河南城建学院《普通物理实验》实验教学大纲（二）课程名称普通物理实验适用专业应用物理学河南城建学院数理系2012年12月
河南城建学院 《普通物理实验》实验教学大纲（二） 课程名称 普通物理实验 适用专业 应用物理学 河南城建学院数理系 2012 年 12 月
《普通物理实验》实验教学大纲编写：董海鹏审核：王新练课程编码1302106课程名称普通物理实验（二）2适用专业应用物理学学分考查学时考核形式32先修课程高等数学、大学物理开课学期第3学期课程简介《普通物理实验》是对大学生进行科学实验基础训练的一门独立的必修课。它在培养大学生实践能力和知识方面有其它课程不可替代的作用。将为学生终生学习和继续发展奠定必要基础。它的主要目的是：使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解学实验的主要过程与基本方法，为今后进一步学习奠定良好的基础。二、课程实验教学目的与要求（一）、教学任务：1、通过观察物理实验现象，培养学生分析问题和解决问题的初步能力。2、培养学生科学实验能力：（1）通过阅读实验教材和对照实物做实验前的准备。（2）通过阅读仪器说明书，正确使用常用仪器。(3)正确记录和处理实验数据，拟定合格的实验报告。(4)通过拟定实验报告，培养学生科技写作能力和语言表达能力。3、培养学生严谨的治学态度和实事求是的科学作风。4、能完成简单的设计性实验，培养学生主动精神和创新意识。（二）、教学要求：1.能够完成预习，进行实验和撰写报告等主要实验程序。2.能够调整常用实验装置，并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整：水平、铅直调整：光路的共轴调整：消视差调节：逐次逼近调节。3.了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换等方法。4.能够进行常用物理量的一般测量。5.了解常用仪器的性能，并学会使用方法。6.能用计算机处理实验数据，学习计算机仿真实验。7.了解测量误差的基本知识，具有正确处理数据的初步能力。其中包括：测量误差的基本概念；直接测量量的误差计算：数据处理的一些基本方法。三、实验项目实验一弦振动与弦驻波实验目的、任务及要求：1：观察弦振动时形成的驻波，学习与弦振动有关的物理知识和规律：1
1 《普通物理实验》实验教学大纲 编写：董海鹏 审核： 王新练 一、课程简介 《普通物理实验》是对大学生进行科学实验基础训练的一门独立的必修课。它在培养大 学生实践能力和知识方面有其它课程不可替代的作用。将为学生终生学习和继续发展奠定必 要基础。它的主要目的是：使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物 理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解学实验的主要过程与基本方法，为 今后进一步学习奠定良好的基础。 二、课程实验教学目的与要求 （一）、教学任务： 1、 通过观察物理实验现象，培养学生分析问题和解决问题的初步能力。 2、 培养学生科学实验能力： （1） 通过阅读实验教材和对照实物做实验前的准备。 （2） 通过阅读仪器说明书，正确使用常用仪器。 （3） 正确记录和处理实验数据，拟定合格的实验报告。 （4） 通过拟定实验报告，培养学生科技写作能力和语言表达能力。 3、 培养学生严谨的治学态度和实事求是的科学作风。 4、 能完成简单的设计性实验，培养学生主动精神和创新意识。 （二）、教学要求： 1.能够完成预习，进行实验和撰写报告等主要实验程序。 2．能够调整常用实验装置，并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整；水平、铅 直调整；光路的共轴调整；消视差调节；逐次逼近调节。 3.了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换等方法。 4.能够进行常用物理量的一般测量。 5.了解常用仪器的性能，并学会使用方法。 6.能用计算机处理实验数据，学习计算机仿真实验。 7.了解测量误差的基本知识，具有正确处理数据的初步能力。其中包括：测量误差的基 本概念；直接测量量的误差计算；数据处理的一些基本方法。 三、实验项目 实验一 弦振动与弦驻波实验 目的、任务及要求： 1．观察弦振动时形成的驻波，学习与弦振动有关的物理知识和规律； 课程编码 1302106 课程名称 普通物理实验（二） 适用专业 应用物理学 学分 2 考核形式 考查 学时 32 先修课程 高等数学、大学物理 开课学期 第 3 学期
