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大学物理实验教学大纲(工科)

一、    课程性质和任务

1 性质和作用

    物理实验是理工科学生进入大学后最先接触的实践课,是一门独立的必修基础课程,是学生接受系统的实验方法和实验技能训练的开端。对学生实践能力培养和创新意识的形成起着至关重要的作用。

2 教学目的和任务

物理实验作为一门独立的基础课程,有以下目的和任务:

(1)       过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量,学习物理实验知识,加深对物理学原理的理解。

(2)       培养与提高学生的科学实验能力。其中

  • 自学能力:能够自行阅读实验教材或资料,做好实验前的准备;

  • 动手能力:能够借助教材或仪器说明书,正确调整和使用常用仪器;

  • 分析判断能力:能够运用物理学理论对实验现象进行初步的分析和判断;

  • 书写表达能力:能够正确记录和处理实验数据,绘制图线,说明实验结果,撰写合格的实验报告;

  • 简单的设计能力:能够完成简单的具有设计性内容的实验。

(3)       培养和提高学生从事科学实验的良好素质,包括

  • 理论联系实际和实事求是的科学作风;

  • 不怕困难主动研究的探索精神;

  • 严肃认真的工作态度,不怕困难、主动进取的探索精神;

  • 遵守纪律、遵守操作规程、注意安全和团结协作;爱护公共财物的优良品德;

  • 团结协作和爱护公共财物的优良品德。

3 教学指导思想
1) 本课程应使学生在中学物理实验的基础上,按照循序渐进的教学原则,学习物理实验知识和方法,得到实验技能的训练,从而初步了解科学实验的主要过程与基本方法,为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。
2) 实施开放式教学管理并对课程体系和内容进行改革,确保教学质量不断提高。
3) 在日常教学工作中,坚持不懈地抓好三个教学环节的指导工作,即实验前的预习,课堂上实验的进行和实验后报告的书写,确保教学质量。

二、 课程内容、要求、教学方法、教学手段和学时分配

课程名称

课程编号

开课时间及学时分配

授课对象

教材

大学物理实验

020511

秋季24(必)

全校理工科2年级上

大学物理实验教程 第二版 2007

   

春季24(必)

全校理工科2年级下

   

春季34(选)

全校理工科学生

实验地点:主楼2-4

内容安排及学时分配

秋季学期

误差理论及数据处理 3学时

基本物理实验

实验名称

学时数

实验名称

学时数

示波器的使用

2

空气中的声速测量

2

惠斯登电桥测量中值电阻

2

凯尔文电桥测低值电阻
2

霍尔元件测磁场

2

集成霍尔传感器与简谐振动

2

分光仪的调整和使用

4

自选(内容同春季学期)

8

春季学期

综合、设计性和近代物理实验(自选)

实验名称

学时数

实验名称

学时数

核磁共振

4

RLC谐振电路和选频电路

4

超声波探测实验

4

弗兰克-赫兹实验

4

音频信号光纤传输实验

4

用非线性电路研究混沌现象

4

LabVIEW入门和简单测量

4

用CCD光强分布测量仪观测光的夫琅和费衍射+光的等厚干涉

4

晶体的电光效应与信号传输

4

迈克尔逊干涉仪的调整与使用

4

微波的布拉格衍射

4

光的偏振

4

用密立根油滴仪测量电子电量

4

衍射光栅

4

用玻耳共振仪研究受迫振动

4

交流电桥及其应用

4

电阻应变片压力传感器特性及应用+液压拉伸法测量弹性模量

4

光敏电阻的特性与光开关

4

以上实验内容需选够24学时。

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大学物理实验(选修)

选修部分为34学时(2学分)。对于学有余力的同学,在完成必修课程之外可以选修以下内容,其他必修课程之外的实验内容也可以作为选修内容。课程实验地点:主楼209

序号

实验名称

套数

序号

实验名称

套数

1

密度的测定

4

2

速度与加速度的测定

4

3

简单控制电路

4

4

金属电阻温度系数的测定

4

5

螺线管的磁场分布

4

6

模拟法测绘静电场

4

7

动态杨氏模量的测定

4

8

几何光学设计实验(1)

