普通物理学试验物理试验中心.docx
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普通物理学试验物理试验中心
普通物理学实验
（一）、
（二）
《普通物理实验
（一）、
（二）》教学大纲
一、基本信息
英文课名：
《GeneralPhysicsExperiment（Ⅰ）、（Ⅱ）》
课程代码：
MP252101―2
课程类别：
一般必修
学时：
96
学分：
6
适用专业：
物理学、应用物理学
二、教学目的与基本要求：
本课程是对学生进行实验教学的入门课程，与相关理论课程是紧密联系，相辅相成的。
在学生具备一定理论知识的基础上，着重训练学生的基本实验技能，使学生具备基础的科学实验能力。
主要目的是使学生在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能方面受到系统的训练。
培养学生理论联系实际和初步的实验能力、良好的实验习惯以及严谨的科学作风，使学生逐步具备良好的实验素质，同时又为后续的实验课程以及走上社会后的工作打好基础。
基本要求：
1、训练学生使用基本物理实验仪器和装置。
2、学习通过实验去观察、分析、研究物理现象和物理规律以及减小实验误差的方法。
3、学习一些常用物理量的测量方法。
4、通过实验加深对某些物理现象和规律的认识和理解。
5、了解误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。
6、学习有效数字的基本概念和运算规则，正确表达实验结果。
掌握用作图法、逐差法、简单情况之下的一元线性回归和二元线性回归处理数据。
7、着重培养学生的实验能力，尤其是实验过程中分析问题和解决问题的能力。
8、通过整个课程，使学生初步养成良好的实验习惯，特别要培养学生在实验的全过程中进行积极思考的习惯。
三、实验项目设置与学时分配：
普通物理实验
（一）实验项目
MP25210103-MP25210127选14项
实验项
目编号
实验项目名称
学时
分配
实验
要求
实验
类型
每组
人数
MP25210101
绪论
3
必修
其它
全班
MP25210102
普通物理实验概述
3
必修
其它
全班
MP25210103
长度的测量
3
必修
验证
1
MP25210104
牛顿第二定律的验证
3
选修
验证
1
MP25210105
刚体转动惯量的测定
3
选修
验证
1
MP25210106
固体线膨胀系数的测定
3
选修
验证
1
MP25210107
弦振动的研究
3
选修
验证
1
MP25210108
用模拟法测绘静电场
3
选修
验证
1
MP25210109
用惠斯登电桥测电阻
3
选修
验证
1
MP25210110
用双臂电桥测低电阻
3
选修
验证
1
MP25210111
电表的改装与校准
3
选修
验证
1
MP25210112
用电位差计测电动势
3
选修
验证
1
MP25210113
电子束的偏转
3
选修
验证
1
MP25210114
示波器的使用
3
必修
验证
1
MP25210115
简谐运动的研究
3
选修
综合
1
MP25210116
用CCD法测杨氏模量
3
选修
综合
1
MP25210117
超声波声速的测量
3
选修
综合
1
MP25210118
液体粘滞系数的测定
3
选修
综合
1
MP25210119
准稳态法测比热容和导热系数
3
选修
综合
1
MP25210120
波尔共振实验
3
选修
综合
1
MP25210121
温度传感器特性研究
3
选修
综合
1
MP25210122
固体密度的测定
3
选修
设计研究
1-2
MP25210123
重力加速度的测定
3
选修
设计研究
1-2
MP25210124
碰撞和动量守恒定律的研究
3
选修
