近代物理实验教程的实验报告范本

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中南大学近代物理实验报告-原子力显微镜实验报告

中南大学近代物理实验报告-原子力显微镜实验报告

近代物理实验实验报告实验名称:原子力显微镜所在学院:物理与电子学院专业班级:物理升华班1301学生姓名:黄佳清学生学号:0801130117指导教师:黄迪辉一、目的要求(1) 了解原子力显微镜的工作原理。

(2) 初步掌握用原子力显微镜进行表面观测的方法。

二、实验原理1.基本原理AFM是利用一个对力敏感的探针针尖与样品之间的相互作用力来实现表面成像的,工作原理如图1所示。

将一个对微弱力极敏感的弹性微悬臂一端固定,另一端有一微小的针尖,针尖与样品的表面轻轻接触,由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的作用力(10-8~10-6 N),微悬臂会发生微小的弹性形变。

针尖和样品之间的力F与微悬臂的形变△z 之间遵循胡克定律(Hooke Law)F = k·△z其中,k为微悬臂的力常数。

测定微悬臂形变量的大小,就可以获得针尖与样品之间作用力的大小。

针尖与样品之间的作用力与距离有着强烈的依赖关系,所以在扫描过程中利用反馈回路保持针尖和样品之间的作用力恒定,即保持微悬臂的形变量不变,针尖就会随表面的起伏上下移动。

记录针尖上下运动的轨迹即可得到样品表面形貌的信息。

这种检测方式被称为“恒力”模式(Constant Force Mode),是AFM使用最广泛的扫描方式。

AFM的图像也可以使用“恒高”模式(Constant Height Mode)来获得,也就是在x、y扫描过程中,不使用反馈回路,保持针尖与参考水平面之间的距离恒定,检测器直接测量微悬臂z 方向的形变量来成像。

这种方式由于不使用反馈回路,可以采用更高的扫描速度,通常在观察原子、分子像时用得比较多,而对于表面起伏较大的样品不适合。

图1 AFM原理示意图2. AFM的工作模式当AFM的针尖与样品表面原子相互作用时,通常有几种力同时作用于微悬臂,其中最主要的是范德瓦尔斯力(Van der Waals forces)。

针尖与样品表面原于间的范德瓦尔斯力与距离关系曲线如图2所示。

近代物理演示实验报告_0

近代物理演示实验报告_0

近代物理演示实验报告篇一:近代物理实验实验报告20xx-20xx学年第一学期近代物理实验实验报告目录液晶电光效应实验 (4)一、实验目的 (4)二、实验原理 (4)三、实验仪器 (7)四、实验步骤 (8)1、液晶电光特性测量 .................................................................. .. (8)2、液晶上升时间、下降时间测量,响应时间 (10)3、液晶屏视角特性测量 .................................................................. .. (13)拓展实验:验证马吕斯定律 .................................................................. (14)五、注意事项 (15)附:《LCD产品介绍及工艺流程》相关资料 ..................................................................15α粒子散射 (20)一、实验目的 (20)二、实验原理 (20)1、瞄准距离与散射角的关系 .................................................................. (20)2、卢瑟福微分散射截面公式 .................................................................. (21)3、对卢瑟福散射公式可以从以下几个方面加以验证。

(23)三、实验仪器 (23)四、实验步骤 (24)五、实验数据及处理 .................................................................. (24)六、思考题 (27)α散射的应用 (27)电子衍射 (29)一、实验目的 (29)二、实验原理 (29)运动电子的波长 .................................................................. . (29)相长干涉 (29)三、实验仪器 (30)四、实验数据及处理 .................................................................. (30)五、实验结论 (31)验证德布罗意假设 .................................................................. (31)普朗克常量的测定 .................................................................. (31)六、电子衍射的应用 .................................................................. (32)塞曼效应 (33)一、实验目的 (33)二、实验原理 (33)谱线在磁场中的能级分裂 .................................................................. (33)法布里—珀罗标准具 .................................................................. ................................... 34 用塞曼效应计算电子荷质比e ................................................................... ................. 37 m三、实验步骤 (37)四、数据处理及计算结果 .................................................................. . (37)五、误差分析 (37)六、思考题 (38)拓展实验 (38)观察磁感应强度与能级分裂强弱的关系 .................................................................. (38)估算铁芯的磁导率 .................................................................. (38)七、塞曼效应在科学技术中的应用 .................................................................. (39)液晶电光效应实验一、实验目的了解液晶的特性和基本工作原理;掌握一些特性的常用测试方法;了解液晶的应用和局限。

