近代物理实验绪论精品PPT课件
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近代物理PPT课件
探针
+ + + + ++ +
+
+
+ + + + +++
中子衍射显示的苯结构
注意:物质波被广泛用作探索手段.例核反应产生的中
子(=0.1nm)可作为晶体探测器.
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第14页/共15页
感谢您的欣赏Βιβλιοθήκη 15第15页/共15页
1.物质波的引入
光具有粒子性，又具有波动性。
光子能量和动量为 E mc2 h
P mc h h c
1923年,德布罗意最早想到了这个问题，并大胆设想，光 子的波粒二象性是否也适用于实物粒子。
一切实物粒子都有具有波粒二象性。
实物粒子：静止质量不为零的微观粒子。 2 第2页/共15页
实物粒子的波粒二象性的意思即是微观粒子既表现出 粒子的特性，又表现出波动的特性。
sin 0.777 k
k 1, sin 1, 51
与实验值 50 相差很小，
这表明电子具有波动性，实物粒子具有波动性是正确的。
12
第12页/共15页
2. 电子衍射实验2
电子束在穿过细晶体粉末 或薄金属片后，也象X射线 一样产生衍射现象。
阴极 栅极
K
G
多晶 薄膜
Cs
1927年 G.P.汤姆逊
电子枪
U K
D
电子束
探测器
B
G
戴维逊和革末的实验是
用电子束垂直投射到镍单
晶，电子束被散射。其强
度分布可用德布罗意关系 镍单晶
和衍射理论给以解释，从
而验证了物质波的存在。
10
近代物理学绪论PPT课件
• 了解与掌握现代高科技的基础．
六、学习近代物理学应注意的问题
• 实践是检验真理的标准． • 科学是逐步地不断地发展的． • 对微观体系不能要求都按宏观规律来描述．微
观现象需由量子理论来描述，宏观现象是由经 典理论描述的，而经典理论是量子理论的近 似． • 要善于观察、勤于思考、开拓进取，不断创 新．
中国
墨翟（公元前468-376）："端：体之无序最前者也." 即"端"是组成物体的不可分割的最原始的东西.
第2页/共10页
公孙龙（公元前468-376年）： “一尺之棰，日取 其 半,万世不竭．”也就是说物质水、火、土 构成”．阴阳说：“物质由阴、阳二气组成”等等．
感谢观看！
第10页/共10页
第7页/共10页
七、课堂反馈
• 举例说明近代物理学的研究方法． • 举例说明近代物理学在高科技中的应用．
八、课堂小结
• 总结近代物理学的研究方法． • 强调近代物理学与现代高科技的紧密关
系．
九、布置作业
• 查阅文献资料，了解近代物理学的作用和 发展方向，撰写读书笔记．
第8页/共10页
部分参考文献：
第4页/共10页
• 1869，1周9期世表纪，末—20世纪初，重门大捷列实夫验发
• 1885，现氢：原子光谱规律，
巴耳末
• 1895， X射线，
伦瑟
• 1896， 放射线，
贝克勒耳
• 1897， 电子，
汤姆逊
• 1890， 黑体辐射理论（能量子），普朗克
• 1911，原子核式结构，
卢瑟福
• 1913，玻尔量子理论，
验手段．
四、近代物理学的地位和作用
• 在材料科学中的应用 • 在宇观研究领域中应用：星际分子、宇宙起源等 • 在激光技术及光电子研究领域的应用 • 在生命科学领域中的应用 • 在化学研究领域的应用
六、学习近代物理学应注意的问题
• 实践是检验真理的标准． • 科学是逐步地不断地发展的． • 对微观体系不能要求都按宏观规律来描述．微
观现象需由量子理论来描述，宏观现象是由经 典理论描述的，而经典理论是量子理论的近 似． • 要善于观察、勤于思考、开拓进取，不断创 新．
中国
墨翟（公元前468-376）："端：体之无序最前者也." 即"端"是组成物体的不可分割的最原始的东西.
