物理实验中国民航大学.docx

1、物理实验中国民航大学物理实验Physics experiments实验教学大纲 课程编号： 02403507， 024035081.实验学时/课程总学时: 56/60 2.先修课程：高等数学 普通物理3.物理实验课程在专业人才培养中的地位作用物理实验是实验实践学科，覆盖广泛的学科领域。具有多样化的实验方法以及综合性很强的实验技能训练。是高等学校对学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修公共基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是大学生在学校教育中获取知识，培养实践能力最重要最基础的阶段，对学生进入高年级学习、实践、创新能力的形成将打下重要的基础。物理实验教学不仅应让学

2、生受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术的发展相适应的综合能力和创新能力。本课程应按照循序渐进的原则，学习物理实验知识、方法和技能，使学生初步了解科学实验的主要过程与基本方法，为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。4.物理实验课程教学应达到的基本要求，学生应达到的能力在教学中要适当的介绍和引用一些物理学发展的历史资料和实验技术在工程实践中的应用，使学生逐步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。要教育学生养成良好的实验作风，遵守实验室

3、规章制度。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。1.使学生了解并掌握实验数据处理的基本理论和方法，具有正确处理实验数据的初步能力。其中包括测量和有效数字的概念及应用；直接测量不确定度的分类和评定方法；间接测量不确定度的传递与合成；做图法处理数据的规则及应用；列表法、逐差法、最小二乘法处理数据的适用条件和要求等。2.通过各阶段物理实验过程的基本训练，使学生能够做到：1）够通过阅读教材及参考资料，独立完成预习、进行实验操作、记录实验数据和撰写实验报告等实验主要过程。2）会基本实

4、验仪器的使用。包括电流表、电压表、检流计和数字式多用表的正确使用；了解读数显微镜、分光计、尺读望远镜、迈氏干涉仪等简单光学仪器的组成结构，光学原理以及调节和使用方法。学会直流电桥，通用示波器，低频信号发生器，光电计时器，可调节变阻器，常用光源，直流稳压电源等基本仪器的正确使用。3）解物理实验常用实验方法和测量技术。例如干涉计量法，光杠杆放大法，平衡比较法，补偿法，传感器技术等。能够根据给定电路图正确完成接线。能够完成一般物理量的测量。例如长度；角度；温度；质量；时间；电流；电压；电阻；磁感应强度等。3.通过开设一定数量的近代和现代综合应用性物理实验，使学生理解近代物理概念，了解物理实验技术的应

5、用，提高综合实验的能力。开设少量的设计实验或具有设计性内容的实验，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一定的训练。5.实验考核办法与成绩评定1物理实验（1）：平时实验成绩70%，考试成绩30%。平时成绩包括每个实验的预习情况、实验操作能力、实验报告及数据处理等。结课后进行笔试考试。考核内容包括物理实验基本理论和数据处理部分，必修实验项目实验原理和实验方法，基本实验仪器的正确使用等。作为全校性考试统一安排。总成绩不及格者，下学年重修。2物理实验（2）：平时成绩70%，考试成绩30%。平时成绩包括每个实验的预习情况、实验操作能力、实验报告及数据处理等。操作考试随堂

6、进行，主要考核学生通过阅读教材以及参考资料独立完成实验的能力，实验操作能力和数据处理知识掌握情况。总成绩不及格者，下学年重修。6.实验教材或实验指导书基础物理实验 ，中国民航学院内部出版。7.实验项目明细 70学时（其中必修项目31学时，选修项目39学时）序号实验名称学时主要内容面向专业实验类型实验要求1金属线胀系数测量1学习光杠杆和望远镜尺组系统的调节。掌握用光放大法测量微小长度变化的原理；2测定金属铜管的线胀系数。学会一种固体物质热胀系数的测量原理和方法；3用作图法处理数据。理工科各专业综合选修2光的等厚干涉31通过观察牛顿环等厚干涉条纹的特点，加深对光的波动性的认识；用牛顿环装置测量平凸

7、透镜的曲率半径；用劈尖干涉法测量细丝直径或微小厚度；2掌握读数显微镜的使用、测量方法及避免螺距差；3练习不确定度计算。理工科各专业综合选修3补偿法研究伏安特性41了解平衡补偿法测电压的电路结构和测量原理；自组补偿法测电压的电路测绘线性电阻的伏安特性曲线；2用伏安特性测试仪测绘半导体元件、钨丝小灯泡等非线性元件的伏安特性；学习基本电学仪器的使用；4了解线性和非线性电阻元件的伏安特性；5.练习用作图法处理实验数据。理工科各专业验证必修4直流单臂电桥21用QJ24型直流单臂电桥测铜、合金、半导体在不同温度下的电阻值，计算铜电阻的温度系数；学习单臂电桥的电路组成， 理解并掌握用单臂电桥测电阻的原理和方

8、法；掌握温控仪和柱面加热器的使用。理工科各专业验证必修5直流双臂电桥21了解QJ42型直流双臂电桥的面板结构和使用方法；学习直流双臂电桥测低值电阻的原理和方法；用QJ42型直流双臂电桥测金属材料的低电阻；测量金属材料的几何尺寸，计算金属材料的电阻率。练习不确定度计算。理工科各专业验证必修6扭摆法测定物体的转动惯量21用实验测定刚体的转动惯量，加深对转动惯量概念的理解。学习扭摆法测转动惯量的实验原理，测量扭摆弹簧的扭转系数；2 用扭摆装置测量几种规则形状物体的转动惯量；3 学习光电计时系统的调节和使用。理工科各专业验证选修7气垫法测刚体转动惯量21了解气垫装置测定物体转动惯量的原理；用气垫法测定

