基础物理实验

一、课程的地位、作用和任务

   基础物理实验是面向物理类及材料专业的理工科本科生开设的实验课程。物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。物理实验课覆盖面广,具有丰富的实验思想、方法、手段,同时能提供综合性很强的基本实验技能训练,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。
本课程的具体任务是:
 1. 培养学生的基本科学实验技能,提高学生的科学实验基本素质,使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学生的科学思维和创新意识,使学生掌握实验研究的基本方法,提高学生的分析能力和创新能力。
 2. 提高学生的科学素养,培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风,认真严谨的科学态度,积极主动的探索精神,遵守纪律,团结协作,爱护公共财产的优良品德。

 二、能力培养基本要求
1. 独立实验的能力——能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题,掌握实验原理及方法、做好实验前的准备;正确使用仪器及辅助设备、独立完成实验内容、撰写合格的实验报告;培养学生独立实验的能力,逐步形成自主实验的基本能力。
2. 分析与研究的能力——能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关的理论知识对实验结果进行分析、判断、归纳与综合。掌握通过实验进行物理现象和物理规律研究的基本方法,具有初步的分析与研究的能力。
3. 理论联系实际的能力——能够在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的科学方法,逐步提高学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力。
4. 创新能力——能够完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验,进行初步的具有研究性或创意性内容的实验,激发学生的学习主动性,逐步培养学生的创新能力。

三、分层次教学基本要求

我校大学物理实验分两学期开设,第一学期实验课以基础性实验为主,对于基础性实验, 必须完成规定的实验内容;第二学期实验课包括基础性实验、综合性、设计性和探索研究性实验,学生可根据自己的专业方向、学分要求及特长爱好,认真选择实验层次、实验题目。

设计性实验的难度大于其他实验,一般安排学生用整个下午的时间来完成, 并要求在实验完成后写出一份比较详细完整的实验报告。学生可根据自己的知识结构、兴趣及预习情况选择设计性实验。实验报告要求对数据处理的结果做出分析,特别是写出实验过程中所用的操作方法和技巧,如何使得测量结果更符合实际,实验中有什么问题如何解决以及做实验的心得体会和收获等。

探索研究性实验是与科学研究紧密结合的实验,要求学生在掌握实验原理和仪器使用的基础上自己独立完成实验, 教师起指导的作用, 以达到鼓励学生独立思考、提出问题、有所创新的目的。学生可根据自己的能力完成部分或全部实验内容,要求学生以科研论文的形式提交实验报告。

(1)基础性实验题目

实验1  拉伸法测量弹性模量           

实验2  水的表面张力系数测定             

实验3  直流平衡电桥测电阻   

实验5  霍尔效应的研究                   

实验6  利用霍耳效应测磁场

实验7  光的等厚干涉                  

实验8  液体旋光率的测定             

实验9  热电偶测温技术               

实验10 温度传感技术                     

实验11 空气比热容比的测量              

实验12 密立根油滴实验测定电子电荷   

实验13 光电效应测量普朗克常数和金属逸出功          

实验14 迈克尔逊和法布里-珀罗两用干涉仪的调节和使用   

实验15 居里温度测量

实验16分光计的调节和介质折射率的测量

实验17 光栅衍射及光栅常数的测量

实验18光的衍射

实验19  全息照相      

(2)综合设计性实验题目

实验20 示波器的原理与使用

实验21弗兰克赫兹实验

实验22 多普勒效应  

实验23电阻应变式传感器

实验24 摆振动实验研究

实验25 RLC电路

实验26 交流电桥

实验27电学设计性实验

实验28 光的偏振

(3)研究创新性实验题目

实验29低温等离子体射流聚合物表面改性

实验30低压气体直流击穿特性

实验31低压气体直流放电伏安特性

实验32直流辉光放电的静电探针诊断

实验33 X射线综合实验

实验34 帕尔贴效应

实验35 原子力显微镜

实验36 扫描隧道显微镜

实验37分光计调整与应用的综合研究

实验38 巨磁电阻效应及应用

实验39 光纤光学与LD特性实验

实验40 液晶光电效应   

实验41 磁滞回线与居里点   

实验42 液晶器件制备与测试

四、物理实验课的教学环节及基本要

1.预习

实验课前要认真预习,弄明白这次实验的目的要求,依据什么原理和公式, 有什么近似条件和要求;使用什么实验方法,特别是基本的测量方法;使用什么实验仪器以及要注意什么问题等。在此基础上,课前要认真写好实验预习报告中的实验目的、实验原理和内容(简要阐明实验的理论依据,以及要测量的是什么量,写出待测量计算公式的简要推导过程,画出有关的原理图、电路图、光路图等)、列出主要实验仪器的名称、型号、规格等,扼要地说明实验的关键步骤及主要注意事项,并在实验数据记录纸上画好实验数据记录表格。凡预习不合格者不允许做实验。

2.实验操作

到实验室后要遵守有关的规章制度,爱护仪器设备,注意安全。动手之前要先了解仪器的性能、规格、使用方法和操作规则。做完实验,要将实验数据交给教师检查,得到认可签字后,将仪器归整复原好,方可离开实验室。

3.实验报告要求

在实验预习报告的基础上,完成实验报告。实验中测得的数据要用表格形式写入实验报告中(并将原始记录附在报告中),正确表示有效位数和单位,按每个实验的数据处理与要求给出实验结果(写明物理量和单位)。

讨论:对实验中存在的问题、对难于定量计算的误差因素结合自己的实验数据做具体分析,指出主要误差产生的原因、对实验的进一步的想法、见解、以及需要与教师讨论的问题等。

完成实验中的思考题。

4. 设计性和研究性实验要以研究论文的形式提交报告:

根据选题查阅资料,根据实验要求查找相关资料,确定实验方案,包括理论依据、实验方法、具体参数设计、选用仪器和具体操作步骤等。以研究论文的形式提交报告,包括摘要,引言,实验原理与内容,实验方案,操作步骤,数据分析与处理,结论等内容。

 

 

五、考勤及评分要求:

1.不迟到(按规定时间准时到实验室上课),迟到15分钟以上(含15分钟)者,取消该次实验的上课资格,迟到15分钟以内的,任课教师将按情况对本次实验进行扣分。

2.实验完成后教师要在数据记录本上签字,将实验仪器整理完毕,才可以离开实验室。

3.请假事宜:病假必须要有医院的证明;事假一般不予批准,特殊情况需持学生所在系的辅导员签字并盖院系公章,送综合楼307再决定如何处理。

4.无故缺两次实验,则本学期实验成绩不合格,一年后重修。

5.严禁抄袭报告和带着同学报告做实验;如果发现抄袭报告的学生,本次实验按0分处理。

六、实验课考核办法

1.平时成绩考核(占总成绩的70%,):

预习报告10%、课堂操作40%,考核的重点是:理论联系实际能力、实验操作能力、数据记录及实验方案的设计能力。预习报告检查规定、原始记录登记规定、基础性实验和大部分综合设计性实验一人一组。

实验报告50%,考核的重点是:物理图像的建立、实验原理的理解、数据处理方法、实验结果的分析、总结与思考,以及实验报告的规范性与正确性等。每个实验题目由参与此实验的教师讨论,制定统一的评分标准。

2. 期末笔试考核(占总成绩的30%):

期末笔试考核的重点是:对基本的物理图像、实验原理的理解,对实验技能的掌握。