《大学物理基础实验IⅡ》教学大纲执笔人：梁生编写日期：2020年12月一、课程基本信息1.课程编号：2.课程平台：创新实践平台3课程模块：综合实践模块4.课程性质：必修（UW必修）5.学时/学分：32/26.先修课程：高等数学，大学物理基础实验I7.适用专业：光电信息科学与工程，材料化学8．教学单位名称：理学院二、教学任务和目标大学物理基础实验是光电信息科学与工程以及材料化学学生进行科学实验基本训练的必修公共基础课程，是接受系统实验方法和实验技能训练的开端。大学物理基础实验ⅡI是其中的第二部分。本课程在大学物理基础实验I的基础上对学生进行系统的物理实验方法和实验技能训练，主要进行综合性专题实验（指在同一个实验中涉及到力学、热学、电磁学、光学等多个知识领域，综合应用多种方法和技术的实验）、设计性实验（根据给定的实验题目、要求和实验条件，由学生自已设计方案并基本独立完成全过程的实验）的学习，以及新技术综合实验的学习。通过本课程的学习，巩固学生在基础性实验阶段的学习成果、开阔学生的眼界和思路，提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力，提高实践能力和创新意识，为今后的学习和工作奠定良好的基础。课程目标1.掌握大学物理基础理论知识（力学、热学、电磁学、光学）：课程目标2.掌握大学物理基础实验基本原理和方法，获得系统的实验技能基本训练：课程目标3.能够基于基础理论知识并采用科学方法对复杂问题进行实验研究；课程目标4.掌握计算机软件处理实验数据的方法。三、课程目标和毕业要求的对应关系课程目标对毕业毕业要求毕业要求指标点要求的支撑关系2.1具有合理的数学和自然科学知识结构和应用能力课程目标12.自然科学基础，工2.1.1掌握必备的数学基础知识和应用能力程基础与专业知识2.1.2掌握必备的物理基础知识和进一步深入学习、实践及应课程目标2用能力
《大学物理基础实验 II》教学大纲 执笔人：梁生 编写日期：2020 年 12 月 一、课程基本信息 1．课程编号： 2．课程平台：创新实践平台 3．课程模块：综合实践模块 4．课程性质：必修（UW 必修） 5．学时/学分：32/2 6．先修课程：高等数学，大学物理基础实验 I 7．适用专业：光电信息科学与工程，材料化学 8．教学单位名称：理学院 二、教学任务和目标 大学物理基础实验是光电信息科学与工程以及材料化学学生进行科学实验基本训练的必修公 共基础课程，是接受系统实验方法和实验技能训练的开端。大学物理基础实验 II 是其中的第二部 分。 本课程在大学物理基础实验Ⅰ的基础上对学生进行系统的物理实验方法和实验技能训练，主要 进行综合性专题实验（指在同一个实验中涉及到力学、热学、电磁学、光学等多个知识领域，综合 应用多种方法和技术的实验）、设计性实验（根据给定的实验题目、要求和实验条件，由学生自己 设计方案并基本独立完成全过程的实验）的学习，以及新技术综合实验的学习。通过本课程的学习， 巩固学生在基础性实验阶段的学习成果、开阔学生的眼界和思路，提高学生对实验方法和实验技术 的综合运用能力，提高实践能力和创新意识，为今后的学习和工作奠定良好的基础。 课程目标 1.掌握大学物理基础理论知识（力学、热学、电磁学、光学）； 课程目标 2.掌握大学物理基础实验基本原理和方法，获得系统的实验技能基本训练； 课程目标 3.能够基于基础理论知识并采用科学方法对复杂问题进行实验研究； 课程目标 4.掌握计算机软件处理实验数据的方法。 三、课程目标和毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 课 程 目标 对 毕 业 要求的支撑关系 2.自然科学基础，工 程基础与专业知识 2.1 具有合理的数学和自然科学知识结构和应用能力 2.1.1 掌握必备的数学基础知识和应用能力 2.1.2 掌握必备的物理基础知识和进一步深入学习、实践及应 用能力 课程目标 1 课程目标 2