第2页/共10页
公孙龙（公元前468-376年）： “一尺之棰，日取 其 半,万世不竭．”也就是说物质水、火、土 构成”．阴阳说：“物质由阴、阳二气组成”等等．
感谢观看！
第10页/共10页
第7页/共10页
七、课堂反馈
• 举例说明近代物理学的研究方法． • 举例说明近代物理学在高科技中的应用．
八、课堂小结
• 总结近代物理学的研究方法． • 强调近代物理学与现代高科技的紧密关
系．
九、布置作业
• 查阅文献资料，了解近代物理学的作用和 发展方向，撰写读书笔记．
第8页/共10页
部分参考文献：
第4页/共10页
• 1869，1周9期世表纪，末—20世纪初，重门大捷列实夫验发
• 1885，现氢：原子光谱规律，
巴耳末
• 1895， X射线，
伦瑟
• 1896， 放射线，
贝克勒耳
• 1897， 电子，
汤姆逊
• 1890， 黑体辐射理论（能量子），普朗克
• 1911，原子核式结构，
卢瑟福
• 1913，玻尔量子理论，
验手段．
四、近代物理学的地位和作用
• 在材料科学中的应用 • 在宇观研究领域中应用：星际分子、宇宙起源等 • 在激光技术及光电子研究领域的应用 • 在生命科学领域中的应用 • 在化学研究领域的应用
《近代物理》PPT课件
能．
（2）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的心的距离r＝
1.5×1011 m．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年
的寿命．（估算结果只要求一位有效数字．）
精选PPT
34
解：
r 日
ΔE=4.2×10-12
精选PPT
t=3.2×17s
35
2．原子核衰变 的半衰期
某种放射性元素的原子核有半数发生衰 变所需的时间，称为这种元素的半衰期．
衰变规律可用如下公式表示：
N
N0
(1) 2
t
或
m
m0
(1) 2
t
半衰期的长短由核内部的因素决定,跟原
子所处的物理或化学状态无关
半衰期是一个对放射性元素的大量原子核而
言的统计概念
精选PPT
21
3．放射性的应用与防护
（1）利用它放射出的射线，
应用：
如γ射线探伤等
（2）做为示踪原子，如确定
防护：
肿瘤的部位和范围
过量的放射性对人体有伤害，
应把放射源放在重金属箱内，
尽可能远离放射源．
放射性物质的
精选PPT
国际通用标志22
三、核反应 核能
1．核反应
原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的过程，称为核反应．
质量数和核电荷数守恒．
力学 热学 电磁学 光学 近代物理初步
经典物理
量子论 原子核 相对论★
宏观
微观
19世纪以前 低速 19世纪末20世纪初 高速
精选PPT
26
理论和实践表明：
经典物理理论在微观领域不适用
但守恒定律仍然适用，如动量守恒、能 量守恒、电荷守恒等．
近代物理PPT演示文稿
电子 -
2
核+
18
二．放射线 原子核的衰变
1．放射线 1896年 法国 贝克勒尔
Z>83 都有放射性 Z<83有的也具有放射性
对放射线的实验研究表明，存 在三种不同性质的射线
A．a为α射线、b为β射线 B．a为β射线、b为α射线 C．b为γ射线、c为α射线 D．b为α射线、c为γ射线
19
三种不同射线性质的比较：
种类
组成 粒子
衰变方程
出射 贯穿 电离 速度 本领 能力
α射线
β射 线
氦核 电子
A ZXA Z42Y4 2Hec约/10
A ZXZA 1Y01e
能．已知阳极与阴极之间的电势差U，普朗
克常数h，电子电量e和光速c,则可知该X射
线管发出的X光的（ A．最短波长为 h c
eU
C、最小频率为 eU
h
） B、最长波长为 h c
eU
D、最大频率为 eU h
15
解：
eUh hc
m in
hc eU
蓄电池
max
eU h
应选AD 16
第二十一章 原子核
A.
