大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅲv2012

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱英文名稱: Experiment of College Physics課程編碼：F0128010學(xué)時(shí)：實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)27學(xué)時(shí)。學(xué)分：1.5是否獨(dú)立設(shè)課：獨(dú)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(jī)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(shí)間：2012年3月一、本實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)、特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀 物理學(xué)從本質(zhì)上說是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)。物理學(xué)的理論是通過觀察、實(shí)驗(yàn)、抽象、假說并通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)而建立起來的。物理實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)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(jìn)入大學(xué)后，物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生最早接觸實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的幾門實(shí)驗(yàn)課之一，屬于專業(yè)基礎(chǔ)課的范疇。物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法和基本技能，對(duì)他們今后學(xué)習(xí)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)?zāi)酥寥蘸蠊ぷ髦袝?huì)產(chǎn)生重要的影響，其重要性不言而喻。 二、本實(shí)驗(yàn)課程的目的、任務(wù)和主要內(nèi)容1、接受基本實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?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(cè)量原理和常用的測(cè)量方法，能合理選擇儀器和正確使用實(shí)驗(yàn)儀器；3、能正確熟練運(yùn)用有效數(shù)字、誤差分析和基本的數(shù)據(jù)處理方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和判斷，寫出符合要求的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；4、能夠理論聯(lián)系實(shí)際，正確地應(yīng)用理

3、論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，提高觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析問題能力，加深對(duì)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(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，初步具有獨(dú)立研究工作的能力。三、教學(xué)方法和手段每個(gè)實(shí)驗(yàn)都由課前預(yù)習(xí)、課堂實(shí)驗(yàn)和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)環(huán)節(jié)組成，各個(gè)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(shí)間內(nèi)高質(zhì)量地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)和培養(yǎng)獨(dú)立工作能力，要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，通過仔細(xì)閱讀教材，做到：明確本次實(shí)驗(yàn)的目的，搞清楚實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理和方法；明確實(shí)驗(yàn)的步驟和注意事項(xiàng)。對(duì)于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生先在計(jì)算機(jī)上做仿真實(shí)驗(yàn)。2、課堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，首先由教師講解實(shí)驗(yàn)原理；在教師指導(dǎo)下，進(jìn)一步理解儀器的調(diào)節(jié)及使用方法，明確實(shí)驗(yàn)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(rèn)可后開始實(shí)驗(yàn)；及時(shí)、準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師審核確認(rèn)，如不合要求，必須重做；如兩人合作實(shí)驗(yàn)要相互協(xié)作，不許一人包辦代替； 實(shí)驗(yàn)做好后，必須將儀器整理好，以養(yǎng)成良好的習(xí)慣。3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的全面總結(jié)，報(bào)告要求寫得簡(jiǎn)明扼要，文字通順，字體端正，圖表規(guī)范，要求獨(dú)立完成，不許抄襲。四、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：考查成績(jī)?cè)u(píng)定：根據(jù)完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作情況和期末考核綜合評(píng)定。5、 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)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(cè)量3基礎(chǔ)性必修3用落球法測(cè)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(cè)電阻3基礎(chǔ)性必修6薄透鏡焦距的測(cè)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排緒論（誤差理論）（3學(xué)時(shí)） 1、內(nèi)容及要求了解基本誤差理論。學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范。掌握不確定度概念及計(jì)算方法。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。實(shí)驗(yàn)一 基本力學(xué)量的測(cè)量 （基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳莆沼螛?biāo)卡尺，螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)原理。掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)的正確操作及數(shù)據(jù)的正確讀取方法。熟練掌握直接測(cè)量量及間接測(cè)量量的誤差估算和有效數(shù)字的基本運(yùn)算法則。掌握正確使用物理天平稱衡物體的質(zhì)量。學(xué)會(huì)用流體靜力稱衡法測(cè)量固體和液體密度。學(xué)會(huì)處理數(shù)據(jù)和

