大學(xué)物理實驗Ⅲv2012

1、大學(xué)物理實驗教學(xué)大綱英文名稱: Experiment of College Physics課程編碼：F0128010學(xué)時：實驗總學(xué)時27學(xué)時。學(xué)分：1.5是否獨立設(shè)課：獨立設(shè)課先修課程：與大學(xué)物理同步開設(shè)適用專業(yè)：生物工程、食品科學(xué)與工程、制藥工程、食品質(zhì)量與安全、應(yīng)用化學(xué)、 環(huán)境科學(xué)、化學(xué)工程與工藝、無機非金屬材料工程。開課單位：數(shù)學(xué)與物理系撰寫人：劉曉偉審核人：高光明修訂時間：2012年3月一、本實驗課程的性質(zhì)、特點和發(fā)展現(xiàn)狀 物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實驗科學(xué)，實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)。物理學(xué)的理論是通過觀察、實驗、抽象、假說并通過實驗檢驗而建立起來的。物理實驗方法、實驗儀器被廣泛應(yīng)用于幾乎所有的

2、科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和生產(chǎn)部門。進入大學(xué)后，物理實驗是學(xué)生最早接觸實驗技能培養(yǎng)的幾門實驗課之一，屬于專業(yè)基礎(chǔ)課的范疇。物理實驗的基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能，對他們今后學(xué)習(xí)專業(yè)課實驗?zāi)酥寥蘸蠊ぷ髦袝a(chǎn)生重要的影響，其重要性不言而喻。 二、本實驗課程的目的、任務(wù)和主要內(nèi)容1、接受基本實驗理論和實驗操作技能的訓(xùn)練，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，具有刻苦鉆研、勇于探索和創(chuàng)新開拓精神；2、掌握基本物理量的測量原理和常用的測量方法，能合理選擇儀器和正確使用實驗儀器；3、能正確熟練運用有效數(shù)字、誤差分析和基本的數(shù)據(jù)處理方法，對實驗結(jié)果進行分析和判斷，寫出符合要求的實驗報告；4、能夠理論聯(lián)系實際，正確地應(yīng)用理

3、論知識指導(dǎo)實驗，提高觀察實驗現(xiàn)象和分析問題能力，加深對物理概念、物理規(guī)律及理論的理解和應(yīng)用，提高綜合和設(shè)計實驗的能力，初步具有獨立研究工作的能力。三、教學(xué)方法和手段每個實驗都由課前預(yù)習(xí)、課堂實驗和撰寫實驗報告三個環(huán)節(jié)組成，各個環(huán)節(jié)的要求如下。1、課前預(yù)習(xí)為了能在規(guī)定的時間內(nèi)高質(zhì)量地完成實驗任務(wù)和培養(yǎng)獨立工作能力，要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，通過仔細閱讀教材，做到：明確本次實驗的目的，搞清楚實驗所依據(jù)的原理和方法；明確實驗的步驟和注意事項。對于復(fù)雜的實驗，要求學(xué)生先在計算機上做仿真實驗。2、課堂實驗進入實驗室后，首先由教師講解實驗原理；在教師指導(dǎo)下，進一步理解儀器的調(diào)節(jié)及使用方法，明確實驗的具體步驟；

4、將儀器安裝調(diào)整好, 或?qū)㈦娐愤B接好，經(jīng)教師檢查認可后開始實驗；及時、準確記錄實驗數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師審核確認，如不合要求，必須重做；如兩人合作實驗要相互協(xié)作，不許一人包辦代替； 實驗做好后，必須將儀器整理好，以養(yǎng)成良好的習(xí)慣。3、實驗報告實驗報告是實驗的全面總結(jié)，報告要求寫得簡明扼要，文字通順，字體端正，圖表規(guī)范，要求獨立完成，不許抄襲。四、考核方式與成績評定考核方式：考查成績評定：根據(jù)完成的實驗報告、實驗操作情況和期末考核綜合評定。5、 實驗學(xué)時分配序號實驗項目名稱學(xué)時實驗類型備注1誤差理論3基礎(chǔ)性必修2基本力學(xué)量的測量3基礎(chǔ)性必修3用落球法測液體的粘滯系數(shù)3基礎(chǔ)性必修4線性與非線性電阻

5、伏安特性的研究3基礎(chǔ)性必修5電橋法測電阻3基礎(chǔ)性必修6薄透鏡焦距的測量3基礎(chǔ)性必修7光的干涉牛頓環(huán)3基礎(chǔ)性必修8物理仿真3基礎(chǔ)性必修9考核3六、實驗內(nèi)容安排緒論（誤差理論）（3學(xué)時） 1、內(nèi)容及要求了解基本誤差理論。學(xué)習(xí)實驗操作規(guī)范。掌握不確定度概念及計算方法。掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法。實驗一 基本力學(xué)量的測量 （基礎(chǔ)性實驗3學(xué)時）1、 實驗?zāi)康暮鸵笳莆沼螛丝ǔ?，螺旋測微計的讀數(shù)原理。掌握游標卡尺、螺旋測微計的正確操作及數(shù)據(jù)的正確讀取方法。熟練掌握直接測量量及間接測量量的誤差估算和有效數(shù)字的基本運算法則。掌握正確使用物理天平稱衡物體的質(zhì)量。學(xué)會用流體靜力稱衡法測量固體和液體密度。學(xué)會處理數(shù)據(jù)和

