第一篇：《大學物理實驗》教學大綱(農林類)

《大學物理實驗》教學大綱（農林類）

一、課程名稱與編號

課程名稱：《大學物理》課程實驗部分編號：

二、學時與學分

本部分學時：20本課程學分：

三、授課對象

農林類、動物科學類、生命科學類、園林園藝類專業(yè)，第二個學期做

四、先修課程

高等數學

五、課程的性質和目的科學實驗是理論的源泉，是自然科學的根本。物理學是一門實驗科學，所有物理定律的形成和發(fā)展都是建立在客觀自然現象的觀察和研究的基礎上，并以實驗結果為檢驗理論正確與否的唯一標準，重要的物理實驗常常是新興科學技術的生長點。物理實驗課程是對學生進行科學實驗方法和實驗技能的基本訓練、培養(yǎng)和提高學生科學實驗素養(yǎng)以及分析和解決實際問題的能力的實踐性課程。

本課程的主要目的是：

1、通過對實驗現象的觀察、分析和對物理量的測量，使學生學習物理實驗知識和基本實驗方法，并加深對物理原理的理解；

2、培養(yǎng)與提高學生的科學實驗能力，其中包括：

⑴自學能力：能夠自行閱讀實驗教材或資料，作好實驗前的準備；⑵動手能力：能夠借助教材或說明書正確使用儀器，并完成實驗操作；⑶分析能力：能夠應用物理學理論對實驗現象進行初步的分析判斷；⑷表達能力：能夠正確記錄和處理實驗數據，繪制曲線，說明實驗結果，撰寫合格的實驗報告；

⑸初步設計能力：能夠根據課題要求，對較簡單的實驗，確定實驗方法和條件，合理選擇與搭配儀器，擬定實驗步驟，完成其簡單的設計性實驗。

3、培養(yǎng)與提高學生的科學實驗素養(yǎng)。要求學生具有理論聯系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真的工作態(tài)度，主動研究的探索精神，遵守紀律，團結協作和愛護公共財產的優(yōu)良品德

六、主要內容、基本要求及學時分配

講授部分（2學時）

1、緒論

了解大學物理實驗課的特點和要求，了解課程的內容、任務和學習方法。了解一些實驗的史料，加深對近代物理實驗的了解。

2、實驗的誤差分析與數據處理

學習有關實驗誤差和數據處理的方法。可通過講授或落實到一些實驗題目中進行。

3、理解大學物理實驗儀器的基本原理、基本常識

掌握實驗中的注意事項，包括人身安全及防護、通用儀器的正常使用。理解使用特殊儀器時要嚴格按照操作規(guī)程使用的必要性。

實驗具體內容

實驗一：長度測量2學時（選）

1．掌握游標卡尺、千分尺、讀數顯微鏡的使用方法

2．測量給定物體的線度量

3．學習數據的記錄和誤差的處理方法

實驗二：剛體轉動慣量的測定2學時

1． 掌握智能法測轉動慣量的基本原理

2． 學會測量方法

3． 測量圓筒、圓柱、木球、細桿的轉動慣量

4． 學習智能儀器的使用方法；進行誤差處理

實驗三：用補償法測冰的比熱2學時（選）

1．學習用補償法測冰的比熱原理和方法

2．掌握物理天平、量熱器、溫度計的使用。

實驗四：用惠斯登電橋測電阻2學時（選）

1．通過板式電橋的研究，掌握電橋的原理

2．正確使用檢流計、惠斯登電橋

3．學會消除儀器系統(tǒng)誤差的基本方法之一 ——交換測量。

實驗五：用線式電勢差計測電動勢2學時

1．掌握補償法的原理

2．學習線式電位差計測電動勢的方法

3．學習標準電池、檢流計、直流穩(wěn)壓電源等儀器的使用；掌握逐次逼近的調節(jié)方法。

實驗六：示波器的使用2學時

1．了解示波器的結構和工作原理及通用示波器面板上各旋鈕的功能和使用方法

2．學會低頻信號發(fā)生器的使用

3．觀察交流信號波形；測量信號的強度和頻率

4．用李薩如圖形法求出未知振動頻率

實驗七：分光計的調整及三棱鏡頂角的測定2學時

1．掌握分光計的結構和調整方法

2．掌握角游標原理和用分光計測量角度的方法。

3．用自準法測定三棱鏡的頂角

實驗八：薄透鏡焦距的測定2學時（選）

1． 學習共軸等高光路的調節(jié)方法

2． 掌握用各種不同的方法測薄透鏡的焦距。

實驗九：用霍爾效應測磁場（綜合性實驗）2學時

1．了解霍爾效應產生的原理

2．學會用霍爾效應儀測霍爾電壓

3．掌握消除各種副效應的方法

實驗十：等厚干涉——牛頓環(huán)（綜合性實驗）2學時

1．觀察等厚干涉現象，了解相干條件；克服“空程”、消除系統(tǒng)誤差

2．用牛頓環(huán)測定透鏡的曲率半徑，用逐差法處理數據。

實驗十一：三用電表的改裝（設計性實驗）2學時

1． 自已根據實驗儀器設計實驗方案，擬定實驗步驟，掌握電表擴程的原

理

2． 將改裝表進行量程和刻度校準，繪出校準曲線；定出改裝后電表的準

確度級別。

實驗十二：衍射光柵的研究（設計性實驗）2學時（選）

1．自已根據實驗儀器設計實驗方案，擬定實驗步驟，了解光柵的主要特性及其調整方法

2．測定光波的波長。

實驗十三：用密立根油滴法測電子電量（近代物理實驗）2學時

1．了解油滴儀的使用技巧和測定電子電荷的原理

2．測定油滴的電荷

3．分析計算電子電量

七、教材與教學參考書

1、基本教材

大學物理部主編，《大學物理實驗講義》，2003。122、參考教材

《大學物理實驗》楊長銘、戴同慶、凌向虎等主編湖北科學技術出版社2001年

《大學物理實驗》丁慎訓、張孔時、主編清華大學出版社1992年《物理實驗》李天應主編華中理工大學出版社1992年

第二篇：大學物理實驗--教學大綱

大學物理實驗課教學大綱

大學物理實驗課程體系、內容和教學模式..................................................................................................................1 一級物理實驗（基礎物理實驗）..................................................................................................................................3 二級物理實驗（綜合性、設計性實驗）......................................................................................................................4 三級物理實驗（現代物理實驗技術）..........................................................................................................................5 四級物理實驗（研究型實驗）......................................................................................................................................7 開放實驗..........................................................................................................................................................................8 物理學在人的科學素質培養(yǎng)中具有重要的地位，實驗為物理學的基礎，它反映了理工科實驗的共性和普遍性問題,在人才科學素質培養(yǎng)中起著不可替代的重要作用.20世紀中葉以來，以計算機信息科學技術、生命科學、空間科學、材料科學等為代表的新的科學技術革命，極大地加速了科學技術的發(fā)展和各學科之間的相互交叉和滲透，新的綜合化趨勢已成為科學發(fā)展的主流。因此，物理實驗課程體系，教學內容和教學方法、手段必須由封閉型向開放型轉變。大學物理實驗作為大學生在進校后的第一門科學實驗課程，不僅應讓學生受到嚴格的、系統(tǒng)的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧，更主要的是要培養(yǎng)學生嚴謹的科學思維能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生理論聯系實際、分析和解決實際問題的能力，特別是與科學技術的發(fā)展相適應的綜合能力，適應時代的發(fā)展，科技進步的創(chuàng)新能力。

大學物理實驗課程體系、內容和教學模式

1．素質教育為目標，建立物理實驗課程新體系：

打破了傳統(tǒng)的力、熱、電、光、近代物理實驗教學的封閉體系。建立以基本實驗、綜合性實驗、設計性實驗、研究性實驗等組成的新的實驗課程體系，形成從低到高、從基礎到前沿、從接授知識到培養(yǎng)綜合能力，逐級提高的四級基礎物理實驗課程新體系。每一級物理實驗大致用一個學期的時間完成，不同的級標志著不同實驗技能和科學思維水平。使學生從較高起點進入大學物理實驗，一個臺階、一個臺階地走向科學的高峰。

2．注重物理實驗的時代性與先進性，改革實驗教學內容：

物理實驗必須與現代科學技術接軌，才能激發(fā)學生的學習積極性與熱情，也才能使現代科技進步的成果滲透到傳統(tǒng)的經典課程內容之中，例如將計算機技術、光纖技術、磁共振技術、核物理技術、X射線技術、電子顯微技術、光譜技術、真空技術、傳感器技術等現代技術及科研成果融用于學生物理實驗之中。

3．營造培養(yǎng)創(chuàng)新人才的多元化教學模式和環(huán)境）(1)大學物理仿真實驗和教學模式

(1.1)大學物理仿真實驗及其教學模式的目標和特點：

大學物理仿真實驗把實驗設備、教學內容（包括理論教學）、教師指導和學習者的思考、操作有機融合為一體，形成一部可操作的活的教科書，為物理實驗改革提供了有力工具，同時克服了實驗教學長期受到課堂、課時限制的困擾，使實驗教學內容在時間和空間上得到延伸；

