显微镜 【教学重点】 1、知道两类显微镜的光路和结构; 2、了解测微目镜结构和它的读数方法; 3、掌握读数显微镜的读数方法; 4、掌握标定物镜放大倍数的过程 5、了解光栅空间周期和空间频率的概念 【教学内容】 1、讲解生物显微镜和读数显微镜的光路和结构以及它们的异同 物镜头规格数值的含义; 2、介绍标定显微物镜放大倍数的方法和测量未知物体长度,测定 光栅空间周期,计算它的空间频率 【教学难点】 强化显微镜的操作规范,讲明调焦时只能远离样品朝上调; 2、强化测微目镜的读数方法和读薮显微镜的读数方法,进行个别 指导,示范表演; 【教学要求】 1、理解光路的特点,物,中间像,最后像的位置,像的特点:虚 (像)实(像)、正(像)、倒(像)、放大,缩小: 2、理解生物显微镜和读数显微镜的主要差别; 3、掌握测微目镜的读数方法,利用视差准确读数,显微物镜的放 大倍数与参考值相差在+0.50以内 4、测量光栅的条纹间距,条纹数要足够多,理解空间频率的意义; 掌握读数显微镜测量光栅周期的方法,条纹数要足够多,会计 算空间频率,结果与参考值相误在10%以内。 【探讨的问题】 显微物镜的放大倍数与标称值为什么不一样?如何提高显微镜 的分辨率?
显微镜 【教学重点】 1、 知道两类显微镜的光路和结构； 2、 了解测微目镜结构和它的读数方法； 3、 掌握读数显微镜的读数方法； 4、 掌握标定物镜放大倍数的过程； 5、 了解光栅空间周期和空间频率的概念 【教学内容】 1、 讲解生物显微镜和读数显微镜的光路和结构以及它们的异同； 物镜头规格数值的含义； 2、 介绍标定显微物镜放大倍数的方法和测量未知物体长度，测定 光栅空间周期，计算它的空间频率 【教学难点】 1、 强化显微镜的操作规范，讲明调焦时只能远离样品朝上调； 2、 强化测微目镜的读数方法和读数显微镜的读数方法，进行个别 指导，示范表演； 【教学要求】 1、 理解光路的特点，物，中间像，最后像的位置，像的特点：虚 （像）实（像）、正（像）、倒（像）、放大，缩小； 2、 理解生物显微镜和读数显微镜的主要差别； 3、 掌握测微目镜的读数方法，利用视差准确读数，显微物镜的放 大倍数与参考值相差在+0.50 以内； 4、 测量光栅的条纹间距，条纹数要足够多，理解空间频率的意义； 掌握读数显微镜测量光栅周期的方法，条纹数要足够多，会计 算空间频率，结果与参考值相误在１０％以内。 【探讨的问题】 显微物镜的放大倍数与标称值为什么不一样？如何提高显微镜 的分辨率？
测量误差和不确定度 [教学目的] 1.学习关于物理实验和测量误差的基本知识 2.学习对测量结果不确定度进行估计的基本方法; 3.学会使用长度测量仪器及对测量结果的不确定度进行估计 [教学内容] 1.测量误差 1)误差定义,分类,特点,来源,处理方法。(其中对系统误差首先是能发现它 而发现测量重点系统误差通常是不容易的,需要有实验经验的积累,还要借助 其他测量方法和手段)。 2)测量误差理论和物理实验关系。 3)随机误差, a)正态分布和均匀分布的特性; b)误差的期望值、方差、标准差及其物理意 2.不确定度 1)不确定度的概念及其与误差的关系 2)测量结果的表达(N±△N); 置信区间和置信概率的初步概念; 极限不确定度和标准不确定度的概念 3)不确定度的估计 分为直接测量量(一次,多次)和间接测量量 引入相对不确定度概念 标准差的算术合成与方和根合成。 3.有效数字 1)有效数字的概念,它与测量不确定度的关系。 2)有效数字的几点常识,科学书写。 3)测量结果的有效数字表示(实验结果有效数字的最后一位与不确定度位取齐 (我们教学要求不确定度仅取一位))。 4)不估计测量结果的不确定度时,运算结果有效数字估计规则 4.举例。 5.用测量实例(长度测量)练习本课内容 [教学要求] 1.通过本课以及今后的实验,逐步树立误差分析思想以及正确表达实验结果的有效数 字 2.习题1-7 3.自学课本“处理数据的几种方法”一节并做附加题。 4.在长度测量中,用游标卡尺和螺旋测径器完成所要求的测量内容,注意读出零点和 正确使用仪器。 [教学难点] 1.测量结果的表达及不确定度的估计 2.不估计测量结果的不确定度时,运算结果有效数字估计规则