3 A B.
7 A C. 11 A
16
16
16
13 D. 16 A 13
解：
En
A n2
n=∞
n=4 n=3
E212A2(1A 2)34A n=2
n=1
EK
3AA11A 4 42 16
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例3．在X射线管中，由阴极发射的电子被
加速后打到阳极，会产生包括X光在内的光
子，其中光子能量的最大值等于电子的动
A．用可见光照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用弧光灯照射锌板时，使锌板产生光电效应的 是其中的紫外线成份 C．厚的透明玻璃板能吸收紫外线 D．使验电器指针发生偏转的是正电荷
物理实验绪论1有效数字运算ppt课件
有效数字运算
舍入规则(四舍五入取偶） ➢ 小于5时，舍去；大于5时，进1
➢ 等于5时，如后面没有数字或为0时，按欲保 留的末位为奇数时则进1， 为偶数时舍弃
例：保留 4 位有效数字
4.32749 4.327 4.32751 4.328 44.32501 44.33 4.32750 4.328 4.32850 4.328
有效数字运算
三角函数运算规则
将自变量欠准位变化1，运算结果产生差异的 最高位就是应保留的有效数字的最后一位
sin 30 02 0.500503748
例：
sin 30 03 0.500755559
sin 30 02 0.5005
大学物理实验中，角度一般读到秒 三角函数运算保留4位有效数字
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
有效数字运算
乘除、乘方、开方运算规则
运算结果的有效数字的位数，与参与运算各 数中有效数字位数最少的那个数相同
例：10.1×4.179＝ 4？2.2
10.1 三位 4.179 四位 结果 三位
10.1 4.179＝2？.42 (4.179)2＝1？7.46 17.5 ＝?4.18
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
有效数字运算
常数运算规则
常数不影响最后的计算结果有效位数。运算 中其位数比计算式中其它测量值中有效位最 少的多取一位
例：D ＝ 2R
S ＝ R2
设 R＝4.000 mm
D ＝ 8.000 mm
《近代物理实验》课件
分析实验数据，解释观察到的光谱线和原子的能级结构。
六、总结与展望
1 实验总结和心得
总结各个实验的目的、原理、实验结果和分析，并分享个人的实验心得。
2 近代物理实验的意义和应用前景
探讨近代物理实验对科学研究和技术应用的重要性，并展望其未来的发展方向。
七、参考文献
注：本PPT课件仅供学习参考，不得用于商业用途。
《近代物理实验》PPT课 件
近代物理实验 PPT 课件是一份引人入胜的演示文稿，旨在介绍近代物理实验 的重要性以及各个实验的目的、原理、步骤和结果分析，帮助学习者更好地 理解和掌握其中的知识。
一、引言
1 实验目的和重要性
2 实验器材和原理
介绍近代物理实验的目的，以及实验所具 有的重要性和应用价值。
2
介绍进行光电效应实验所需要的器材
和相应的操作方法。
3
实验目的和原理
研究光电效应的基本原理，并探索光 电效应与粒子性质之间的关系。
实验结果和分析
分析实验数据，解释光电效应的现象， 以及实验中的观测和测量结果。
四、康普顿散射实验
1
实验器材和方法
2
介绍进行康普顿散射实验所需的器材
和相应的实验方法。
3
实验目的和原理
介绍实验所使用的器材和所涉及的物理原 理。
二、黑体辐射实验
1
实验流程和步骤
2
详细介绍进行黑体辐射实验所需的操
作步骤和流程。
3
实验目的和原理
探究黑体辐射的特性和规律，理解黑 体辐射定律和普朗克公式。
实验结果和分析
分析实验数据，探讨黑体辐射的规律， 并给出相关的图表和结论。
三、光电效应实验
1
ห้องสมุดไป่ตู้
近代物理实验绪论
近代物理实验课程评分标准及有关注 意事项
• 4。 学生上课不允许迟到，迟到15分钟以 上者,视为旷课。 • 5 。病假必须出示假条，若没有假条，教 师将不安排时间补课。事假应尽早通报教 师并取得任课老师的认可 , 以免造成教学 资源的浪费. • 6 。写报告切忌大段摘抄讲义内容。主要 是做完实验之后，根据自己对实验的理解 和体会简明扼要地把有关的实验原理叙述 清楚。报告中要交代实验的过程，实验数 据的处理要完整，对实验结果要作一定的 讨论。
选题标准
• （1）近代物理学发展史上的著名实验。对学 生学会如何用实验手段研究物理现象和规律以 及了解实验物理在物理学发展中的地位和作用 很有帮助。 • （2）对近代物理学发展的一些重要领域，在 内容上能反映该领域基本的物理现象和规律， 在实验方法与技术上有代表性的实验。 • （3）近代实验物理研究中经常要碰到的一些 实验技术。
新教材简介
• 删除了原教材中有关测量的不确定度和 数据处理方面的内容. • 对一些章的引言作了较大幅度的删减. • 去掉了一些老实验(16),增加了一些新实 验(12). • 每个实验增加了予习要求和实验过程中 的思考题.