4

9

折射率测量设计性实验

4

10

劈尖干涉

4

11

各种二极管的特性测量

4

12

灵敏电流计的研究

4

13

电位差计测电动势

4

14

虚拟实验和数据处理系统

8

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高级物理实验教学大纲(全校公共选修课)

课程名称:高级物理实验                             学时 34

高等物理实验将通过综合性、应用技术性以及近代物理实验等不同类型的实验组合,向学生介绍科技发展的前沿及新技术的应用。通过本课程学生将不仅了解有关的最新的实验技术,以及实验的应用,同时通过实验的过程进一步提高自己分析和解决实际问题的能力,进而为今后的学习和发展打下更为扎实的基础。

教学参考书:大学物理实验教程、近代物理实验讲义(自编)及实验室提供的补充材料  

课程教学基本要求

学生必须从本课程提供的实验中选择满足34学时的实验(具体的实验题目,学生可以根据自己的兴趣确定),在教师的指导下,独立完成有关的实验内容,并按照课程要求完成相关的实验报告,即可得到学分。 

实验内容

实验名称

学时

实验名称

学时

相对论实验

4

X光实验

4

塞曼效应

4

光磁共振

4

光速测定

4

M-Z光纤干涉仪

4

扫描隧道显微镜STM

4

微波布拉格衍射

4

F-P干涉仪

4

光电效应

4

电光效应

4

阿贝成像与空间滤波

4

光纤光学

4

光栅光谱仪的研究

4

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大学物理实验教学大纲(应用物理专业)

一、   课程性质和任务

1 性质和作用

    物理实验是理工科学生进入大学后最先接触的实践课,是一门独立的必修基础课程,是学生接受系统的实验方法和实验技能训练的开端。对学生实践能力培养和创新意识的形成起着至关重要的作用。

2 教学目的和任务

物理实验作为一门独立的基础课程,有以下目的和任务:

(1)       通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量,学习物理实验知识,加深对物理学原理的理解。

(2)       培养与提高学生的科学实验能力。其中

  •            自学能力:能够自行阅读实验教材或资料,做好实验前的准备;

  •            动手能力:能够借助教材或仪器说明书,正确调整和使用常用仪器;

  •            分析判断能力:能够运用物理学理论对实验现象进行初步的分析和判断;

  •            书写表达能力:能够正确记录和处理实验数据,绘制图线,说明实验结果,撰写合格的实验报告;

  •            简单的设计能力:能够完成简单的具有设计性内容的实验。

(3)       培养和提高学生从事科学实验的良好素质,包括

  •            理论联系实际和实事求是的科学作风;

  •            不怕困难主动研究的探索精神;

  •            严肃认真的工作态度,不怕困难、主动进取的探索精神;

  •            遵守纪律、遵守操作规程、注意安全和团结协作;爱护公共财物的优良品德;

  •            团结协作和爱护公共财物的优良品德。

3 教学指导思想

1 本课程应使学生在中学物理实验的基础上,按照循序渐进的教学原则,学习物理实验知识和方法,得到实验技能的训练,从而初步了解科学实验的主要过程与基本方法,为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。
2 实施开放式教学管理并对课程体系和内容进行改革,确保教学质量不断提高。
3 在日常教学工作中,坚持不懈地抓好三个教学环节的指导工作,即实验前的预习,课堂上实验的进行和实验后报告的书写,确保教学质量。

二、 课程内容、要求、教学方法、教学手段和学时分配

课程名称

课程编号

总学时

开课时间

授课对象

物理实验(1

214.02236

64

大二(上)

物理实验(2

214.02237

64

大二(下)

近代物理实验

314.02238

64

大二(下)

专业物理实验

322. 02248

34

大三(上)

 

课程名称:大学物理实验(1)

实验地点:主楼2-4

教学参考书:大学物理实验教程第二版 2007 北京邮电大学出版社出版

内容安排及学时分配
实验内容

编号

     