2.通过实验测量振动源的频率。基本原理：振动频率与横波波长、弦线张力及线密度p的关系Fnmgn:V=2LVe2Le实验内容：研究弦线上驻波的形成并测量振子的频率主要仪器：THQZB-2型弦振动仪信号源：THQZB-2型弦振动实验仪实验二电位差计测电动势目的、任务及要求：1、了解补偿法测电动势的原理。2、掌握用电位差计测电池电动势及电阻的方法。3、了解电位差的优缺点U,=+E,基本原理：Ls实验内容：1、用11线电位差计测电池电动势和电阻。重点、难点：原理、电路零电流的调节主要仪器11线电位差计、箱式电位差计、电阻箱、标准电池、直流稳压电源实验三示波器的原理和使用目的、任务及要求：1、了解双踪示波器的基本原理和结构。2、了解双踪示波器面板上各旋钮的作用，掌握双踪示波器的一般使用方法。3、学会用示波器观察交流电的波形，测量电压和周期。基本原理：将信号输入偏转系统，控制电子束在荧光屏的运动，得到相应的波形，了解信号的特点。实验内容：1、掌握双踪示波器的一般使用方法。2、电压测量、正弦波电压周期的测量。3、观察李萨如图形重点、难点：原理，使用。主要仪器：双踪示波器、函数信号发生器。实验四霍尔效应及其应用目的、任务及要求：1、了解霍尔效应的机制及实验原理。2、学习掌握用霍尔元件测磁场的方法。基本原理：U=K,IB2
2 2．通过实验测量振动源的频率。 基本原理：振动频率与横波波长、弦线张力及线密度 的关系 mg L F n L n 2 2 = = 实验内容：研究弦线上驻波的形成并测量振子的频率 主要仪器：THQZB-2 型弦振动仪信号源；THQZB-2 型 弦振动实验仪 实验二 电位差计测电动势 目的、任务及要求：1、了解补偿法测电动势的原理。 2、掌握用电位差计测电池电动势及电阻的方法。 3、了解电位差的优缺点 基本原理： x x s s L U E L = 实验内容：1、用 11 线电位差计测电池电动势和电阻。 重点、难点： 原理、电路零电流的调节， 主要仪器 11 线电位差计、箱式电位差计、电阻箱、标准电池、直流稳压电源 实验三 示波器的原理和使用 目的、任务及要求：1、了解双踪示波器的基本原理和结构。 2、了解双踪示波器面板上各旋钮的作用，掌握双踪示波器的一般使用 方法。 3、学会用示波器观察交流电的波形，测量电压和周期。 基本原理：将信号输入偏转系统，控制电子束在荧光屏的运动，得到相应的波形，了解信号 的特点。 实验内容：1、掌握双踪示波器的一般使用方法。 2、电压测量、正弦波电压周期的测量。 3、观察李萨如图形 重点、难点：原理，使用。 主要仪器： 双踪示波器、函数信号发生器。 实验四 霍尔效应及其应用 目的、任务及要求：1、了解霍尔效应的机制及实验原理。 2、学习掌握用霍尔元件测磁场的方法。 基本原理： U K IB H H =
实验内容：1、测绘B一I.曲线，并计算出B的大小。2、测绘U一I曲线。重点、难点：原理主要仪器：霍尔效应实验仪，霍尔效应测试仪实验五迈克耳逊干涉仪的调整和使用自的、任务及要求：1、了解迈克耳逊于涉仪的构造及于涉原理、掌握本仪器的调节方法。2、用迈克耳逊干涉仪测波长基本原理：实验内容：1、测量He-Ne激光波长。2、测量钠光D双线的波长差。重点、难点：仪器的调整。主要仪器迈克耳逊干涉仪、氢氛激光器、钠光灯、白炽灯、扩束镜、毛玻璃、光屏。实验六电子束的电偏转和磁偏转目的、任务及要求：1、了解示波管的基本结构和电聚焦的原理。2、测量示波管的电偏转灵敏度3、了解显像管中电子束的磁偏转原理。4、测定显像管磁偏转系统的灵敏度。利用电场对电子的电场力控制电子束的偏转与聚焦基本原理：电偏转磁偏转利用磁场对运动电子的洛仑兹力控制电子束的运动实验内容：1、电子束的电偏转。2、电子束的磁偏转。重点、难点：原理。主要仪器电子束实验仪实验七声速测定自的、任务及要求：1、了解声速在空气中传播速度与气体状态参量的关系。2、了解超声波产生和接受的原理。3、学习一种测量声速的方法。基本原理：V=fv，通过驻波干涉法测出半波长大小、或通过相位比较法测出波长。实验内容：1、声速在空气中的传播速度。重点、难点：调整谐振、驻波干涉法中最大振幅位置的判断。主要仪器：声速测量仪、示波器、信号发生器。3
