实验教学

《近代物理实验》实验教学大纲

信息来源: 作者: 审核人: 发布日期: 2013年07月11日 00:00浏览次数:

课程编码:LX4007

课程名称近代物理实验

英文名称Experiments of Modern Physics

实验课性质专业基础课(独立设课)

先修或同修课程高等数学、大学物理、力学、光学、电磁学

适用专业应用物理、光信息科学与技术等专业

一、制定实验教学大纲的依据

《近代物理实验》是继大学物理实验、无线电电子学实验之后为高年级学生开设的一门综合性较强的实验。它在物理专业的整个实验教学中起着承上启下的作用。与普通物理实验不同,近代物理实验所涉及的物理知识面广,具有较强的综合性与技术性。它在培养学生的独立工作能力、学习如何用实验的方法与技能、配合理论课程掌握近代物理主要领域中的新概念方面起到重要的作用。

二、本实验课程的目的及要求

1、实验理论方面

《近代物理实验》可以丰富和活跃学生的物理思维,锻炼他们对物理现象的洞察能力,引导他们了解近代物理实验在物理学发展过程中的重要作用。正确认识新物理概念的产生、形成和发展过程。

2、实验教学方面

学习近代物理中的一些常用的方法、技术、仪器和知识,掌握近代物理主要领域的一些基本实验方法。

3、对学生能力培养方面

通过对在物理学发展史上起过重大作用近代物理实验的训练,培养学生创新思维与创新能力;培养学生查文献,阅读资料,选择拟定实验方案的能力;通过学习前沿领域中的近代物理实验,开拓视野,激发创新意识和能力;提高实验素质,严肃认真的科学态度。

三、实验成绩考核办法  

物理实验1(理)和物理实验2(理)是必修课,其考核办法:

考核方法以平时成绩为主,建立平时记录簿。成绩评定标准如下:

1)每次实验的成绩

预习(20分) +操作(40分) +报告(40分) =100分

(2)每学期末实验成绩

本学期所做全部实验的成绩相加后除以实验个数。

(3)迟到15分钟以上记旷课,旷课一次期末成绩最高为60分,旷课两次第二学期重修。

四、实验教材、参考资料  

实验教材:《大学物理实验》,自编,北京邮电大学出版社,2006年8月

参考书目:

1.《近代物理实验教程》林木欣主编, 科学出版社,1998

2.《近代物理实验》何元金、马兴坤主编,清华大学出版社,2003

3.《近代物理实验》戴道宣、戴乐山主编,高等教育出版社,2006

五、基本设备与器材配置  

1、信号发生器;2、模拟储存示波器;3、液氮;4、冷冻箱;5、直流稳压电源;6、检流计;7、电阻箱;8、电感箱;9、电容箱;10、数字万用表;11、微型电子计算机;12、测量显微镜;13、氦氖激光器;14、干涉仪;15、核磁共振仪;16、棱镜摄谱仪;17、综合光学实验台;18、温度传感器;19、压力传感器;20、塞曼效应仪;21、夫兰克赫兹仪;22、光速测定仪。

六、实验项目的设置及学时分配  

实验总学时:24                                                   开课学期: 5

序号

实验项目名称

内容提要

学时

实验类型

实验类别

每组学生数

1

用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量

用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量;培养学生综合应用物理仪器的能力。

3

综合性

必修

1

2

夫兰克—赫兹实验

通过对原子第一激发电位的测量,学习夫兰克和赫兹研究原子内部能量量子化的基本思想和实验方法,了解电子与原子弹性和非弹性碰撞的机理。了解用示波器和X—Y函数记录仪测量氩原子激发电位和电离电位的实验方法与实验技术;学会用计算机进行数据处理以及绘制曲线。

3

验证性

必修

1

3

塞曼效应

学习观察汞谱线的塞曼效应方法,利用法布里-珀罗标准具来观察和测量汞谱线的塞曼分裂谱线;计算出电子的荷质比(e/m)的值。

3

验证性

必修

2

4

全息照相基础

通过静态光学全息照片的拍摄和再现观察,了解光学全息照相的基本原理、主要特征以及操作要领;了解再现全息物象的性质和方法。

3

综合性

必修

2

5

小型棱镜摄谱仪的使用

解棱镜摄谱仪的构造和性能;初步掌握棱镜摄谱仪的调节方法摄谱技术; 学习用比较光谱法测定待测谱线的波长。

3

验证性

必修

1

6

高温超导转变温度测量实验

通过做本实验使学生了解超导体的最基本特性以及判定超导态的基本方法;掌握用测量超导体电阻—温度关系,测定转变温度的基本方法;观察超导材料的迈斯纳效应;了解超导材料的一些应用;了解计算机在数据采集和处理方面的应用。了解或掌握液氮温区温度的的测量的基本方法。

3

验证性

必修

1

7

光电池特性的研究

在了解太阳能电池的基本特性的实验基础上,进一步硅光电池的基本光电特性。

3

验证性

必修

1

8

核磁共振

了解核自旋,学习量子力学基础概念;了解核磁共振原理及观测方法.

3

综合性

必修

1

9

光速测量

掌握一种新颖的光速测量方法;了解和掌握光调制的一般性原理和基本技术。

3

设计性

选修

2

10

电子荷质比测定

理解电子束实验仪面板上各个旋钮的作用,并能够正确使用;学会用直角坐标纸作图及求直线的斜率,求得电偏转和磁偏转的灵敏度;正确计算电子的荷质比。

3

验证性

选修

1

11

光电传感型设计性实验

学习光敏电阻、光电二极管、光电三极管、硅光电池的特性测量;掌握光纤通讯的工作原理。

3

设计性

选修

1

12

激光光束分析实验

学习分析测量激光光束的二维和三维分布(长短轴大小、光强的空间分布),并计算出激光光束的1/2发散角和1/e2发散角。

3

设计性

选修

2


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