设计研究
1-2
MP25210125
液体比热容的测定
3
选修
设计研究
1-2
MP25210126
欧姆表的组装
3
选修
设计研究
1-2
MP25210127
电学元件伏安特性的测量
3
选修
设计研究
1-2
普通物理实验
（二）实验项目
MP25210201-MP25210221选14项，MP25210222-MP25210223选1项
实验项
目编号
实验项目名称
学时
分配
实验
要求
实验
类型
每组
人数
MP25210201
薄透镜焦距的测量
3
选修
验证
1
MP25210202
用牛顿环测透镜的曲率半径
3
选修
验证
1
MP25210203
分光计的调节和使用
3
选修
验证
1
MP25210204
三棱镜折射率的测定
3
选修
验证
1
MP25210205
霍耳效应法测量磁场
3
选修
综合
1
MP25210206
非均匀磁场的测绘
3
选修
综合
1
MP25210207
动态磁滞回线的测绘
3
选修
综合
1
MP25210208
油滴实验—电子电荷量的测定
3
选修
综合
1
MP25210209
多普勒效应综合实验
3
选修
综合
1
MP25210210
光电效应和普朗克常数的测定
3
选修
综合
1
MP25210211
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
3
选修
综合
1
MP25210212
光栅衍射
3
选修
综合
1
MP25210213
双光栅微弱振动实验
3
选修
综合
1
MP25210214
衍射光强分布实验
3
选修
综合
1
MP25210215
偏振光与旋光实验
3
选修
综合
1
MP25210216
全息照相
3
选修
综合
1
MP25210217
光电器件特性的综合测量
3
选修
综合
1
MP25210218
自组望远镜
3
选修
设计研究
1-2
MP25210219
自组透射式幻灯机
3
选修
设计研究
1-2
MP25210220
用劈尖法测量细丝的直径
3
选修
设计研究
1-2
MP25210221
测量未知光波波长及角色散率
3
选修
设计研究
1-2
MP25210222
自组多种干涉光学系统并测量光波波长
6
选修
设计研究
1-2
MP25210223
液体折射率的测定
6
选修
设计研究
1-2
MP25210224
分光计上的综合设计性实验
6
选修
设计研究
1-2
开放性实验课程：
是□否
实验类别：
基础□专业基础其它□
四、实验内容及教学要求
普通物理实验
（一）
实验项目1：
绪论
1、教学内容
了解物理实验课的意义和要求；掌握测量与误差理论、实验结果的不确定度评定以及数据处理的几种方法；有效数字的概念和运算规则。
2、教学目标
（1）了解物理实验课的意义和要求。
（2）学习实验报告的正确撰写。
（3）掌握测量与误差理论、实验结果的不确定度评定以及数据处理的几种方法；有效数字的概念和运算规则。
实验项目2：
普通物理实验概述
1、教学内容
学习各类实验的基本知识、常用仪器的使用及维护及各类仪器系统误差的估算方法。
2、教学目标
（1）了解力、热、电、光学实验的基本知识。
（2）了解常用实验仪器的使用及维护方法。
（3）掌握常用仪器系统误差的估算方法。
实验项目3：
长度的测量
1、教学内容
用游标卡尺测量空心圆柱体的体积；用螺旋测微计测量钢球的体积。
2、教学目标
（1）了解误差和有效数字的基本概念。
（2）熟悉实验结果的不确定度评定。
（3）掌握游标的原理，学会正确使用游标卡尺；掌握螺旋测微计的测量原理，学会正确使用螺旋测微计。
实验项目4：
牛顿第二定律的验证
1、教学内容
验证系统质量一定时，其加速度和所受合外力成正比；验证所受合外力一定时，物体的加速度和其质量成反比。
2、教学目标