学时

1

物理实验绪论

4

2

惠斯登电桥测中值电阻+双臂电桥测低值电阻

4

3

示波器的使用+空气中的声速测量

4

4

霍尔元件测磁场+集成霍尔传感器与简谐振动

4

5

分光计的调整与使用

4

6

密度的测定

3

7

速度与加速度的测定

3

8

动态杨氏模量的测定

3

9

转动惯量的测量

3

10

空气比热容的测定+PN结的特性

3

11

简单控制电路

3

12

灵敏电流计的研究

3

13

导热系数的测定

3

14

模拟法测绘静电场

3

15

折射率测量

3

16

电位差计的使用

3

17

金属温度系数的测定

3

物理实验讲座

序号

讲座名称

学时

1

物理实验中常用实验方法及数据处理常用方法介绍

2

2

基本实验中常见问题及误差分析

2

3

常用计算机作图软件和实验数据处理(2小时讲座+4小时上机)

6

4

物理实验中的传感器

2

课程名称:大学物理实验(2)
实验内容

编号

     

学时

1

实验方法介绍(讲课)

2

2

实验中常见问题的分析与处理(讲课)

2

3

核磁共振

4

4

超声波探测实验

4

5

音频信号光纤传输实验

4

6

LabVIEW入门和简单测量

4

7

晶体的电光效应与信号传输

4

8

微波的布拉格衍射

4

9

用密立根油滴仪测量电子电量

4

10

用玻耳共振仪研究受迫振动

4

11

电阻应变片压力传感器特性及应用+液压拉伸法测量弹性模量

4

12

用CCD光强分布测量仪观测光的夫琅和费衍射+光的等厚干涉

4

13

迈克尔逊干涉仪的调整与使用

4

14

光的偏振

4

15

衍射光栅

4

16

交流电桥及其应用

4

17

光敏电阻的特性与光开关

4

18

RLC谐振电路和选频电路

4

19
弗兰克-赫兹实验
4
20
用非线性电路研究混沌现象
4

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近代物理实验课程教学大纲

    近代物理实验课是一门涉及到许多近代物理学知识的实验课程,其中既有著名的经典物理实验如密立根油滴实验,也有反映现代检测技术原理的核磁共振实验,以及与现代通讯有关的电光调制和微波实验等。通过这门课程,学生可以了解到许多近代物理学知识及应用,接触到更多的实验仪器和装置,进一步提高实验动手能力。

教材参考书 近代物理实验讲义(自编)及实验室提供的补充材料
实验项目

序号

实验名称

学时数

1

光电效应

4

2

微波布拉格衍射

4

3

光纤光学

4

4

光磁共振

4

5

光纤干涉

4

6

相对论实验(1)

4

7

光速的测定

4

8

塞曼效应

4

9

X射线(1)

4

10

光栅光谱

4

11

超声探伤

4

12

光敏电阻的特性与光开关的设计

4

13

硅光电池的光照特性

4

14

非线性电路与混

4

15

夫兰克—赫兹实验

4

实验讲座

序号

讲座内容

学时

1

非线性电路与混沌和混沌加密通信介绍

3

2

核磁共振和音频信号的光纤传输实验介绍

3

3

密立根油滴实验与超声探测实验介绍

3

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专业物理实验教学大纲

  专业物理实验涉及到物理学的的直接应用,课程按照研究专题设置,内容涉及到现代科技和光通信技术相关的实验。学生通过实验可以将理论知识与实际的应用结合起来,对今后在各方面的发展会有很大的帮助。

课程教学基本要求:学生应完成规定的实验,同时按照课程要求写出合格的实验报告或研究性报告。

教材参考书:专业物理实验讲义(自编)及实验室提供的补充材料。

专业物理实验内容

序号

实验名称

  

学时

地点

1

混沌电路专题

(1)       自组chua或lorenz电路,分析电路特性和电路混沌的产生机制
(2)       混沌同步
(3)       混沌相同步
4)  周期力和噪声对混沌的影响

12

219

2

物理效应专题

(1)       电光效应
(2)       克尔效应
(3)       法拉第效应

12

210

219

3

激光器特性和光谱学专题

(1)       激光谐振腔的横膜与纵膜研究
(2)       光谱仪标定物体色度值
(3)       高分子的拉曼荧光光谱

12

201

203

4

材料的物理特性专题

(1)       X射线吸收与成像
(2)      
用扫描隧道显微镜观测原子结构
(3)       X射线的吸收特性研究(2人)
(4)      
动态光散射研究微粒的运动规律

12

201

210

学生可以根据自己的兴趣,选满所需的学时数即可。