光学近代物理学实验报告

光学近代物理学实验报告

一、实验目的1. 了解光学近代物理学的基本实验原理和方法。

2. 掌握光学近代物理学实验的基本操作技能。

3. 通过实验,加深对光学近代物理学理论知识的理解。

二、实验内容本次实验共分为四个部分:光纤通讯、光学多道与氢氘、法拉第效应、液晶物性。

1. 光纤通讯(1)实验目的:探究光纤的一些特性,包括光纤耦合效率的测量,光纤数值孔径的测定。

(2)实验原理:利用光纤的传输特性,通过测量光信号在光纤中的传输损耗,计算光纤的耦合效率。

(3)实验步骤:①搭建实验装置,包括光源、光纤、探测器等。

②调节光源,使其发出特定波长的光信号。

③将光信号输入光纤,通过探测器测量光信号在光纤中的传输损耗。

④根据传输损耗计算光纤的耦合效率。

2. 光学多道与氢氘(1)实验目的:观察光学多道仪的工作原理,测量氢原子和氘原子的能级。

(2)实验原理:利用光学多道仪,通过测量光子的能量,确定氢原子和氘原子的能级。

(3)实验步骤:①搭建实验装置,包括激光器、光学多道仪、探测器等。

②调节激光器,使其发出特定波长的光信号。

③将光信号输入光学多道仪,测量光子的能量。

④根据测量结果,确定氢原子和氘原子的能级。

3. 法拉第效应(1)实验目的:观察法拉第效应,研究光在磁场中的传播特性。

(2)实验原理:根据法拉第效应,当光在磁场中传播时,光偏振面的旋转角度与磁场强度成正比。

(3)实验步骤:①搭建实验装置,包括激光器、法拉第盒、探测器等。

②调节激光器,使其发出特定波长的光信号。

③将光信号输入法拉第盒,测量光偏振面的旋转角度。

④根据测量结果,研究光在磁场中的传播特性。

4. 液晶物性(1)实验目的:观察液晶的光学特性,研究液晶在不同温度下的液晶态。

(2)实验原理:液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性,其光学特性受温度、电场等因素影响。

(3)实验步骤:①搭建实验装置,包括液晶样品、激光器、探测器等。

②调节温度,观察液晶的光学特性变化。

③在液晶样品上施加电场,观察液晶的光学特性变化。

近代物理实验实验报告

近代物理实验实验报告

一、实验名称:光纤通讯实验二、实验目的:1. 了解光纤的基本原理和特性;2. 掌握光纤耦合效率的测量方法;3. 探究光纤数值孔径对通信系统性能的影响;4. 分析光纤通信在实际应用中的优势。

三、实验原理:光纤是一种利用光的全反射原理传输光信号的介质。

本实验通过测量光纤耦合效率、数值孔径等参数,分析光纤通信系统的性能。

四、实验仪器:1. 光纤耦合器;2. 光功率计;3. 光纤测试平台;4. 光纤光源;5. 光纤跳线。

五、实验步骤:1. 将光纤光源连接到光纤耦合器的一端,将光纤跳线连接到另一端;2. 将光纤耦合器连接到光纤测试平台上;3. 使用光功率计测量光源输出光功率;4. 将光纤跳线连接到光纤测试平台上的光纤耦合器另一端,测量输入光功率;5. 计算光纤耦合效率;6. 改变光纤跳线的长度,重复步骤4和5,分析数值孔径对通信系统性能的影响。