2.2 要求:
• 预习 通读一遍讲义，对实验原理和研究 的方法和内容有大致的了解，并能提出 几个问题。 • 做那一章的实验,必须看该章的引言. • 根据书中提出的予习要求, 设计实验的步 骤. • 周三和周四上午,实验室开放供学生予习 . 物理大楼南116房间找贾春燕老师开门.予 习时学生不得动任何仪器装置.
实验室安全注意事项
• 放射源的安全操作与防护. • 低温液体的使用与安全防护. • X射线的防护.X射线源,高能电子的靱致 辐射. • 高压仪器的接地检查. • 激光使用的注意事项:眼不得正视激光,高 压的安全操作. • 实验室水电气的正常操作和使用.
近代物理实验物理学专业 .ppt
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五、近代物理实验课程的实施
（3）实验要求：
在做实验之前完成实验报告的实验装置和实验方 法，实验内容，实验步骤部分，由指导老师安排 后开始实验；
实验完成后实验数据经指导老师检查认可后签字， 对仪器进行整理，并在实验仪器使用本上进行登 记，指导老师许可后方可离开。
在整个实验过程中，未经指导老师允许，不得随 意操作仪器。实验完成后应及时离开实验室，如 果要等同学请到大厅等候。
本次绪论课迟到期末总评成绩扣1分，缺席扣2分； 实验报告迟交一周，该实验总成绩降一档；
不能来实验预习和实验操作的同学必须事先通过电子邮件 向该实验的指导老师请假，如有证明材料（如卫生科开具 的病假条等），请扫描后附在附件中，经指导老师同意后 方可，否则按旷课处理，指导老师可根据具体情况酌情处 理，可以不同意，也可以同意；除急病以外，不得事后补 假。
实验记录。严禁抄袭。 实验前认真预习教材讲义和仪器说明书，做好必要的准
备工作。 实验时严格遵守实验室的各项规章制度，爱护仪器设备。
严格按仪器操作规则使用仪器。仪器发生故障时，需立 即报告教师，不得自行处理或更换。 未经教师许可，不得私自拷贝、安装或卸载软件。 实验完毕后，需将数据交教师检查。经教师许可后，方 可离开实验室。
实验完成后两周内向指导老师递交实验报告。
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五、近代物理实验课程的实施
3．实验报告内容
实验报告不得打印，必须手写（实验 数据处理所涉及的图表例外）。
实验目的，实验原理，实验装置和实 验方法，实验内容，实验步骤，实验 现象及数据记录（包括实验仪器台 号），数据处理及分析讨论，实验思 考题等。
除了以上智力方面的培养以外，作为即将毕业的高年级 大学生的必修课，对于即将踏入社会的大学生的品德修 行和良好的行为习惯也需要作一定的培养
五、近代物理实验课程的实施
（3）实验要求：
在做实验之前完成实验报告的实验装置和实验方 法，实验内容，实验步骤部分，由指导老师安排 后开始实验；
实验完成后实验数据经指导老师检查认可后签字， 对仪器进行整理，并在实验仪器使用本上进行登 记，指导老师许可后方可离开。
在整个实验过程中，未经指导老师允许，不得随 意操作仪器。实验完成后应及时离开实验室，如 果要等同学请到大厅等候。
本次绪论课迟到期末总评成绩扣1分，缺席扣2分； 实验报告迟交一周，该实验总成绩降一档；
不能来实验预习和实验操作的同学必须事先通过电子邮件 向该实验的指导老师请假，如有证明材料（如卫生科开具 的病假条等），请扫描后附在附件中，经指导老师同意后 方可，否则按旷课处理，指导老师可根据具体情况酌情处 理，可以不同意，也可以同意；除急病以外，不得事后补 假。
实验记录。严禁抄袭。 实验前认真预习教材讲义和仪器说明书，做好必要的准