（1）了解气垫导轨的构造，学会用光电法测量速度和加速度。
（2）熟悉通过实验验证牛顿第二定律的方法。
实验项目5：
刚体转动惯量的测定
1、教学内容
熟悉扭摆的结构及使用方法；测量弹簧的抗扭劲度K；测量各种待测物体的转动惯量；验证转动惯量平行轴定理。
2、教学目标
（1）掌握用实验方法验证刚体的转动定理。
（2）掌握刚体的转动惯量随其质量分布的变化关系。
（3）熟悉用作图法处理数据。
实验项目6：
固体线膨胀系数的测定
1、教学内容
用光杠杆法测定金属棒的线膨胀系数。
2、教学目标
（1）了解固体线膨胀系数的概念。
（2）熟悉用光杠杆法测量微小长度变化的原理。
（3）掌握用光杠杆法测量金属棒线膨胀系数的方法。
实验项目7：
弦振动的研究
1、教学内容
观察弦振动时形成的驻波；测量弦线上横波的传播速度；验证振动的波长与张力的关系。
2、教学目标
（1）了解弦振动的规律。
（2）熟悉弦上横波的波长与张力的关系。
（3）掌握测量弦线上横波传播速度的方法。
实验项目8：
用模拟法测绘静电场
1、教学内容
用模拟法测绘同轴柱面电场和平行板电场的分布。
2、教学目标
（1）了解用模拟法测绘静电场的原理。
（2）熟悉模拟法测绘静电场实验装置的使用方法。
（3）掌握模拟法测绘静电场的方法。
实验项目9：
用惠斯登电桥测电阻
1、教学内容
用惠斯登电桥测量待测电阻的阻值。
2、教学目标
（1）了解惠斯登电桥测量电阻的原理。
（2）熟悉电路连接的基本方法。
（3）掌握用惠斯登电桥测量电阻的方法。
实验项目10：
用双臂电桥测低电阻
1、教学内容
用双臂电桥测量低电阻。
2、教学目标
（1）了解双电桥测量低电阻的原理和方法。
（2）熟悉双电桥电路的连接方法。
（3）掌握双电桥测量导体的电阻率。
实验项目11：
电表的改装与校准
1、教学内容
改装并校准电流表、电压表。
2、教学目标
（1）了解改装电流表和电压表的原理。
（2）掌握将微安表改装成较大量限的电流表和电压表的方法。
（3）掌握用标准表校准电流表和电压表的方法。
实验项目12：
用电位差计测电动势
1、教学内容
测量干电池的电动势和内阻。
2、教学目标
（1）了解补偿法的测量原理。
（2）熟悉电位差计的使用方法。
（3）掌握用电位差计测量电池电动势及其内阻的原理和方法。
实验项目13：
电子束的偏转
1、教学内容
观测电子束的电偏转、磁偏转、磁聚焦；测量电子荷质比。
2、教学目标
（1）熟悉带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。
（2）掌握测量电子荷质比的一种方法。
实验项目14：
示波器的使用
1、教学内容
掌握示波器的基本使用方法；利用李萨如图测正弦波频率；用辉度调制法测量方波频率（选做）。
2、教学目标
（1）了解示波器的主要组成部分及工作原理。
（2）熟悉使用示波器和信号发生器的基本方法。
（3）掌握利用示波器显示和测量任意信号的方法；李萨如图测量正弦波频率的方法；辉度调制法测量方波频率的方法（选做）。
实验项目15：
简谐运动的研究
1、教学内容
观测简谐运动的运动学特征；通过弹簧振子研究简谐运动的规律；测定弹簧的劲度系数和有效质量。
2、教学目标
（1）了解简谐运动的运动学特征。
（2）熟悉弹簧振子的振动周期与系统参量的关系。
（3）掌握通过实验研究简谐运动的方法。
实验项目16：
用CCD法测杨氏模量
1、教学内容
用CCD法测量金属丝的杨氏模量。
2、教学目标
（1）了解测量金属丝杨氏模量的原理。
（2）熟悉用逐差法或作图法处理数据。
（3）掌握测量金属丝杨氏模量的方法。
实验项目17：
超声波声速的测量
1、教学内容
用共振干涉法和相位比较法测量超声波声速。
2、教学目标
（1）了解振动合成和驻波等原理。
（2）熟悉示波器和信号发生器的使用方法。