(1.2)實現理論教學與實驗教學的結合：

將實驗的原理、思想、方法和應用與仿真軟件的虛擬實驗儀器、實驗環(huán)境相結合，將理論教學與實驗教學有機的融為一體。學生可以在學習物理概念、思想、方法的基礎上，有目的的去設計實驗，完成實驗；又能通過實驗深化對物理概念、思想的理解。利用仿真實驗，在同一個界面上實現理論與實驗的互動學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和能力。

(1.3)實現與真實實驗相結合的二段、三段式等的教學模式：

對一些難度高、復雜的實驗，學生在通常的課時內對實驗設備原理、使用方法、實驗的設計原理、實驗方法難以消化，對實驗中所遇到的現象也很難通過短時間分析建立起認識，因此復雜的實驗不能容許學生自行設計實驗參數，反復調整后，觀察實驗現象，分析實驗結果。我們采用仿真實驗與實際實驗相結合的二段教學模式，解決上述問題，激發(fā)了學生的學習主動性和積極性，提高實驗教學的質量和水平。

(2)利用現代教育技術開設“大學物理實驗遠程教學”

通過開設遠程網上物理實驗教學，學生利用校園網或Internet網對實驗教學內容進行課前預習和課后復習，使教學內容在時間和空間上得到延伸，學生能夠充分的學習和掌握實驗教學內容。開設網上虛擬物理實驗，學生可以根據自己的時間，在任何地點自主的進行學習，開拓學生的眼界，滿足不同層次學生的學習需求和給學生提供了自學物理實驗的環(huán)境，培養(yǎng)學生對實驗的自學能力。

(3)開設開放服務實驗室

在每一級物理實驗中，開設開放服務實驗室，它不僅時間上對學生開放，而且在內容上也開放，是一種個性教學模式，滿足學生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，側重創(chuàng)新精神與能力培養(yǎng)，在開放服務實驗室中，學生可利用實驗室提供的設備，自己設立題目，教師只是指導和審核學生提出的實驗方案與題目，允許失敗，最后以小論文的形式在Seminar課中上臺發(fā)表，討論和總結成功和失敗的原因，自己的創(chuàng)新點。

大學物理實驗教材及與教材配套的教學軟件：

1．大學物理實驗 第一冊 吳泳華、霍劍青 熊永紅 主編 高等教育出版社 2001．6．.2 2．大學物理實驗 第二冊 謝行恕、康士秀、霍劍青 主編 高等教育出版社 2001．6． 3．大學物理實驗 第三冊 李志超、軒植華、霍劍青 主編 高等教育出版社 2001．12． 4．大學物理實驗 第四冊 霍劍青、吳泳華、劉鴻圖 主編 高等教育出版社 2002．1 5．“大學物理仿真實驗 for Windows”(一)王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.6.6．“大學物理仿真實驗 for Windows”

（二）王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.12.7．“大學物理虛擬實驗遠程教學系統(tǒng)” 王曉蒲、霍劍青主編 高等教育出版社 2001.12.一級物理實驗（基礎物理實驗）

課程編號：02214100 預修課程： 開課學期： 總 學 時：54 學 分：1

一、教學目標及要求

主要為基本物理量的測量、基本實驗儀器的使用、基本實驗技能的訓練和基本測量方法與誤差分析等，涉及到力、熱、電、光、近代和物理各個學科，是大學物理實驗的入門實驗，也是適合于各專業(yè)的普及性實驗。

二、教材及主要參考書

1．大學物理實驗 第一冊 吳泳華、霍劍青 熊永紅 主編 高等教育出版社 2001．6．.2 2．“大學物理仿真實驗 for Windows”(一)王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.6.3．“大學物理仿真實驗 for Windows”

（二）王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.12.4．“大學物理虛擬實驗遠程教學系統(tǒng)” 王曉蒲、霍劍青主編 高等教育出版社 2001.12.三、課程章節(jié)及學時分配

實驗一 用示波器測量時間 實驗二 用天平測量質量 實驗三 直流電表和直流測量電路 實驗四 用熱敏電阻測量溫度 實驗五 半導體溫度計的設計與制作 實驗六 直線運動中速度的測量 實驗七 碰撞過程中守恒定律的研究 實驗八 單擺的設計與研究 實驗九 表面張力系數的測定 實驗十 液體粘度的測定 實驗十一 鋼絲楊氏模量的測量 實驗十二 切變模量的測量 實驗十三 固體比熱容的測量 實驗十四 直流電的測量 實驗十五 交流電及整流濾波電路 實驗十六 測量螺線管的磁場 實驗十七 透鏡參數的測量 實驗十八 分光計的調節(jié)與使用 實驗十九 用密立根油滴實驗測電子電荷 實驗二十 光電效應法測普朗克常量 實驗二十一 干涉法測微小量

二級物理實驗（綜合性、設計性實驗）

課程編號：02214200 預修課程： 開課學期： 總 學 時：54 學 分：1

一、教學目標及要求

以綜合性、設計性為主的實驗，應用綜合實驗方法和技能系統(tǒng)研究力、熱、電、光學物理量的測量，并且逐步引進綜合現代物理實驗和方法,培養(yǎng)學生綜合思維和綜合應用知識和技術的能力。在實驗方法上，強調設計性實驗。由以前教師排好實驗、準備好儀器、學生來做實驗的狀態(tài)，過渡到學生在教師指導下，自己設計方案來完成實驗，從而培養(yǎng)學生的綜合思維和創(chuàng)造能力。學生通過做設計實驗，從成功與失敗中受到訓練，更有利學習實驗的設計思想、實驗方法和實驗技術，尤其是提出問題、分析問題和解決的能力。

二、教材及主要參考書

1．大學物理實驗 第二冊 謝行恕、康士秀、霍劍青 主編 高等教育出版社 2001．6． 2．“大學物理仿真實驗 for Windows”(一)王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.6.3．“大學物理仿真實驗 for Windows”

（二）王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.12.4．“大學物理虛擬實驗遠程教學系統(tǒng)” 王曉蒲、霍劍青主編 高等教育出版社 2001.12.四、課程章節(jié)及學時分配

實驗一 用凱特擺測量重力加速度 實驗二 聲速的測量 實驗三 熱導系數的測量 實驗四 檢流計的特性 實驗五 雙臂電橋測低電阻

實驗六 用直流電位差計精確測量電壓弗蘭克-赫茲實驗 實驗七 交流諧振電路 實驗八 交流電橋

實驗九 通過霍爾效應測量磁場 實驗十 邁克爾遜干涉儀

實驗十一 棱鏡攝譜和光譜分析偏振光的研究 實驗十二 低真空的獲得和測量 實驗十三 傳感器系列實驗(1)實驗十四 G-M計數管特性的研究 實驗十五 物質對β射線的吸收

三級物理實驗（現代物理實驗技術）

課程編號：02214300 預修課程： 開課學期： 總 學 時：54 學 分：1

一、教學目標及要求

以綜合現代物理實驗和現代物理技術為主的實驗。學生在本級物理實驗中將學習現代物理實驗技術的思想,方法,技術和應用。.本級物理實驗涉及廣泛的實驗應用技術領域，例如，計算機技術、光纖技術、X射線技術、磁共振技術、核物理技術、傳感器技術、光譜技術、真空技術和低溫技術等。

二、教材及主要參考書

1．大學物理實驗 第三冊 李志超、軒植華、霍劍青 主編 高等教育出版社 2001．12． 2．“大學物理仿真實驗 for Windows”(一)王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.6.3．“大學物理仿真實驗 for Windows”

（二）王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.12.4．“大學物理虛擬實驗遠程教學系統(tǒng)” 王曉蒲、霍劍青主編 高等教育出版社 2001.12.三、課程章節(jié)及學時分配

實驗一 全息光柵 實驗二 全息照相 實驗三 激光散斑

實驗四 單色儀的調整與使用 實驗五 付立葉光學實驗(1)實驗六 橢偏儀

實驗七 驗證相對論實驗盧瑟福散射實驗 實驗八 用閃爍晶體測量γ射線能譜 實驗九 核磁共振

實驗十 x射線實驗: 德拜照相, 物相分析, 勞厄照相 實驗十一 電子顯微鏡實驗 實驗十二 電子自旋共振實驗 實驗十三 鐵磁共振 實驗十四 鈉原子光譜 實驗十五 氫氘原子光譜(1)實驗十六 塞曼效應實驗(1)實驗十七 傳感器系列實驗(2)實驗十八 高真空的獲得和測量 實驗十九 低溫的獲得和測量 實驗二十 穆斯堡爾譜

四級物理實驗（研究型實驗）

課程編號：02214400 預修課程： 開課學期： 總 學 時：54 學 分：1

一、教學目標及要求

以科學小實踐為主題，組織若干個圍繞基礎物理實驗的課題，以科研方式進行實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和研究、開發(fā)應用能力。學生在教師指導下，在自行調研的基礎上選擇課題、寫出調研報告、實驗方案、完成課題和寫出研究論文。本級物理實驗引導學生在前三級物理實驗的基礎上，綜合應用實驗的設計思想、實驗方法和技術，研究系列實驗及其應用。通過本級實驗，學生將學習科研的思維和方法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維、理論與實際相結合的能力及團隊合作精神。