备工作。 实验时严格遵守实验室的各项规章制度，爱护仪器设备。
严格按仪器操作规则使用仪器。仪器发生故障时，需立 即报告教师，不得自行处理或更换。 未经教师许可，不得私自拷贝、安装或卸载软件。 实验完毕后，需将数据交教师检查。经教师许可后，方 可离开实验室。
实验完成后两周内向指导老师递交实验报告。
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五、近代物理实验课程的实施
3．实验报告内容
实验报告不得打印，必须手写（实验 数据处理所涉及的图表例外）。
实验目的，实验原理，实验装置和实 验方法，实验内容，实验步骤，实验 现象及数据记录（包括实验仪器台 号），数据处理及分析讨论，实验思 考题等。
除了以上智力方面的培养以外，作为即将毕业的高年级 大学生的必修课，对于即将踏入社会的大学生的品德修 行和良好的行为习惯也需要作一定的培养
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③在最后的结果中只保留一位存疑数字，其 后的数字是无意义的，应按有效数字舍入规 则截去。
2020/10/2
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根据总规则在运算过程中的有效数 字取舍，总结出一般遵循的规则：
48 3.2345
1 .7 3 2
52
有效数字与其底的有效数字相同
作图六要点：
（1） 选择合适的坐标分度值， 确定坐标纸的大小
2、有时读数的估计位，就取在最小分度位。例如，仪器的 最小分度值为0.5，则0.1-0.4,0.6-0.9都是估计的，不必估 到下一位。
3、游标类量具，读到游标分度值。多数情况下不估读，特 殊情况估读到游标分度值的一半。
4、数字式仪表及步进读数仪器不需估读。
5、特殊情况，直读数据的有效数字由仪器的灵敏阈决定。 例如在“灵敏电流计研究”中，测临界电阻时，调节电阻箱 “×10Ω” 仪器才刚有反应，尽管最小步进值为“×0.1Ω”， 电阻值只记录到“×10Ω”。
•务必在10月17日前完成选做实验选题！
并将选题及指导老师姓名报给我！！！
•课表我已挂在服务器上，需要更改时间的到 409室找严雯老师
如果个人服务器账号有问题请到：
506室找王肖慈老师
请在自己学号文件夹目录下建一个：“近代物理实验一”子目录
2020/10/2
3
一、重申有效数字与不确定度
•◆不确定度的权威文件是国际标准化组织(ISO)、国际
2062、0若/1测0量/2值恰为整数，必1须0补零，直补到可疑位。
(1)作为一个通用规定，测量值只能写到也应该写到开始有 误差的那一位到两位。其后的数字按“四舍六进五凑双” 法则（即后面的数字是四及以下就舍掉，是六及以上就 进一，遇五若前面是奇数就进一，最后一位就变成是偶 数，若前面已是偶数，则舍掉）取舍。
实验点可用“ ”、 10.00
“ ”、“ ”等符号标 8.00
出（同一坐标系下不同曲
线用不同的符号）。
测量局(BIPM)等七个国际组织1993年联合推出的
Guide to the expression of Uncertainty in measurement
•◆ 不确定度表示由于测量误差存在而对被测量值不能
确定的程度。不确定度是一定概率下的误差限值。
• ◆不确定度反映了可能存在的误差分布范围，即随机
误差分量和未定系统误差的联合分布范围。
• ◆由于真值的不可知，误差一般是不能计算的，它可
正、可负也可能十分接近零；而不确定度总是不为 零的正值，是可以具体评定的。
2020/10/2
4
1、不确定度有效数字一般保留一位有效数字 2、不确定度首位是1或2时可以保留两位 3、实验结果要根据不确定度保留有效数字 4、相对不确定度一般保留两位有效数字
