绪论一、物理实验课的地位和作用实验是人们认识自然规律、改造客观世界的基本手段。借助于实验，人们可以突破感官的限制，扩展认识的境界，揭示事物的内在联系。近代科学历史表明，自然科学领域内的所有研究成果都是理论和实验密切结合的结晶。随着科学技术的发展，实验的运用日益广泛和复杂，实验的精确程度越来越高，实验环节在科学技术的重大突破中所起的作用也越来越大。物理实验是科学实验的重要组成部分之一。物理实验本质上是一门实验科学。在物理学的发展中一直起着重要的作用。物理概念的确立、物理规律的发展、物理理论的建立都有赖于物理实验，并受物理实验的检验。物理学是一切自然科学的基础，人类文明史上的每次重大的技术革命都是以物理学的进步为先导的，物理实验在其中起着独特的作用。如，法拉第等人进行电磁学的实验研究促使了电磁学的产生与发展，导致了电力技术与无线电技术的诞生，形成了电力与电子工业；放射性实验的研究和发展导致原子核科学的诞生与核能的运用，使人类进入了原子能时代；固体物理实验的研究和发展导致晶体管与集成电路的问世，进而形成了强大的微电子工业与计算机产业，使人类步人信息时代。当今科学技术的发展以学科互相渗透、交叉与综合为特征。物理实验作为有力的工具，其构思、方法和技术与其他学科的相互结合已经取得巨大的成果。不容置疑今后在探索和开拓新的科技领域中，物理实验仍然是有力的工具。二、物理实验课的任务和目的物理实验课是对工科学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是理工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。物理实验覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法和手段。学习物理实验，对学生进行基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的基础，同时可以培养学生实事求是的作风和创新意识。2.1物理实验课的任务
绪 论 一、物理实验课的地位和作用 实验是人们认识自然规律、改造客观世界的基本手段。借助于实验，人们可以突 破感官的限制，扩展认识的境界，揭示事物的内在联系。近代科学历史表明，自然科 学领域内的所有研究成果都是理论和实验密切结合的结晶。随着科学技术的发展，实 验的运用日益广泛和复杂，实验的精确程度越来越高，实验环节在科学技术的重大突 破中所起的作用也越来越大。 物理实验是科学实验的重要组成部分之一。物理实验本质上是一门实验科学。在 物理学的发展中一直起着重要的作用。物理概念的确立、物理规律的发展、物理理论 的建立都有赖于物理实验，并受物理实验的检验。物理学是一切自然科学的基础，人 类文明史上的每次重大的技术革命都是以物理学的进步为先导的，物理实验在其中起 着独特的作用。如，法拉第等人进行电磁学的实验研究促使了电磁学的产生与发展， 导致了电力技术与无线电技术的诞生，形成了电力与电子工业；放射性实验的研究和 发展导致原子核科学的诞生与核能的运用，使人类进入了原子能时代；固体物理实验 的研究和发展导致晶体管与集成电路的问世，进而形成了强大的微电子工业与计算机 产业，使人类步人信息时代。 当今科学技术的发展以学科互相渗透、交叉与综合为特征。物理实验作为有力的 工具，其构思、方法和技术与其他学科的相互结合已经取得巨大的成果。不容置疑， 今后在探索和开拓新的科技领域中，物理实验仍然是有力的工具。 二、物理实验课的任务和目的 物理实验课是对工科学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是 学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是理工科类专业对学生进 行科学实验训练的重要基础。 物理实验覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法和手段。学习物理实验，对学生 进行基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的基础，同时可以 培养学生实事求是的作风和创新意识。 2.1 物理实验课的任务