6、表達測量結(jié)果的方法。2、實驗內(nèi)容用游標卡尺測量空心圓柱體的高度、深度、內(nèi)徑和外徑，重復(fù)4次，用算術(shù)平均值與平均絕對誤差表示測量結(jié)果； 用螺旋測微器測量小球的直徑，重復(fù)測量5次, 正確寫出測量結(jié)果的有效數(shù)字，計算小球直徑與體積的算術(shù)平均值及標準誤差。用物理天平稱出銅塊在空氣中的質(zhì)量（復(fù)稱法），懸浮在水中的質(zhì)量以及懸浮在待測液體中的質(zhì)量。記錄水溫，查出水的密度；計算銅塊和液體的密度，并計算相對誤差。3、主要儀器設(shè)備游標卡尺，螺旋測微計，物理天平（含砝碼），燒杯，溫度計，待測的銅塊和液體，長度待測物體（空心圓柱體），小球。 實驗二 用落球法測量液體的粘滯系數(shù) （基礎(chǔ)性實驗3學(xué)時）1、實驗?zāi)康暮鸵笥^

7、察液體的內(nèi)摩擦，學(xué)習(xí)用落球法測液體粘度的原理和方法。熟練掌握測量結(jié)果的正確表示方法。熟練掌握螺旋測微計的使用。2、實驗內(nèi)容用卷尺測量小鋼球在液體中勻速下落某一高度的間距，共測量3次。用游標卡尺測量量筒的直徑，共測量3次。用螺旋測微計測量鋼球的直徑，每個小球測量6次，共測量5個小球。用停表測量每個小球經(jīng)過所定高度的時間。根據(jù)實驗公式求出液體的粘滯系數(shù)及相對誤差。3、主要儀器設(shè)備玻璃量筒（含待測液體），停表，螺旋測微計，游標卡尺，鋼卷尺，溫度計，小鋼球，鑷子。 實驗三 線性與非線性電阻伏安特性的研究 （基礎(chǔ)性實驗3學(xué)時） 1、實驗?zāi)康暮鸵鬁y繪電阻和二極管的伏安特性曲線，學(xué)會用圖像法表示實驗結(jié)果。

8、了解二極管的單向?qū)щ娞匦?。學(xué)會分析伏安法測量的系統(tǒng)誤差。2、實驗內(nèi)容測繪線性電阻的伏安特性曲線。測繪晶體二極管的正向伏安特性曲線。測繪晶體二極管的反向伏安特性曲線。3、主要儀器設(shè)備毫安表，微安表，伏特表，滑線變阻器，直流穩(wěn)壓電源，導(dǎo)線，開關(guān)，線性電阻，晶體二極管。實驗四 電橋法測電阻（基礎(chǔ)性實驗3學(xué)時）1、實驗?zāi)康暮鸵罄斫獠⒄莆諉伪垭姌驕y電阻的原理和方法。學(xué)會用交換法(互易法)減小和修正測量誤差。學(xué)會用箱式惠斯登電橋測量中值電阻。2、實驗內(nèi)容用萬用表粗測待測電阻的阻值，以便選定比率臂，估算R0的值。自搭單臂電橋，選用不同的比率臂測量同一電阻的阻值。用交換法研究電橋的誤差。用箱式惠斯登電橋測量

9、中值電阻。3、主要儀器設(shè)備直流穩(wěn)壓電源，檢流計，待測電阻，電阻箱，萬用表，箱式惠斯登電橋，開關(guān)，導(dǎo)線。實驗五 薄透鏡焦距的測量（基礎(chǔ)性實驗3學(xué)時）1、實驗?zāi)康暮鸵笳莆諟y量薄透鏡焦距的幾種實驗方法。學(xué)習(xí)簡單光路的“等高共軸”調(diào)節(jié)。2、實驗內(nèi)容調(diào)節(jié)光具座上各光學(xué)元件等高共軸。用自準法測凸透鏡的焦距。用共軛法測凸透鏡的焦距。3、主要儀器設(shè)備光具座，光源，凸透鏡，物屏，像屏，平面鏡。實驗六 光的干涉牛頓環(huán)（ 基礎(chǔ)性實驗3學(xué)時）1、實驗?zāi)康暮鸵笥^察等厚干涉現(xiàn)象牛頓環(huán)。掌握讀數(shù)顯微鏡的使用方法。利用干涉法測量平凸透鏡的曲率半徑。2、實驗內(nèi)容調(diào)整讀數(shù)顯微鏡的位置，使目鏡中的視野均勻、明亮。調(diào)讀數(shù)顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰、無視差；調(diào)物鏡直至觀察到清晰的牛頓環(huán)。測牛頓環(huán)暗條紋直徑并代入平凸透鏡曲率半徑的計算公式求出平凸透鏡的曲率半徑。3、主要儀器設(shè)備讀數(shù)顯微鏡，鈉光燈，牛頓環(huán)裝置。實驗七 物理仿真實驗 （基礎(chǔ)性實驗3學(xué)時）1、實驗?zāi)康暮鸵笫煜し抡孳浖幕静僮?。了解物理仿真的意義。2、實驗內(nèi)容掌握登錄仿真軟件服務(wù)器的環(huán)境設(shè)置。了解仿真軟件的基本操作。實際操作部分實驗。3、主要儀器設(shè)備大學(xué)物理仿真