二、教材及主要參考書

1．大學物理實驗 第四冊 霍劍青、吳泳華、劉鴻圖 主編 高等教育出版社 2002．1 2．“大學物理仿真實驗 for Windows”(一)王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.6.3．“大學物理仿真實驗 for Windows”

（二）王曉蒲、霍劍青主編高等教育出版社 1998.12.4．“大學物理虛擬實驗遠程教學系統(tǒng)” 王曉蒲、霍劍青主編 高等教育出版社 2001.12.三、課程章節(jié)及學時分配

實驗一 X射線系列實驗及應用: X射線熒光，X射線衍射，德拜照相, 物相分析,勞厄照相 實驗二 常溫及變溫下的吸收和發(fā)射光譜實驗 實驗三 電子顯微技術系列實驗 實驗四 射線成像實驗的研究

實驗五 核物理實驗與方法的研究：穆斯堡爾譜實驗及應用，測量高速運動的電子的動量與能量間的關系，符合法測量放射源活度 實驗六 掃描隧道顯微鏡實驗及應用 實驗七 付立葉光學實驗及應用 實驗八 脈沖激光器系列實驗 實驗九 等離子體特性實驗及應用

實驗十 薄膜制備技術及性能測試：蒸發(fā)法真空鍍膜，薄膜測量 實驗十一 光譜系列實驗及應用:氫氘光譜實驗(2)，塞曼效應實驗(2)實驗十二 拉曼光譜及應用 實驗十三 非線性光學系列實驗

開放實驗

課程編號： 預修課程： 開課學期： 總 學 時： 學 分：

一、教學目標及要求

在每一級物理實驗中，開設開放服務實驗室，它不僅時間上對學生開放，而且在內容上也開放，這是一種個性教學模式，滿足學生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，側重創(chuàng)新精神與能力培養(yǎng)，設計與開發(fā)等。在開放實驗室中，學生可利用實驗室提供的設備，自己設立題目，教師只是指導和審核學生提出的實驗方案與題目，允許失敗，最后以小論文的形式發(fā)表和研討。

二、教學重點和難點

組織教學的方法：

滿足個性化教育的需要，建立了大學物理實驗網上選課系統(tǒng)，打破多年來一個年級學生一張課表的作法，實現全方位開放的教學模式：

在實驗項目和教學內容逐漸豐富的基礎上，建立了大學物理實驗網上選課系統(tǒng)和實驗教學管理系統(tǒng)。在三級、四級物理實驗中，學生根據興趣和需要，在老師的指導下，在網上選課，打破多年來一個年級學生一張課表的作法，作到一個學生一張課表，滿足個性化教育，激發(fā)了學生的主動學習的熱情，提高了實驗教學水平。開設物理實驗課的同時，并行開設“物理實驗技術系列講座”，提高物理實驗課的層次和水平： 在每級物理實驗課開設的同時，對學生開設物理實驗技術系列講座，講述各領域的背景、思想、方法、技術和應用，使學生深入理解物理實驗的思想、方法和應用。激發(fā)他們的學習熱情和積極性，提高實驗的層次和水平。

實驗報告和考核方法：

實驗報告的要求和考核方法體現了教學目標，也是對學生學習方法和內容的導向。改變傳統(tǒng)的“照葫蘆畫瓢”實驗報告模式，要求學生一個單元（4－6個實驗）寫一個大報告，注重總結、分析和討論。

改變傳統(tǒng)的筆試方法，新的考核方法要求學生以小論文的方式提交總結報告、演講報告和參加答辯。

三、課程章節(jié)及學時分配

實驗題目如下： 動態(tài)法測量導體的熱導率 膨脹系數的測量

模擬電冰箱制冷參數的測量 摩擦系數的測量 示波器的調節(jié)和使用 光速的測定

電子電量與荷質比測量 弦振動的研究

讀數顯微鏡的原理和應用 模擬靜電場 動態(tài)楊氏模量的測量 電子束測荷質比 閃光法測不良導體熱導率 單擺設計 磁控管法測荷質比 統(tǒng)計規(guī)律

光纖幾何尺寸的測量 三線擺

溫差熱電偶的定標和測溫 透鏡參數的測量 氣體比熱容比的測量 氣墊導軌系列實驗 PN結測溫的原理 磁滯回線的測量 衍射法測細絲直徑 電子衍射實驗 萬用表的設計和組裝 相關器原理

交流電路和整流濾波雙線擺 液體粘度的測定 磁天平攝影和暗室技術 全息光柵

技能訓練（金工實踐）高溫超導 鎖相放大器原理 三維全息 RLC暫態(tài)過程 RLC穩(wěn)態(tài)過程 弱電流放大及應用 光學黑盒子

物理擺運動規(guī)律的研究 霍爾效應 介電常數的測量 分光計

干涉條紋的CCD測量 光纖通訊 電子自旋共振 變溫霍爾效應 萬有引力的測量 二維碰撞實驗 非線性電路混沌實驗 邁克爾遜干涉儀 雙光柵測弱振動 幾何光學實驗

衍射、干涉、偏振現象的觀察 導熱系數的測量 空氣阻力實驗

飛機機翼的空氣動力實驗 輻射定律的研究實驗 螺線管磁場的測量 直導體外的磁場 分米波的輻射特性研究

激光相干光系列實驗（可做邁克爾遜干涉儀，FP干涉儀，馬陳干涉儀，激光多普勒，傅立葉光學實驗等）克爾效應實驗

空氣和金屬中的聲速測量 三軸回轉儀實驗（陀螺儀實驗）錐體上滾輪實驗 熱空氣發(fā)動機 偶極的輻射的方向特性

數字示波器與通（斷）電自感測量 康普頓散射實驗

光尋址液晶光閥的特性研究實驗 數碼成像的原理實驗 剪切干涉原理實驗

全息照相和衍射現象的觀察和研究 光學設計原理和幾何象差 X射線衍射實驗 激光散斑測量微小位移

第三篇：《大學物理實驗》教學大綱

《大學物理實驗》教學大綱

(理工科類本科)

課程代碼：3315009 總學時：48 學分：3 課程類別：必修

適用專業(yè)：理工科本科各專業(yè) 預修要求：高等數學、物理學

一、總則

1．本大綱的適用范圍

全校理工類本科各專業(yè) 2．本大綱的實驗目的和要求

物理實驗課的目的：通過對物理實驗現象的觀察和分析，學習運用理論指導實驗、分析和解決實驗中問題的方法，從理論和實際的結合上加深對理論的理解。培養(yǎng)學生從事科學實驗的初步能力，有：通過閱讀教材或資料能概括出實驗原理和方法的要點；正確使用基本實驗儀器，掌握基本物理量的測量方法和實驗操作技能；正確記錄和處理數據，分析實驗結果和擇寫實驗報告。培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、嚴謹踏實的工作作風，勇于探索、堅韌不拔的鉆研精神以及遵守紀律、團結協作、愛護公物的優(yōu)良品德。

物理實驗課的要求：要求學生愛護儀器設備，培養(yǎng)良好的實驗習慣和學風，遵守《學生實驗守則》。通過實驗前的預習和閱讀儀器說明書，明確實驗目的、原理、條件和步驟，能獨立正確安裝調整常用實驗裝置，并能掌握實驗操作的基本技術，如零點校正、消除視差等。學習物理實驗思想，如觀察、思維、聯想、推理、分析客觀規(guī)律以及用實驗手段解決問題的思路等。掌握基本實驗方法和測量方法，如放大法、比較法、轉換法、置零法等。了解誤差的基本知識，能正確記錄和處理實驗數據，客觀評價實驗結果，寫出合格的實驗報告。3．本實驗課程的重點和內容 1）測量誤差與數據處理 2）拉伸法測彈性模量 3）扭擺法測定物體轉動慣量 4）電學元件伏安特性的測量 5）直流電橋測電阻 6）電壓補償及電流補償實驗 7）示波器的原理和使用 8）分光計的調整和使用 9）用牛頓環(huán)測曲率半徑

10)邁克耳孫干涉儀的調整和使用 11)音頻信號光纖通信原理 12)光電效應測定普朗克常數 13）聲速的測定 14）光柵衍射 4．本大綱的所需實驗設備

游標卡尺、螺旋測微儀、鋼直尺、物理天平、數字毫秒計、轉動慣量測試儀、楊氏彈性模量測定儀、數字電壓表、數字電流表、微安表、穩(wěn)壓電源、滑線變阻器、電阻箱、標準電阻、穩(wěn)壓二極管、單臂電橋、雙臂電橋、平衡指示儀、電位差計、標準電源與待測低電勢、函數信號發(fā)生器、雙蹤示波器、聲速測定儀、分光計、精密光柵、三棱鏡、低壓汞燈、低壓鈉燈、讀數顯微鏡、牛頓環(huán)儀、多束光纖激光源、普朗克常數測定儀、微電流測試儀、邁克爾遜干涉儀、音頻信號光纖傳輸技術實驗儀、收音機、音箱、計算機、打印機等。