（1）通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习实验知识，加深对物理学原理的理解。（2）培养与提高学生的科学实验能力，其中包括：①自学能力：能够通过阅读实验教材或资料，做好实验的准备：②动手操作能力：能够借助教材和仪器说明书正确使用常用仪器；③综合分析能力：能够运用物理学理论，对实验现象进行初步分析判断④科技写作能力：能够正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，叙述实验结果，撰写合格的实验报告：③设计、实施能力：能够完成简单的具有设计性内容的实验。(3)培养与提高学生的科学实验素养，要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动研究的探索精神，以及遵守纪律、团结协作、独立工作和爱护公共财产的优良品德。2.2物理实验课的的教学程序和要求（1）课前预习，做好准备实验课前必须认真做好预习，预习是高质量完成实验的基础和前提。预习的基本要求是认真阅读教材，必要时还应阅读一定的参考资料。比如：做电学实验应先看一下常用仪器介绍，做光学实验应预习一下光学基础知识。了解实验目的和要求，搞清实验原理及方法，熟悉仪器，明确实验内容和步骤，还要注意该实验的安全问题，如实验者的安全、仪器的安全。通过预习，应对要做的实验有一个初步的了解，写好预习报告（包括实验目的，仪器用具，原理，电路或光路图，步骤），准备好数据记录草表。若实验室开放，要事先预约实验。（2）实验中认真操作，记录数据学生进入实验室首先要遵守实验室的规章制度，因为这些规章制度是为确保人身安全和仪器设备安全而制定的。违反规章制度就可能酿成事故，这是必须牢记的。其次，在实验中要既动手又动脑，使用任何仪器前，必须先看注意事项或说明书：在调节时，应先粗调后微调。做电学实验时，必须经教师检查无误后才可接通电源。应在规定的仪器上进行实验，未经教师充许不得任意调换其他仪器。实验时应集中
(1)通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习实验知识，加深对物 理学原理的理解。 (2)培养与提高学生的科学实验能力，其中包括： ①自学能力：能够通过阅读实验教材或资料，做好实验的准备； ②动手操作能力：能够借助教材和仪器说明书正确使用常用仪器； ③综合分析能力：能够运用物理学理论，对实验现象进行初步分析判断； ④科技写作能力：能够正确记录和处理实验数据，绘制实验曲线，叙述实验结果， 撰写合格的实验报告： ⑤设计、实施能力：能够完成简单的具有设计性内容的实验。 (3)培养与提高学生的科学实验素养，要求学生具有理论联系实际和实事求是的科 学作风，严肃认真的工作态度，主动研究的探索精神，以及遵守纪律、团结协作、独 立工作和爱护公共财产的优良品德。 2.2 物理实验课的的教学程序和要求 (1)课前预习，做好准备 实验课前必须认真做好预习，预习是高质量完成实验的基础和前提。 预习的基本要求是认真阅读教材，必要时还应阅读一定的参考资料。比如：做 电学实验应先看一下常用仪器介绍，做光学实验应预习一下光学基础知识。了解实 验目的和要求，搞清实验原理及方法，熟悉仪器，明确实验内容和步骤，还要注意 该实验的安全问题，如实验者的安全、仪器的安全。通过预习，应对要做的实验有 一个初步的了解，写好预习报告(包括实验目的，仪器用具，原理，电路或光路图， 步骤)，准备好数据记录草表。若实验室开放，要事先预约实验。 (2) 实验中认真操作，记录数据 学生进入实验室首先要遵守实验室的规章制度，因为这些规章制度是为确保人 身安全和仪器设备安全而制定的。违反规章制度就可能酿成事故，这是必须牢记的。 其次，在实验中要既动手又动脑，使用任何仪器前，必须先看注意事项或说明书； 在调节时，应先粗调后微调。做电学实验时，必须经教师检查无误后才可接通电源。 应在规定的仪器上进行实验，未经教师允许不得任意调换其他仪器。实验时应集中
精力仔细观察和思考实验中的问题，不要期望实验会一帆风顺。遇到问题，要冷静的分析和处理，仪器出现故障，要在教师的指导下学习排除故障的方法。总之，实验的目的在于实验能力的培养，而不是测出几个数据就以为完成了任务。记录数据，字迹要清楚，要全面反映实验的过程，包括测量条件，观察到的现象和测量的数据。希望同学们在每个实验过程中逐渐培养良好的习惯和科学的工作作风。实验结束时，将实验数据请指导教师检查签学，不合格要重做或补做，不得事后“追记”，更不得为凑拼结果、抄袭或涂改原始数据。实验完成后要将仪器整理好，清扫教室，经教师充许方可离开教室。（3）实验后认真总结、写好报告：不要把取得实验数据当作实验学习的终结，课后应把实验操作阶段遇到的许多关于仪器的结构、实验现象和操作步骤中的问题结合教材和参考书重新回顾，把感性知识理性化。并在复习的基础上整理好实验数据，写出合格的实验报告。