6、表達(dá)測(cè)量結(jié)果的方法。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用游標(biāo)卡尺測(cè)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(duì)誤差表示測(cè)量結(jié)果； 用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑，重復(fù)測(cè)量5次, 正確寫出測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字，計(jì)算小球直徑與體積的算術(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)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(cè)液體中的質(zhì)量。記錄水溫，查出水的密度；計(jì)算銅塊和液體的密度，并計(jì)算相對(duì)誤差。3、主要儀器設(shè)備游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微計(jì)，物理天平（含砝碼），燒杯，溫度計(jì)，待測(cè)的銅塊和液體，長(zhǎng)度待測(cè)物體（空心圓柱體），小球。 實(shí)驗(yàn)二 用落球法測(cè)量液體的粘滯系數(shù) （基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笥^

7、察液體的內(nèi)摩擦，學(xué)習(xí)用落球法測(cè)液體粘度的原理和方法。熟練掌握測(cè)量結(jié)果的正確表示方法。熟練掌握螺旋測(cè)微計(jì)的使用。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用卷尺測(cè)量小鋼球在液體中勻速下落某一高度的間距，共測(cè)量3次。用游標(biāo)卡尺測(cè)量量筒的直徑，共測(cè)量3次。用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鋼球的直徑，每個(gè)小球測(cè)量6次，共測(cè)量5個(gè)小球。用停表測(cè)量每個(gè)小球經(jīng)過所定高度的時(shí)間。根據(jù)實(shí)驗(yàn)公式求出液體的粘滯系數(shù)及相對(duì)誤差。3、主要儀器設(shè)備玻璃量筒（含待測(cè)液體），停表，螺旋測(cè)微計(jì)，游標(biāo)卡尺，鋼卷尺，溫度計(jì)，小鋼球，鑷子。 實(shí)驗(yàn)三 線性與非線性電阻伏安特性的研究 （基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)） 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵鬁y(cè)繪電阻和二極管的伏安特性曲線，學(xué)會(huì)用圖像法表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

8、了解二極管的單向?qū)щ娞匦?。學(xué)會(huì)分析伏安法測(cè)量的系統(tǒng)誤差。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)繪線性電阻的伏安特性曲線。測(cè)繪晶體二極管的正向伏安特性曲線。測(cè)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(shí)驗(yàn)四 電橋法測(cè)電阻（基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罄斫獠⒄莆諉伪垭姌驕y(cè)電阻的原理和方法。學(xué)會(huì)用交換法(互易法)減小和修正測(cè)量誤差。學(xué)會(huì)用箱式惠斯登電橋測(cè)量中值電阻。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用萬用表粗測(cè)待測(cè)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(cè)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(cè)量

9、中值電阻。3、主要儀器設(shè)備直流穩(wěn)壓電源，檢流計(jì)，待測(cè)電阻，電阻箱，萬用表，箱式惠斯登電橋，開關(guān)，導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)五 薄透鏡焦距的測(cè)量（基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳莆諟y(cè)量薄透鏡焦距的幾種實(shí)驗(yàn)方法。學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單光路的“等高共軸”調(diào)節(jié)。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)節(jié)光具座上各光學(xué)元件等高共軸。用自準(zhǔn)法測(cè)凸透鏡的焦距。用共軛法測(cè)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(shí)驗(yàn)六 光的干涉牛頓環(huán)（ 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)?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(cè)量平凸透鏡的曲率半徑。2、實(shí)驗(yàn)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(cè)牛頓環(huán)暗條紋直徑并代入平凸透鏡曲率半徑的計(jì)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(shí)驗(yàn)七 物理仿真實(shí)驗(yàn) （基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笫煜し抡孳浖幕静僮?。了解物理仿真的意義。2、實(shí)驗(yàn)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(shí)際操作部分實(shí)驗(yàn)。3、主要儀器設(shè)備大學(xué)物理仿真