| 课程名称 |
普通物理实验（General Physics Experiment） |
| 开课学期 |
2、3 |
| 课程类型 |
通识综合课 |
| 先修课程 |
大学物理学 |
| 选用教材 |
自编教材《大学物理实验》（王殿元主编，同济大学出版社） |
| 主要参考书 |
1.《基础物理实验》 吕斯骅 北京大学出版社 2002出版
2.《大学物理实验 》 阎旭东 科学出版社 2003出版
3.《大学物理实验 , 基础和综合分册 》 陈群宇 电子工业出版社 2003出版 |
| 一、课程性质、目的与任务 |
物理实验是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统学习基本实验知识、实验方法和实验技能训练的开端，是理、工类专业对学生进行科学训练的重要基础。
物理学是一门实验科学，物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位。它们既有深刻的内在联系和配合，又有各自的任务和作用。
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，为以后的学习和工作奠定良好的实验基础。
本课程的具体任务是：
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，其中包括：
(1)
能够通过阅读实验教材或资料，作好实验前的准备；
(2)
能够借助教材或说明书正确使用常用仪器；
(3) 能够运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断；
(4) 能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。
3.培养与提高学生的科学和实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动研究的探索精神，遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
|
| 二、教学基本要求 |
1.在教学过程中，对学生进行辩证唯物主义世界观和方法论的教育，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的地位和任务。
2.在整个实验过程中，要教育学生养成良好的实验习惯，爱护公共财产，遵守安全制度，树立良好的学风。
3.要求学生掌握误差理论的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。即测量误差的基本概念，直接测量结果的误差估算，间接测量的误差计算，实验结果的正确表示，处理数据的一些重要方法（列表法、作图法、一元线性函数的最小二乘法）在教学中要注意系统误差的分析。
4.通过每个物理实验题目，达到物理实验的基本训练要求，使学生做到：
(1) 能够自行完成预习讲义，进行实验和写实验报告等实验的主要过程。
(2)了解物理实验中基本实验方法和测量方法。例如：比较法，放大法，转换测量法，模拟法，补偿法和干涉法。
(3)能够进行常用物理量的一般测量。例如：长度，角度，质量，时间，力，压强，温度，热量，电流强度，电压，电动势，电阻，磁感应强度，波长，折射率，频率等。
(4) 能够掌握常用仪器的性能和使用方法。游标尺，螺旋测微器，天平，秒表，温度计，直流电表，滑线式变阻器，电阻箱，检流计，直流电桥，电位差计，万用表，数字频率计，通用示波器，低频讯号发生器，直流稳压电源，读数显微镜，望远镜，光具座，分光计和常用钠光灯，水银灯及激光电源。
在进行以上各项基本训练的过程中，要着重注意培养学生的实验能力，提高学生的科学素养。 |
| 三、实验教学内容、课时分配及教学要求 |
| 序号 |
主要
内容 |
实验要求 |
学时
安排 |
| 1 |
绪论与误差概论 |
1． 绪论：课程简介、教学安排、实验报告、实验规则。
2． 测量与误差：测量、误差及误差分类；系统误差分析。