二、實驗項目及學時安排

1．實驗項目一 測量誤差與數據處理 1）實驗類型：綜合性實驗 2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：5學時 4）實驗目的

a、掌握測量誤差理論知識和數據處理方法； b、掌握有效數字及其運算法則；

c、在實驗中運用誤差理論知識和數據處理方法，提高測量結果的精確度。5）實驗要求

a、正確分析誤差、消減系統(tǒng)誤差到最低程度，合理測量、合理記錄實驗數據； b、正確處理測量數據，以便得到接近于真值的最佳結果； c、合理評價測量結果的誤差，寫出測量結果的最終表達式。掌握有效數字及其運算法則。2．實驗項目二 拉伸法測彈性模量

1)實驗類型：驗證性 2）實驗開設屬性： 必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．學習光杠桿鏡尺法測量微小長度變化的原理和調節(jié)方法。b．用拉伸法測量金屬絲的楊氏模量。c．學習逐差法處理數據的方法。5）實驗要求

a．調節(jié)楊氏模量儀

（ⅰ）調節(jié)水平；（ⅱ）調節(jié)光杠桿的位置；（ⅲ）調節(jié)望遠鏡；

b．測量鋼絲的原長L0及直徑d、光杠桿鏡面到望遠鏡標尺的距離D、光杠桿鏡前后腳的距離b；

c．觀察鋼絲伸長變化；

分別用逐漸增加等質量砝碼和逐漸減少等質量砝碼的方法進行測量，數據處理采用逐差法處理。

3．實驗項目三

扭擺法測定物體轉動慣量 1）實驗類型： 驗證性 2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的 a．了解扭擺的構造、原理、使用方法以及轉動慣量測試儀的使用方法；

b．用扭擺測定幾種不同形狀物體的轉動慣量和彈簧的扭轉常數，并與理論值進行比較。

5）實驗要求

a．熟悉扭擺的構造、使用方法以及轉動慣量測試儀的使用方法； b．用塑料圓柱測定扭擺的儀器常數（彈簧的扭轉常數）K；

c．測定塑料圓柱、金屬圓筒、木球與金屬細長桿的轉動慣量，并與理論值比較。

4．實驗項目四 電學元件伏安特性的測量――線性元件 1）實驗類型：驗證性 2）實驗開設屬性： 必開實驗 3）學時數：2學時 4）實驗目的

a、了解分壓器電路的調節(jié)特性； b、驗證歐姆定律；

c、掌握測量伏安特性基本方法，對電流表內、外接法的誤差進行分析； d、測量線性元件的伏安特性，用作圖法處理數據。5）實驗要求

a.了解電磁學基本儀器的性能指標、基本原理和使用方法，遵守接線規(guī)則； b.定性觀察分壓電路的調節(jié)特性；

c.測一線性電阻的伏安特性，作出伏安特性曲線，并從圖上求出電阻值，要求根據阻值大小確定采用內接法還是外接法。

5．實驗項目五

電學元件伏安特性的測量――非線性元件 1）實驗類型： 驗證性 2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：2學時 4）實驗目的

a.掌握分壓器電路的調節(jié)特性； b.進一步掌握測量伏安特性基本方法；

c.測量非線性元件的伏安特性，用作圖法處理數據。5）實驗要求

a.掌握電磁學基本儀器的性能指標、基本原理和使用方法，遵守接線規(guī)則； b.掌握分壓電路的調節(jié)特性；

c.測定穩(wěn)壓二極管（非線性元件）正向伏安特性，并作出伏安特性曲線。

6．實驗項目六

直流電橋測電阻――單臂電橋測中值電阻 1）實驗類型：驗證性 2）實驗開設屬性： 必開實驗 3）學時數：2學時 4）實驗目的

a．掌握單臂電橋使用的基本規(guī)則；

b．掌握單臂電橋工作原理和測量中值電阻的方法； c．學習習近平衡測量比較法。5）實驗要求 a．測三個已知標稱值的中值電阻；

要求熟悉儀器各鍵及接線柱的功能，正確連接線路； b．掌握單臂電橋的靈敏度和測量不確定度的計算。7．實驗項目七 直流電橋測電阻――雙臂電橋測低值電阻 1）實驗類型：驗證性 2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：2學時 4）實驗目的

a．掌握雙臂電橋使用的基本規(guī)則；

b．掌握雙臂電橋工作原理和測量低值電阻的方法，并與單臂電橋比較分析； c．進一步學習習近平衡測量比較法。5）實驗要求

a．熟悉儀器各鍵及接線柱的功能，正確連接線路，并注意規(guī)范操作事項，避免誤差太大；

b．測一個已知標稱值的低值電阻； c．測量一根銅棒的電阻率。8．實驗項目八

電壓補償及電流補償實驗 1）實驗類型： 綜合性 2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．掌握補償法測量的基本原理；

b．用UJ-31型低電勢電位差計校驗毫安表； c．了解電表精度等級的確定和估算校驗裝置的誤差。5）實驗要求

a.熟悉UJ-31型電位差計各旋鈕的功能，掌握使用電位差計的基本要領；掌握電學儀器的正確接線；

b.學會校驗毫安表。

9．實驗項目九

示波器的原理和使用 1）實驗類型：驗證性 2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．了解示波器的基本結構和工作原理，掌握使用示波器和信號發(fā)生器的基本方法； b．學會使用示波器觀測電信號波形和電壓幅值及頻率； c．學會使用示波器觀察李薩如圖形并測量頻率。5）實驗要求

a.熟悉YB4320G型雙蹤示波器和YB1634型函數信號發(fā)生器的板面分布及各主要控制鍵的功能，學會校準示波器；

b.觀察電信號波形并測量峰--峰電壓值及頻率； c.觀察繪制李薩如圖形并測量頻率。10．實驗項目十 分光計的調整和使用 1）實驗類型： 驗證性 2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．了解分光計的結構，學會正確的調節(jié)和使用方法； b．掌握用自準直法調節(jié)望遠鏡的焦距至無窮遠； c．學會用自準法測定三棱鏡的頂角。5）實驗要求

a．調整分光計

（ⅰ）平行光管能夠發(fā)射平行光；（ⅱ）望遠鏡能夠接收平行光（或調焦至無窮遠處）；（ⅲ）望遠鏡的主光軸垂直于分光計的中心軸；（ⅳ）平行光管主光軸與望遠鏡主光軸同軸等高。

b.自準法測玻璃三棱鏡的頂角。11．實驗項目十一 用牛頓環(huán)測曲率半徑

1）實驗類型：驗證性

2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．觀察光的等厚干涉現象，了解等厚干涉的特點；

b．學習用等厚干涉方法測量平凸透鏡的曲率半徑和微小厚度； c．練習用圖解法、用逐差法處理數據。5）實驗要求

a.熟悉讀數顯微鏡的結構和使用方法； b.觀察牛頓環(huán)的干涉圖樣；

c.測量牛頓環(huán)的直徑并用圖解法求得平凸透鏡的曲率半徑； d.測量牛頓環(huán)的弦長，并用逐差法求得平凸透鏡的曲率半徑。12．實驗項目十二 邁克爾遜干涉實驗

1）實驗類型： 綜合性

2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時

4）實驗目的

a．了解邁克爾遜干涉儀的原理并掌握其調節(jié)方法； b．利用邁克爾遜干涉儀觀察干涉現象；

c．利用邁克爾遜干涉儀測定He-Ne激光的波長。5）實驗要求

a.掌握邁克爾遜干涉儀的調節(jié)方法；

b.觀察非定域干涉現象； c.測量He-Ne激光的波長。

13．實驗項目十三 音頻信號光纖通信原理

1）實驗類型：綜合性

2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．了解音頻信號光纖傳輸系統(tǒng)的結構及選配各主要部件的原則； b．熟悉半導體/光電器件的基本性能及主要特性的測試方法； c．學習分析音頻信號集成運放電路的基本方法； d．訓練音頻信號光纖傳輸系統(tǒng)的調試技術。5）實驗要求

a.光信號的調制與發(fā)送；

（ⅰ）LED—傳輸光纖組件電光特性的測定；（ⅱ）偏置電流與無截止畸變最大調制幅度關系的測定。

b.光信號的接收

（ⅰ）硅光電二極管光電特性及響應度的測定；（ⅱ）光信號的檢測；（ⅲ）接收器允許的最小光電信號幅值的測定。

c．音頻信號的傳輸。14．實驗項目十四 光電效應

1）實驗類型：綜合性

2）實驗開設屬性： 必開實驗

3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．了解光電效應的基本規(guī)律，認識光的粒子性； b．驗證愛因斯坦光電效應方程；