测量误差和不确定度 [教学目的] 1． 学习关于物理实验和测量误差的基本知识； 2． 学习对测量结果不确定度进行估计的基本方法； 3． 学会使用长度测量仪器及对测量结果的不确定度进行估计。 [教学内容] 1. 测量误差 1) 误差定义，分类，特点，来源，处理方法。（其中对系统误差首先是能发现它， 而发现测量重点系统误差通常是不容易的，需要有实验经验的积累，还要借助 其他测量方法和手段）。 2) 测量误差理论和物理实验关系。 3) 随机误差， a) 正态分布和均匀分布的特性； b) 误差的期望值、方差、标准差及其物理意义。 2. 不确定度 1) 不确定度的概念及其与误差的关系； 2) 测量结果的表达（N±ΔN）； 置信区间和置信概率的初步概念； 极限不确定度和标准不确定度的概念。 3) 不确定度的估计： 分为直接测量量（一次，多次）和间接测量量； 引入相对不确定度概念； 标准差的算术合成与方和根合成。 3. 有效数字 1) 有效数字的概念，它与测量不确定度的关系。 2) 有效数字的几点常识，科学书写。 3) 测量结果的有效数字表示（实验结果有效数字的最后一位与不确定度位取齐 （我们教学要求不确定度仅取一位））。 4) 不估计测量结果的不确定度时，运算结果有效数字估计规则。 4. 举例。 5. 用测量实例（长度测量）练习本课内容。 [教学要求] 1. 通过本课以及今后的实验，逐步树立误差分析思想以及正确表达实验结果的有效数 字。 2. 习题 1-7。 3. 自学课本“处理数据的几种方法”一节并做附加题。 4. 在长度测量中，用游标卡尺和螺旋测径器完成所要求的测量内容，注意读出零点和 正确使用仪器。 [教学难点] 1. 测量结果的表达及不确定度的估计； 2. 不估计测量结果的不确定度时，运算结果有效数字估计规则；
[问题讨论] 对不估计测量结果的不确定度而要求估计运算结果的有效数字,课本讲了加减法和乘除 法,请问其他函数运算如对数、指数等,如何估计运算结果的有效数字
[问题讨论] 对不估计测量结果的不确定度而要求估计运算结果的有效数字，课本讲了加减法和乘除 法，请问其他函数运算如对数、指数等，如何估计运算结果的有效数字；
测定金属的杨氏模量 教学重点 1.用金属丝的伸长测定杨氏模量; 2.掌握用CCD成像系统测量微小长度变化: 3.用逐差法、作图法和最小二乘法处理数据, 教学内容 1.对CCD法测定金属丝杨氏模量,注意调节支架铅直(如何判断?) 2.正确使用常规量具,主要包括木尺、钢板尺、卡尺、千分尺等。利用误差分析的思想,理 解为什么对不同长度量,使用不同量具和安排不同的测量次数。并能够正确计算各自的不 确定度。 教学难点 对不同物理量进行测量,正确评价两类不同性质的误差。 教学要求 1.学会根据不同需要和条件正确选择量具并掌握其正确使用方法;根据不同条件和要求设计 测量方案 2.正确调节和使用显微镜,包括CCD系统和读数显微镜,注意读数精确度和消除螺距差。 3.明确逐差法的意义并正确运用逐差法处理实验数据,以使用到的实验数据愈多愈好、自相 抵消掉的愈少愈好为原则。 4.对CCD法测定钢丝杨氏模量,课上要求计算出杨氏模量E的测量值。报告中要求(1) 用逐差法计算L,代入公式,求结果E±σg;(2)作L-m图,考察两个物理量之间 是否成线性关系;(3)对δL-m数据用最小二乘法进行线性拟合,由直线斜率求E值。 要正确表达实验结果。 5.钢梁弯曲法和光杠杆法选作。 问题讨论 1.实验中各长度量用不同的仪器来测定,是怎样考虑的?为什么? 2.在CCD法测定金属丝杨氏模量实验中,为什么起始时要加一定数量的底码?r1会出现异 常增大的原因是什么? 3.加砝码后标示横线在屏幕上可能上下颤动不停,不能够完全稳定时,如何判定正确读数?
