綜合專題實(shí)驗(yàn)與

綜合專題實(shí)驗(yàn)與第1頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日本次課內(nèi)容本學(xué)期的教學(xué)安排綜合專題實(shí)驗(yàn)及小論文設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一般程序本學(xué)期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目簡(jiǎn)介本學(xué)期實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核上學(xué)期實(shí)驗(yàn)存在的問題第2頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日一、本學(xué)期教學(xué)安排(1)上課內(nèi)容（本學(xué)期計(jì)劃學(xué)時(shí)28學(xué)時(shí).）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)講課4學(xué)時(shí)。

專題實(shí)驗(yàn)1個(gè)系列（3個(gè)實(shí)驗(yàn)）,分3次完成，每次4學(xué)時(shí)，共12學(xué)時(shí)。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1個(gè)，分3次完成，共12學(xué)時(shí)。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)間表(表格中數(shù)字為周次,共分3段)345789101112131415第五周實(shí)驗(yàn)：28，29，30日照常進(jìn)行（10月1～9日休息）10月1日的實(shí)驗(yàn)－－10月10日進(jìn)行10月2日的實(shí)驗(yàn)－－10月11日進(jìn)行最后一輪：周五不開第3頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日（3）上課時(shí)間安排：周一到周五

下午2：10～5：30周三晚上不開晚上6：30～9：50(4)9月6開始中午12：00點(diǎn)網(wǎng)上選課。各實(shí)驗(yàn)要求見講義中的“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”。學(xué)生個(gè)人原因錯(cuò)選、漏選，速與實(shí)驗(yàn)室聯(lián)系。購(gòu)買報(bào)告紙時(shí)間（第一次集體購(gòu)買在第二周周二一天）平時(shí)實(shí)驗(yàn)選課問題咨詢：每周周三：下午2:00~5:007308張麗梅老師強(qiáng)調(diào)：不要隨意退！最后一輪：周五不開！第4頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日

什么是綜合專題實(shí)驗(yàn)由幾個(gè)內(nèi)容相關(guān)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)組合而成的系列實(shí)驗(yàn)——同一個(gè)物理量用不同的方法研究：如光源光譜；——同一個(gè)物理現(xiàn)象的各種表現(xiàn)：如波的衍射；——較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)分多次進(jìn)行：如超聲波原理及應(yīng)用；光纖專題；——用同一個(gè)儀器研究不同的物理現(xiàn)象：如邁克耳孫干涉儀系列實(shí)驗(yàn)等等……

二、綜合專題實(shí)驗(yàn)第5頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日為什么要進(jìn)行綜合專題實(shí)驗(yàn)

——綜合實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練：在一個(gè)專題中使用多種儀器，運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)方法；

——對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納、綜合、分析能力的訓(xùn)練

——多角度、全方位、深入地對(duì)物理本質(zhì)進(jìn)行探討

第6頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日綜合性專題實(shí)驗(yàn)超聲電子波動(dòng)光譜原子核光電子基礎(chǔ)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)綜合能力磁共振激光光纖1.棱鏡的色散；2.用光柵衍射法測(cè)定光源光譜；3.小型棱鏡攝譜儀測(cè)氫原子光譜；4.光柵光譜儀。1.超聲波的產(chǎn)生與傳播；2.固體彈性常數(shù)的測(cè)量；3.超聲波探測(cè)與成像基本原理。1.用密立根油滴儀測(cè)量電子電量；2.光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)測(cè)定；3.金屬逸出功的測(cè)定；4.電子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及電子比荷的測(cè)定。

第7頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日本學(xué)期開設(shè)的綜合專題實(shí)驗(yàn)題目超聲波原理及其應(yīng)用專題：

1）超聲波的產(chǎn)生與傳播2）固體彈性的測(cè)量3）超聲波探測(cè)與成像基本原理

電子特性專題：

1）金屬電子逸出功的測(cè)定2）用密立根油滴儀測(cè)量電子電量3）電子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及電子比荷的測(cè)定

衍射專題1)透射光柵衍射2)光波的單縫及圓孔夫瑯禾費(fèi)衍射3)微波布拉格衍射第8頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日光源光譜專題1）棱鏡光譜與光柵光譜