3.2在撰写实验报告、实习报告、课程专题报告和各类环节设计报告等环节中能够应用数学、自然科学和工程科学基本原理，识别问题、独立调研及系统表述复杂工程问题课程目标33.问题分析3.2.1评估数据和问题的特征，对比异常与正常数据，进行问课程目标4题的分类与归因，找出问题的原因，制定解决方案。3.2.2用数学和自然科学概念理论或工程原理表述复杂工程问题5.3在实验或项目研究分析过程中，能够体现原始数据收集能力、课程目标35.研究对实验结果分析与验证、实验数据分析及处理、实验结果预测与实课程目标4际效果对比、误差分析、完成实验报告。6.2能够使用专业技术测试、分析仪器及应用能力。课程目标26.使用现代工具课程目标36.3能够使用专业技术软件进行数据整理、图表绘制、以及数据分课程目标4析模拟。四、教学内容及安排（一）、课堂讲授：（2学时）了解实验设计的基本程序和要求，掌握实验原理和方法的选择。通过示例介绍通过误差分配原则、配套仪器选定、最佳条件和最佳参数的确定。介绍综合专题实验以及设计性实验的基本要求。（二）、课堂实验：（28学时）1.综合专题性实验（16学时）培养学生综合实验能力和对实验结果进行综合分析的能力。学生选择2个专题，每个专题含2-3个相关实验。知识点教推支撑学序荐课程实验项目教学要求方号学目标式时1.超声波产生和接收，超1.了解超声波产生和接收1, 2,超声波原理讲授3, 4及其应用专声脉冲波及其特点；2.超方法，认识超声脉冲波及和题声波探头的指向性，超声其特点；2.理解超声波探现场(1)超声的产头的指向性，掌握超声波指导波探测原理和定位方法。13生与传播探测原理和定位方法。(2)超声波探测光源光谱专1.光谱测量方法；2.用棱镜1.学习光谱测量方法：2.掌讲授1, 2,3, 4题最小偏向角测量光源光谱握利用棱镜最小偏向角测和3现场(1)小型棱镜的方法：3.用光栅衍射测量量光源光谱的方法：3.掌握
3.问题分析 3.2 在撰写实验报告、实习报告、课程专题报告和各类环节设计报 告等环节中能够应用数学、自然科学和工程科学基本原理，识别问 题、独立调研及系统表述复杂工程问题 3.2.1 评估数据和问题的特征，对比异常与正常数据，进行问 题的分类与归因，找出问题的原因，制定解决方案。 3.2.2 用数学和自然科学概念理论或工程原理表述复杂工程问 题 课程目标 3 课程目标 4 5.研究 5.3 在实验或项目研究分析过程中，能够体现原始数据收集能力、 对实验结果分析与验证、实验数据分析及处理、实验结果预测与实 际效果对比、误差分析、完成实验报告。 课程目标 3 课程目标 4 6.使用现代工具 6.2 能够使用专业技术测试、分析仪器及应用能力。 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 6.3 能够使用专业技术软件进行数据整理、图表绘制、以及数据分 析模拟。 四、教学内容及安排 （一）、课堂讲授：（2 学时） 了解实验设计的基本程序和要求，掌握实验原理和方法的选择。通过示例介绍通过误差分配原 则、配套仪器选定、最佳条件和最佳参数的确定。介绍综合专题实验以及设计性实验的基本要求。 （二）、课堂实验：（28 学时） 1.综合专题性实验（16 学时） 培养学生综合实验能力和对实验结果进行综合分析的能力。 学生选择 2 个专题，每个专题含 2-3 个相关实验。 序 号 实验项目 知识点 教学要求 教 学 方 式 推 荐 学 时 支撑 课程 目标 1 超声波原理 及其应用专 题 (1)超声的产 生与传播 (2)超声波探 测 1.超声波产生和接收，超 声脉冲波及其特点；2.超 声波探头的指向性，超声 波探测原理和定位方法。 1.了解超声波产生和接收 方法，认识超声脉冲波及 其特点；2.理解超声波探 头的指向性，掌握超声波 探测原理和定位方法。 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 2 光源光谱专 题 (1)小型棱镜 1.光谱测量方法；2.用棱镜 最小偏向角测量光源光谱 的方法；3.用光栅衍射测量 1.学习光谱测量方法；2.掌 握利用棱镜最小偏向角测 量光源光谱的方法；3.掌握 讲授 和 现 场 3 1，2， 3，4