测定金属的杨氏模量 [教学重点] 1． 用金属丝的伸长测定杨氏模量； 2． 掌握用 CCD 成像系统测量微小长度变化； 3． 用逐差法、作图法和最小二乘法处理数据。 [教学内容] 1． 对 CCD 法测定金属丝杨氏模量，注意调节支架铅直（如何判断？）； 2． 正确使用常规量具，主要包括木尺、钢板尺、卡尺、千分尺等。利用误差分析的思想，理 解为什么对不同长度量，使用不同量具和安排不同的测量次数。并能够正确计算各自的不 确定度。 [教学难点] 1． 对不同物理量进行测量，正确评价两类不同性质的误差。 [教学要求] 1． 学会根据不同需要和条件正确选择量具并掌握其正确使用方法；根据不同条件和要求设计 测量方案。 2． 正确调节和使用显微镜，包括 CCD 系统和读数显微镜，注意读数精确度和消除螺距差。 3． 明确逐差法的意义并正确运用逐差法处理实验数据，以使用到的实验数据愈多愈好、自相 抵消掉的愈少愈好为原则。 4． 对 CCD 法测定钢丝杨氏模量，课上要求计算出杨氏模量 E 的测量值。报告中要求（1） 用逐差法计算δ L ，代入公式，求结果 E ±σ E ；（2）作δ L m− 图，考察两个物理量之间 是否成线性关系；（3）对δ L − m 数据用最小二乘法进行线性拟合，由直线斜率求 E 值。 要正确表达实验结果。 5． 钢梁弯曲法和光杠杆法选作。 [问题讨论] 1． 实验中各长度量用不同的仪器来测定，是怎样考虑的？为什么？ 2． 在 CCD 法测定金属丝杨氏模量实验中，为什么起始时要加一定数量的底码？r1会出现异 常增大的原因是什么？ 3． 加砝码后标示横线在屏幕上可能上下颤动不停，不能够完全稳定时，如何判定正确读数？
刚体转动实验 教学重点 1.测定刚体的转动惯量,用实验方法检验刚体的转动定理和平行轴定理 2.用作图法和最小二乘法处理数据—曲线改直 「教学内容 刚体绕固定轴转动,在外力矩不变情况下满足转动定理和平行轴定理 1.固定塔轮半径r,砝码下落高度h和圆柱形重物mo位置,保持摩擦力矩M不变, 改变砝码质量m测相应的下落时间t。用直角坐标纸作m-1/2图,如为直线即间 接检验了转动定理。由斜率求转动惯量s 2.固定m,h和m位置,保持M不变,改变测相应的t。用直角坐标纸作r1/2r 图,如为直线即间接检验了转动定理。由斜率求转动惯量l2 3*固定m,h和r,保持M不变,对称改变m位置测相应的t,作图检验平行轴定 理 4*.固定m,h和r,保持M,不变,非对称改变m位置测相应的t,观测转动惯量与 轴线关系检验平行轴定理。 教学难点 1.分析归纳本实验的实验条件(如:实验过程中外力矩和摩擦力矩不变)及实验 中如何满足(如:实验装置和实验操作)。 2.分析归纳实验中引起外力矩和摩擦力矩的变化的因素。 3.定量分析为保证重力加速度远大于砝码下落加速度(g>a),m的取值范围。 教学要求 1.做m-1/和r-1/2r图。利用最小二乘法处理上述数据,由其直线性间接检验刚体 转动定理,由各自斜率分别求1和2。 2.对于每一个在相同条件下的多次测量,应有较好重复性。当κ10s时,连续 三次测量的最大差值△r0.2 「问题讨论 1.实验中如何判断所测数据是否合理?那些点的t要特别注意测准? 2.实验中r,m,h的大小是根据什么考虑的?太大或太小有什么不好? 3.试利用实验结果分析2大于h的原因
刚体转动实验 [教学重点] 1．测定刚体的转动惯量，用实验方法检验刚体的转动定理和平行轴定理； 2．用作图法和最小二乘法处理数据——曲线改直。 [教学内容] 刚体绕固定轴转动，在外力矩不变情况下满足转动定理和平行轴定理。 1. 固定塔轮半径r，砝码下落高度h和圆柱形重物m0位置，保持摩擦力矩Mμ不变， 改变砝码质量m测相应的下落时间t。用直角坐标纸作m-1/t 2 图，如为直线即间 接检验了转动定理。由斜率求转动惯量I1。 2. 固定m，h和m0位置，保持 Mμ不变，改变r测相应的t。用直角坐标纸作r-1/t 2 r 图，如为直线即间接检验了转动定理。由斜率求转动惯量I2。 3*. 固定m，h和r，保持 Mμ不变，对称改变m0位置测相应的t，作图检验平行轴定 理。 4*. 固定m，h和r，保持 M μ不变，非对称改变m0位置测相应的t，观测转动惯量与 轴线关系检验平行轴定理。 [教学难点] 1．分析归纳本实验的实验条件（如：实验过程中外力矩和摩擦力矩不变）及实验 中如何满足（如：实验装置和实验操作）。 2．分析归纳实验中引起外力矩和摩擦力矩的变化的因素。 3．定量分析为保证重力加速度远大于砝码下落加速度（g>>a），m 的取值范围。 [教学要求] 1．做m-1/t 2 和r-1/t 2 r图。利用最小二乘法处理上述数据，由其直线性间接检验刚体 转动定理，由各自斜率分别求I1和I2。 2．对于每一个 t 在相同条件下的多次测量，应有较好重复性。当 t≤10s 时，连续 三次测量的最大差值 Δt≤0.2s。 [问题讨论] 1．实验中如何判断所测数据是否合理？那些点的 t 要特别注意测准？ 2．实验中 r，m，h 的大小是根据什么考虑的？太大或太小有什么不好？ 3．试利用实验结果分析I2大于I1的原因