c．掌握用光電效應法測定普朗克常數。5）實驗要求

a．正確連接儀器并調整儀器（汞燈和微電流計需預熱20分鐘）； b．測量光電管的暗電流特性曲線；

c．測量光電管的伏安特性曲線I—U，確定遏止電壓Ua。作出遏止電壓與照射光頻率的關系曲線Ua—ν，求出普朗克常數h。15．實驗項目十五 聲速的測定

1）實驗類型： 綜合性

2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．用相位比較法測量聲速； b．了解壓電陶瓷換能器的功能；

c．進一步熟悉示波器和信號發(fā)生器的使用方法。5）實驗要求

a.正確連接各儀器并調整儀器； b.用相位比較法測量聲速； c.用逐差法處理數據。

16．實驗項目十六 光柵衍射

1）實驗類型： 驗證性

2）實驗開設屬性：必開實驗 3）學時數：3學時 4）實驗目的

a．了解光柵的主要特征，掌握光柵的衍射規(guī)律； b．觀察光柵的衍射光譜；

c．用光柵衍射原理測定光柵常數； d．用光柵測定汞燈主要譜線的波長； e．進一步熟悉分光計的調整和使用方法。5）實驗要求

a．調整分光計和光柵；

b．根據已知汞燈綠色光譜線的波長和其衍射角φ(K=1)計算光柵常數d；

c．再由d和衍射角φ(K=1)測定汞燈其它兩條黃色光和一條紫色光譜線的波長； d．進行誤差估計和結果討論。

17．實驗項目十七 考查(閉卷)2學時

第四篇：大學物理實驗課程教學大綱

西安建筑科技大學

大學物理實驗課程教學大綱

課程名稱：大學物理實驗

英文名稱：College Physics Experiment 實驗課程編號：110309 課程性質：基礎必修課

課程屬性：工科各專業(yè)本科生必修 教材名稱：《大學物理實驗》 實驗指導書名稱：（無）課程總學時：56 實驗總學時：56 開設實驗項目數：17 總學分：3.5

應開實驗學期：一年級第2學期，二年級第1學期 適用專業(yè)：工科各專業(yè)本科生

先修課程： 高等數學

本大綱主撰人：凌亞文

審核人：王占民

負責人：史 彭

一、課程的目標及基本要求

物理學是一門實驗科學。物理規(guī)律的發(fā)展及其理論的建立，都必須以嚴格的物理實驗為基礎，并受到實驗的檢驗。

為了適應社會飛速發(fā)展的要求，需要培養(yǎng)大量有創(chuàng)造性的工程技術人才。為此要求工科大學畢業(yè)生，不僅要具有較寬廣的基礎理論知識，而且還要具有能從事現代科學實驗的較強能力。物理實驗是學生入學后，受系統(tǒng)實驗技能訓練的開端，是一系列實驗訓練的重要基礎。因此，在整個物理學的教學過程中，必須十分注意實驗技能的訓練，物理實驗應與理論教學具有同等重要的地位，而不是作為理論課的附屬環(huán)節(jié)。

二、課程實驗的目的要求

在一定的物理知識和中學物理實驗的基礎上，對學生進行實驗方法和技能的基礎訓練。要求學生弄懂實驗原理，了解一些物理量的測量方法。要求學生熟悉常用儀器的基本原理和性能，并了解使用方法。要求學生能夠正確記錄、處理實驗數據，分析判斷實驗結果，并能寫出比較完整的實驗報告。培養(yǎng)和提高學生觀察、分析實驗現象的本領和獨立工作能力。并通過實驗中的觀察、測量和分析，加深對物理學中某些概念、規(guī)律和理論的理解。培養(yǎng)學生嚴肅認真的工作作風，實事求是的科學態(tài)度和愛護國家財產、遵守紀律的優(yōu)良品德。

三、適用專業(yè) 工科各專業(yè)本科生。

四、實驗方式與基本要求

實驗方式：物理實驗課是一門實驗基礎課，其教學的著重點是嚴格的基礎技能和思維判斷能力的訓練，而不是對所謂“成果”的追求。物理實驗課的基礎實驗內容基本上都屬于驗證性實驗，即重復前人已有的實驗過程。學生在教師的指導下通過實驗過程學習實驗的理論與技術，提高各方面的能力。

每個實驗過程一般都要經歷三個階段：

（1）實驗前的預習：為了在規(guī)定的時間內完成實驗內容，實驗者一定要作好實驗前的預習。理論準備：從講義的有關章節(jié)和有關書籍了解實驗原理。實驗者要在課前弄懂有關實驗原理，否則，在進行實驗時只能機械地按照規(guī)定步驟進行實驗，盡管能夠照貓畫虎地取得一些數據，但不會注意到實驗方法中的技巧，不能理解實驗現象，當然更談不上深入理解各種現象的本質，并對這些現象進行主動的分析了。

實驗儀器的準備：閱讀教材中對儀器介紹的有關部分，包括儀器的構造原理、使用方法、注意事項等，做到心中有數。

經過對教材及有關材料的閱讀、理解，實驗者在實驗前應該通過對下列問題的思考來檢查自己的預習效果：“這次實驗要達到的目的是什么？我應在實驗中掌握哪些實驗理論和實驗技能？在實驗中實現預定目的的基本步驟是什么？”實驗者應在實驗前寫好預習報告。（2）實驗過程：一般實驗課開始時，教師均要作重點問題的提示性講解。在聽講解時要特別注意弄清預習時未弄懂的有關問題和講義上未涉及的一些實驗技術問題。在這段時間內，教師也會講一些需要特別注意的地方，或宣布一些在本實驗中必須遵守的特殊規(guī)定。

實驗的第一步是要安裝或調整儀器。實驗者必須將每件儀器都調整到最好的狀態(tài)。實驗者應了解儀器的性能和使用方法，在調整過程中要仔細、要有耐心。為了使儀器達到最佳的工作狀態(tài)，調整儀器通常要占用實驗的大部分時間。儀器調整好了，測量就會比較順利。所有的測量都必須記錄原始實驗數據，即直接從儀器上讀到的數據。調整及測量中如遇到有疑問之處，應反復測量，爭取發(fā)現其規(guī)律，并可與指導教師商量、討論。實驗測量結果必須經指導教師審閱。原始數據應記錄在報告冊的規(guī)定欄內。原始數據不能隨意涂改，若有記錄錯誤需要修改，應另列記錄表格，而不應在原有數據上涂改。

須在原始數據經指導教師檢查、簽字后，實驗者才能整理儀器，離開實驗室。（3）書寫實驗報告：這部分內容是在實驗課后完成。實驗報告是實驗工作的總結，撰寫實驗報告也是實驗能力的一個方面，實驗者必須認真完成實驗報告中的每個項目中的規(guī)定內容。

基本要求：

（1）實驗者應在規(guī)定時間內進行實驗，不得隨意遲到或缺席。凡因病需請假者，需將醫(yī)院證明交給指導教師；凡應事需請假者，應在課前將由院級所開有關證明交指導教師，方可準假。否則，均按曠課處理；

（2）進入實驗室后，應將已完成的預習報告放在實驗臺上，經指導教師檢查認可后，方可進行實驗；

（3）凡遲到超過十分鐘或沒有預習或預習不合格者，不得進行實驗；

（4）進入實驗室后，應注意保持實驗室的安靜和整潔。實驗者應對號入座，不得擅自搬動或使用其它實驗臺上的儀器；

（5）實驗中若發(fā)現儀器工作不正常或測量數據不合理，應立即與指導教師聯系；

（6）遵守儀器操作規(guī)則，注意人身安全和設備安全。光學儀器嚴禁用手觸摸光學表面；電學實驗中電路連接好后，應經過指導教師的檢查許可后，方可接通電源，否則，自負其責；（7）實驗完成后，原始數據經指導教師審閱檢查后，方可整理儀器，離開實驗室；（8）每次實驗后應留兩名同學打掃實驗室衛(wèi)生。

五、主要儀器設備

實驗項目一：分光計，光柵，汞光燈 實驗項目二：電位差計，電壓表，電源 實驗項目三；CCD密立根油滴儀 實驗項目四：楊氏彈性模量測量儀 實驗項目五：雙臂電橋，標準電阻

實驗項目六：示波器，信號源，超聲波波速測定儀 實驗項目七：邁克爾遜干涉儀，激光 實驗項目八：霍爾效應實驗儀

實驗項目九：指針式毫安表，滑線變阻器，電阻箱等 實驗項目十：分光計

實驗項目十一：伏特表，安培表，電阻等 實驗項目十二：智能轉動慣量實驗儀 實驗項目十三：氣墊導軌，氣源

實驗項目十四：單臂電橋實驗半板，檢流計，電源，電阻箱等 實驗項目十五：示波器，信號源，整流、濾波電路板 實驗項目十六：讀數顯微鏡，牛頓環(huán)，劈尖，鈉光燈 實驗項目十七：靜電場模擬測量儀