摄谱仪测氢光源光谱；4.了棱镜摄谱仪利用光栅衍射测量光源光指导原子光谱的构造原理，调整使用方谱的方法；4.了解棱镜摄谱(2)光栅光谱仪的构造原理，了解其调法及读/摄谱技术。仪测光谱整使用方法及读/摄谱技术。1, 2,1.光纤的结构和一般性质，1.了解光纤的结构和一般讲授3, 4和光纤的耦合、传输及传感性质，学习光纤的耦合、特性及其在通讯和传感领传输及传感特性及其在通现场光纤技术专域中的应用；2.数值孔径讯和传感领域中的应用：指导题2.掌握数值孔径（光纤特性（光纤特性参数）的测量：(1)光源与光3.光纤中的光传输时间的参数）的测量方法；3.了解纤特性3测量，光纤中光速测定、光纤中的光传输时间的测3(2)光信号传光纤材料的平均折射率的量，掌握光纤中光速测定、输估算：4.光纤弯曲损耗的机光纤材料的平均折射率的(3)光纤传感理极其特性，利用弯曲损估算；4.了解光纤弯曲损耗耗测量位移及压力的方的机理极其特性，学习利法。用弯曲损耗测量位移及压力的方法。1, 2,电子特性专1.电子的基本特性握用密1.认识电子的基本特性，掌讲授3, 4题立根油滴仪测量电子电量握用密立根油滴仪测量电和(1)用密立根的方法：2.金属电子逸出功子电量的方法；2.了解金属现场油滴仪测量的概念和用热发射法测量电子逸出功的概念和用热指导43电子电量；逸出功的方法：3.用直线拟发射法测量逸出功的方(2)电子逸出合法和外推法处理数据方法；3.掌握用直线拟合法和法。功的测定外推法处理数据方法。2.设计性实验（8学时）通过误差分配原则、配套仪器选定、最佳条件和最佳参数确定设计性题目的方案并加以实施，培养学生分析问题和解决问题的实践能力，从而提高学生的创新意识，为今后的学习和工作奠定良好的基础。每个实验8学时，分2次完成。每个学生选做1个。知识点教推支撑谈序荐课程实验项目教学要求号方学目标时式1,2,研究万用表电路，设计并分析研究万用表电路，设讲授3, 4万用表设计组装一个简单的万用表计并组装一个简单的万用和13表与组装现场指导1, 2,2超声波测量设计一种超声波声速的测设计一种超声波声速的测讲授3
摄谱仪测氢 原子光谱 (2)光栅光谱 仪测光谱 光源光谱；4.了棱镜摄谱仪 的构造原理，调整使用方 法及读/摄谱技术。 利用光栅衍射测量光源光 谱的方法；4.了解棱镜摄谱 仪的构造原理，了解其调 整使用方法及读/摄谱技 术。 指导 3 光纤技术专 题 (1)光源与光 纤特性 (2)光信号传 输 (3)光纤传感 1.光纤的结构和一般性质， 光纤的耦合、传输及传感 特性及其在通讯和传感领 域中的应用；2.数值孔径 （光纤特性参数）的测量； 3.光纤中的光传输时间的 测量，光纤中光速测定、 光纤材料的平均折射率的 估算；4.光纤弯曲损耗的机 理极其特性，利用弯曲损 耗测量位移及压力的方 法。 1.了解光纤的结构和一般 性质，学习光纤的耦合、 传输及传感特性及其在通 讯和传感领域中的应用； 2.掌握数值孔径（光纤特性 参数）的测量方法；3.了解 光纤中的光传输时间的测 量，掌握光纤中光速测定、 光纤材料的平均折射率的 估算；4.了解光纤弯曲损耗 的机理极其特性，学习利 用弯曲损耗测量位移及压 力的方法。 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 4 电子特性专 题 (1)用密立根 油滴仪测量 电子电量； (2)电子逸出 功的测定 1.电子的基本特性握用密 立根油滴仪测量电子电量 的方法；2.金属电子逸出功 的概念和用热发射法测量 逸出功的方法；3.用直线拟 合法和外推法处理数据方 法。 1.认识电子的基本特性，掌 握用密立根油滴仪测量电 子电量的方法；2.了解金属 电子逸出功的概念和用热 发射法测量逸出 功的方 法；3.