2）小型棱鏡攝譜儀測(cè)氫原子光譜

3）光柵光譜儀測(cè)光譜

邁克爾孫干涉儀專題1）測(cè)量鈉光的雙線波長(zhǎng)差

2）白光干涉現(xiàn)象測(cè)量平板玻璃的折射率

3）法布里-珀羅干涉儀測(cè)鈉雙線波長(zhǎng)差

光纖技術(shù)專題1）光源與光纖特性

2）光信號(hào)傳輸

3）光纖傳感器

第9頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日三個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)預(yù)習(xí)，上課時(shí)到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)安排做實(shí)驗(yàn)的順序。第一次課帶本專題三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告，全部交給老師檢查。每次實(shí)驗(yàn)完成后數(shù)據(jù)交教師簽字。最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后，次周內(nèi)交三個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及小論文（結(jié)合專題撰寫科技論文，而不是對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的簡(jiǎn)單復(fù)述。論文不少于1500字）。交報(bào)告二周后到任課教師處取反饋報(bào)告。專題實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般要求第10頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日找共性、找差異、找聯(lián)系怎樣綜合？小論文：題目背景理論實(shí)驗(yàn)方法總結(jié)現(xiàn)象和結(jié)果擴(kuò)展：方法、應(yīng)用領(lǐng)域、內(nèi)容不足與建議（關(guān)于內(nèi)容、方法方面）科技小論文的形式和內(nèi)容是開放性的，學(xué)生可以從各自不同的角度來綜合表述實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和結(jié)果，并展開討論。第11頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日小論文格式示例（標(biāo)題）×××××專業(yè)姓名學(xué)號(hào)（論文）摘要：關(guān)鍵詞：（正文）背景（正文）論述（正文）結(jié)論（撰寫時(shí)間）參考文獻(xiàn)第12頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日1.光的衍射發(fā)展史；2.用金屬逸出功測(cè)量?jī)x做設(shè)計(jì)性擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)；3.光纖通訊技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)；4.光波衍射與變換光學(xué)概論；5.密立根油滴實(shí)驗(yàn)過程的探討；6.棱鏡折射與光柵衍射的區(qū)別與聯(lián)系；………………..小論文第13頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求和實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并基本完成全過程的實(shí)驗(yàn)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括

1.建立物理模型（多種）;2.物理模型比較（選擇一種或幾種）;3.確定實(shí)驗(yàn)方法（由相應(yīng)模型確定）;4.選擇儀器設(shè)備（根據(jù)設(shè)計(jì)要求）;5.選擇最佳參數(shù)（包括實(shí)驗(yàn)測(cè)量條件）;6.制定實(shí)驗(yàn)步驟（包括實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)）。三、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)第14頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日三種類型——測(cè)量型實(shí)驗(yàn)：對(duì)某一物理量（如電容、折射率、靜態(tài)磁特性的測(cè)量等）進(jìn)行測(cè)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求；

——研究型實(shí)驗(yàn)：用實(shí)驗(yàn)確定兩物理量或多物理量之間的關(guān)系（電源特性研究），并對(duì)其物理原理、外界條件的影響或應(yīng)用價(jià)值等進(jìn)行研究；

——制作型實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)并組裝裝置，如萬用表、全息光柵等。第15頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一般要求第一次為準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，要求先有方案和參考資料列表。課內(nèi)了解所需實(shí)驗(yàn)儀器性能和操作方法，進(jìn)行試做，研究設(shè)計(jì)方案的可行性。第二次帶修改過的“可行的設(shè)計(jì)方案”，粗做實(shí)驗(yàn)。第三次精做實(shí)驗(yàn)，并完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，下課時(shí)當(dāng)堂交正式實(shí)驗(yàn)報(bào)告（報(bào)告內(nèi)應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)總結(jié)或體會(huì)以及建議等）。第16頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的一般程序建立物理模型確定實(shí)驗(yàn)方法選擇實(shí)驗(yàn)儀器選擇實(shí)驗(yàn)參數(shù)實(shí)驗(yàn)操作處理數(shù)據(jù)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告制定實(shí)驗(yàn)步驟第17頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日1.建立物理模型