六、实验结果与分析:1. 光纤耦合效率:根据实验数据,计算得到光纤耦合效率为95.3%。

说明本实验所使用的光纤耦合器性能良好,能够有效地将光信号传输到另一端。

2. 数值孔径:通过改变光纤跳线长度,观察光纤耦合效率的变化。

当光纤跳线长度较短时,耦合效率较高;当光纤跳线长度较长时,耦合效率逐渐降低。

这表明光纤数值孔径对通信系统性能有较大影响。

3. 光纤通信优势:与传统的铜缆通信相比,光纤通信具有以下优势:a. 抗干扰能力强:光纤通信不受电磁干扰,信号传输稳定可靠;b. 传输速度快:光纤通信的传输速度可以达到数十Gbps,满足高速数据传输需求;c. 通信容量大:光纤通信具有较大的通信容量,可满足大量用户同时通信的需求;d. 通信距离远:光纤通信可以实现长距离传输,满足远距离通信需求。

七、实验总结:通过本次光纤通讯实验,我们了解了光纤的基本原理和特性,掌握了光纤耦合效率的测量方法,分析了数值孔径对通信系统性能的影响。

同时,我们也认识到光纤通信在实际应用中的优势,为今后从事相关领域的研究和工作奠定了基础。

工科近代物理实验报告

工科近代物理实验报告

一、实验目的1. 理解和掌握近代物理实验的基本原理和方法。

2. 通过实验操作,加深对理论知识的理解,提高实验技能。

3. 培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。

二、实验原理本实验涉及近代物理的多个领域,主要包括:1. 光电效应:通过测量不同频率的光照射到金属表面时产生的光电子动能,验证爱因斯坦的光电效应方程。

2. 半导体的PN结:研究PN结的正向和反向特性,了解PN结在电子器件中的应用。

3. 光谱分析:利用光谱仪分析物质的光谱,研究物质的组成和结构。

三、实验仪器1. 光电效应实验装置:包括光源、光电管、微电流放大器、示波器等。

2. PN结测试仪:包括直流电源、万用表、数字存储示波器等。

3. 光谱仪:包括光源、单色仪、探测器等。

四、实验内容1. 光电效应实验:- 设置不同频率的光源,分别照射到光电管上。

- 测量光电子的最大动能和入射光的频率。

- 分析实验数据,验证光电效应方程。

2. PN结实验:- 测量PN结的正向和反向电流。

- 分析实验数据,了解PN结的特性。

3. 光谱分析实验:- 设置不同物质的光谱,利用光谱仪进行分析。

- 研究物质的组成和结构。

五、实验步骤1. 光电效应实验:- 调整光电管与光源的距离,确保入射光垂直照射到光电管上。

- 改变光源的频率,测量光电子的最大动能。

- 记录实验数据,分析结果。

2. PN结实验:- 将PN结接入电路,调整直流电源电压。

- 测量正向和反向电流,记录数据。

- 分析实验数据,了解PN结的特性。

3. 光谱分析实验:- 将不同物质的光谱设置到光谱仪中。

- 利用光谱仪分析光谱,研究物质的组成和结构。

- 记录实验数据,分析结果。

六、实验结果与分析1. 光电效应实验:- 实验结果显示,随着入射光频率的增加,光电子的最大动能也随之增加,符合光电效应方程。

- 通过分析实验数据,验证了爱因斯坦的光电效应方程。

2. PN结实验:- 实验结果显示,PN结的正向电流较大,反向电流较小,符合PN结的特性。

近代物理实验报告2

近代物理实验报告2

近代物理实验报告2实验名称:光磁共振指导教师:***专业:物理班级:求是物理班1401姓名:***学号:**********实验日期:2016.11.23实验目的:1.加深对超精细结构原子核自旋,原子核磁矩,光跃迁,磁共振的理解。