掌握用直线拟合法和 外推法处理数据方法。 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 2.设计性实验 （8 学时） 通过误差分配原则、配套仪器选定、最佳条件和最佳参数确定设计性题目的方案并加以实施， 培养学生分析问题和解决问题的实践能力，从而提高学生的创新意识，为今后的学习和工作奠定良 好的基础。 每个实验 8 学时，分 2 次完成。每个学生选做 1 个。 序 号 实验项目 知识点 教学要求 教 学 方 式 推 荐 学 时 支撑 课程 目标 1 万用表设计 与组装 研究万用表电路，设计并 组装一个简单的万用表 分析研究万用表电路，设 计并组装一个简单的万用 表 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 2 超声波测量 设计一种超声波声速的测 设计一种超声波声速的测 讲授 3 1，2
3, 4液体的浓度量方法，定量研究声速与量方法，定量研究声速与和浓度的关系（变化曲线），浓度的关系（变化曲线），现场能够测量出未知溶液的浓最后能够测量出未知溶液指导度，精度不低于5%。的浓度，精度不低于5%。1, 2,冲击法测定软磁铁氧体园采用冲击法测定软磁铁氧讲授软磁材料静3, 4环的静态磁滞回线和饱和体园环的静态磁滞回线和和33态磁特性的磁感应强度Bs、剩余磁感饱和磁感应强度Bs、剩余现场测定应强度Br、矫顽力H。磁感应强度Br、矫顽力H指导时差定位方法，GPS定位通过学习具体的时差定位1, 2,讲授3, 4声源定位的的工作原理。方法，深入理解GPS定位和43GPS模拟的工作原理。现场指导3.综合新技术实验（4学时）通过综合（新技术）实验，开阔学生视野、拓展课堂实验内容，让学生接触更贴近实际的物理技术。每个实验4学时，每个学生选做1个。知识点支撑教推学序荐课程实验项目教学要求号方学目标式 时1.液晶的工作原理；2.测量1, 2,1.了解液晶的工作原理；2.讲授和3,4液晶在特定波长下的扭曲测量液晶在特定波长下的现场角：3.液晶光开关的时间响扭曲角。：3.观察液晶光开液晶电光特113应曲线，测量液晶的上升关的时间响应曲线，测量指导性综合实验时间和下降时间；4液晶的液晶的上升时间和下降时衍射现象，得到液晶的结间：4观察液晶的衍射现构尺寸。象，得到液晶的结构尺寸。1, 2,1.液晶光开关的工作原理，1.掌握液晶光开关的工作讲授3, 4测量液晶光开关的电光特原理，测量液晶光开关的和性曲线；2.液晶光开关的时电光特性曲线：2.观察液晶现场液晶特性综间响应曲线，得到液晶的光开关的时间响应曲线，指导23合实验上升时间和下降时间；3.得到液晶的上升时间和下液晶显示器的视角特性，降时间：3.测量液晶显示器了解液晶显示器件的工作的视角特性，了解液晶显原理。示器件的工作原理。1, 2,1.电子衍射现象及应用；2.1.了解电子衍射现象及应讲授3,4电子束的德布罗意关系式用：2.理解电子束的德布罗和和波粒二象性的意义；3.意关系式和波粒二象性的现场3电子衍射3电子衍射仪的调节方法；意义：3.掌握电子衍射仪的指导4.判断和标定衍射环对应调节方法：4.学会判断和标的晶面族；5.测量电子束波定衍射环对应的晶面族；
液体的浓度 量方法，定量研究声速与 浓度的关系（变化曲线）， 能够测量出未知溶液的浓 度，精度不低于 5%。 量方法，定量研究声速与 浓度的关系（变化曲线）， 最后能够测量出未知溶液 的浓度，精度不低于 5%。 和 现 场 指导 3，4 3 软磁材料静 态磁特性的 测定 冲击法测定软磁铁氧体园 环的静态磁滞回线和饱和 磁感应强度 Bs、剩余磁感 应强度 Br、矫顽力 Hc 采用冲击法测定软磁铁氧 体园环的静态磁滞回线和 饱和磁感应强度 Bs、剩余 磁感应强度 Br、矫顽力 Hc 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 4 声源定位的 GPS 模拟 时差定位方法，GPS 定位 的工作原理。 