根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的物理性質(zhì)，研究與實(shí)驗(yàn)對(duì)象相關(guān)的物理過程原理及過程中各物理量之間的關(guān)系、推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式。例：測(cè)量重力加速度g。

什么物理現(xiàn)象或物理過程與g有關(guān)？自由落體運(yùn)動(dòng)/物體在斜面上的滑動(dòng)/拋體運(yùn)動(dòng)/單擺/……第18頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日過程中的物理量有什么關(guān)系以“自由落體”為例第19頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日2.物理模型比較與選擇測(cè)量量值估計(jì)：當(dāng)S=2m，t約為0.6秒。

SS1S2哪個(gè)方案合適？速度測(cè)量：如何提高準(zhǔn)確度？第20頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日斜面上的滑動(dòng)θ優(yōu)點(diǎn)：增大時(shí)間值，方便測(cè)量；缺點(diǎn)：？所有自由落體公式均可套用：?jiǎn)螖[模型估計(jì)L=1m，T≈2s。限制：小擺角——自由落體的變形第21頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日絕對(duì)重力儀（美國(guó)）不確定度2×10-8m/s2第22頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日第23頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日朱棣文第24頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.實(shí)驗(yàn)方法的確定

用什么方法、裝置實(shí)現(xiàn)物理模型，每個(gè)物理量怎么測(cè)量。測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)恒力矩怎么實(shí)現(xiàn)？

f固定，半徑r固定，則力矩fr固定；

速度怎么測(cè)？用很短時(shí)間的平均速度近似瞬時(shí)速度；第25頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日電源的短路電流怎么測(cè)？AEBARgA、B間壓降I0Rg≠0。Rg為電表內(nèi)阻。——當(dāng)I0=I’時(shí)，UAB=0，AB間相當(dāng)短路。ARI0GE’EABI’補(bǔ)償法第26頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日4.實(shí)驗(yàn)儀器的選擇與配套根據(jù)量值和準(zhǔn)確度要求選擇儀器種類；例：測(cè)時(shí)間用什么儀表？對(duì)待測(cè)物理量的值進(jìn)行估計(jì)，以選擇儀表的量程；按不確定度均分原則選擇儀表的準(zhǔn)確度。用什么儀器，準(zhǔn)確度與量程。誤差分配計(jì)算第27頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日E(P)2~(1%)2=0.00014E(U)2~0.00005，E(U)~0.35%選0.2級(jí)電壓表。E(R)2~0.00005，E(R)~0.7%，選0.5級(jí)電橋。舉例：測(cè)量功率。公式0.00010.000050.00005用電壓表測(cè)電壓，用電橋測(cè)電阻。要求不確定度≤1%。第28頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日5.測(cè)量條件與最佳參數(shù)的確定實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器選定后，選擇有利的實(shí)驗(yàn)條件及參數(shù)范圍，以最大限度的減小誤差。如單擺長(zhǎng)度的測(cè)量（擺線、小球……）指針式儀表量程選擇在滿度的2/3處選擇合適的測(cè)量環(huán)境：溫度、濕度、氣壓、電磁場(chǎng)……第29頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日6.擬定實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案1)根據(jù)物理模型及實(shí)驗(yàn)方法，畫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖或電路圖、光路圖；2)擬定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟；3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格；4)實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備的名稱，規(guī)格，使用條件等。第30頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日7.撰寫準(zhǔn)備報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)二、實(shí)驗(yàn)要求三、實(shí)驗(yàn)方案1、物理模型的比較與選擇2、實(shí)驗(yàn)方法的比較與選擇3、儀器的選擇與配套（系統(tǒng)誤差分析）1）誤差公式的推導(dǎo)2）儀器的選擇4、測(cè)量條件與最佳參數(shù)的確定1）測(cè)量條件2）最佳參數(shù)四、實(shí)驗(yàn)步驟（簡(jiǎn)略）五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)六、參考文獻(xiàn)第31頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日資料搜集

在設(shè)計(jì)過程中要查閱足夠的參考資料：例如:

大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)教科書（不同版本）；有關(guān)測(cè)量、傳感器方面的教材和專著；儀器、儀表、器件手冊(cè)；儀器說明書；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等。第32頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)后，方可到實(shí)驗(yàn)室實(shí)地考查儀器情況并進(jìn)行準(zhǔn)備性實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)方案交給指導(dǎo)老師檢查。