（3）掌握共振干涉法和相位比较法测量超声波声在空气中传播速度的原理和方法。
实验项目18：
液体粘滞系数的测定
1、教学内容
用斯托克斯法测定液体的变温粘滞系数。
2、教学目标
（1）了解PID温度控制仪的工作原理和使用方法。
（2）掌握斯托克斯法测定液体粘滞系数的原理和方法。
实验项目19：
准稳态法测比热容和导热系数
1、教学内容
用准稳态法测量不良导体的比热容和导热系数。
2、教学目标
（1）了解准稳态法测量不良导体导热系数和比热容的原理。
（2）学习热电偶的测温原理和特点。
（3）掌握准稳态测量不良导体导热系数和比热容的方法。
实验项目20：
波尔共振实验
1、教学内容
研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频和相频特性；研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响，观察共振现象；学习用频闪法测定运动物体的某些量，如相位差。
2、教学目标
（1）了解受迫振动和阻尼振动的规律。
（2）熟悉波尔共振仪的使用方法。
（3）掌握观测受迫振动和阻尼振动的方法。
实验项目21：
温度传感器特性研究
1、教学内容
学习用恒电流法和直流电桥法测量热电阻的阻值，测量铂电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器、电流型集成温度传感器和电压型集成温度传感器的温度特性。
2、教学目标
（1）了解各类温度传感器的工作原理。
（2）熟悉各类温度传感器温度特性的测量方法。
（3）掌握用测量热电阻阻值的方法。
实验项目22：
固体密度的测定
1、教学内容
设计两种以上方法测量不规则固体的密度。
2、教学目标
（1）查阅资料，了解不规则固体密度的测量原理。
（2）设计实验方案用不同方法测量不规则固体的密度。
（3）掌握测量不规则固体密度的方法。
实验项目23：
重力加速度的测定
1、教学内容
设计用两种以上方法测量当地的重力加速度，比较不同方法的测量结果，分析各方法的优缺点。
2、教学目标
（1）了解各种测量方法的原理。
（2）熟悉电脑计时器的使用方法。
（3）掌握重力加速度的各种测量方法。
实验项目24：
碰撞和动量守恒定律的研究
1、教学内容
自行设计实验方案，验证动量守恒定律。
2、教学目标
（1）了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。
（2）熟悉气垫导轨的使用方法。
（3）掌握验证动量守恒定律的实验方法。
实验项目25：
液体比热容的测定
1、教学内容
自行设计实验方案，测量液体比热容。
2、教学目标
（1）了解测量液体比热容的原理。
（2）熟悉误差的处理方法。
（3）掌握液体比热容的测量方法。
实验项目26：
欧姆表的组装
1、教学内容
按要求组装欧姆表，并用组装的欧姆表测量未知电阻。
2、教学目标
（1）了解欧姆表的原理。
（2）熟悉欧姆表的组装方法。
（3）掌握用惠斯登电桥测量表头内阻的方法。
实验项目27：
电学元件伏安特性的测量
1、教学内容
测量各类电学元件的伏安特性。
2、教学目标
（1）了解分压器电路的调节特性。
（2）学会分析伏安法中电表内外接引入的误差，正确选择测量电路。
（3）掌握电学元件伏安特性测量的方法。
普通物理实验
（二）
实验项目1：
薄透镜焦距的测量
1、教学内容
用几种方法测量薄透镜的焦距。
2、教学目标
（1）了解薄透镜焦距的概念。
（2）熟悉简单光路的分析和调整方法。
（3）掌握测量凸透镜和凹透镜焦距的方法。
实验项目2：
用牛顿环测透镜的曲率半径
1、教学内容
调节牛顿环并测量牛顿环的直径，计算透镜的曲率半径。
2、教学目标
（1）观察和研究等厚干涉现象及其特点。
（2）练习用干涉法测量透镜的曲率半径。
