普通物理实验大纲(修订).doc

普通物理学实验教学大纲课程编号：30212212适用专业：初等教育（科学）总学时数：51学时 学分数：3学分一、课程性质与教育目标物理学是一门理论和实验紧密结合的学科，重要的物理实验常常是新兴科学技术的生长点。物理学发展的事实说明，在一定生产实践的背景下，实验理论实验，相互促进，促使物理学及其它科学技术获得长足的进步。通过物理实验：1.培养学生对物理现象的观察能力和分析能力，引导他们了解实验物理在物理概念的产生、形成和发展过程中的作用。2.学习物理实验中的一些常用方法、技术、仪器的知识，为学生掌握、应用和发展新技术打好物理实验基础。二、实验内容和基本要求实验项目的设置及学时分配序号实 验 项 目学时实 验 性 质每组人数1测量误差及实验数据处理13必做12测量误差及实验数据处理23必做13外径千分尺游标卡尺的使用3必做14固体密度的测定3必做15速度、加速度的测定3必做26重力加速度的测定3必做27碰撞法验证机械能守恒3必做28惠斯通电桥测电阻3必做29示波器原理及应用3必做210非线性元件的伏-安特性3必做211霍尔效应及其参数测定3选做212薄透镜焦距的测定3必做213分光计的调整与应用3选做214照相机的使用3选做215光纤通信3选做216动手与创新实验3选做 设计性1注：选做学时中，至少有6学时的实验为必做。*号为动手与创新实验参考。 测量误差及实验数据处理1、2一、实验学时：6学时二、实验目的1、 了解测量与误差的基本知识。2、了解误差分析的基本知识。3、掌握测量结果的误差估计和不确定度合成。4、掌握测量结果的表示与数据处理方法。三、主要内容1、 测量误差误差的基本概念、误差的分类及其特点、测量结果的表示、有效数字、误差理论和不确定度简介。2、 实验数据的处理方法。3、 物理实验与物理学、科学技术的关系。4、 基本测量与实验方法的简介。5、物理实验课的三个教学环节练习、实验和报告的要求。 外径千分尺游标卡尺的使用一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、了解外径千分尺游标卡尺的原理。2、学习用外径千分尺游标卡尺测量。3、正确读取外径千分尺游标卡尺。四、需用仪器、设备：外径千分尺、游标卡尺等。五、报告要求1、仪器介绍，200字以内。2、数据处理(包括实验数据表格)。3、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。固体密度的测定一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、学习用外径千分尺游标卡尺测量。2、正确读取外径千分尺游标卡尺。3、学习规则物体密度的测量与数据处理。四、需用仪器、设备：外径千分尺、游标卡尺、圆柱体等。五、报告要求1、数据处理(包括实验数据表格)。2、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。速度、加速度的测定一、 实验学时：3学时二、 实验类型：综合型三、 实验目的和主要内容1、了解气垫导轨的原理。2、 学习气垫导轨的使用。3、 学习数字毫秒计的原理及使用。四、需用仪器、设备：气垫导轨、数字毫秒计等。五、实验方法及步骤1、气垫导轨的水平调节。2、光电门的设置、调节。3、数字毫秒计的功能选择、正确读数。六、报告要求1、仪器介绍，200字以内。2、数据处理(包括实验数据表格和作图)。3、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。重力加速度的测定一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、学习用单摆法测量重力加速度的方法。2、正确读取秒表。四、需用仪器、设备：单摆、秒表等。五、报告要求1、数据处理(包括实验数据表格)。2、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。碰撞法验证机械能守恒一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、掌握气垫导轨的使用。2、学习数字毫秒计的原理及使用。四、需用仪器、设备：气垫导轨、数字毫秒计等。五、实验方法及步骤1、气垫导轨的水平调节。2、光电门的设置、调节。3、数字毫秒计的功能选择、正确读数。六、报告要求1、仪器介绍，200字以内。2、数据处理(包括实验数据表格和作图)。3、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。静电场描绘一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、了解静电场的性质。2、学习静电场描绘仪的原理及使用。四、需用仪器、设备：静电场描绘仪、学生电源等。