2.掌握以光抽运为基础的光检测磁共振方法。

3.测定铷(Rb )原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子F g 和地磁场强度E B 。

实验原理:1 铷原子基态及最低激发态能级的塞曼分裂天然铷含量大的同位素有两种:Rb 85占72.15%,Rb 87占27.85%。

铷是一价碱金属原子(原子序数为37),基态是125S ,即电子的轨道量子数0=L ,自旋量子数21=S 。

轨道角动量与自旋角动量耦合成总的角动量J 。

由于是LS 耦合,S L J +=,···,S L J -=。

铷的基态21=J 。

铷原子的最低光激发态是2125P 及2325P 双重态,它们是LS耦合产生的双重结构,轨道量子数L=1,自旋量子数 S=1/2。

2125P 态J=1/2;2325P 态J=3/2。

在5P 与5S 能级之间产生的跃迁是铷原子主线系的第一条线,为双线,在铷灯的光谱中强度特别强,2125P 到2125S 跃迁产生的谱线为1D 线,波长为nm 8.794,2325P 到2125S 的跃迁产生的谱线为2D 线,波长是nm 0.780。

原子物理学中已给出核自旋I=0时,原子的价电子LS 耦合后总角动量J P与原子总磁矩J μ的关系:Je J J P m e g2-=μ (4-1))1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g J (4-2)其中式中Jg 为铷原子精细结构朗德因子。

当I ≠0时,Rb 87的I=3/2,Rb 85的I=5/2。

设核自旋角动量为I P ,核磁矩为I μ,IP 与J P 耦合成F P,有J I F P P P +=。

实验报告模板

实验报告模板

近代物理实验报告格式参考(参考科技论文格式)实验名称姓名,班级指导老师实验日期【摘要】:简要概述主要实验内容和实验结果内容约200-400字左右,以文章段落格式书写,包括由xx基本原理研究xx课题;采用了xx手段(过程);得到了xx结果。

关键词: 3-5个一前言:5号字体, 不超过一页。

请严格执行。

包括实验背景,实验原理及本试验的内容简述。

引用的结论性文字要标注参考文献,须加[]一般置于右上角。

说明:实验原理部分可以酌情处理,可以在这部分把与实验结果密切相关的原理做一简明扼要的介绍,也可以把原理放在结果分析与讨论部分,看怎么样做使文章更有可读性。

二实验 (A4纸,五号字,1.5倍行距,不超过一页)介绍用什么型号的实验仪器在什么样的实验条件下做了哪些实验内容。

如果实验仪器是自己设计的或对通用仪器做特别的改造,实验结果与你的设计改造密切相关,或者实验方法比较特别,在此要详细说明你实验或方法的独特之处。

如果使用常规仪器做常规测量就不必详细叙述了,只给出实验条件即可。

说明:实验内容不是指实验操作步骤,要对内容用自己的语言概括总结。

三实验结果及讨论(报告重点,A4纸,五号字体,1.5倍行距,内容不超过6页):这部分是实验报告的重点,先给出在不同的实验条件得到各种实验结果或观察到不同的实验现象,然后对结果和现象进行分析讨论。

讨论部分包括实验结果的物理解释,实验数据与理论结果对比的讨论、实验误差的分析等。

这部分写作要求:文字叙述简明通顺,图表、公式规范,实验结果合理。

(1)数据处理:数据处理时写明所用的公式和数据处理方法,并注意有效数字的位数,实验结果尽量以图、表形式展示;图、表格式规范,大小适中。

已转化为图表的数据表格可作为附录放在参考文献后面。

(2)插图、表按次序做编号,写在图的下方,并用文字说明图的名称。

曲线图用Origin软件处理。

将图用Copy page 格式粘贴到Word 文档中。

实验报告中图的规范(图的四要素):1)图号:报告中所有图要统一编号2)图题:所有图必须有图题3)图坐标:数据图的纵横轴须标明分度、物理量和单位4)数据点:标明数据点,必要时标明误差棒实验报告中表格的规范1)表号:所有表格统一编号2)表题:所有表格必须有题目3)数据说明:标明每一栏数据的物理意义及其单位(3)公式以插入公式的形式书写,以阿拉伯数字连续编号。

近代综合实验报告

近代综合实验报告

实验名称:近代物理实验实验日期:2023年10月15日实验地点:物理实验室实验指导教师:张老师一、实验目的1. 通过近代物理实验,加深对物理学基本理论的理解和掌握。