（3）学会正确使用读数显微镜，了解它的结构和原理。
实验项目3：
分光计的调节和使用
1、教学内容
学习分光计的调节方法，并用分光计测量三棱镜的顶角。
2、教学目标
（1）了解分光计的构造及测量角度的基本原理。
（2）熟悉分光计的使用方法。
（3）掌握用分光计测量顶角的方法。
实验项目4：
三棱镜折射率的测定
1、教学内容
用最小偏向角法测量三棱镜的折射率。
2、教学目标
（1）了解三棱镜折射率的测量原理。
（2）熟悉分光计的调节方法。
（3）掌握用最小偏向角法测量三棱镜的折射率的方法。
实验项目5：
霍耳效应法测量磁场
1、教学内容
学习霍耳效应法测量磁场的原理和方法；测量霍耳片灵敏度；测量通电螺线管轴线上的磁场；测量通电线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场。
2、教学目标
（1）了解霍耳效应法测量磁场的原理。
（2）熟悉霍耳效应实验仪的使用方法。
（3）掌握霍耳效应法测量磁场的方法。
实验项目6：
非均匀磁场的测绘
1、教学内容
学习电磁感应法测磁场的原理和方法；测量单只线圈和亥姆霍兹线圈磁感应强度的分布。
2、教学目标
（1）了解电磁感应法测磁场的原理。
（2）熟悉描绘磁感线的方法。
（3）掌握用电磁感应法测磁场的方法。
实验项目7：
动态磁滞回线的测绘
1、教学内容
理解铁磁材料主要物理量的概念，用示波器法测绘两种样品（硅钢带和铁氧体）的基本磁化曲线和磁滞回线。
比较不同频率下、不同磁性材料的磁滞回线。
加深对铁磁材料的主要物理量：
矫顽力、剩磁和磁导率等概念的理解。
2、教学目标
（1）了解用示波器法显示磁滞回线的基本原理。
（2）熟悉示波器的调节和使用方法。
（3）掌握用示波器测绘基本磁化曲线和磁滞回线的方法。
实验项目8：
油滴实验-电子电荷量的测定
1、教学内容
测量油滴带电量，计算电子电荷量，并验证电荷的不连续性。
2、教学目标
（1）了解油滴实验的方法和特点。
（2）熟悉密立根油滴仪的使用方法。
（3）掌握利用密立根油滴仪测量电子电荷量的方法。
实验项目9：
多普勒效应综合实验
1、教学内容
多普勒效应综合实验仪的调节，利用多普勒效应测量声速和重力加速度。
2、教学目标
（1）了解多普勒效应的原理。
（2）熟悉多普勒效应综合实验仪的使用方法。
（3）掌握利用多普勒效应测量力学量的方法。
实验项目10：
光电效应和普朗克常数的测定
1、教学内容
测量不同频率下光电管截止电压，做出对应的I-U曲线；做出不同频率对应的截止电压曲线，并求出普朗克常数。
2、教学目标
（1）了解光的量子性。
（2）熟悉光电效应测量仪的使用方法。
（3）掌握不同频率下光电管截止电压的测量方法。
实验项目11：
迈克尔逊干涉仪的调节和使用
1、教学内容
学习迈克尔逊干涉仪的结构及调节方法，测量激光器波长。
2、教学目标
（1）了解迈克尔逊干涉仪的结构特点，掌握调节方法。
（2）熟悉等倾干涉条纹的特点。
（3）掌握用迈克尔逊干涉仪测量单色光波长的方法。
实验项目12：
光栅衍射
1、教学内容
观察光线通过光栅后的衍射现象，用光栅测定钠灯光谱线的波长。
2、教学目标
（1）观察光线通过光栅后的衍射现象。
（2）进一步熟悉分光计的调节和使用。
（3）确定钠灯（或汞灯）在可见光范围内几条光谱线的波长。
实验项目13：
双光栅微弱振动实验
1、教学内容
学习光的多普勒频移形成光拍的原理，并用于测量光拍拍频；利用双光栅测量微弱振动的振幅。
2、教学目标
（1）了解光的多普勒频移形成光拍的原理。
（2）熟悉示波器和双光栅微弱振动测量仪的调节和使用方法。
（3）掌握用双光栅测量微弱振动振幅的方法。
实验项目14：
衍射光强分布实验
1、教学内容
观察单缝衍射现象，归纳总结衍射现象的规律和特点，测量单缝衍射相对光强分布和衍射角、缝宽等物理量。
2、教学目标