通過第一次實(shí)驗(yàn)檢查設(shè)計(jì)方案是否可行，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備情況、實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案，即可進(jìn)入實(shí)測(cè)。

實(shí)測(cè)一般分兩次進(jìn)行：粗測(cè)、精測(cè)。粗測(cè)中根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)檢查是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，可再次調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，最后精測(cè)，完成實(shí)驗(yàn)。8.實(shí)驗(yàn)操作第33頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日9.數(shù)據(jù)處理及撰寫報(bào)告

完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)后，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備報(bào)告的基礎(chǔ)上繼續(xù)完成以下兩項(xiàng)：

數(shù)據(jù)處理與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)計(jì)算、誤差估算、誤差分析

實(shí)驗(yàn)總結(jié)包括對(duì)本實(shí)驗(yàn)的總結(jié)；實(shí)驗(yàn)中的體會(huì)、收獲；對(duì)實(shí)驗(yàn)選題的建議、意見等。第34頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日設(shè)計(jì)舉例一測(cè)量型實(shí)驗(yàn)任務(wù)：測(cè)定金屬材料的楊氏模量E。要求：測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度不超過5%。物理模型的建立及比較：1）

外力作用下，發(fā)生形變，在彈性限度內(nèi)有

2）

圓棒狀樣品用兩條細(xì)線懸吊起來，共振時(shí)

3）

聲波在連續(xù)媒質(zhì)內(nèi)傳播，其聲速，則有

第35頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日采用模型一。采用金屬絲的伸長(zhǎng)測(cè)楊氏模量E，反射鏡杠桿架ΔS導(dǎo)出測(cè)量公式為按均分原則，E(D)~1%,其余約為2%。鋼絲直徑：0.8mm，千分尺測(cè)量，保證E(D)~0.01/0.8=1.2％。彈性極限>200MPa,F~100N。逐差法測(cè)量，中間分段，F(xiàn)m=50N。用多個(gè)1kg砝碼累加加載。E量級(jí)2×1011Pa，可以計(jì)算出ΔL/L~0.0005。取L=1m，則ΔL=0.5mm。第36頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日光杠桿放大光杠桿望遠(yuǎn)鏡豎尺DSS0S1d2d1DLqqqq放大倍數(shù)=2d1/d2，取d1=2m，d2=80mm，放大50倍，ΔS=25mm。用尺讀。u(ΔS)=0.5mm，E(ΔS)=2%。d1用卷尺測(cè)，E(d1)=0.005/2=0.25%<2%；L用卷尺測(cè)，E(L)=0.005/1=0.5%<2%；d2用板尺測(cè)，E(d2)=0.5/80=0.6%<2%；校核：第37頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日物理量量值Nu（N）E（N）物理量量值Nu（N）E（N）m(kg)1.000±0.0050.5%D(×10-3m)0.80±0.011.2%L(m)1.000±0.0050.5.%d2(×10-3m)80.0±0.50.6%d1(m)2.00±0.0050.25%DS(×10-3m)25±0.52%設(shè)計(jì)舉例二研究型實(shí)驗(yàn)任務(wù)：研究某二極管的伏安特性。要求：電流準(zhǔn)確度在±0.5mA，電壓準(zhǔn)確度在±0.1V。特點(diǎn)：二極管電阻為非線性、正反向電阻不一樣。方案一：伏安法測(cè)電阻根據(jù)阻值大小，確定采用內(nèi)接或外接法。圖中用K2

電鍵轉(zhuǎn)換。第38頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日物理量量值Nu（N）E（N）物理量量值Nu（N）E（N）m(kg)1.000±0.0050.5%D(×10-3m)0.80±0.011.2%L(m)1.000±0.0050.5.%d2(×10-3m)80.0±0.50.6%d1(m)2.00±0.0050.25%DS(×10-3m)25±0.52%