3． 实验不确定度的评定：概念、直接测量量不确定度的估算、间接测量量的不确定度。微小误差准则，误差等量分配原则与测量仪器选择。
4． 有效数字与测量结果表示 |
2 |
| 2 |
物理实验基本知识 |
1. 电磁学实验基本知识
2. 光学实验基本知识
3. 物理实验的基本程序
4. 物理实验的基本测量方法：比较法、放大法、换测法、模拟法。
5． 物理实验数据处理方法：列表法、作图法、逐差法、最小二乘法。 |
2 |
| 3 |
基本测量 |
[实验目的]：在中学实验的基础上进一步掌握米尺、游标卡尺和微螺旋测微仪、学生天平等量具的测量原理、正确的使用和读书方法。
[教学要求]：掌握米尺、游标卡尺和微螺旋测微仪、学生天平等量具的测量原理、正确的使用和读书方法。
[仪器调整基本要求］：游标卡尺、微螺旋测微仪、学生天平是精密的仪器，一定要按使用说明使用。
[实验报告要求］：运用误差理论处理数据及正确分析误差来源 |
2 |
| 4 |
动量守恒和机械能守恒定律的验证 |
[实验目的]：验证动量守恒和机械能守恒定律。
[教学要求]：掌握动量守恒和机械能守恒的条件，及其验证方法。
[仪器调整基本要求］：进一步掌握气垫导轨和数字毫秒计的调整和使用
[实验报告要求]：学会分析在实验误差内验证物理规律的思想。 |
2 |
| 5 |
速度和加速度的测量 |
[实验目的]：学会用存贮式数字毫秒计测量滑块运动的时间、速度和加速度。
[教学要求]：教师应着重检查学生第一、二次所测的实验数据,看其是否控制好实验条件。由假设到理论的形成,必须经过实验的验证。如果验证方法不当或条件不合适,正确的结论将会得不到,这种思想应让学生有所了解。
[仪器调整基本要求］：掌握气垫导轨的静态、动态调平方法以及如何控制实验条件才能做好实验的物理思想。
[实验报告要求］：记录数据并正确处理。 |
2 |
| 6 |
金属丝杨氏模量的测定 |
[实验目的]：测量钢丝材料的杨氏模量。
[教学要求]：掌握用光杠杆测量微小位移的原理和方法；
掌握拉伸法测量钢丝杨氏模量的方法与操作技术。
[仪器调整基本要求］：金属丝铅直；望远镜全视场内清晰、无视差；
光杠杆足尖距选择与放置恰当。
[实验报告要求］：学会使用逐差法处理数据。 |
2 |
| 7 |
液体粘滞系数的测定 |
[实验目的]：测定蓖麻油的粘滞系数
[教学要求]：掌握用落针法测量液体粘度的方法；了解测量条件的选择、减小系统误差的方法；研究液体粘度系数与温度之间的关系
[仪器调整基本要求］：落针沿量筒轴线下落；计时误差小。
[实验报告要求］：测出不同温度下的粘滞系数，绘出与温度的关系曲线。 |
2 |
| 8 |
刚体转动惯量的测定 |
[实验目的]：测定物体的转动惯量，验证平行轴定理。
[教学要求]：掌握物体转动惯量的测量方法。
[仪器调整基本要求］：按实验步骤调节好仪器。
[实验报告要求]：要求用编程方法处理实验数据。 |
2 |
| 9 |
牛顿环测透镜的曲率半径 |
[实验目的]：测量平凸透镜的曲率半径。
[教学要求]：观察等厚干涉现象及其特点；利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径；利用空气劈尖干涉图样测一薄片的厚度。
[仪器调整基本要求］：将十字叉丝对准牛顿环中心；微测手轮中途不得倒转。
[实验报告要求］：填好数据表格，算出牛顿环半径。 |
2 |
| 10 |
霍耳效应法测量磁场 |
[实验目的]：用霍耳元件测量磁场、半导体电子浓度。
[教学要求]：了解产生霍尔效应的原理；掌握霍尔效应测磁场的方法。
[仪器调整基本要求］：霍耳片是精密元件，移动时要小心，励磁电流和工作电流要缓慢增加。
[实验报告要求］：学会用作图法处理实验数据。 |
2 |
| 11 |
电子和场 |
[实验目的]：研究电子在电场与磁场中的运动规律。
[教学要求]：了解示波管的构造与工作原理；掌握电子在电场与磁场中运动的简单规律。
[仪器调整基本要求］：在研究电偏转与磁偏转的两种条件下，接线的区别；电子和场实验仪的开机顺序。
[实验报告要求］：画出不同加速电压下，电子偏移量与磁场电流间的关系曲线；画出不同加速电压下，电子偏移量与偏转电压间的关系曲线；估算示波管偏转板的长度与板间距之比，计算电偏转与磁偏转的灵敏度。 |