2. 培养实验操作技能,提高实验数据分析能力。

3. 培养科学思维和创新能力,提高解决实际问题的能力。

二、实验内容本实验共分为四个部分,分别为:1. 光纤通讯实验2. 光学多道与氢氘实验3. 法拉第效应实验4. 液晶物性实验三、实验原理1. 光纤通讯实验:光纤是一种传输信息的介质,具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。

本实验主要研究光纤的传输特性,包括光纤耦合效率、光纤数值孔径等。

2. 光学多道与氢氘实验:光学多道探测器是一种高灵敏度的粒子探测器,广泛应用于核物理、粒子物理等领域。

本实验通过测量氢氘核的衰变,研究其能谱和寿命。

3. 法拉第效应实验:法拉第效应是指当线偏振光通过某些介质时,其偏振面会发生变化。

本实验通过测量法拉第效应,研究其与磁场、介质等因素的关系。

4. 液晶物性实验:液晶是一种介于液体和固体之间的物质,具有各向异性的特点。

本实验通过测量液晶的折射率、粘度等物理量,研究其物性。

四、实验步骤1. 光纤通讯实验:(1)搭建实验装置,包括光纤、光源、探测器等。

(2)调整实验参数,如光纤长度、耦合效率等。

(3)测量光纤的传输特性,如衰减、带宽等。

2. 光学多道与氢氘实验:(1)搭建实验装置,包括光学多道探测器、放射性源等。

(2)调整实验参数,如探测器灵敏度、计数时间等。

(3)测量氢氘核的衰变能谱和寿命。

3. 法拉第效应实验:(1)搭建实验装置,包括法拉第盒、光源、探测器等。

(2)调整实验参数,如磁场强度、光束入射角度等。

(3)测量法拉第效应的偏振面变化。

4. 液晶物性实验:(1)搭建实验装置,包括液晶样品、光源、探测器等。

(2)调整实验参数,如液晶温度、光束入射角度等。

(3)测量液晶的折射率、粘度等物理量。

五、实验结果与分析1. 光纤通讯实验:实验结果显示,光纤的传输损耗随着长度的增加而增加,且在一定范围内趋于稳定。

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近代物理实验教程的实验报告
Record the situation and lessons learned, find out the existing problems and
form future countermeasures.
姓名:___________________
单位:___________________
时间:___________________
编号:FS-DY-20456 近代物理实验教程的实验报告
时间过得真快啊!我以为自己还有很多时间,只是当一个睁眼闭眼的瞬间,一个学期都快结束了,现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了,本学期从第二周开设了近代物理实验课程,在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程,回顾这一学期的学习,感觉十分的充实,通过亲自动手,使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法,为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。

我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验,以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。

它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶,激发了我的探索和创新精神。

同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。

我们本来每个人要做共八个实验,后来由于时间关系做了七个实验,我做的七个实验分别是:光纤通讯,光学多道与氢氘,法拉第效应,液晶物性,非线性电路与混沌,高温超导,塞满效应,下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍:
一、光纤通讯:本实验主要是通过对光纤的一些特性的探究(包括对光纤耦合效率的测量,光纤数值孔径的测量以及对塑料光纤光纤损耗的测量与计算),了解光纤光学的基础知识。

探究相位调制型温度传感器的干涉条纹随温度的变化的移动情况,模拟语电话光通信,
了解光纤语音通信的基本原理和系统构成。

老师讲的也很清楚,本试验在操作上并不是很困难,很易于实现,易于成功。

二、光学多道与氢氘:本实验利用光学多道分析仪,从巴尔末公式出发研究氢氘光谱,了解其谱线特点,并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术通过此次实验得出了氢原子和氘原子在巴尔末系下的光谱波长,并利用测得的波长值计算出了氢氘的里德伯常量,得到了氢氘光谱的各
光谱项及巴耳末系跃迁能级图,计算得出了质子和电子的质量之比。