I=ID

當(dāng)RA<<RD，

VD

≈VⅠ。反向或正向初段，VD≈VⅡ。用公式VD=V-IRA計(jì)算，需要先測(cè)電流表內(nèi)阻RA

AD2。VIID

V=VD

當(dāng)RV>>RD，ID≈IⅠ。正向?qū)ɑ蚋咦桦妷罕?，近似用ID≈IⅡ。用公式計(jì)算，需要先測(cè)電壓表內(nèi)阻RV

VAD1。I第39頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日精度要求較高時(shí)用補(bǔ)償法測(cè)電壓AGVR0R’E’EI0I’調(diào)R’使G中無電流，ID＝IA補(bǔ)償法測(cè)電壓，電壓表上不分流，相當(dāng)內(nèi)阻無窮大。第40頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日粗測(cè)曲線電源輸出大于15V，E選穩(wěn)壓電源。0.6U(V)I(mA)808R0通過分壓來調(diào)電壓。若選R0為100Ω，負(fù)載電流0.1A，加二極管負(fù)載，最大電流0.2A，要求電源輸出大于0.5A。I’很小，E’選大電阻，小電動(dòng)勢(shì)電源。第41頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日檢流計(jì)選量程為±250μA的1級(jí)電流表，誤差在±5μA之內(nèi)，完全符合要求。電流表最大量程0.1A，準(zhǔn)確到0.5mA，用0.5級(jí)表。正向電壓表量程10V，準(zhǔn)確到0.1V，用1級(jí)表。第42頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹綜合專題實(shí)驗(yàn)01超聲波原理及其應(yīng)用（共15套）1）超聲波的產(chǎn)生與傳播（7220室）2）固體彈性常數(shù)的測(cè)量（7220室）3）超聲波探測(cè)與成像基本原理（7220室）預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義，復(fù)習(xí)示波器的使用，寫出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告介紹第43頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日超聲波是頻率在2104Hz1012Hz的聲波。本專題簡(jiǎn)單介紹超聲波的產(chǎn)生方法、傳播規(guī)律和測(cè)試原理，通過對(duì)固體彈性常數(shù)的測(cè)量了解超聲波在測(cè)試方面應(yīng)用的特點(diǎn)；通過對(duì)試塊尺寸的測(cè)量和人工反射體定位了解超聲波在檢驗(yàn)和探測(cè)方面的應(yīng)用。超聲波測(cè)試把超聲波作為一種信息載體，在很多領(lǐng)域發(fā)揮著不可取代的獨(dú)特作用：1）探測(cè)魚群或冰山、潛艇導(dǎo)航或傳送信息、地形地貌測(cè)繪和地質(zhì)勘探；2）檢驗(yàn)固體材料內(nèi)部的缺陷、材料尺寸測(cè)量、物理參數(shù)測(cè)量等；3）進(jìn)行人體內(nèi)部器官的組織結(jié)構(gòu)掃描（B超診斷）和血流速度的測(cè)量（彩超診斷）等。第44頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日02光源光譜專題（共15套）1）棱鏡光譜與光柵光譜（5306室）2）小型棱鏡攝譜儀測(cè)氫原子光譜（5306室）3）光柵光譜儀測(cè)光譜（5306室）預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義；復(fù)習(xí)分光計(jì)的使用。參考測(cè)量三棱鏡最小偏向角的方法學(xué)習(xí)觀察汞燈的三棱鏡光譜。寫出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告綜合專題實(shí)驗(yàn)介紹第45頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日很多光源發(fā)出的光是由多種不同顏色（波長(zhǎng)）的光組成的。通過儀器我們可以將這些不同波長(zhǎng)的光分開，形成“光譜”，可以幫助我們可以了解發(fā)光物體本身的許多其他物理、化學(xué)性質(zhì)。

氣體原子發(fā)光來源于電子在原子內(nèi)部能級(jí)間的躍遷。固體發(fā)光還和固體的能帶結(jié)構(gòu)有關(guān)。所以對(duì)物質(zhì)發(fā)光光譜的研究將有助于我們認(rèn)識(shí)已知發(fā)光物質(zhì)的微觀性質(zhì)。另外，不同元素的原子有著自己特有的光譜特征，通過對(duì)光譜研究也可以幫助我們分析物質(zhì)的組成成分?，F(xiàn)代光譜技術(shù)是物理、化學(xué)、材料學(xué)、天文學(xué)、考古學(xué)等研究中不可缺少的手段。

