大学物理实验课程教学大纲物理实验中心河北工业大学

大学物理实验课程实验教学大纲课程名称：大学物理实验英文名称：University Physics Experiment实验学时：60学时（春天学期30学时；秋季学期30学时）适应专业：全校理工科各专业一、实验目的：物理学是研究物质运动一般规律及物质大体结构的科学，是自然科学的基础。

它的进展不仅推动了整个自然科学，而且对人类的物质观、时空观、宇宙观乃至人类文化都产生了深刻的影响。

物理学的研究必需以客观事实为基础，必需依托观察和实验。

物理实验在物理学的进展进程中起着重要的和直接的作用。

实验能够发觉新事实，实验结果能够为物理规律的成立提供依据。

归根结底物理学是一门实验科学，无论物理概念的成立仍是物理规律的发觉都必需以严格的科学实验为基础，并通过此后的科学实验来证明。

实验物理与理论物理相辅相成。

规律、公式是不是正确必需经受实践查验。

只有经受住实验的查验，由实验所证明，才会取得公认。

物理学又是今世技术进展最主要的源泉。

物理实验的方式、思想、仪器和技术已经被普遍地应用在各个自然科学领域和技术部门和其他学科领域。

本课程是高校各理工科专业开设的一门基础实验课，它与普通物理理论课程既有紧密的联系，又彼此独立。

它不同于一般的探索性的科学实验研究，每一个实验题目都通过精心设计、安排，实验结果也比较有定论。

它不仅能够加深大家对理论的理解，更重要的是可使同窗取得大体的实验知识，在实验方式和实验技术诸方面取得较为系统、严格的训练，是大学生进行自主学习、创新训练及科学研究的第一步，同时在培育科学工作者的良好素质及科学世界观方面，物理实验课程也起着潜移默化的作用。

本课程的主要目的和任务：1.通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使学生进一步掌握物理实验的“大体知识，大体方式和大体技术”（即“三基”能力）；并能运用物理学原理和物理实验方式来研究物理现象和规律，加深对物理学原理的理解。

2.培育与提高学生从事科学实验的素质。

其中包括：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；不怕困难，主动进取的探索精神；遵守操作规程，珍惜公共财物的优良道德；和在实验进程中彼此协作，一路探索的团队合作精神。

3.培育学生进行综合实验、应用实验和设计实验的能力，和自主学习和科学研究的能力，提高学生的创新素质。

特别鼓励教师和学生进行“自主创新”实验的探索与实践。

在教师的指导下，了解和掌握科学实验的主要进程和方式，通过亲自动手动脑，训练和培育独立工作的能力，提高科学素质，为后续课程学习和进行课题设计、科学研究打下基础。

二、主要设备仪器配置1．大体测量实验设备仪器：每项实验32套；2．基础性、提高性实验设备仪器：每项实验16套；3．综合性、应用性实验设备仪器：每项实验8-16套；4．研究性、创新性实验设备仪器：每项实验8-16套。

三、实验内容提要春天学期“大学物理实验A”包括：第一章、第二章、第三章、第四章、第五章；秋季学期“大学物理实验B”包括：第一章、第六章、第七章和设计性实验部份；实验项目（具体如下）第一章绪论第二章误差与数据处置基础知识第三章测量方式与仪器调整原则和技术第四章力学与热学实验实验1 力学大体测量——长度、质量和物体密度的测定实验2 用自由落体仪测定重力加速度实验3 用三线摆测物体的转动惯量*实验4 扭摆法测物体的转动惯量实验5 气垫导轨上滑块的碰撞——动量守恒定律的验证实验6 气垫导轨上滑块的简谐振动实验7 弦振动的研究实验8 光杠杆镜尺法测铜丝的杨氏弹性模量——微小长度转变的测量实验9 用拉脱法测液体的表面张力系数——微小力的测量实验10 用落球法测液体的粘滞系数实验11 空气比热容比的测定*实验12 稳态法测量不良导体导热系数第五章电磁学实验实验13 电学大体测量——测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线*实验14 黑盒子实验实验15 用直流单臂电桥测电阻实验16 用双臂电桥测小电阻实验17 用电位差计测量电动势和校正伏特计*实验18 灵敏电流计大体特性研究实验19 用模拟法测绘静电场实验20 示波器的利用*实验21 用示波器观测二极管伏安特性曲线实验22 用霍尔元件测量磁场*实验23 用感应法测量磁场*实验24 霍尔效应法测螺线管磁场*实验25 电磁感应法测磁场*实验26 铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测绘*实验27 电容器的充放电*实验28 用冲击电流计测电容和高阻第六章光学实验实验29 光学大体实验（一）——薄透镜焦距的测定实验30 光学大体实验（二）——组装显微镜、望远镜、幻灯机及放大倍数测量实验31 分光仪的调节和利用实验32 用分光仪测定三棱镜顶角实验33 用分光仪测定绿光最小偏向角和折射率实验34 光的干与实验（一）——薄膜干与（牛顿环）*实验35 光的干与实验（二）——劈尖干与实验36 光的干与实验（三）——双棱镜干与实验实验37 光的衍射实验（一）——光栅常数测定及特性研究实验38 光的衍射实验（二）——光波波长的测量实验39 光的衍射实验（三）——单缝衍射的光强散布实验40 光偏振及其应用第七章近代物理与信息处置综合性、应用性实验实验41 迈克尔逊干与仪的调节与利用实验42 微波干与和布拉格衍射实验43 密立根油滴法测定电子电荷实验44 夫兰克—赫兹实验*实验45 氢原子光谱实验46 全息照相*实验47 光信息的调制与解调实验*实验48 盖革—弥勒计数器和核蜕变的统计规律实验49 用超声光栅测定液体中的声速实验50 声学实验（一）——声速测量*实验51 声学实验（二）——建筑声学技术的应用实验52 光电效应和普朗克常量的测量设计性实验（节选）第八章力学实验§设计性、研究性实验概述实验53 设计用单摆测重力加速度实验54 设计测定轻质固体密度实验55 设计测定液体密度实验56 设计用光杠杆测定金属的线胀系数实验57 设计用焦利秤测弹簧的有效质量实验58 设计测定偏心轮绕定轴的转动惯量第九章热学实验实验64 设计测定气体比热容比第十章电磁学实验实验67 设计用伏安法测电阻(采用电压补偿测量)实验71 设计用电位差计测电阻实验70 变阻器制流特性和分压特性应用设计实验74 电表改装和校准第十一章光学实验实验83 设计用分光计测定液体折射率实验84 阿贝折射仪的原理和应用设计实验85 用平行光法测透镜焦距第十二章传感器技术应用与设计实验实验87 压力传感器特性及应用设计实验88 电阻应变式传感器的特性及应用设计实验90 温度传感器的特性及应用设计实验91 光电传感器的特性及应用设计实验93 霍尔开关器件的特性及应用设计第十三章近代物理与信息处置实验第十四章运算机在物理实际问题中的应用探索说明：*-----为自由选修实验，除设计实验之外，其余实验为轮换开设实验。