物理实验报告的内容及要求如下：实验报告是学生实验成果的书面反映，要用自已的语言，应力求文字简练通顺不要抄装教材，数据齐全图表正确，一份完整的报告一般应包括以下内容：①实验名称、日期、系、班级、姓名及合作者；②实验目的③实验仪器及用具（需要记录型号和规格）：④实验原理：写出要的实验原理、公式和附图：③实验步骤：简述主要测试内容和顺序，打好数据记录草表；③数据记录与数据处理：数据记录表格要全面反映实验条件和实验过程中得到的全部信息（包括正确的作图），数据处理是要给出实验测量结果和对实验结果不确定度的评定，并简要回答课后有关问题：③对实验进行分析讨论，在报告的最后简单说明通过实验有哪些收获、体会和提出改进建议或回答课后思考题等。①一③的内容在实验操作前就应写在实验报告纸上（即预习报告），第③项中的实验数据在实验室测出后请教师检查签字，无签字其数据无效，不承认完成实验。课后再完成报告的其他内容
精力仔细观察和思考实验中的问题，不要期望实验会一帆风顺。遇到问题，要冷静 的分析和处理，仪器出现故障，要在教师的指导下学习排除故障的方法。总之，实 验的目的在于实验能力的培养，而不是测出几个数据就以为完成了任务。记录数据， 字迹要清楚，要全面反映实验的过程，包括测量条件，观察到的现象和测量的数据。 希望同学们在每个实验过程中逐渐培养良好的习惯和科学的工作作风。实验结束时， 将实验数据请指导教师检查签字，不合格要重做或补做，不得事后“追记”，更不得 为凑拼结果、抄袭或涂改原始数据。 实验完成后要将仪器整理好，清扫教室，经教师允许方可离开教室。 (3)实验后认真总结、写好报告：不要把取得实验数据当作实验学习的终结，课 后应把实验操作阶段遇到的许多关于仪器的结构、实验现象和操作步骤中的问题， 结合教材和参考书重新回顾，把感性知识理性化。并在复习的基础上整理好实验数 据，写出合格的实验报告。 物理实验报告的内容及要求如下： 实验报告是学生实验成果的书面反映，要用自己的语言，应力求文字简练通顺， 不要抄袭教材，数据齐全图表正确，一份完整的报告一般应包括以下内容： ①实验名称、日期、系、班级、姓名及合作者； ②实验目的； ③实验仪器及用具(需要记录型号和规格)； ④实验原理：写出扼要的实验原理、公式和附图； ⑤实验步骤：简述主要测试内容和顺序，打好数据记录草表； ⑥数据记录与数据处理：数据记录表格要全面反映实验条件和实验过程中得到 的全部信息(包括正确的作图)，数据处理是要给出实验测量结果和对实验结果不确 定度的评定，并简要回答课后有关问题； ⑦对实验进行分析讨论，在报告的最后简单说明通过实验有哪些收获、体会和 提出改进建议或回答课后思考题等。 ①—⑤的内容在实验操作前就应写在实验报告纸上(即预习报告)，第⑥项中的 实验数据在实验室测出后请教师检查签字，无签字其数据无效，不承认完成实验。 课后再完成报告的其他内容
三、物理实验课的学习效果物理实验课的学习效果可以通过以下七个方面来检查。（1）基本实验掌握得如何?是否有自学能力？②）基本仪器的调整、使用方法是否掌握？熟练程度如何？（3）基本实验方法能否掌握和运用？（4）操作能力有哪些提高？(5)有无排除故障的能力？(6)对一些实验现象的观察和综合分析能力怎样？（7）实验数据记录，实验中的数据处理和实验报告的表达能力如何？在实验过程中若能自觉地以这几条标准来要求自己，经常总结收获和体会，不但能够学好本课程，而且对今后的学习和工作将会带来深远的影响。4、谈谈物理实验普通物理实验是本科专业一门独立的实验课程。对低年级的学生开设这门课程不仅因为物理学是一门实验科学，重要的是物理实验本身有一套实验知识、方法、习惯和技能，这是今后进一步学好专业实验、提高动手能力的基础。学习这门课程有哪些特点呢？第一，要注意掌握实验中所采用的实验方法，特别是基本的测量方法。基本的测量方法既是经常会用到的，也是复杂测量方法的基础，学习时不但要弄明白它的道理，也要逐步熟悉和记牢。任何实验方法都有它的运用条件、优点和缺点，只有认真做过实验才能对这些条件、优缺点有较深的印象。第二，要有意识地培养良好的实验习惯，要实事求是地记下原始数据而不加“修饰”。注意记录实验的环境条件（如湿度、温度）、实验仪器和装置的操作要求。这些良好的实验习惯是很多实验后的经验总结，它能保证实验安全，避免差错，迅速提高观察能力，也为日后再现实验、分析实验结果提供条件。第三，要逐步学会分析实验，排除实验中出现的各种故障。实验最后一般总有数据结果，数据的好坏又说明什么？实验结果是否正确？这些问题主要是靠分析实验本身来判断，即必须分析实验方法是否正确，它带来多大误差，仪器带来多大的误