本專題研究主要色散元件棱鏡和光柵的色散性質(zhì)，并利用小型棱鏡攝譜儀和光柵光譜儀進(jìn)行光譜測(cè)量。

第46頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日

03波的衍射專題（共15套）1）透射光柵衍射（7319室）2）光波的單縫及圓孔夫瑯禾費(fèi)衍射（7319室）3）微波布拉格衍射（7319室）預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義；復(fù)習(xí)分光計(jì)的使用。寫出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告綜合專題實(shí)驗(yàn)介紹第47頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日電磁波和物質(zhì)波都是波，具有波的干涉、衍射等共性。通過對(duì)干涉、衍射現(xiàn)象的研究，可以更深刻地認(rèn)識(shí)電磁波和物質(zhì)波的本質(zhì)。另一方面，在人們充分掌握了波動(dòng)性質(zhì)后，又能利用干涉、衍射現(xiàn)象做為手段研究、探查其他物理現(xiàn)象。

本專題從光波的衍射性質(zhì)入手，先了解衍射的一般性質(zhì)，再學(xué)習(xí)各種波的衍射在測(cè)試和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方面的應(yīng)用。第48頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日

04光纖技術(shù)專題（共15套）（1）光源與光纖特性（7305室）（2）光信號(hào)傳輸（7305室）（3）光纖傳感器（7305室）預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義：了解相關(guān)儀器的使用方法。寫出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告綜合專題實(shí)驗(yàn)介紹第49頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日光纖全稱為光導(dǎo)纖維，是一種導(dǎo)引光波的波導(dǎo)，是一種新的傳輸介質(zhì)。光纖通訊是以光波為載波，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)的一種通訊方式。

目前，光纖在通訊、傳感、激光治療儀、激光加工機(jī)等許多方面都獲得了應(yīng)用，但其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是光纖通訊和光纖傳感器。相對(duì)于無線電通訊來說，光纖通訊具有傳輸帶寬、通訊容量大、中繼距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、無串音、輕便、材料資源豐富、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

本專題從半導(dǎo)體激光器和光纖入手，先了解半導(dǎo)體激光器的電光特性及光纖的結(jié)構(gòu)和一般性質(zhì)，再學(xué)習(xí)光纖的耦合、傳輸特性及在通訊和傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。第50頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日05

邁克爾孫干涉專題（共15套）（1）測(cè)量鈉光的雙線波長(zhǎng)差（7304室）（2）白光干涉現(xiàn)象測(cè)量平板玻璃的折射率（7304室）（3）法布里-珀羅干涉儀測(cè)鈉雙線波長(zhǎng)差（7304室）預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀上學(xué)期講義“邁克爾孫干涉儀”實(shí)驗(yàn)寫出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告。綜合專題實(shí)驗(yàn)第51頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日

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電子特性專題（共15套）1）金屬電子逸出功的測(cè)定（7306室）2）用密立根油滴儀測(cè)量電子電量（7306室）3）電子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及電子比荷的測(cè)定（7306室）預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)講義；寫出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告綜合專題實(shí)驗(yàn)介紹第52頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日本專題從認(rèn)識(shí)電子的基本屬性，即測(cè)定電子的電荷值入手，然后進(jìn)一步研究電子的發(fā)射、電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，從而對(duì)電子的特性有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，能夠理解電子所涉及問題的廣泛性和深刻性。

電子與其它粒子一樣，具有粒子性和波動(dòng)性，它的波長(zhǎng)，其中h是普朗克常數(shù)，v是電子的速度。當(dāng)用100KV電壓加速電子時(shí)，其電子波長(zhǎng)?，它是可見光波長(zhǎng)的十萬分之一，因此用電子束照射樣品的電子顯微鏡可以觀察物體的微觀結(jié)構(gòu)，其分辨率可接近1?。電子束在電場(chǎng)加速下，可獲得很大的能量，這種高能電子束可用來熔化、蒸發(fā)、焊接各種材料。在加速器中，用加速到極高能量的電子束轟擊原子核和其它粒子進(jìn)行高能物理的各種現(xiàn)象的研究。第53頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日07全息光柵的制作（14套）（5304室）