（1）观察单缝衍射现象及衍射图样随缝宽的变化规律。
（2）熟悉单缝衍射的规律和特点。
（3）掌握单缝衍射光强分布的测量方法。
实验项目15：
偏振光与旋光实验
1、教学内容
验证布儒斯特定律和马吕斯定律；观察圆偏振光和椭圆偏振光。
2、教学目标
（1）了解线偏振光的起偏及检偏过程。
（2）熟悉线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的特点。
（3）掌握布儒斯特定律和马吕斯定律。
实验项目16：
全息照相
1、教学内容
拍摄一幅漫反射全息照片并再现观察。
2、教学目标
（1）了解全息照相的基本原理和实验装置。
（2）逐步掌握全息照相的实验技术，拍摄一幅漫反射全息照片。
（3）学习全息照片的再现方法。
实验项目17：
光电器件特性的综合测量
1、教学内容
测量常用光电器件的U-I和P-I曲线；观察直接调制信号的传输特点。
2、教学目标
（1）了解常用光电器件的特点，并测量它们的U-I和P-I曲线。
（2）进一步理解激光调制理论。
（3）利用直接调制方法，观察在发射端加入调制信号（如正弦、音频信号）后输出的波形。
实验项目18：
自组望远镜
1、教学内容
利用给出的光学元件设计并组装一台望远镜；设计测量透镜组焦距的方法，并测量望远镜放大倍率。
2、教学目标
（1）了解望远镜的基本构造和工作原理。
（2）进一步熟悉光学系统的共轴调节技术，并学习望远镜放大倍率的测量方法。
（3）掌握光具组组合的基本原理及各种透镜组焦距的测量方法。
实验项目19：
自组透射式幻灯机
1、教学内容
利用给出的光学元件设计并组装一台透射式幻灯机；测量幻灯机的放大率。
2、教学目标
（1）了解幻灯机的基本结构和工作原理。
（2）进一步熟悉光学系统的共轴调节技术。
（3）掌握透射式投影光路系统的调节方法。
实验项目20：
用劈尖法测量细丝的直径
1、教学内容
利用给出的实验器材设计用劈尖法测量细丝直径。
2、教学目标
（1）了解劈尖等厚干涉条纹的规律及特点。
（2）熟悉读数显微镜的使用方法，并调出等厚干涉条纹。
（3）掌握干涉法测量细丝直径的方法。
实验项目21：
测量未知光波波长及角色散率
1、教学内容
设计实验方案，测量汞灯中未知光波波长及光栅的角色散率。
2、教学目标
（1）了解光栅的角色散率。
（2）熟悉光栅衍射光谱的调节方法。
（3）测定汞灯两条黄谱线的波长，并求出光栅的角色散率D。
实验项目22：
自组多种干涉光学系统并测量光波波长
1、教学内容
利用给出的光学元件设计组成两种以上干涉光学系统并测量光波波长。
2、教学目标
（1）了解各种干涉光学系统的原理和特点。
（2）熟悉利用干涉法测量光波波长的原理和方法。
（3）掌握光的干涉理论及产生相干光的方法。
实验项目23：
液体折射率的测定
1、教学内容
设计用两种以上方法测量不同液体的折射率。
2、教学目标
（1）自学测量液体折射率的不同方法及其原理。
（2）比较各种方法的优缺点，加深对测量原理的理解。
（3）掌握液体折射率的测量方法。
实验项目24：
分光计上的综合设计性实验
1、教学内容
设计用分光计完成两种以上的综合设计性实验。
2、教学目标
（1）了解所设计实验的原理及要求。
（2）进一步熟悉分光计的结构及使用方法。
（3）掌握用分光计测量角度的方法。
五、考核方式、要求及成绩评定
本课程为考查课程，实验项目成绩根据预习、操作和报告完成情况按百分制评定，课程总评分数
按下面的公式计算，总评成绩根据
按五级制评定。
（其中n为本课程中计入成绩的实验项目个数，
为每个实验项目成绩。
）
六、教材、指导书及参考书目
1、教材：
[1]吴泉英,姚庆香,朱爱敏等.大学物理实验.1.北京:
高等教育出版社,
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