大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)——緒論.ppt

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),緒 論,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 規(guī) 范 與 要 求,一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的意義與任務(wù) 在理工科院校，物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)獨(dú)立開(kāi)設(shè)的課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后首先接受動(dòng)手能力系統(tǒng)訓(xùn)練的實(shí)踐課程，是各專(zhuān)業(yè)后繼實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)之一。通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，可使學(xué)生學(xué)到很多在實(shí)際工作非常有用的知識(shí)和技能，同時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)還有益于培養(yǎng)科學(xué)的工作態(tài)度，在實(shí)驗(yàn)中逐步養(yǎng)成勤于思考、善于觀察、認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的良好習(xí)慣和工作作風(fēng)。概括起來(lái)，它的主要任務(wù)有以下三個(gè)方面。 （1）通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、分析和對(duì)物理量的測(cè)量與處理，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)，加深對(duì)物理基本概念、基本規(guī)律的理解。學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法及其物理思想，有助于思維與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。 （2）使學(xué)生獲得必要的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和操作技能，培養(yǎng)學(xué)生初步具有正確使用儀器進(jìn)行測(cè)量、記錄和處理數(shù)據(jù)、正確繪制實(shí)驗(yàn)圖表、完整表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其產(chǎn)生誤差原因以及撰寫(xiě)合格實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面的能力。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生具備運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行綜合分析和設(shè)計(jì)創(chuàng)新的能力。 （3）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格、細(xì)致、實(shí)事求是、刻苦鉆研、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，以及愛(ài)護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)的良好品質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生善于動(dòng)腦、樂(lè)于動(dòng)手、講究科學(xué)方法、遵守操作規(guī)程、注意安全等良好習(xí)慣。,二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的要求 實(shí)驗(yàn)與理論課不同，它的特點(diǎn)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己動(dòng)手，獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。通常，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)都要經(jīng)歷3個(gè)階段。 1、課前預(yù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)前必須認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義，做好必要的預(yù)習(xí)，才能按質(zhì)、按量、按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，預(yù)習(xí)也是培養(yǎng)閱讀能力的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。閱讀時(shí)要以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹行?，搞清楚?shí)驗(yàn)原理、操作要點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理及其分析方法等；要反復(fù)思考實(shí)驗(yàn)原理、儀器裝置及操作、數(shù)據(jù)處理等方面如何達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。預(yù)習(xí)時(shí)要精心構(gòu)思，并回答實(shí)驗(yàn)講義后的全部“預(yù)習(xí)思考題”。,二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的要求 2、進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室首先根據(jù)教材或儀器說(shuō)明書(shū)熟悉儀器，特別注意儀器使用的注意事項(xiàng)，在實(shí)驗(yàn)操作前要認(rèn)真聽(tīng)老師的講解，在老師的指導(dǎo)下了解儀器的使用方法。對(duì)于連線較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)先連線，經(jīng)老師檢查確認(rèn)無(wú)誤后方可接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)合理操作、集中精力、仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及時(shí)細(xì)心記錄下來(lái)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要記錄在實(shí)驗(yàn)講義后的“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄”中，所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均要以表格方式記錄。實(shí)驗(yàn)做完后，實(shí)驗(yàn)記錄經(jīng)老師檢查合格簽字，同時(shí)要在實(shí)驗(yàn)記錄本每小組（指甲組或乙組）選派一個(gè)人代表本組簽名并將實(shí)驗(yàn)儀器整理好后方可離開(kāi)，并由部分同學(xué)打掃實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生。要按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)，不能拖堂，實(shí)在做不完者以后再補(bǔ)。,二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的要求 3、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這是完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目的最后程序，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面總結(jié)分析的一個(gè)過(guò)程，必須予以充分重視。撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求如下： （1）封面上每項(xiàng)內(nèi)容都必須填寫(xiě)，特別是班級(jí)學(xué)號(hào)一定要寫(xiě)清楚，指導(dǎo)教師的名字在實(shí)驗(yàn)室的前后黑板上都有，做實(shí)驗(yàn)時(shí)務(wù)必記下，實(shí)驗(yàn)日期就寫(xiě)做實(shí)驗(yàn)的日期 （2）實(shí)驗(yàn)儀器：要求列出實(shí)驗(yàn)中實(shí)際使用的儀器的名稱(chēng)、規(guī)格、型號(hào)、編號(hào)和數(shù)量。 （3）實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)實(shí)際操作過(guò)程寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和安全注意事項(xiàng)。 （4）數(shù)據(jù)處理：按照實(shí)驗(yàn)要求計(jì)算有關(guān)物理量，計(jì)算時(shí)先將文字公式化簡(jiǎn)，再代入數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算。按照規(guī)范形式寫(xiě)出完整的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。誤差計(jì)算要預(yù)先寫(xiě)出誤差公式。需要畫(huà)圖時(shí)必須畫(huà)在坐標(biāo)紙上。 （5）思考題：完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師規(guī)定的思考題，必要時(shí)還需寫(xiě)出對(duì)該實(shí)驗(yàn)的體會(huì)和建議。,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 講義及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)1 磁場(chǎng)的測(cè)量與描繪 班級(jí)學(xué)號(hào)_ 學(xué)生姓名_ 指導(dǎo)老師_ 實(shí)驗(yàn)日期_ 中原工學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心,三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課安排 1、中原工學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（上）和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（下）兩門(mén)課程，各1.5學(xué)分、25學(xué)時(shí)，是必修課，其中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（上）包括1次緒論課和7次實(shí)驗(yàn)，其中1次為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為4課時(shí)），緒論課整個(gè)教學(xué)班統(tǒng)一上，主要講述大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)規(guī)范、誤差理論、數(shù)據(jù)處理方法，重點(diǎn)講實(shí)驗(yàn)課安排。 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（下）沒(méi)有緒論課，上課時(shí)直接到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)安排登錄物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站或電子郵箱查詢(xún)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（下）包括8次實(shí)驗(yàn)，其中2次為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為4課時(shí)）。 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分為上下兩門(mén)課，每門(mén)課一旦重修，則需要跟下一屆學(xué)生將所有實(shí)驗(yàn)重做一遍并合格方能通過(guò)。,三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課安排 2、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分組表和進(jìn)度表中的學(xué)號(hào)為成績(jī)單中的序號(hào)（含留級(jí)同學(xué)），兩學(xué)期相同，請(qǐng)務(wù)必記住，若某個(gè)同學(xué)在分組表中沒(méi)有，可自行選擇本班所分組中任一組的甲組或乙組，一經(jīng)選擇，兩學(xué)期不變。 3、交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式、時(shí)間和地點(diǎn)。每次上實(shí)驗(yàn)課時(shí)以組為單位（含甲乙組）到上次做實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每組推選一位組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)收發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要整本交，不許撕開(kāi)，其它時(shí)間交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)若實(shí)驗(yàn)室不開(kāi)門(mén)，可將實(shí)驗(yàn)報(bào)告交到物理系辦公室（2345房間或2338房間）。交實(shí)驗(yàn)報(bào)告要以組為單位統(tǒng)一交，不允許個(gè)別交。一般實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師當(dāng)堂即可批改完畢，請(qǐng)組長(zhǎng)在下課前將實(shí)驗(yàn)報(bào)告取回發(fā)給大家。 4、若實(shí)驗(yàn)課排在第5大節(jié)，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)間：下午5：458：00。,三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課安排 5、節(jié)假日（如清明節(jié)、五一節(jié)、端午節(jié)、中秋節(jié)、國(guó)慶節(jié)、元旦）及運(yùn)動(dòng)會(huì)沖掉的實(shí)驗(yàn)課不再補(bǔ)做，但設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不受節(jié)假日影響，必須要做。 6、各種實(shí)驗(yàn)資料如每學(xué)期大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分組與進(jìn)度表等可從物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站下載，網(wǎng)址為： ，或從物理實(shí)驗(yàn)中心電子郵箱下載，郵箱為：，密碼：wlsyzx。 7、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不到萬(wàn)不得已不要缺課，實(shí)在不能上課時(shí)，請(qǐng)盡快與所缺實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的指導(dǎo)老師聯(lián)系，約定補(bǔ)做該實(shí)驗(yàn)。