9、刚体绕固定轴的转动惯量；验证刚体转动定律。2 学习光电计时系统的调节和使用；3 用对称测量法消除零转引起的系统误差。理工科各专业验证选修8分光计调整和使用41了解分光计的结构，掌握分光计的调整方法并理解调整的原理；练习分光计的调整；2用分光计测量棱镜的顶角和最小偏向角，计算棱镜材料的折射率。学会用分光计测量光线偏折的角度；3练习间接测量不确定度的计算。理工科各专业综合选修9示波器原理与应用31学习示波器的基本结构和显示波形的原理；了解示波器面板上各旋钮功能，练习迅速调出稳定的波形；2 学习用示波器测电压、时间间隔（或频率、相位差）。测量交流信号幅度和频率；观察李萨如图形。3 学习示波器和信号源

10、的使用方法。理工科各专业验证必修10温度传感器特性测量与应用41学习恒温控制器的使用。测量AD590的输出电流和温度关系It曲线，计算AD590的灵敏度。了解AD590电流型集成温度传感器特性和应用：2测量AD590的伏安特性V-I曲线。3. 用温度传感器.电阻箱.数字电压表和12V直流电源等设计并安装成数字式摄氏温度计。(非平衡电桥输出)理工科各专业综合选修11声速测量31学习用连续波方法测量空气及液体声速，加深对共振、相位等概念的理解； 2利用李萨如图形和相位比较法测定声波的波长；用振幅比较法测定声波波长；计算常温下的声速。进一步练习和掌握示波器、信号发生器的使用方法；4.了解压电换能器的

11、功能及应用；5.练习用逐差法处理数据。理工科各专业综合必修12霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量31测绘霍尔元件的VH-IS曲线和VH-IM曲线，计算材料的霍尔系数RH和霍尔器件的灵敏度KH。2根据RH判断样品的导电类型、求载流子浓度，测量电导率，求载流子的迁移率。学习和掌握霍尔效应实验原理。3学习用对称测量法消除副效应的影响；4.用作图法处理数据。理工科各专业验证必修13全息照相31了解全息照相的基本原理；静物漫反射全息照相光路的摆放和调节；静物漫反射全息图的记录和再现；2通过全息底片的摄制和观察，学习全息照相的基本技术和方法；了解全息照相的特点；3学习照像底片的暗室处理技术。理工科各专业综合

12、必修14光电效应和普朗克常数测量31了解光电效应的实验规律，加深对光的量子性的理解；用零电流法和补偿法测不同频率光波的截止电压，从而得到普朗克常数；2测量光电管的伏安特性曲线。验证饱和光电流与入射光强成正比；学习光电效应实验仪器的结构原理和调整方法；4用最小二乘法和作图法处理数据。理工科各专业验证必修15衍射光栅41观察光栅的衍射现象及特点；加深对光的衍射及光栅分光作用原理的理解；2用已知波长的单色光测定光栅常数；计算光栅的色散率和分辨本领。进一步掌握分光计的调整方法和被测光学元件的调整方法；4 练习进行不确定度计算。理工科各专业综合选修16磁阻传感器和地磁场测量31. 学习磁阻效应原理，了解

13、坡莫合金磁阻传感器的结构原理；测量磁阻传感器的灵敏度；2. 测量当地地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量以及地磁倾角；熟悉磁阻传感器与地磁场实验仪组成结构和使用方法；理工科各专业综合必修17迈克尔逊干涉仪调整及应用41观察迈克尔逊干涉仪的等倾干涉条纹，加强对光的干涉规律的认识；2了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理，掌握其调节方法；掌握用迈克尔逊干涉仪测量单色光波长和测量空气折射率的原理和方法。3用迈克尔逊干涉仪测量氦氖激光的波长；用迈克尔逊干涉仪测量空气的折射率。 理工科各专业综合必修18菲涅尔双棱镜干涉测波长41练习光学系统等高共轴调节；学习用双棱镜干涉测量单色光波长的原理和方法；2用菲涅尔双棱

14、镜干涉装置测钠光波长。3学会测微目镜的使用；4练习逐差法处理数据和计算不确定度。理工科各专业综合选修19霍尔位置传感器测杨氏模量31了解本实验的设计思路与测量原理，加深对杨氏模量概念的理解；熟悉霍尔位置传感器的原理和特性；熟悉杨氏模量实验仪的结构和测量方法。2弯曲法测量黄铜的杨氏模量；测黄铜杨氏模量的同时，对霍尔位置传感器定标；3用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量； 4. 练习测量显微镜的调节和使用。理工科各专业综合选修20铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线31认识铁磁物质的磁化规律，观察材料的磁滞回线以及材料的基本磁化曲线；学习和掌握材料剩磁的消磁方法；2测定样品的基本磁化曲线，作H曲线。测定样品的HC、Br、Bm和（HmBm）等参数；3测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗；4 用作图法处理数据。理工科各专业验证选修21超声光栅测声速41. 了解压电传感器的功能及应用；2了解声波如何对光信号进行调制，学习超声光栅产生的原理；3.学会使用超声光栅声速仪测量液体中的声速。通过对液体（非电解质溶液）中的声速的测定，加深对其概念的理解。4. 练习测微目镜的使用。理工科各专业综合必修22全息光栅的制作与检验。41学习制作全息光栅的原理和方法；学会全息光栅的设计与制作；