五、报告要求1、仪器介绍，200字以内。2、数据处理(包括实验数据表格和作图)。3、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。示波器的原理及使用一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、了解示波器显示图象的原理。2、学习用示波器观察电信号的波形。3、学习用示波器测定电信号的电压和频率。四、需用仪器、设备：双踪示波器、多用信号发生器等。五、实验方法及步骤1、示波器的调节及交流电压波形的观察。2、示波器定标，测量交直流电压的大小及频率。3、测量RC电路中的相位差。六、报告要求1、仪器介绍，200字以内。2、数据处理(包括实验数据表格和作图)。3、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。非线性元件的伏-安特性一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、学习用示波器观察电信号的波形。2、学习用示波器测定电信号的电压和频率。3、学习用图示法表示结论的方法。四、需用仪器、设备：双踪示波器、多用电表等。五、实验方法及步骤1、示波器的调节。2、示波器定标，测量交直流电压的大小。3、测量二极管电路中的电流与电压。六、报告要求1、仪器介绍，200字以内。2、数据处理(包括实验数据表格和作图)。3、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。霍耳效应及其参数测定一、实验学时：3学时二、实验类型：验证型三、实验目的和主要内容1、 了解霍耳效应实验原理及有关霍耳元件对材料要求的知识。2、 学习用“抵消法”消除副效应的影响，测量试样的VH-IS和VHIM曲线。3、 计算出样品的霍耳系数，确定其导电类型。四、需用仪器、设备：霍耳效应综合实验仪五、实验方法及步骤1、 保持IM0.900A不变，IS0.300，0.6001.800mA，测绘VH-IS曲线。2、 保持IS1.800mA不变，IM0.300，0.4000.800A，测绘VHIM曲线。六、报告要求1、 测量原理、公式及说明(200宇以内)。2、 数据处理。3、 实验结果。讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)用牛顿环测球面的曲率半径一、实验学时：3学时二、实验类型：验证型三、实验目的和主要内容1、 了解等厚干涉仪的原理。2、 掌握读数显微镜的调节及使用。四、需用仪器、设备：读数显微镜、钠灯及电源等。五、实验方法及步骤1、 读数显微镜的调整。2、用牛顿环装置测平凸透镜的曲率半径。六、报告要求1、 测量原理、公式及说明(200字以内)。2、 数据处理。3、 实验结果及误差分析。4、 讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)分光计测量三棱镜折射率一、 实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、 熟悉分光计的构造原理及其调整方法。2、 观察色散现象，测定三棱镜对黄光的折射率。四、需用仪器、设备：分光计等。五、实验方法及步骤1、 调整分光计。2、 用反射法测定三棱镜顶角。3、 测定最小偏向角。4、 计算折射率，并与标准值比较。六、报告要求1、 测量原理及说明(200字以内，含仪器设备记录)。2、 实验简要步骤和实验数据记录。3、 数据处理(包括计算、图表、误差分析等)。4、 实验结果(结论)。5、 讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器和改进意见及心得体会)。声速测量一、实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、了解声波在空气中传播速度与气体状态参量的关系。2、了解超声波的产生和接收的原理。3、学习用相位比较法和共振干涉法测量空气中的声速。四、 需用仪器、设备：声速测量仪、双踪示波器、多用信号发生器等五、 实验方法及步骤1、振频率处用共振法测波长。2、在谐振频率处用相位法测波长。3、测出相对温度，用校准后的声速公式计算声速，并比较结果。六、 报告要求1、测量原理、公式及说明(200字以内)。2、数据处理。3、实验结果及误差分析。4、 讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等) 音频信号光纤传输实验一、 实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、了解音频信号光纤传输系统的结构及选配各主要部件的原则。2、熟悉半导体电光光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。