2 |
| 12 |
惠斯登电桥测电阻 |
[实验目的]：测量未知电阻的阻值。
[教学要求]：掌握电桥测量电阻的原理和电路的特点；
掌握调节电桥平衡的方法；了解用电桥测电阻时的几种典型误差。
[仪器调整基本要求］：正确接线；
粗、细调寻找平衡点； 判断并排除电路故障。
[实验报告要求］：用比较法表示测量结果；研究数据规律；研究箱式电桥的线路与线式电桥之间的对应关系。 |
2 |
| 13 |
偏振光的观测与研究 |
[实验目的]：测定三棱镜的折射率；观测透光偏振度；验证马吕斯定律。
[教学要求]：加深对光的偏振概念及基本规律的理解，掌握产生和检验各种偏振光的方法及确定偏振器通向的方法。
[仪器调整基本要求］：各仪器要同轴等高，度盘面与入射角平行。
[实验报告要求］：自拟测量数据表格，按照误差传递公式估计三棱镜相对误差。 |
2 |
| 14 |
分光计调整和三棱镜顶角 |
[实验目的]：测量三棱镜的顶角和折射率的测定
[教学要求]：了解分光计的结构，学习分光计的调整和使用。
[仪器调整基本要求］：望远镜的光轴要垂直于旋转主轴。
[实验报告要求］：合理处理数据并且算出三棱镜顶角和折射率。 |
2 |
| 15 |
密立根油滴法测电子电量 |
[实验目的]：测量电子电量。
[教学要求]：验证电量的量子性；学会测量基本电量的方法。
[仪器调整基本要求］：按要求调整平衡电压，学会选择油滴，控制油滴。
[实验报告要求］：用“倒过来验证法”验证电子电荷量。 |
2 |
| 16 |
光电效应测定普朗克常数 |
[实验目的]：测定光电管的伏安特性曲线；测定光电管的光照特性曲线。
[教学要求]：研究光电效应规律。
[仪器调整基本要求］：测量仪器的正确使用；测量截止电位。
[实验报告要求]：用坐标纸画出所测曲线；计算普朗克常数h。 |
2 |
| 17 |
迈克尔逊干涉仪的调整和使用 |
[实验目的]：测定He－Ne激光波长；观察等厚干涉条纹。
[教学要求]：掌握干涉仪的结构、原理及调整方法；掌握利用迈克尔逊干涉仪测波长的方法；掌握观察等厚干涉条纹的调整。
[仪器调整基本要求］：等倾干涉条纹的调节； 等厚干涉条纹的调节。
[实验报告要求］： 用逐差法处理数据；He－Ne激光波长为 632.8 nm，计算所测波长，分析产生误差的主要原因。 |
2 |
| 18 |
仿真实验（两个）（具体实验待定） |
[实验目的]：依据具体实验而定。
[教学要求]：充分利用现代化手段进行教学。
[仪器调整基本要求］：仿真软件上调整仪器。
[实验报告要求]：书写实验报告根据具体实验而定。 |
4 |
| 四、开课专业 |
| 各类理、工科各专业及部分文科本科专业 |
| 五、考核办法 |
实验考核即教师对学生所做每个实验进行考核和打分，每项实验满分为100分，考核内容包括：实验预习、实验过程、实验报告三部分。具体评分依据及方法如下：
1.实验预习：要求学生课前须进行预习，写出预习报告。报告内容包括：实验目的、实验原理、基本公式、图表、操作步骤、注意事项等。教师应在课前批阅预习报告，并通过课堂提问方式检查预习效果，依此打分。
2. 实验过程：在实验过程中，教师可依据学生使用和操作仪器的能力、观察和分析实验现象的能力、主动排除故障的能力、实验结果和数据的正确性以及学生的课堂纪律、实验态度、保持卫生等方面的表现进行评分，学生实验的原始数据须由教师签字认可。
3.实验报告：学生实验后应按时完成实验总结报告，要求内容充实、图表齐全、数据处理正确、结构合理、书面整洁、对实验结果有自己独立见解等，教师依据以上方面给学生打分。教师应严格按照以上三方面做好学生实验的平时成绩考核，并将考核分值记入学生实验考核成绩单中，三项得分之和为该项实验的成绩。
实验成绩的计算方法：
每学期末，教师要根据本学期要求做的实验个数和学生各项实验成绩的总分，计算出每个学生的平均分数做为实验考核成绩。实验考核成绩要纳入期末成绩总评，占20%。 |
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