近代物理实验

 

一、课程的地位、作用和任务

近代物理实验是面向物理类专业高年级本科生和全校工科专业研究生,以及对近代物理实验感兴趣的非物理类专业的本科生开设的实验课程。具有涉及知识面广、综合性强、多学科交叉的特点,是物理实验的重要组成部分,在整个物理实验教学体系中具有承上启下的作用。通过本实验课程的学习,使学生掌握近代物理学发展过程中所涉及的某些关键实验的基本实验思路、方法和技术;熟悉掌握相关仪器的使用;培养学生观察分析现象,独立操作,判断实验中尚存问题的能力;加深对有关物理概念的理解,正确认识物理概念的产生、形成和发展过程,培养严谨的科学作风和用实验方法研究物理现象与规律的独立工作能力;巩固和加强有关数据处理,误差分析等方面的训练。

二、近代物理实验培养基本要求

1. 强化创新素质的培养和实验技能的训练

针对物理类专业本科生,通过近代物理实验丰富和活跃学生的物理思想,培养学生对物理现象的观察能力和分析能力,引导学生了解实验在物理学发展过程中的地位和作用,学习近代物理中一些常用的实验方法和现代物理测试技术,学习使用一些较大型和复杂的仪器,进一步培养良好的实验素养和严谨的科学作风。

2. 注重科研训练,提高研究生综合能力培养

针对工科专业研究生,通过近代物理实验的训练,使其了解科研的基本思想、方法和手段,为将来独立从事科学研究工作打下基础。使研究生初步掌握科研的基本步骤和方法。促进研究生积极主动地思考、分析和解决问题,使他们得到从事科研的初步训练,对提高研究生的综合科研能力起到促进作用。

3. 培养综合思维,突出学科交叉融合的优势

通过近代物理实验,让非物理类专业的本科生了解近代物理巧妙的思想和先进的实验手段。激发非物理类专业学生对近代物理学的兴趣,进一步了解和近代物理学相关的新技术和新方法。并且能够利用近代物理学思想和方法开拓思路,实现学科交叉,更好地解决所在专业中所面临的问题。

近代物理实验项目

 

原子物理:

1.塞曼效应

2.黑体辐射

3.原子光谱

4.电子衍射

5.波尔兹曼常数的测定

6.磁致旋光-法拉第效应

7.变温霍尔效应

核探测技术:

8.盖革-米勒计数器及核衰变的统计规律

9.验证快速电子的相对论效应

10.物质对β、γ射线的吸收

微波技术:

11.微波系统电压驻波比的测量

12.微波测量线的调制和晶体检波器的校准

13.谐振器微扰法测微波介质特性

14.微波光学

磁共振技术:

15.核磁共振

16.核磁共振成像

17.微波电子顺磁共振

18.微波铁磁共振

19.光泵磁共振

激光与光学:

20.单光子计数

21.激光器的模式分析

22.波动光学

23.晶体的电光效应与电光调制

24.迈克尔逊干涉法测空气折射率

25.空间单点光学相干层析技术

光通讯技术:

26.音频信号在光纤中的传输

27.数字信号编码及在光纤中的传输

真空与低温:

28.真空的获得及测量

29.高温超导体的零电阻现象

材料参数测试:

30.椭偏法测介质薄膜的厚度和折射率

31.热波法测导体的热导率

32.闪光法测不良导体的热导率

高等物理实验:

33.非线性电路混沌

34.纳米材料的制备

 

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,清楚实验目的和要求,掌握实验原理和实验内容。了解仪器使用基本方法和注意事项。实验课前完成预习报告,包括实验目的、实验仪器、实验原理和内容,写明实验关键步骤及主要注意事项,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

进入实验室后,先阅读实验仪器的说明书,了解仪器的性能、规格、使用方法和操作规则。经指导教师允许后方可打开实验仪器进行操作。实验过程中,遵守实验室的规章制度,爱护仪器设备,完成实验内容。实验结束后,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,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),正确表示有效数字位数和单位,按具体实验的数据处理与要求给出实验结果(写明物理量和单位)。

收获和体会:对实验中存在的问题、误差产生的主要原因、对实验改进的想法、见解、以及需要与教师讨论的问题等进行讨论。

思考题:认真完成实验中的思考题。

五、考勤及评分要求:

1. 按时上课(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实验数据上签字,将实验仪器整理复原,方可离开实验室。

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401备案。

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. 严禁抄袭实验报告,一旦发现本次实验按0分处理。

六、实验课考核办法

(一)本科生近代实验成绩考核:

近代物理实验报告的要求,包括:实验题目、实验目的、所用仪器及型号、实验原理简介、实验步骤简述、实验数据处理、误差分析和思考题、收获和体会等。

实验成绩确定:实验预习(15%)、实验操作(30%)、数据记录(5%)、仪器整理(5%)、实验报告(45%)。实验报告考核的重点是:实验原理的理解、数据处理的方法、实验结果的分析。学期结束后,对所做全部实验的成绩取平均作为实验课的成绩。

(二)研究生近代实验成绩考核:

1. 理论考核(占总成绩的30%):

理论课结束后进行考试,了解学生对相似理论、因次理论、误差理论、谱分析、传感器对待测场的干扰和数值实验方法等知识的掌握。

2. 近代实验成绩考核(占总成绩的70%,):

近代物理实验报告的要求,包括:实验题目、实验目的、所用仪器及型号、实验原理简介、实验步骤简述、实验数据处理、误差分析和思考题、收获和体会等。

实验成绩确定:实验预习(15%)、实验操作(30%)、数据记录(5%)、仪器整理(5%)、实验报告(45%)。实验报告考核的重点是:实验原理的理解、数据处理的方法、实验结果的分析。学期结束后,对所做全部实验的成绩取平均作为实验课的成绩。