六、考核與實驗報告

平時考核：包括學生每次實驗的預習情況，實驗操作具體表現，實驗報告撰寫情況等； 考試考核：一般在課程結束后進行，有筆試或實驗操作等；

實驗課程成績綜合考試考核和平時考核給出，或者由平時實驗及報告成績綜合給出（不進行獨立考試考核時）。

實驗報告：共包括八部分

（一）實驗名稱

（二）實驗目的

（三）主要儀器名稱，型號，編號，規(guī)格等

（四）預習思考題

（五）原始數據記錄

（六）指導教師簽字

（七）數據處理

（八）回答問題與討論

前四部分構成預習報告，實驗之前完成；后兩部分實驗結束之后完成。

七、實驗項目設置與內容

實驗項目一：

（1）實驗名稱：衍射光柵的研究（2）實驗性質：驗證性實驗（3）實驗類別：基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：觀察光柵衍射現象，測量光柵的主要參數和低壓汞燈譜線波長。（8）實驗目的： 1.觀察光柵衍射現象，了解衍射測量技術；

2.測量光柵的主要參數； 3.測量汞燈譜線波長；

4.進一步掌握分光計的使用。（9）主要儀器設備及套數：32臺（10）所在實驗室：物理實驗室 實驗項目二：

（1）實驗名稱： 電位差計的應用（2）實驗性質： 設計性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：利用電位差計測量干電池的電動勢，校準電流表（電壓表）（8）實驗目的：1.了解電位差計的測量原理和使用方法； 2.掌握補償測量法、平衡測量法的特點； 3.應用電位差計測量電學量。（9）主要儀器設備及套數： 32套（10）所在實驗室： 物理實驗室 實驗項目三：

（1）實驗名稱： 密立根油滴實驗（2）實驗性質： 驗證性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容： 1.調節(jié)CCD密立根油滴儀，捕捉油滴，觀察油滴的運動

2.測量油滴運動的收尾速度和平衡電壓，計算油滴的帶電量和基本電荷的大小。

（8）實驗目的：1.學習了解CCD圖像傳感器的原理與應用；

2.通過對帶電油滴在重力場和靜電場中運動的測量，證明電荷的不連續(xù)性，并測量基本電荷的大小。

（9）主要儀器設備及套數：16套（10）所在實驗室：物理實驗室

實驗項目四：

（1）實驗名稱：拉伸法測量鋼絲的楊氏彈性模量（2）實驗性質：驗證性實驗（3）實驗類別：基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：測量鋼絲的楊氏彈性模量。

（8）實驗目的： 1.掌握拉伸法測量金屬絲楊氏彈性模量的方法；

2.了解放大測量法的特點；

3.掌握光杠桿裝置測量微小長度變化量的原理； 4.掌握差數平均法處理資料的方法。（9）主要儀器設備及套數：32臺（10）所在實驗室：物理實驗室 實驗項目五：

（1）實驗名稱： 雙臂電橋測電阻（2）實驗性質： 驗證性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：利用雙臂電橋測量低值電阻和電阻的溫度系數（8）實驗目的：1.了解四端電阻的特征；

2.掌握補償測量法、平衡測量法的特點； 3.應用雙臂電橋測量電學量。

（9）主要儀器設備及套數： 32套（10）所在實驗室： 物理實驗室 實驗項目六：

（1）實驗名稱： 超聲波波速的測量（2）實驗性質： 綜合性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容： 1.應用示波器和超聲波波速測定儀，測量一超聲信號在空氣中的傳播速度。

（8）實驗目的：1.學習示波器和超聲波波速測定儀的使用； 2.學習駐波法、相位法和雙棕法測量波長的特點。（9）主要儀器設備及套數：32套（10）所在實驗室：物理實驗室

實驗項目七：

（1）實驗名稱：邁克爾遜干涉儀的應用（2）實驗性質：綜合性實驗（3）實驗類別：基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：通過使用邁克爾遜干涉儀觀察光的等傾干涉、等厚干涉條紋，測量激光波長和鈉光黃雙線的波長差，使學生進一步掌握光的干涉測量技術。

（8）實驗目的： 1.了解邁克爾遜干涉儀的構造原理和調節(jié)方法；

2.觀察等傾干涉、等厚干涉條紋特點和形成條件； 3.用邁克爾遜干涉儀測量光波波長。

（9）主要儀器設備及套數：16臺（10）所在實驗室：物理實驗室 實驗項目八：

（1）實驗名稱：利用霍爾效應測量元件參數（2）實驗性質： 驗證性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32

（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：利用霍爾效應實驗儀觀察磁電效應現象，測量磁場及元件參數。（8）實驗目的：1.了解霍爾效應測量磁場的原理和方法； 2.觀察磁電效應現象；

3.學會用霍爾元件測量磁場及元件參數的基本方法。（9）主要儀器設備及套數： 16套（10）所在實驗室： 物理實驗室 實驗項目九：

（1）實驗名稱： 萬用電表的設計與定標（2）實驗性質： 設計性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：4（5）每組人數：32

（6）開出要求：必修

（7）實驗內容： 練習以指針式毫安表為顯示器的萬用電表的設計與組裝（限于直流電流、直流電壓、電阻和交流電壓4種功能）。（8）實驗目的：1.掌握萬用電表的基本原理和設計方法； 2.學習萬用電表的組裝和定標。

（9）主要儀器設備及套數：32套（10）所在實驗室：物理實驗室

實驗項目十：

（1）實驗名稱：分光計的調整與使用（2）實驗性質：驗證性實驗（3）實驗類別：基礎實驗（4）實驗學時：4（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：調整分光計，驗證光的反射定律。（8）實驗目的： 1.學習分光計的調整方法；

2.學習分光計測量角度的方法。（9）主要儀器設備及套數：32臺（10）所在實驗室：物理實驗室 實驗項目十一：

（1）實驗名稱：伏安法測量元器件的電阻值（2）實驗性質： 驗證及設計性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：用伏安法測出線性及非線性電阻元件的伏安特性曲線，并對電表引入的系統(tǒng)誤差進行修正。

（8）實驗目的：1.掌握電阻元件伏安特性的測量方法，了解線性、非線性電阻的特性； 2.了解伏安法測量電阻的方法誤差、阻值修正及電路的選擇； 3.掌握常用的電學儀器的使用方法。4.掌握作圖法處理實驗數據的方法。

5．設計非線性電阻的伏安特性測量方法及數據采集方法。

（9）主要儀器設備及套數： 32套（10）所在實驗室： 物理實驗室 實驗項目十二：

（1）實驗名稱：扭擺法測量物體的轉動慣量（2）實驗性質： 驗證性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：使物體作扭轉擺，由擺動周期及其它參數的測量計算出物體的轉動慣量。（8）實驗目的：1.用扭擺測量幾種不同形狀物體的轉動慣量和彈簧的扭轉常數，并與理論值進行比較；

2.驗證轉動慣量平行軸定理。

（9）主要儀器設備及套數：32套（10）所在實驗室：物理實驗室

實驗項目十三：

（1）實驗名稱：速度和加速度的測量（2）實驗性質：驗證性實驗（3）實驗類別：基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：本實驗簡要介紹氣墊導軌的結構、性能，并從實驗教學的角度討論速度、加速度的測量。

（8）實驗目的： 1.掌握氣墊導軌和光電計時裝置的調整與使用方法；

2.了解低摩擦情況下研究力學問題的方法；

3.掌握在氣墊導軌上測量物體速度和加速度的方法； 4.掌握測量瞬時速度的方法。

（9）主要儀器設備及套數：32臺（10）所在實驗室：物理實驗室 實驗項目十四：

（1）實驗名稱：單臂電橋測電阻（2）實驗性質： 設計性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：自組單臂電橋測量電阻（8）實驗目的：1.設計單臂電橋；

2.掌握用單臂電橋測量電阻的原理、方法； 3.了解平衡測量法的特點。（9）主要儀器設備及套數： 32套（10）所在實驗室： 物理實驗室 實驗項目十五：

（1）實驗名稱：雙蹤示波器的使用（2）實驗性質： 驗證性實驗（3）實驗類別： 基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：用雙蹤示波器觀察電信號波形及測量電信號的電壓及頻率

（8）實驗目的：1.了解示波器的基本結構和工作原理、掌握示波器的調節(jié)和使用； 2.掌握用示波器觀察電信號波形的方法； 3.掌握用示波器測量電信號的電壓和頻率的方法；

4.了解示波器圖像跟蹤測量技術。

（9）主要儀器設備及套數：32套（10）所在實驗室：物理實驗室

實驗項目十六：

（1）實驗名稱：等厚干涉的研究（2）實驗性質：驗證性實驗（3）實驗類別：基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：觀察等厚干涉現象，了解等厚干涉特點，加深對光的波動性的認識。（8）實驗目的： 1.觀察等厚干涉現象和特點，加深對光的波動性的認識。