3 实验内容：1、测绘 B—Im曲线，并计算出 B 的大小。 2、测绘 UH—IM曲线。 重点、难点：原理 主要仪器：霍尔效应实验仪，霍尔效应测试仪 实验五 迈克耳逊干涉仪的调整和使用 目的、任务及要求：1、了解迈克耳逊干涉仪的构造及干涉原理、掌握本仪器的调节方法。 2、用迈克耳逊干涉仪测波长 基本原理： 实验内容： 1、测量 He-Ne 激光波长。 2、测量钠光 D 双线的波长差。 重点、难点： 仪器的调整。 主要仪器 迈克耳逊干涉仪、氦氖激光器、钠光灯、白炽灯、扩束镜、毛玻璃、光屏。 实验六 电子束的电偏转和磁偏转 目的、任务及要求：1、了解示波管的基本结构和电聚焦的原理。 2、测量示波管的电偏转灵敏度 3、了解显像管中电子束的磁偏转原理。 4、测定显像管磁偏转系统的灵敏度。 基本原理：电偏转 利用电场对电子的电场力控制电子束的偏转与聚焦 磁偏转 利用磁场对运动电子的洛仑兹力控制电子束的运动 实验内容： 1、电子束的电偏转。 2、电子束的磁偏转。 重点、难点：原理。 主要仪器 电子束实验仪 实验七 声速测定 目的、任务及要求：1、了解声速在空气中传播速度与气体状态参量的关系。 2、了解超声波产生和接受的原理。 3、学习一种测量声速的方法。 基本原理： v f = ，通过驻波干涉法测出半波长大小、或通过相位比较法测出波长。 实验内容： 1、声速在空气中的传播速度。 重点、难点：调整谐振、驻波干涉法中最大振幅位置的判断。 主要仪器: 声速测量仪、示波器、信号发生器
实验八牛顿环装置测量平凸镜的曲面半径目的、任务及要求：1、了解牛顿环等厚干涉原理和观察方法。2、掌握用牛顿环测量透镜曲率半径的方法。基本原理：D=4R2k实验内容：1、测量牛顿环半径。2、用图解法和逐差法处理数据。重点、难点：原理，环直径的测量主要仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。实验九杨氏双缝于涉实验测单色光波长目的、任务及要求：1、理解杨氏双缝干涉实验原理2、观察干涉实验现象3、学习一种测量光波长的方法。D基本原理：Ax=_,a实验内容：1、观察干涉实验现象2、测量钠黄光波长重点、难点：调整仪器，观察到清晰的干涉条纹主要仪器：钠灯、凸透镜两个、单缝、双缝、测微目镜。实验十导热系数的测定目的、任务及要求：1、掌握稳态法测量导体、不良导体导热系数的方法。2、学会利用冷却法绘制曲线、计算等温冷却速度。h4AT1a=mc基本原理：T= T-T,元D2△t 实验内容：测量金属的导热系数重点、难点：原理的理解，温度的测量主要仪器：HLD-PBF-2导热系数测试仪、铜一康铜热电偶和保温杯实验十一铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线的测量目的、任务及要求：1、了解用示波器法显示磁滞回线的基本原理。2、认识铁磁性材料的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质动态磁化特4
4 实验八 牛顿环装置测量平凸镜的曲面半径 目的、任务及要求：1、了解牛顿环等厚干涉原理和观察方法。 2、掌握用牛顿环测量透镜曲率半径的方法。 基本原理： 2 4 D R k k = 实验内容：1、测量牛顿环半径。 2、用图解法和逐差法处理数据。 重点、难点： 原理，环直径的测量 主要仪器 读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。 实验九 杨氏双缝干涉实验测单色光波长 目的、任务及要求：1、理解杨氏双缝干涉实验原理 2、观察干涉实验现象 3、学习一种测量光波长的方法。 基本原理： D x d = ， 实验内容： 1、观察干涉实验现象 2、测量钠黄光波长 重点、难点：调整仪器，观察到清晰的干涉条纹 主要仪器: 钠灯、凸透镜两个、单缝、双缝、测微目镜。 实验十 导热系数的测定 目的、任务及要求：1、掌握稳态法测量导体、不良导体导热系数的方法。 2、学会利用冷却法绘制曲线、计算等温冷却速度。 基本原理： 3 2 1 2 4 π T T T h mc t T T D = = − 实验内容：测量金属的导热系数 重点、难点：原理的理解，温度的测量 主要仪器: HLD-PBF-2 导热系数测试仪、铜—康铜热电偶和保温杯 实验十一 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线的测量 目的、任务及要求：1、了解用示波器法显示磁滞回线的基本原理。 2、认识铁磁性材料的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质动态磁化特