1、 训练音频信号光纤传输系统的调试技术。四、需用仪器：YOFA音频信号光纤传输技术实验仪、DOPA型光功率计、音频信号发生器、双踪示波器等。五、实验方法及步骤1、 光信号的调制与发送。LED传输光纤组件电光特性的测定。LED偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的测定。光信号发送器调制放大电路幅度频特性的测定。2、 光信号的接收硅光电二极管光电特性及响应度的测定光信号的检测。光信号的放大。语言信号的传输。六、报告要求1、 测量原理、公式及说明(200字以内)。2、 数据处理。3、 实验结果及误差分析。4、讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会等)。实* RLC串联谐振一、 实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容学习用电学方法模拟受迫振动的研究方法。四、需用仪器、设备：示波器、信号源等。五，实验方法及步骤1、 按图连接线路，并预热仪器。2、选定参数，测绘谐振曲线。3、改变参数，测定谐振频率及相应的电压幅值。六、报告要求1、 测量原理及说明(200字以内，含仪器设备记录)。2、 实验简要步骤和实验数据记录。3、 数据处理(包括计算、图表；误差分析等)。4、 实验结果(结论)。* 设计组装欧姆表一、 实验学时：3学时二、实验类型：设计型三、实验目的和主要内容1、 设计和制作多量程欧姆表。2、 通过对欧姆表的设计、制作和校准，体会研制电气仪表的思路和方法。四、需用仪器：直流稳压电源、欧姆表实验仪、电阻箱等。五、实验提示1、 欧姆表原理电路图。2、 欧姆表调零(A、并联式调节电路；B、串联式调节电路)3、 扩大量程。六、报告要求1、 设计电流表的Ig和Rg的测量方法并画出电路图。2、画出组装三量程欧姆表的电路图，估算元件参数，选定合乎要求的元件，组装欧姆表3、用0.1级的电阻箱校表：校正每个量程的中值电阻，误差不得超过5。4、 画出欧姆表表盘。*电流补偿法测电源电动势及内阻一、实验学时：3学时二、实验类型：验证型三、实验目的和主要内容1、了解电流补偿的原理。2、用补偿法测定实际电压源的电动势，内阻及短路电流。四、需用仪器、设备：直流稳压电源，电流表，检流计，电阻箱等五、实验方法及步骤1、 用补偿法测定实际电压源的VI曲线，内阻及电动势。2、 测定实际电压源的短路电流。六、报告要求1、测量原理。1、 数据处理及作图。2、 实验结果及误差计算分析。4、讨论及建议。 * 小型制冷系统的测定一、 实验学时：3学时二、实验类型：综合型三、实验目的和主要内容1、学习制冷系统的制冷原理，加深对热学基本知识的理解。2、测定小型制冷系统的制冷系数。四、需用仪器、设备：小型制冷系统实验仪等。五、实验方法及步骤1、 压缩机功率测定。2、 制冷量测定。3、 制冷系数的测定。六、报告要求1、 测量原理及说明(200字以内，含仪器设备记录)。2、 实验简要步骤和实验数据记录。3、 数据处理(包括计算、图表、误差分析等)。4、 实验结果(结论)。5、 讨论及建议(包括：回答思考题、对实验方法和实验仪器的改进意见及心得体会)。 三、主要教学环节和教学方法1学习如何用实验方法和技术研究物理现象和规律，了解物理实验在物理学发展中的作用，培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。2学习普通物理某些主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用。通过实验着重培养学生阅读参考资料、观察现象、独立操作、正确测量、处理实验数据以及分析和总结实验结果等方面的能力。3通过实验加深对普通物理的基本现象和规律的理解。4巩固和加强有关实验数据处理及误差分析方面的训练。5培养实事求是、踏实细致、严肃认真的科学态度和克服困难的坚韧不拔的工作作风以及科学的、良好的实验素质和习惯。四、实验考核办法及评分标准（参考）（一）、成绩构成 期末考试成绩：闭卷笔试50分实验操作50分。期末总评成绩由两部分成绩构成：平时成绩占 30% ；期末考试成绩占 70%。（二）、考核项目：1.闭卷笔试：误差理论2.实验操作：在所做全部实验中，教师选定3-5个实验，学生随机抽取一个并当场独立进行实验操作。（三）、评分标准：1. 闭卷笔试：根据卷面内容确定2. 实验操作：1）按实验步骤打分，以50分为基数，错一步扣5分直至扣完；2）操作不规范扣5分；3）数据记录整理不准确扣10分。 五、选用教材及参考教材教材：大学物理实验讲义；郭家鹏等编；2009。教学参考书：大学物理实验教程；腾琴 刘传先主编；机械工业出版社；2008。 执笔：郭家鹏 修订日期： 2010 年 4月 20日 审订：周蓉蓉 审订日期： 2010年 4月 28日