四、实验教学方式1．理论与实验相结合；采用实验开放教学方式；启发式、诱导式、讨论式等，传统教学与现代教学方式相结合。

2．教师指导为辅（理论与实验讲解及仪器设备介绍），学生自主实验为主，特别鼓励教师和学生进行“自主创新”实验的探索与实践。

具体实验教学环节：1.实验预习（20 %）看懂教材、明确目的、写出预习报告。

预习报告要求：（1）写实验目的、主要原理、公式（包括式中各量意义）、线路图或光路图及关键步骤。

（2）画好原始数据表格，单独用一张实验报告纸。

（3）课上教师要检查预习情形，记录预习分。

2.实验操作（40 %）阅读资料、调整仪器、观察现象、获取数据、仪器还原。

（1）重视实验能力、作风培育。

珍惜独立操作的机缘，完成大体内容，争取做提高内容。

教师在评分上予以鼓励。

（2）强调记录数据时不得用铅笔，只有数据正确、仪器还原、教师签字后该次实验才有效。

（3）提倡研究问题，注意安全操作。

3.实验报告（40 %）（1）实验报告（用河北工业大学实验报告纸）。

（2）报告内容：实验题目、目的要求、仪器设备、实验原理、实验内容及步骤、原始数据、正式数据及数据处置、结果表示、分析讨论、回答试探题、实验体会等。

或提交小论文等。

（3）交报告的时刻、地址：一周内交给课代表然后下次上课前统一交给任课教师。

超期未交报告，酌减报告分，一个月不交，按无报告处置。

五、实验项目及学时分派总学时为60学时，其中1.大学物理实验A：30学时(绪论3学时，实验27学时，春天学期)，学分：分2.大学物理实验B：30学时(实验30学时，秋季学期），学分：分大学物理实验A大学物理实验B六、实验教学要求（一）教学大体要求1.比较系统的学习力学、热学、声学、电磁学、光学、近代物理实验，并进行综合性、应用性和设计性方面的实验训练。

2.学习掌握常常利用大体物理实验仪器的原理、性能和利用方式。

3.学习掌握一般物理实验的方式、实验技术，一般物理量的测量方式。

4.学习掌握实验数据及误差的处置方式（不肯定度评定方式），能够正确表述结果并进行结果分析和讨论。

5.通过实验学会观察、分析、研究物理现象和物理规律，加深对某些重要物理现象和规律的熟悉和理解。

6.养成良好的实验适应和严谨的科学作风，专门是严肃认真对待实验数据，杜绝弄虚作假，树立事实求是的科学态度和道德。

能按如实验要求写出规范的实验报告。

7．培育学生进行科学实验工作的综合能力，包括实际动手能力、分析判断能力、独立试探能力、革新创造能力、归纳总结能力、口头表达能力等。

8．特别鼓励教师和学生进行“自主创新”实验教学的探索与实践。

（二）教学具体要求1.提前预习、撰写实验预习报告（20 %）2.按如实验目的和实验要求，现场按步骤完成实验内容操作和测量（40 %）3.撰写并提交完整的实验报告，回答试探题，并进行结果分析、讨论（40 %）（三）物理实验教学新体系在本课程教学中，要牢牢把握信息时期大学物理实验教学的建设与进展规律，坚持“工学并举”，以工为主、多学科协调进展的办学理念和特色，教学、科研并重，理论与实践相结合；坚持“创新进展”的改革思路，鼓励教师斗胆进行教学改革与创新；树立“以学生为本，知识教授、能力培育、素质提高协调进展”的教学理念，以自主学习、综合实践、研究和创新能力培育为核心的实验教学新观念。

按照“多层次、模块化、组合式，且彼此衔接”的原则，为强化自主学习实践、注重探索研究、创新能力训练，构建科学的物理实验教学内容新体系。

专门是，将实验教学内容分为四个层次，并把“开放性、设计性”贯穿所有“四个层次”的始终。

即：第一个层次——基础性实验。

包括大学物理实验理论、“力热声电光”等部份内容。

第二个层次——提高性实验。

注重“力热声光电”等部份的提高性内容，包括近代物理实验的部份内容。

第三个层次——综合应用性实验。

突出“力热声光电”及近代物理实验等部份内容的综合性、应用性。

第四个层次——研究性、创新型实验。