的电子温度2学时

2.测量带电粒子密度及电子平均动能2学时

1.等离子体物理实验组合仪

2.等离子体放电管验仪

1.接线板

2.赫姆霍兹线圈

3.电源线

1.油滴法测量电子的电荷

2.培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。

油滴法测量电子的电荷

静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法

1.用油滴静态（平衡）测量法测量电子的电荷2学时

2.用油动态（非平衡）测量法测量电子的电荷2学时

MOD-5型密立根油滴仪

1.实验油

2.喷雾器

1.了解微波的特点，学习微波器件的使用

2.了解布拉格衍射的原理

3.利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式并测定微波波长

4.通过微波的单缝衍射和迈克尔逊干涉实验，加深对波动理论的解释

了解布拉格衍射的原理，单缝衍射和迈克尔逊干涉

利用布拉格公式测定微波波长

1.利用布拉格公式测定微波波长1.5学时

2.偏振实验1学时

3.迈克尔逊干涉实验1.5学时

1.微波信号源

2.缆腔换能器

3.放大器

4.电流表

1.偏振板

2.模拟晶阵

3.晶阵座

4.钢直尺

1.了解核磁共振基本原理

2.利用核磁共振法校准恒定磁场

3.测量

因子的方法

核磁共振基本原理；

利用核磁共振法校准恒定磁场

测量

因子

1.利用核磁共振法校准恒定磁场

2学时

2.测定氟核F19的旋磁比

和朗德因子

2学时

1.永久磁铁

2.扫场线圈探头

3.数字频率计

4.示波器

5.可调变压器和220V/6V变压器

导线

1.研究汞光谱的塞曼分裂现象

2.计算汞光谱的塞曼分裂裂距以及电子的荷质比

3.证实原子具有磁矩与空间取向量子化，进一步理解光的电磁理论

4.理解法布里—珀罗标准具的干涉原理并掌握其调整方法

布里—珀罗标准具的干涉原理；

汞光谱的塞曼分裂机理

汞光谱的塞曼分裂裂距以及电子的荷质比的测定

1.利用F-P标准具研究汞546.1nm光谱线的塞曼效应2学时

2.测量塞曼分裂的波长差，并测取电子的荷质比2学时

1.电磁铁

2.偏振检测、会聚透镜、干涉滤光片

3.法布里－珀罗标准具

4.读数显微镜

1.导线

2.汞灯

1.使学生掌握微弱信号检测与现代信号处理的基本理论

2.掌握在强噪声背景下检测微弱信号的方法与技术

微弱信号检测与现代信号处理的基本理论

强噪声背景下检测微弱信号的方法与技术

1.认识噪声0.5学时

2.滤波器实验0.5学时

3.相位实验0.5学时

4.同步积分滤波放大器实验2学时

1.微弱信号检测实验装置

1.了解光磁共振原理，观察共振现象

2.测量铷原子的

光磁共振原理

测量铷原子的

1.安装并调试实验仪器2学时

因子2学时

1.磁装置

2.光电探测器

3.吸收池

4.干涉滤光镜。

铷光谱灯

1.熟悉太阳能实验装置结构、功能和原理

2.掌握太阳能转换原理

太阳能转换原理

太阳能电池板的伏安特性

1.熟悉实验装置各部分结构，功能，操作方法1学时

2.测量开路电压和短路电压1.5学时

3.测量太阳能电池板的伏安特性曲线1.5学时

THEISP-1型太阳能电源技术及应用装置

1.太阳能电池板

2.灯泡

1.观察光的偏振现象，巩固理论知识

2.了解产生与检验偏振光的元件与仪器

3.掌握产生与检验偏振光的条件和方法

光的偏振

产生与检验偏振光的条件和方法

1.观察光的偏振现象2学时

2.产生与检验偏振光的条件和方法2学时

1.中央调节平台和两臂调节机构

2.半导体激光器和电源

3.格兰棱镜

4.光电倍增管探头及电源

5.各种调节机构以及光电流放大器

2.电源

1.了解X射线衍射仪的结构

2.熟悉X射线衍射仪的工作原理

3.掌握X射线衍射仪的基本操作

X射线衍射仪的结构和工作原理

X射线衍射仪的操作和数据分析

1.X射线衍射仪的结构和工作原理1学时

2.X射线衍射仪的操作和数据测量2学时

3.数据处理1学时

TD-3700X射线衍射仪

1.高纯氮气

2.高纯酒精、丙酮和去离子水

X射线衍射晶体结构分析实验

1.掌握X射线衍射仪的基本操作

2.测定晶体的晶格结构

3.测量X射线的波长

测定和分析晶体的晶格结构

通过晶格常数计算X射线的波长

1.X射线衍射仪测定晶体的衍射谱线1学时

2.分析晶体的晶格结构2学时

1.TD-3700X射线衍射仪

2.Origin软件系统

制定者：

宋建民