大学物理独立设课实验大纲
作者:本站 来源:本站 日期:2017/8/23 21:09:53 人气:235
《大学物理》课程实验教学大纲
一、教学目标与基本要求
大学物理实验是高等学校理工科学生的一门必修专业基础课程,学生在本课程的学习中,应该通过实践,不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神,培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力,特别是与科学技术的发展相适应的综合能力,适应时代的发展,科技进步的创新能力,为从事专业技术打好必要的基础。【注:正文行间距18磅。全文行间距都需更改。】
二、基本理论与实验技术知识
物理实验是在理论思想指导下为达到某项目标而进行的实验,物理实验的语言是数据,实验的成功与失败必须用测量数据来说明。要求掌握测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的能力,熟悉物理实验中基本的实验方法,能够进行常用物理量的一般测量,常用实验装置的调整与基本的操作技术了解常用仪器的性能,并学会使用方法。
三、实验方法、特点与基本要求
1、能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料,并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。
2、了解各种理想物理模型,并能够根据物理概念、问题的性质和需要,抓住主要因素,略去次要因素,对所研究的对象进行合理的简化。
3、会运用物理学的理论、观点和方法,分析、研究、计算或估算一般难度的物理问题,并能根据单位、数量级和与已知典型结果的比较,判断结果的合理性。
四、主要仪器设备
电子系物理实验室中进行,主要设备是物理实验台。
五、实验项目的设置与内容提要
序号 | 实验项目 | 内容提要 | 学时 | 类型 | 每组 人数 | 要求 | 教学目标 |
1 | 基本概念与数据处理 | 介绍物理实验中的基本测量与误差产生的原因,如何记录有效数字,误差的处理以及数据处理方法。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 掌握物理实验的基本任务和内容,掌握测量与误差产生的原因及数据处理方法。 |
2 | 转动惯量测量 | 内容:利用三线摆仪、米尺、游标卡尺、数字毫秒计、气泡水平仪、物理天平和待测圆环等测量量圆盘和圆环绕对称轴的转动惯量,验证转动轴与平行轴定律。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 学会正确测量长度、质量和时间。学习用三线摆测量圆盘和圆环绕对称轴的转动惯量。 |
3 | 杨氏弹性模量测量 | 利用杨氏弹性模量测量仪支架、光杠杆、砝码、千分尺、钢卷尺、标尺、灯源等测量金属丝杨氏弹性模量。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 学会用光杠杆放大法测量微小长度的变化量;学会测定金属丝杨氏弹性模量的一种方法;学习用逐差法处理数据。 |
4 | 单摆 | 利用停表、螺旋测微器、单摆等测量当地的重力加速度,并研究单摆振动的周期和摆长的关系。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 用单摆测量当地的重力加速度,并研究单摆振动的周期和摆长的关系。 |
5 | 空气比热容比测定 | 内容:利用贮气瓶,进放气活塞,探头,四位半直流数字电压表,气压计等测量空气的比热容。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 测定空气的定压比热容与定容比热容之比。观测热力学过程中状态的变化。学习气体压力传感器,电流型集成温度传感器的使用原理和定标方法。 |
6 | 混合法测固体比热 | 利用量热器、温度计、物理天平、铜块等测量铜的比热。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 应用混合法测铜的比热。 |
7 | 万用表的使用 | 利用万用表、直流电源、滑线电阻、电阻箱开关等来学习万用表的使用方法。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 了解万用表的结构原理,学会正确使用万用表,学习用万用表检查电路故障的方法。 |
8 | P-N结特性(基本电学仪器认识及使用) | 利用二极管、滑线变阻器、万用表、微安表、毫安表、伏特表、电源等研究二极管的伏安特性。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 了解晶体二极管的单向导电特性。在坐标纸上描绘伏安特性曲线,学会用图线表示实验结果。 |
9 | 示波器原理及使用 | 利用示波器、信号源、干电池等学习示波器原理和使用。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 了解示波器的原理。学会使用示波器的扫描应用和X-Y方式应用。 |
10 | 直流、交流电桥及使用 | 利用惠斯登电桥、信号源(或交流降压变压器) 、电阻箱、电容箱、标准电感、待测电阻、待测电感、待测电容、示波器(作平衡指示用)学习直流电桥和交流电桥的性质。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 学习用惠斯登电桥测量电阻的原理和方法。了解交流电桥的平衡原理。学会用交流电桥测量电容和电感。 |
11 | 霍耳效应测磁场 | 利用霍耳效应实验仪、电位差计、安培表、毫安表、直流稳压电源、电池、电阻箱、滑线变阻器、导线等测量磁场强度的大小。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 了解用霍耳效应测量磁场的基本原理。进一步掌握电位差计的使用方法。 |
12 | 薄透镜焦距的测量及像差的研究 | 利用光具座、薄透镜、光源、像屏、观察屏、平面反射镜等测量薄透镜的焦距和像差。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 了解薄透镜的成像规律;掌握光学系统的共轴调节;测定薄透镜的焦距。 |
13 | 偏振光的研究 | 利用偏振片(两个)、单色玻片、1/4波片、光具座、光电管、白色光屏、电源(30v),数字万用表和光源等验证光的偏振现象。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 观察光的偏振现象,加深对光偏振基本规律的认识。了解产生和检验偏振光的基本方法。验证马呂斯定律。 |
14 | 迈克尔逊干涉仪 | 利用迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、白炽灯等测量光波波长。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 了解迈克尔逊干涉仪的光学结构及干涉原理,学习其调节和使用方法;学习一种测定光波波长的方法,加深对等倾、等厚干涉的理解。 |
15 | 牛顿环测凸透镜的曲率半径 | 利用牛顿环装置、读数显微镜、钠光灯观察干涉现象,并测量平凸透镜的曲率半径。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 观察牛顿环实验中的干涉现象和特点,测量平凸透镜的曲率半径R。 |
16 | 普朗克常数的测量 | 利用智能普朗克常数测定仪、高压汞灯、干涉滤光片、光电管暗盒测定普朗克常数。 | 2 | 综合 | 2 | 必做 | 了解光的量子性。验证爱因斯坦方程,并测定普朗克常数。 |
六、实验报告要求
1、按基本实验报告格式完成各部分的内容的书写。
2、重点是总结程序的设计思路;程序的调试过程,遇到的问题,解决的方法。
七、考核方式与成绩评定
1、本课程采取操作考试。操作考试按抽签决定实验项目,双人双座,在1~2小时内完成;
2、实验操作成绩的评定办法:
(1)实验态度:不迟到,不无故缺席 10%;
(2)预习情况:对原理的预习和理解,实验内容的预先设计 20%;
(3)课堂实验:动手能力,主动分析和解决实验过程中所遇问题的能力及创新能力 40%;
(4)实验报告:符合实验报告要求,对实验结果的分析情况以及思考题解答情况 30%
3、操作考试成绩由实验操作成绩和试卷卷面成绩两部分组成,操作考试成绩=实验操作成绩×(40%~60%)+试卷卷面成绩×(60%~40%);
4、平时成绩按统一标准从实验预习情况、实验操作情况及实验报告的撰写情况按3:4:3的比例进行评定。
八、推荐教材和教学参考书目与文献
推荐教材:《大学物理》,邱小林编著,高等教育出版社,2015年。
参考书目与文献:《普通物理学》,程守洙编著,高等教育出版社,2016年。
《大学物理》,马文蔚编著,高等教育出版社,2014年。
《大学物理》,张三慧编著,清华大学出版社,2015年。
《物理学》,刘克哲编著,高等教育出版社,2012年。