三、物理实验课的学习效果 物理实验课的学习效果可以通过以下七个方面来检查。 (1)基本实验掌握得如何?是否有自学能力? (2)基本仪器的调整、使用方法是否掌握?熟练程度如何? (3)基本实验方法能否掌握和运用? (4)操作能力有哪些提高? (5)有无排除故障的能力? (6)对一些实验现象的观察和综合分析能力怎样? (7)实验数据记录，实验中的数据处理和实验报告的表达能力如何? 在实验过程中若能自觉地以这几条标准来要求自己，经常总结收获和体会，不 但能够学好本课程，而且对今后的学习和工作将会带来深远的影响。 4、谈谈物理实验 普通物理实验是本科专业一门独立的实验课程。对低年级的学生开设这门课程， 不仅因为物理学是一门实验科学，重要的是物理实验本身有一套实验知识、方法、 习惯和技能，这是今后进一步学好专业实验、提高动手能力的基础。 学习这门课程有哪些特点呢? 第一，要注意掌握实验中所采用的实验方法，特别是基本的测量方法。基本的 测量方法既是经常会用到的，也是复杂测量方法的基础，学习时不但要弄明白它的 道理，也要逐步熟悉和记牢。任何实验方法都有它的运用条件、优点和缺点，只有 认真做过实验才能对这些条件、优缺点有较深的印象。 第二，要有意识地培养良好的实验习惯，要实事求是地记下原始数据而不加“修 饰”。注意记录实验的环境条件(如湿度、温度)、实验仪器和装置的操作要求。这 些良好的实验习惯是很多实验后的经验总结，它能保证实验安全，避免差错，迅速 提高观察能力，也为日后再现实验、分析实验结果提供条件。 第三，要逐步学会分析实验，排除实验中出现的各种故障。实验最后一般总有 数据结果，数据的好坏又说明什么?实验结果是否正确?这些问题主要是靠分析实验 本身来判断，即必须分析实验方法是否正确，它带来多大误差，仪器带来多大的误
差，实验环境有多大的影响等等。由于普通物理实验的学习对象是大学低年级学生，他们的实验经验很少，也未掌握分析实验的方法。所以，实验时往往由实验室给出标准数据，或者安排一些已有十分确定的理论结果的实验题目，这都是为了帮助学生判断实验结果而设置的。但是学生千万不要误认为实验的目的是为了做出标准数据结果。往往有些学生，当实验数据和理论计算一致时，就会心满意足，简单地认为做好了这次实验；而一且数据和计算结果与公认值差别较大，文会感到失望，抱怨仪器装置，基至拼凑数据，这两种表现都是不正确的。实际上，任何理论公式都是一种理论上的抽象和简化，而客观现实和实验所处的环境条件要复杂得多，实验结果必然会带来和理论公式的差异，问题在于差异的大小，是否合理。所以，不论数据好环，主要是要逐步学会分析实验，找出实验结果好坏的原因。实验过程比实验结果更重要。教师对学生实验成绩的评定侧重于实验的态度与作风，以及发现、分析、解决问题的能力。本书中每个实验都包括有一定的测量内容，通过这些测量，学生体验实验方法和练习操作，并取得必要的数据。在完成规定的测量内容以后，如果还有富余的时间，可以根据自已实验时的具体情况分析一下实验可能存在的问题，例如所用的某一个仪器是否可靠？实验条件是否已得到满足？如何予以证实?或者提供对实验内容或仪器的一些小改进建议等。实验有它自己的特点和规律，要学好实验不是一件容易的事情。希望学生在学习过程中能够不断提高对实验的兴趣，打好学习其它课程的基础
差，实验环境有多大的影响等等。由于普通物理实验的学习对象是大学低年级学生， 他们的实验经验很少，也未掌握分析实验的方法。所以，实验时往往由实验室给出 标准数据，或者安排一些已有十分确定的理论结果的实验题目，这都是为了帮助学 生判断实验结果而设置的。但是学生千万不要误认为实验的目的是为了做出标准数 据结果。往往有些学生，当实验数据和理论计算一致时，就会心满意足，简单地认 为做好了这次实验；而一旦数据和计算结果与公认值差别较大，又会感到失望，抱 怨仪器装置，甚至拼凑数据，这两种表现都是不正确的。实际上，任何理论公式都 是一种理论上的抽象和简化，而客观现实和实验所处的环境条件要复杂得多，实验 结果必然会带来和理论公式的差异，问题在于差异的大小，是否合理。所以，不论 数据好环，主要是要逐步学会分析实验，找出实验结果好坏的原因。实验过程比实 验结果更重要。教师对学生实验成绩的评定侧重于实验的态度与作风，以及发现、 分析、解决问题的能力。 本书中每个实验都包括有一定的测量内容，通过这些测量，学生体验实验方法 和练习操作，并取得必要的数据。在完成规定的测量内容以后，如果还有富余的时 间，可以根据自己实验时的具体情况分析一下实验可能存在的问题，例如所用的某 一个仪器是否可靠?实验条件是否已得到满足?如何予以证实?或者提供对实验内容 或仪器的一些小改进建议等。 实验有它自己的特点和规律，要学好实验不是一件容易的事情。希望学生在学 习过程中能够不断提高对实验的兴趣，打好学习其它课程的基础