通过学习具体的时差定位 方法，深入理解 GPS 定位 的工作原理。 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 3.综合新技术实验（4 学时） 通过综合（新技术）实验，开阔学生视野、拓展课堂实验内容，让学生接触更贴近实际的物理 技术。每个实验 4 学时，每个学生选做 1 个。 序 号 实验项目 知识点 教学要求 教 学 方 式 推 荐 学 时 支撑 课程 目标 1 液晶电光特 性综合实验 1.液晶的工作原理；2.测量 液晶在特定波长下的扭曲 角；3.液晶光开关的时间响 应曲线，测量液晶的上升 时间和下降时间；4 液晶的 衍射现象，得到液晶的结 构尺寸。 1.了解液晶的工作原理；2. 测量液晶在特定波长下的 扭曲角。；3.观察液晶光开 关的时间响应曲线，测量 液晶的上升时间和下降时 间；4 观察液晶的衍射现 象，得到液晶的结构尺寸。 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 2 液晶特性综 合实验 1.液晶光开关的工作原理， 测量液晶光开关的电光特 性曲线；2.液晶光开关的时 间响应曲线，得到液晶的 上升时间和下降时间；3. 液晶显示器的视角特性， 了解液晶显示器件的工作 原理。 1.掌握液晶光开关的工作 原理，测量液晶光开关的 电光特性曲线；2.观察液晶 光开关的时间响应曲线， 得到液晶的上升时间和下 降时间；3.测量液晶显示器 的视角特性，了解液晶显 示器件的工作原理。 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 3 电子衍射 1.电子衍射现象及应用；2. 电子束的德布罗意关系式 和波粒二象性的意义；3. 电子衍射仪的调节方法； 4.判断和标定衍射环对应 的晶面族；5.测量电子束波 1.了解电子衍射现象及应 用；2.理解电子束的德布罗 意关系式和波粒二象性的 意义；3.掌握电子衍射仪的 调节方法；4.学会判断和标 定衍射环对应的晶面族； 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4
长，验证德布罗意关系式5.测量电子束波长，验证德的方法。布罗意关系式的方法。1, 2,电子在电11.电子电、磁聚焦和电、磁1.学习电子电、磁聚焦和1讲授3,4场、磁场中和偏转的实验方法：2.电子荷电、磁偏转的实验方法；4的运动及电「质比的测定32.电子荷质比的测定现场子荷质比的指导测定五、课程教学方法1.本课程以课堂实验为主，全部实行开放选课方式教学。2.课堂讲授应用多媒体技术，同时学生亦可通过课程网站进行预习和复习。3，实验前教师检查预习报告，实验过程教师检查主要实验环节操作情况并做记录，实验完成以后教师当场检查数据的可靠性并签字。学生课后一周内完成实验报告，交教师批阅。4.提倡使用计算机软件进行实验数据处理。5综合专题实验分二次进行，专题实验结束后写出实验报告，一周内上交。设计性实验分二次进行，第一次进行设计方案的检查，实验完成后当场上交设计性实验报告。六、课程的考核本课程成绩由各次实验成绩综合得出。每个实验考核中预习占20%，操作占40～60%（视具体实验性质而定），实验报告占20～40%。总成绩以五级九段制计分。学生未能完成规定学时的实验不能取得课程成绩和学分。七、与其它课程的联系与分工应先修高等数学、大学物理基础实验I、大学物理I，可以与大学物理ⅡI同时开课。八、建议教材及教学参考书[1]成正维，牛原等主编，《大学物理实验》，北京，高等教育出版社，2010.5.[2]教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会等编制、理工科类大学物理课程教学基本要求理工科类大学物理实验课程教学基本要求（2010年版）.北京：高等教育出版社，2011[3]吕斯驿，段家低主编.