2.學習利用干涉現象進行干涉計量； 3.用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑；

4.用劈尖干涉測量微小厚度和檢查玻璃表面的質量。（9）主要儀器設備及套數：32臺（10）所在實驗室：物理實驗室 實驗項目十七：

（1）實驗名稱：用穩(wěn)恒電流場模擬靜電場（2）實驗性質：驗證性實驗（3）實驗類別：基礎實驗（4）實驗學時：3（5）每組人數：32（6）開出要求：必修

（7）實驗內容：本實驗是仿造一個電流場（稱為模擬場），用探針去探測模擬場從而間接地測繪出靜電場的分布。

（8）實驗目的：1.了解模擬的概念和使用模擬法的條件； 2.熟悉均勻導體內穩(wěn)定電流場的一些特點；

3.掌握用模擬法測量和研究二維靜電場的基本方法；

4.測量給定形狀的電極間的電場分布，加深對電場強度和電位概念的理解。（9）主要儀器設備及套數： 16套（10）所在實驗室： 物理實驗室

八、說明

院（系）名稱：理學院

主管院長簽字： 實驗室名稱：物理實驗室

實驗室主任簽字： 實驗室地點：逸夫樓

填表人簽字：

聯系電話：82201498-8313

填報日期：2004年12月

第五篇：《大學物理》(A)教學大綱

《大學物理》(A)教學大綱

適用對象 理工科內地本科生(學分：8 學時：144)

一、課程的性質和任務 

物理學是研究物質結構和性質、運動形態(tài)及其相互作用基本規(guī)律的科學。物理學包括力學、熱學、電磁學、光學及近代物理等五個部分，是近代科學技術的基礎之一，是高等院校的一 門重要必修基礎課。

本課程的教學任務 

1 通過本課程的教學，使學生系統(tǒng)地掌握物理學的基本原理、基礎知識以及各種運動形態(tài)的基本規(guī)律，為了學習后繼課程提供必要的物理基礎。

2 通過本課程和物理實驗的配合，使學生在實驗能力、運算能力、抽象思維能力等方面受到初步嚴格的訓練，培養(yǎng)和提高他們分析問題與解決問題的能力。

3 通過教學實踐，使學生能正確認識物理理論的建立和發(fā)展過程，逐步培養(yǎng)他們科學的思維方法和研究方法。

二、課程的教學內容 

(一)緒論：本課程的目的和任務。物理學的研究對象和研究方法。物理學在高等院校各專業(yè)教學中的地位。物理學與近代科學技術的聯系。

(二)經典物理： 

1 力學 

(1)質點運動學：參照系與坐標系。質點。位置矢量。位移、速度與加速度。運動方程。運動疊加原理。切向加速度與法向加速度。

角位移、角速度、角加速度。角量與線量的關系。

(2)質點動力學：牛頓運動定律。慣性、質量、力的概念。力學的單位制和量綱。慣性系。伽利略相對性原理。

功、功率。動能定理。保守力與非保守力。勢能、勢能曲線。功能原理。機械能守恒定律。能量轉化與守恒定律。

動量與沖量，動量定理。碰撞。動量守恒定律。

(3)剛體的轉動：剛體的平動與轉動。力矩、轉動慣量、轉動定律。力矩的功與轉動動能。動量矩與沖量矩。動量矩守恒定律。

2 分子物理學和熱力學 

(1)氣體分子運動論：平衡態(tài)，理想氣體狀態(tài)方程。理想氣體的壓強和溫度的統(tǒng)計意義。能量按自由度均分原理。理想氣體的內能。

麥克斯韋速度分布律。分子平均碰撞次數和平均自由程。氣體內遷移現象與規(guī)律。

(2)熱力學的物理基礎：系統(tǒng)的內能、功和熱量。勢力學第一定律及其對理想氣體等值過程中的應用。氣體的摩爾熱容。絕熱過程，多方過程。

循環(huán)過程，卡諾循環(huán)。熱機的效率。熱力學第二定律的兩種表述。可逆過程和不可逆過程。卡諾定理。熱力學第二定律的統(tǒng)計意義。

3 電磁學 

(1)靜電場：電荷，電荷量子化，電荷守恒定律。庫侖定律。靜電場。電場強度，電場強度疊加原理，電場強度的計算。電力線，電通量，真空中的高斯定理。

電場力的功。電場強度環(huán)流。電勢能，電勢，電勢差及其計算。等勢面，電場強度與電勢梯度的關系。

導體的靜電平衡。導體上的電荷分布。靜電屏蔽。電介質的極化，電極化強度。電位移矢量。D、E、P三矢量之間的關系。介質中的高斯定理。

電容器的電容。簡單電容器的電容計算。電場能量，電場能量密度。

(2)電流與電場：電流形成的條件。導體內穩(wěn)恒電場的建立。電源的電動勢。電流密度。歐姆定律的微分形式。焦耳一楞茨定律的微分形成。

一段含源電路的歐姆定律。

(3)電流與磁場：基本磁現象。磁場。磁感應強度。

磁力線，磁通量。磁場中的高斯定理。畢奧—沙伐爾定律。安培環(huán)路定律。運動電荷的磁場。

磁場對載流導線的用途力——安培定律。電流強度單位“安培”的定義。磁場對載流線圈的作用力矩。載流線圈的磁矩。磁力的功。洛侖茲力。帶電粒子在磁場中的運動。霍耳效應。

物質的磁化。磁介質。磁化強度。磁場強度矢量。B、H、M三矢量之間的關系。鐵磁質，磁滯現象。

電磁感應的基本定律。電磁感應現象和能量轉換與守恒定律的關系。 動生電動勢。用電子理論解釋動生電動勢。磁場中轉動線圈的電動勢。

感生電動勢，渦旋電場。渦電流。

自感與互感。磁場能量，磁場能量密度。

(4)電磁理論的基本概念：位移電流。麥克斯韋電磁理論的基本概念。麥克斯韋方程組的積分形式。麥克斯韋方程的微分形式。

4 振動與波動 

(1)振動學基礎：諧振動。諧振動動力學及運動學方程。頻率、周期、振幅和位相。諧振動旋轉矢量表示法。諧振動的能量。阻尼振動、受迫振動、共振。同方向諧振動的合成，拍。互相垂直的諧振動的合成。

(2)波動學基礎：機械波的產生與傳播，簡諧波。波速、波頻與波長的關系。平面簡諧波波動方程。波的能量，能流，能流密度。波的吸收。

惠更斯原理。波的反射與折射。波的疊加原理。波的干涉。駐波。波的衍射與散射。

5 波動光學 

(1)法的干涉：光波。光矢量。光的單色性和相干性。相干光的獲得。楊氏雙縫干涉。光程。等厚干涉(劈尖、牛頓環(huán))。等傾干涉。邁克耳孫干涉儀。時間相干性和空間的相干性。

(2)光的衍射：光的衍射現象。惠更斯一菲涅耳原理。單縫衍射。光柵，光柵光譜。小圓孔衍射。光學儀器的分辨率。

(3)光的偏振：自然光和偏振光。反射光和折射光的偏振。布懦斯特定律。單軸晶體中光的雙折射。偏振片。馬呂斯定律。偏振光的干涉。偏振面的旋轉。

(三)近代物理： 

1 狹義相對論基礎 

經典力學的時空觀。狹義相對論基本原理。洛侖茲變換。狹義相對論的時空觀(同時性、運動物體長度縮短，時間膨脹)。

相對論力學的基本方程。質量和速度的關系。質量和能量的關系。

2 光的量子性 

光電效應，光的波粒二象性。

三、課程的教學要求 

本課程是一門基礎理論課，與其他基礎課、技術基礎課有密切的聯系，因此在教學中與大學、中學有關課程既要避免不必要的重復，也要避免脫節(jié)。為此應注意： 

1 根據本課程的目的和任務，正確處理好經典物理與近代物理的關系。經典物理是基礎，應切實加強；但應避免過分強調經典物理部分，而把近代物理作為可有可無。若因學時不夠，要精選與近代科技有密切聯系的近代物理內容教學，使學生眼界放寬，思路活躍。

2 在理論講授中，應精講基本內容，注意教學方法，充分利用多媒體教學手段，闡明基本概念及基本規(guī)律，分清主次，突出重點，并應注意逐步培養(yǎng)學生自學能力及科學思維能力。

3 應切實保證大學物理科學系統(tǒng)性和基本內容的完整性，不宜過分強調結合專業(yè)。

4 注意與中學物理的銜接，盡量利用學生已掌握的物理知識，力求避免與中學物理的不必要的重復。隨著中學物理教學水平的提高，應在系統(tǒng)歸納、綜合闡述基本內容的基礎上，進一步提高。

5 應充分利用高等數學表述物理規(guī)律和分析問題。高等數學的運用也要有一個循序漸進過程。例如，力學部分著重矢量代數、導數和微分及簡單積分的運用；電學部分則著重線積分和面積分及矢量積分及矢量分析的運用，振動和波動著重微分方程的運用。

6 具體要求 

(1)〔力學〕 力學是大學物理學中最基本而又十分重要的部分，它是物理學其他部分的基礎，與其他學科有著密切聯系。鑒于力學在中學物理中已有一定的基礎，應特別注意和中學物理及后續(xù)課程之間的銜接和配合，避免不必要的重復。大學物理的力學部分應在中學基礎上適當提高。初步運用微積分及矢量代數高等數學，鞏固和加深力、動量、功、動能、勢能等基本概念，牛頓運動定律及動量定理、功能原理、動量守恒和機械能守恒等基本定律。

