物理实验 A 教学大纲

物理实验A

Physical Experiment A

【学分】2 【学时】48 【性质】实践教学环节

（一）授课对象

四年制本科理工类除应用物理学、材料物理、计算机科学与技术、信息管理与信息系统、工业工程外各专业。

（二）实验的性质和地位

大学物理实验是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后接受系统实验技能训练的开端，是理工科类学生进行科学实验训练的重要基础。是学生通过自身的实践，将知识转化为能力的实践性教学环节。

大学物理实验在培养学生用实验手段去观察、发现、分析和研究问题，最终解决问题的能力方面起着重要作用。也为学生独立进行科学研究，设计实验方案、选择，使用仪器设备以及提出新的实验课题；为进一步学习后续的实验课打下良好的基础。

（三）实验教学的目标

通过本课程的学习学生应达到如下教学目标：

1．培养与提高学生科学实验的能力：自学能力、动手实践能力、思维判断能力、表达书写能力、简单设计能力；

2．培养与提高学生从事科学实验的素质；

3．通过对实验现象的观测，使学生进一步掌握物理实验的基本知识，基本方法和基本技能，加深对物理原理的理解。

（四）课程相关能力培养

1．通过该课程的学习，能够应用物理学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论（G2）；

2．具有运用基本物理实验技能解决问题的能力，了解本专业前沿发展现状和趋势（G3）；

3．了解物理实验的发展现状和趋势，掌握本领域的先进实验理念，能够基于科学原理并采用科学方法对相关领域的科学问题和工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论（G4）；

4．能够针对工程领域的科学问题和工程问题，利用物理实验技能，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对相关工程问题进行设计、预测及模拟（G5）。

（五）教学内容

1．绪论

绪论课主要介绍测量误差和不确定度的基本概念、有效数字、实验结果的不确定度估算、常用的数据处理方法，以及实验的基本程序和要求等。

重点：常用数据处理方法。

实验要求：明确大学物理实验课程的教学目标，掌握常用的数据处理方法（G2）。

2．力学实验

必做实验：力学基本测量实验、拉伸法测金属丝杨氏模量实验、用三线摆测转动惯量实验、用弦线驻波测定悬线密度实验。

选做实验：多普勒效应测试实验。

实验要求：掌握力学基本物理量的测量方法，学会有效数字的运算、误差分析（G3，G4，G5）。

3．电磁学实验

必做实验：电学基本测量实验、用模拟法描绘静电场实验、电表的改装及校验实验、电桥法测电阻实验、示波器使用实验、谐振频率实验、测量非线性元件的伏安特性实验、测绘铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线实验。

选做实验：电位差计校准电压表实验、赫姆霍兹线圈的磁场测量实验、电容充放电特性研究、冲击电流计的使用、硅光电池实验、电涡流位移传感实验。

实验要求：掌握电磁学基本物理量的测量方法，了解示波器等常用电磁学仪器的原理和使用方法（G3，G4，G5）。

4．热学实验

必做实验：测定空气的比热容比实验。

选做实验：金属线膨胀系数的测量实验、粘滞系数的测量实验、金属比热容测量实验、热功当量实验。

实验要求：通过实验了解温度和热的测量原理和方法；明确热力学和分子运动论的基本原理。通过实验加深对热传导、热膨胀等热现象规律的认识（G3，G4，G5）。

5．光学和近代物理实验

必做实验：分光计使用（自准直法测三棱镜顶角）实验、薄透镜焦距的测量实验、牛顿环实验、测光栅常数和光波的波长实验、迈克尔逊干涉仪实验、激光全息照相实验（一）。

选做实验：弗兰克-赫兹实验实验、激光全息照相实验（二）。

实验要求：通过实验事实分析，掌握基本光学现象及规律，了解一些近代物理实验的思路和操作方法（G3，G4，G5）。

（六）教学方式与习题要求

教学方法为启发式教学方法，完成每个实验后要求提交实验报告。实验报告是实验结果的书面总结，要求内容精练，层次清楚，计算正确。一般包括：实验目的，原理与仪器装置，实验步骤、数据处理和误差分析、讨论与实验结果。

每次实验必须有实验结果以及对实验结果的评价，必须做适当的思考题，实验室欢迎有设计、综合、建设和改进实验措施的实验报告。

（七）考核办法

按上课出勤率、实验预习、实验操作、实验报告等形式对学生进行考核，对学生的最终成绩以五级制记分，评定分为优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级，具体评定分数为：优秀：90-100分；良好：80-89分；中等：70-79分；及格：60-69分；不及格：59分以下。

评分细则：

（1）出勤（15分）：实验时，按时出勤。不迟到、不早退者15分；

（2）实验预习（15分）：每次实验，无实验预习者不得分；有实验预习报告（或预习笔记）者10-15分；

（3）实验操作（35分）：按照实验规程操作，数据记录真实可靠。实验过程中仪器设备操作规范无人为损坏者20-35分；

（4）实验报告（35分）：实验报告不交者不得分，按时交者根据书写情况得（10-35分）；没做实验交实验报告者不得分。

优秀：实验主动，实验报告书写认真，根据评分细则90分以上；

良好：实验比较主动，实验报告书写比较认真，根据评分细则80分以上；

中等：实验主动性一般，实验报告书写一般，根据评分细则70分以上；

及格：实验积极性尚可，实验报告书写尚可，根据评分细则60分以上；

不及格：若不能满足上述等级的要求，则评定为不及格。

（八）推荐教材或讲义及主要参考书

1．王青狮主编：《大学物理实验学》，科学出版社，2011年；

2．杨述武主编：《普通物理实验》，高等教育出版社，2000年。

（九）学时分配