个人觉得这个实验有点太智能化,建议锻炼操作的部分能有所加强。

对于一些仪器的原理在实验中没有体现。

如果有所体现会比较容易使学生深入理解。

数据处理有些麻烦。

不过这也正是好好提高自己的分析数据、处理数据能力的好时候、更是理论联系实际的桥梁。

三、法拉第效应:本实验中,我们首先对磁场进行了均匀性测定,进一步测量了磁场和励磁电流之间的关系,利用磁场和励磁电流之间的线性关系,用电流表征磁场的大小;再利用磁光调制器和示波器,采用倍频法找出ZF6、MR3-2样品在不同强度的旋光角θ和磁场强度B的关系,并计算费尔德常数;最后利用MR3样品和石英晶体区分自然旋光和磁致旋光,验证磁致旋光的非互易性。

四﹑液晶物性:本实验主要是通过对液晶盒的扭曲角,电光响应曲线和响应时间的测量,以及对液晶光栅的观察分析,了解液晶在外电场的作用下的变化,以及引起的液晶盒光学性质的变化,并掌握对液晶电光效应测量的方法。

本实验中我们研究了液晶的基本物理性质
和电光效应等。

发现液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响,在实验中通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值,得到液晶盒扭曲角的大小为125度;测量了液晶的响应时间。

观察液晶光栅的衍射现象,在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的电光响应曲线,求得了阈值电压、饱和电压和阈值锐度。

并且比较了升压降压过程中阈值锐度的差别。

我们一开始做的很慢,不过老师讲得很清楚,后来我们很快就做出来了,
五、非线性电路与混沌:本实验通过测量非线性电阻的I-U特性曲线,了解非线性电阻特性,,从而搭建出典型的非线性电路—蔡氏振荡电路,通过改变其状态参数,观察到混沌的产生,周期运动,倍周期与分岔,点吸引子,双吸引子,环吸引子,周期窗口的物理图像,并研究其费根鲍姆常数。

最后,实验将两个蔡氏电路通过一个单相耦合系统连接并最终研究其混东同步现象。

实验过程还可以,数据处理有点难,后来慢慢思考,最终还是处理好了,
六、高温超导:本实验利用液氮创造低温环境,测量了高温超导材料样品的超导转变临界温度为90.。

88K,并在实
验同时对温差电偶温度计以及硅半导体温度计进行了温度定标,测得在实验的温度范围内,在磁悬浮实验上,我们分别测量了无磁场条件下相变(零场冷)的高温超导体样品的以及有磁场条件下相变(场冷)的高温超导体样品的磁悬浮力与距离的关系,认为此超导体在强磁场下进入了混合态,而在场冷条件下的实验证实了我们的假设。

这次实验我们所作实验中最早结束的一个实验,不过在示波器中调波形时花了点时间,最终还是很快就做完了。

七、塞满效应:这个实验是我最后一次做的实验,也是最晚结束的一个实验,因为我们去做实验的时候实验室没电了,于是我们等
把电路修好后开始做实验了,于是做到晚上11点才结束了,本实验运用光栅摄谱仪和阿贝比长仪,采用摄谱法观测Hg谱线的分裂情况,并以此对外加磁感应强度进行估测。

本次实验运用光栅摄谱法观察到了在外磁场下Hg谱线的分裂情况,直接验证了塞曼效应;还以Fe谱线作为标准谱,用内插法测得了各谱线的波长,并以此故测了外加磁感应强度B,基本实现了定量验证和分析,本实验数据处理比较容易,
老师讲得也很清楚。

我们大家都知道实践是检验真理的唯一标准,近代物理实验属于学科基础课程,通过这次近代物理实验课程的学习,使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法,对于我开发我们的智力,培养我们分析解决实际问题的能力,有着十分重要的意义,对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义,除此之外,使我从思想上牢记做任何事之前就像做实验一样只有好好预习才能做好实验;实验中如果出现问题应该耐心、细致的进行分析,并且要考虑实验仪器本身的因素,有时也应该咨询老师;实验通过做实验的艰辛和处理数据的繁琐让我体会到前辈们是怎么一步一艰辛的在科学之路上进行探索,他们的严谨、求实之精神必然激励着我们在今后的人生之路上向他们那样,孜孜不倦、勇于进取。

最后感谢每位实验老师,您们辛苦啦!每次都跟我们一起在实验室里待到很晚,谢谢您们!
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