,三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課安排 8、實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分布,三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課安排 8、實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分布,三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課安排 8、實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分布 其中實(shí)驗(yàn)編號(hào)為18、912的為兩學(xué)期同時(shí)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)，每學(xué)期每位同學(xué)做其中一半（實(shí)驗(yàn)編號(hào)為偶數(shù)或奇數(shù)），設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的做法是：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（上）一個(gè)：物理電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)14），大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（下）兩個(gè)：組裝顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡（實(shí)驗(yàn)13）和光敏傳感器光電特性的研究（實(shí)驗(yàn)15）,四、關(guān)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 1、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)度表中沒(méi)有編排，其做實(shí)驗(yàn)時(shí)間采用預(yù)約制。預(yù)約該實(shí)驗(yàn)要求以班為單位、提前一周左右到實(shí)驗(yàn)室，預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)要在預(yù)約記錄本上填寫(xiě)班級(jí)、做實(shí)驗(yàn)時(shí)間以及班長(zhǎng)或?qū)W習(xí)委員的聯(lián)系方式，同時(shí)了解該實(shí)驗(yàn)的要求、實(shí)驗(yàn)室所提供儀器的種類(lèi)、數(shù)量及功能。預(yù)約實(shí)驗(yàn)要求一個(gè)班的所有同學(xué)都必須去，不能由別人代表，更不能一個(gè)班派一個(gè)代表去。 2、預(yù)約實(shí)驗(yàn)后按實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)驗(yàn)室所提供儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并回答“預(yù)習(xí)思考題”，然后按照預(yù)約時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，以后的要求與其他實(shí)驗(yàn)相同。 本學(xué)期設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：丁星星，聯(lián)系方式五、成績(jī)考核 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（上）共計(jì)8次課，包括1次緒論課和7次實(shí)驗(yàn)課，7次實(shí)驗(yàn)課其中1次為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)包括兩個(gè)成績(jī)，即預(yù)習(xí)和課堂操作成績(jī)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，均按百分制打分，然后取平均作為該次實(shí)驗(yàn)成績(jī)，緒論課課后作業(yè)要求做在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)上，也按百分制打分，等同1次實(shí)驗(yàn)成績(jī)，這樣，整個(gè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（上）包括8個(gè)成績(jī)，期末成績(jī)總評(píng)的方法是：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的30，其他7個(gè)成績(jī)?nèi)∑骄伎偝煽?jī)的70。 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（下）包括8個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)，其中2個(gè)是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)，占總成績(jī)的40，其它6個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)?nèi)∑骄伎偝煽?jī)的60。,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 誤差與數(shù)據(jù)處理,一、測(cè)量與誤差,1、測(cè)量：將待測(cè)物理量與規(guī)定作為標(biāo)準(zhǔn)單位的同類(lèi)物理量通過(guò)一定的方法進(jìn)行比較，比較所得的倍數(shù)即為待測(cè)物理量的測(cè)量值。分類(lèi)：直接測(cè)量、間接測(cè)量。例： （長(zhǎng)方體的密度），m、a、b、c為直接測(cè)量， 為間接測(cè)量。 2、誤差：測(cè)量值與真值之間的差值，真值即物理量所具有的客觀真實(shí)值。,3、分類(lèi)： （1）系統(tǒng)誤差：在同一實(shí)驗(yàn)條件（實(shí)驗(yàn)方法、儀器、環(huán)境和實(shí)驗(yàn)人員都不變），多次測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變，或者按一定的規(guī)律變化，這種誤差叫系統(tǒng)誤差。包括：儀器誤差、方法誤差、個(gè)人誤差、環(huán)境誤差。 （2）偶然誤差：在同一條件下，對(duì)某一量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，即使排除了產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因，仍然會(huì)出現(xiàn)絕對(duì)值和符號(hào)都以不可預(yù)測(cè)的方式變化的誤差。 （3）過(guò)失誤差：實(shí)驗(yàn)人員人為過(guò)失造成的、完全可以避免的誤差。,二、測(cè)量誤差的估算（對(duì)偶然誤差）,1、單次測(cè)量結(jié)果絕對(duì)誤差的估算：可根據(jù)儀器或說(shuō)明書(shū)上注明的儀器誤差（ ）作為單次測(cè)量的絕對(duì)誤差，沒(méi)有注明的按儀器最小刻度值的一半計(jì)算。如：游標(biāo)卡尺 =0.01mm 2、多次測(cè)量結(jié)果絕對(duì)誤差的估算： （1）測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值：對(duì)某物理量進(jìn)行K次測(cè)量,3、間接測(cè)量誤差的計(jì)算,若 是加減法時(shí)用（1）式，若是乘除法時(shí)用（2）式。,三、有效數(shù)字,1、有效數(shù)字：可靠數(shù)字與可疑數(shù)字統(tǒng)稱(chēng)為有效數(shù)字。有效數(shù)字位數(shù)：從數(shù)據(jù)最左邊非零數(shù)字算起直到最右邊一位，最右邊一位為可疑數(shù)字。,2、有效數(shù)字的取舍方法： 4舍6入5湊偶,只取一位，只進(jìn)不舍，取到第一位有效數(shù)字，要取舍的那一位是19均進(jìn)位，是0則舍去，而且只看要取舍那一位，以后的數(shù)字均不考慮，如：,（1）,（2）相對(duì)誤差的取舍方法： 4舍6入5湊偶，1%取兩位， 1%取一位， 如：1.65%=1.6%，0.65%=0.6%,3、結(jié)果表示方法： 測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)由誤差決定，測(cè)量結(jié)果的末位與誤差的位置相對(duì)應(yīng)。,例如：,例題：實(shí)驗(yàn)講義P7例2(自看）,四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)