新编基础物理实验[M].北京：高等教育出版社,2006[4]霍剑青等主编.大学物理实验（第4册）（第2版）[M].北京：高等教育出版，2006.[5]谢行，康士秀，霍剑青主编.大学物理实验（第2册）（第2版.北京：高等教育出版社2005[6]轩植华,霍剑青,姚混,张淑贞主编大学物理实验(第三册)第二版)[M]北京：高等教育出版社,2006[7]周惟公主编．大学物理实验[M]．北京：高等教育出版社,2009[8]吴平主编.大学物理实验教程[M].北京：机械工业出版社,2005[9]朱鹤年主编.基础物理实验教程：物理测量的数据处理与实验设计[M]北京：高等教育出版社,2003[10]钱锋，潘人培主编．大学物理实验（修订版）[M].北京：高等教育出版社,2005[11]熊永红等主编.大学物理实验（第一册）[M]．北京：科学出版社,2007][12]潘小青，陆俊发主编.大学物理实验教程[M].广州：华东理工大学出版,2006
长，验证德布罗意关系式 的方法。 5.测量电子束波长，验证德 布罗意关系式的方法。 4 电子在电 场、磁场中 的运动及电 子荷质比的 测定 1.电子电、磁聚焦和电、磁 偏转的实验方法；2.电子荷 质比的测定 1.学习电子电、磁聚焦和 电、磁偏转的实验方法； 2.电子荷质比的测定 讲授 和 现 场 指导 3 1，2， 3，4 五、课程教学方法 1. 本课程以课堂实验为主，全部实行开放选课方式教学。 2. 课堂讲授应用多媒体技术，同时学生亦可通过课程网站进行预习和复习。 3. 实验前教师检查预习报告，实验过程教师检查主要实验环节操作情况并做记录，实验完成 以后教师当场检查数据的可靠性并签字。学生课后一周内完成实验报告，交教师批阅。 4. 提倡使用计算机软件进行实验数据处理。 5．综合专题实验分二次进行，专题实验结束后写出实验报告，一周内上交。设计性实验分二 次进行，第一次进行设计方案的检查，实验完成后当场上交设计性实验报告。 六、课程的考核 本课程成绩由各次实验成绩综合得出。每个实验考核中预习占 20％，操作占 40～60％（视具 体实验性质而定），实验报告占 20～40％。总成绩以五级九段制计分。 学生未能完成规定学时的实验不能取得课程成绩和学分。 七、与其它课程的联系与分工 应先修高等数学、大学物理基础实验Ⅰ、大学物理Ⅰ，可以与大学物理Ⅱ同时开课。 八、建议教材及教学参考书 [1] 成正维, 牛原等主编，《大学物理实验》，北京，高等教育出版社，2010.5. [2] 教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会等编制. 理工科类大学物理课程教学基本 要求 理工科类大学物理实验课程教学基本要求（2010 年版）.北京：高等教育出版社, 2011. [3]吕斯骅, 段家忯主编. 新编基础物理实验[M]. 北京：高等教育出版社, 2006. [4] 霍剑青等主编. 大学物理实验（第 4 册）（第 2 版）[M]. 北京：高等教育出版, 2006. [5] 谢行恕,康士秀,霍剑青主编. 大学物理实验（第 2 册）（第 2 版）.北京：高等教育出版社, 2005. [6] 轩植华,霍剑青,姚焜,张淑贞主编. 大学物理实验(第三册)(第二版)[M]. 北京：高等教育出版 社, 2006. [7] 周惟公主编. 大学物理实验[M]. 北京：高等教育出版社, 2009. [8] 吴平主编.大学物理实验教程[M].北京：机械工业出版社, 2005. [9] 朱鹤年主编. 基础物理实验教程:物理测量的数据处理与实验设计[M]. 北京：高等教育出版 社, 2003. [10] 钱锋，潘人培主编. 大学物理实验（修订版）[M]. 北京：高等教育出版社, 2005. [11] 熊永红等主编. 大学物理实验（第一册）[M]. 北京：科学出版社, 2007. [12] 潘小青, 陆俊发主编. 大学物理实验教程[M]. 广州：华东理工大学出版, 2006