(2)〔氣體分子運動論和熱力學基礎〕 分子運動論和熱力學是從不同的觀點、用不同的方法來研究物質熱運動的規(guī)律。分子運動論是微觀理論，熱力學是宏觀理論。進行這部分教學時，要求學生初步領會微觀理論和宏觀理論各自的特點，以及兩者之間相輔相成的關系。由于學生對微觀理論中的統(tǒng)計平均概念，以及宏觀理論中的邏輯推理方法還不熟悉、不習慣，因此在教學中應多加誘導，使學生逐步掌握這兩種問題的處理方法。

(3)〔電磁學〕 電磁運動是物質一種基本運動形式。電磁運動的規(guī)律和理論在工程技術中有廣泛應用，因此電磁學在大學物理占有很重要的地位。

在教學中，電磁學部分應以場為主。重點介紹靜電場和穩(wěn)定磁場的基本概念和基本規(guī)律，以及隨時間變化的磁場與電場間的互相關系。利用微積分矢量分析等來表達電場、磁場所遵循的規(guī)律并進行簡單的運算。關于電流部分，主要用場的觀點闡明穩(wěn)恒電流中基本概念和基本規(guī)律。(4)〔振動、波動和波動光學〕 振動和波動是一種普遍而又重要的運動形式。機械振動、機械波和電磁振蕩、電磁波雖然機理不同但其運動規(guī)律和基本特征卻是相同的。在自然界和工程技術中振動和波動是很普遍的。

振動和波動的重點內容是諧振動的基本特征和規(guī)律，同方向同頻率振動的合成，平面簡諧波方程，波傳播能量的概念和波的疊加原理，教學中應著重抓住這些重點，講清與這些內容有關的物理概念和物理規(guī)律。

在波動光學的教學中，應著重通過光的干涉、衍射和偏振現象認識光的波動性，以及干涉、衍射和偏振的基本定律和應用。

(5)〔近代物理〕近代物理在科學技術的發(fā)展與應用日趨重要，現代高科技中不少課題是與近代物理有關的。因而在工科物理中它占有一定地位。但是近代物理部分涉及的內容很廣泛，在課時日益減少的情況下，不可能在本課程有限時間內講述詳細，所以在內容選擇上應有所側重。在這部分中應以狹義相對論及量子理論為重點。量子理論中則以經典量子論為主。

四、課程的重點和難點 

1 力學 

(1)質點運動學：位置矢量、位移的矢量性。速度、加速度的瞬時性、矢量性。運動的相對性和獨立性。曲線運動中的切向加速度與法向加速度。從已知運動方程求導得到速度和加速度。從已知的加速度通過積分求得運動方程。描述質點運動規(guī)律時直角坐標系與自然坐標系的建立。

圓周運動的角量描述，角量與線量的關系。

(2)質點動力學：牛頓運動定律。用牛頓運動定律解題的基本思路和方法。慣性系與伽利略相對性原理。力學量的國際單位制。

變力做功的計算。保守力做功特征。勢能，重力勢能、彈性勢能的計算式。

功能原理，機械能守恒定律的條件及其應用。動能定理，動量定理的物理意義、表達式及其應用。

(3)剛體的轉動：力矩、轉動慣量、角動量物理概念。剛體定軸轉動的轉動定律的物理意義及其應用。平動物體與轉動物體所組成系統(tǒng)簡單綜合性問題的解題思路和方法。

2 氣體分子運動論和熱力學基礎 

(4)氣體分子運動論：平衡態(tài)。理想氣體狀態(tài)方程及其應用。壓強與溫度的微觀意義。能量按自由度均分原理。平均平運動能與溫度的關系。氣體分子平均動量的計算。理想氣體內能的計算及它與溫度之間的關系。宏觀量與微觀量之間的關系。 氣體分子速率的統(tǒng)計分布規(guī)律。氣體分子三種速率的統(tǒng)計意義，公式及其用途。氣體分子平均碰撞次數及平均自由程的計算。氣體內遷移的實驗定律及其定性的微觀解釋。

(5)熱力學的物理基礎：功、熱量、內能的物理意義。做功與傳遞熱量對系統(tǒng)內能改變的等效性。熱力學第一定律的物理意義及它在理想氣體等值過程中的應用。氣體的摩爾熱容公式及計算。理想氣體等值過程的特點及過程方程。

循環(huán)過程的定義。循環(huán)效率的計算。卡諾循環(huán)的特點及效率的計算。可逆過程與不可逆過程。卡諾定理的意義。

熱力學第二定律的兩種表術及其物理意義及它在判定自然過程進行的方向性所發(fā)揮的作用。

3 電學 

(6)靜電場：電場強度、電勢、電勢差、電力線、電位移、電通量等物理概念的意義。庫侖定律、場強疊加原理、高斯定理的物理意義及其應用。場強與電勢梯度的關系。運用高等數學工具計算較有規(guī)則的幾何形態(tài)帶電體附近空間的場強、電勢。

(7)靜電場中的導體和電介質：導體靜電平衡的條件與特征。靜電場中電介質的極化現象及其微觀解釋。有導體和電介質存在的靜電場中，場強及電勢的計算。有電介質存在的靜電場中，利用高斯定理求解場強的條件和方法。

電容值的定義。導體及電容器電容的計算。電場的能量密度公式及電場能量的計算。

(8)穩(wěn)恒電流：維持穩(wěn)恒電流的條件。電源電動勢的概念。閉合回路及一段含源電路歐姆定律的意義，實質及其應用。歐姆定律微分形式的物理意義。焦耳一愣茨定律微分形式的物理意義。

基爾霍夫定律的物理意義及其應用，用它解題時應注意之點。

(9)電流的磁場：磁場的物質性。磁感應強度的定義。磁力線與磁通量的定義及磁通量的計算。

畢奧—沙伐爾定律的應用。用安培環(huán)路定律求解磁感應強度的條件和方法。運動電荷的磁感應強度公式。

(10)磁場對電流的作用：安培定律及其應用。磁矩的定義。磁矩的功。洛侖磁力的計算。帶電粒子在均勻的電場和磁場中的運動規(guī)律。霍耳效應的產生及其應用。

(11)電磁感應：動生電動勢的產生、微觀解釋及其計算。感生電動勢的產生、微觀解釋及其計算。渦旋電場的產生及其計算。自感與互感現象的產生原因及其應用。互感系數與自感系數的計算。互感電動勢與自感電動勢的計算。

磁場能量密度公式。磁場能量的計算。

(12)物質的磁性：磁介質概念。磁介質磁化現象的定性解釋。磁場強度的定義。鐵磁質磁化的特點及其應用。

(13)電磁理論的基本概念、電磁振蕩、電磁波：位移電流概念。變化電場引起變化磁場；變化磁場引起變化電場的規(guī)律。麥克斯韋方程組主積分形式的物理意義。

4 機械振動與機械波 

(14)機械振動：諧振動微分運動方程的建立。諧振動的基本特征。振幅、周期、頻率、位相的物理概念。利用初始條件計算諧振動的初相和振幅。簡諧振動方程的建立。

諧振動的動能，勢能及系統(tǒng)的能量特征、系統(tǒng)能量與振幅的關系。

同方向同頻率諧振動合成的計算。合振動大小與分振動位相差的關系。

(15)機械波：振幅、周期、頻率、波速等物理概念。平面簡諧波動方程的建立及方程各物理量的意義。波的疊加原理，波的相干條件、波干涉現象及干涉加強和削弱的條件。波干涉加強與削弱的計算。

波的能量特征。能流密度公式。波能量與振動能量的異同。

駐波的形成條件及特征，它與行波的區(qū)別。

5 波動光學 

(16)光的干涉：光的相干性及相干光的獲得方法。光程、光程差的概念。光干涉加強與削弱的條件。光干涉靜態(tài)與動態(tài)分布特征及其光干涉強弱分布的計算。等傾及等厚干涉的計算及應用。

(17)光的衍射：光的衍射現象。惠更斯—菲涅耳原理。半波帶法，單縫夫瑯和費衍射的特征及強弱分布的計算。光柵衍射光譜。光柵衍射主極大的計算方法。光學儀器的分辨率。

(18)光的偏振：自然光與偏振光的概念。偏振光的產生與檢驗方法。馬呂斯定律及布懦斯特定律的應用。光的雙折射現象。偏振光干涉的應用。

6近代物理 

(19)狹義相對論基礎：愛因斯坦相對論的基本假設及相對論的時空觀。洛侖茲的坐標變換及速度變換。同時性的相對性。時間的膨脹與長度縮短效應。質量與速度的關系。能量與質量的關系。

(20)光的量子性：光電效應的實驗定律。愛因斯坦的光子說。愛因斯坦方程。光電效應的應用。光的二象性。

五、課程的學時分配

略



六、教材和主要參考書  教材：《物理學》 馬文蔚 高等教育出版社 

參考書：《大學物理學》程守洙 高等教育出版社