近代物理实验
绪论
2020/10/2
1
主有效数字、不确定度
2、近代物理的发展
3、近代物理实验内容安排
4、实验教材、参考资料获得
5、实验报告提交要求
6、实验考核及成绩
7、联系方法
8、其他
2020/10/2
2
0、纪律、提醒
•每个同学按轮流表进行实验！！！
如果有特殊情况：请向相关老师请假
2020/10/2
8
3-3 .间接测量不确定度
间接测量：设间接测量物理量y与诸个直接测量物
理量Xi
(i=1,2,,n)是函数关系：
yf(x1,x2,x3, )
用诸不确定度u (xi)代替微分 d xi , 有：
(7) 和差形式时
(8) 积商形式时
有效数字的读取：
1、一般读数应读到最小分度，然后再估读一位。
保留有效数字取舍规则： 去4 进六 5取双
(2)有效数字的位数多少直接反映测量的准确度。有效位数 越多，表明测量的准确度越高。
2020/10/2
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有效数字的运算总规则
总的原则是：
①准确数字与准确数字进行四则运算时，其 结果仍为准确数字。
②准确数字与存疑数字以及存疑数字与存疑 数字进行四则运算时，其结果均为存疑数字。
结果如下（单位mm）：
250.08，250.14，250.06, 250.10, 250.06, 250.10
则：测得值的最佳估计值为
L L 250.09mm 测量列的标准偏差
SL
平均值的标准偏差：
n
(Li -L )2
i 1
n -1
0.03mm
n
(Li -L )2
L2.5 0 0 9 0 .0m 2m
2020/10/2
5
直接测量量不确定度估算过程（小结）
●求测量数据列的平均值
x
1 n
n i 1
xi
● 用贝塞耳公式求标准偏差s
s(x)
1n
n
[ -1 k
1
( xk
- x)2 ]
●平均值的标准偏差是上式一列测量中单次测量的标准偏差S的 1 即有：
n
s(x) s(x)
n
1 n(n -1)
n
坐标分度值的选取应能反映 测量值的有效位数，一般以 1～ 2mm对应于测量仪表的最小分度 值。
（2） 标明坐标轴： I (mA)
用粗实线画坐标轴， 用箭头标轴方向，标坐标 20.00
轴的名称或符号、单位, 18.00
再按顺序标出坐标轴整分 16.00
格上的量值。
14.00
（3）标实验点：
12.00
[
k 1
( xk
- x)2 ]
当 5＜n≤10，置信概率为95%时，可简化认为uA s
● 根据使用仪器得出uB uB= 仪
● 由uA、 uB合成总不确定度u
u uA2 +uB2
20●2给0出/1直0接/2测量的最后结果：y 6 y u (单 位 ）
例：用50分度的游标卡尺测某一圆棒长度L，6次测量
解：测得值的最佳估计值为
x x - x0 0.250 -0.004 0.246mm
测量次数n=6，可近似有:
s(x)
6
´
1
6
6
-1[k 1
(
xk
- x)2 ]
0.001mm
u uA2 +uB2 s(x)2 + 2仪 0.0012 +0.0042 0.004mm
则：测量结果为 X=0.246±0.004mm
SL
i 1
n(n -1)
0.02mm
2020/10/2
7
直接测量不确定度估算举例
例：用螺旋测微计测某一钢丝的直径，6次测量值yi分别为：0.249, 0.250, 0.247, 0.251, 0.253, 0.250; 同时读得螺旋测微计的零位x0为： 0.004, 单位mm，已知螺旋测微计的仪器误差为Δ仪=0.004mm， 请给出完整的测量结果。