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1、1力学和热学实验课程教学大纲一、课程基本信息课程名称 力学和热学实验英文名称 Experiment for Mechanics & Thermodynamics课程性质 必修课程属性 专业基础课学时学分 36/2开设学期 第二学期先修课程 高等数学、力学、热学适用专业 科学教育二、课程简介力学和热学实验是学生本科阶段接触的第一门物理实验课。课程分为物理实验的基本知识、力学和热学实验三个基本部分，共可开出实验十个。物理实验的基本知识主要讲授物理实验数据的处理方法与物理实验课的注意事项，对物理实验的基本方法只作简略介绍。力学和热学实验内容以加强基础训练为主，让学生在学习物理实验知识，掌握实验方法和
2、实验技能等方面受到系统地基本训练。三、实验课程目的与要求学习本课程的目的：使学生学习物理实验基础知识的同时，在力、热实验的基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练，掌握初步的实验能力，逐步具有实践能力和创新能力，养成良好的实验习惯以及严谨求实的科学作风。学习本课程的要求：1掌握力、热基本物理量的测量。2了解常用仪器的性能，并掌握使用方法。3巩固实验数据处理方法的应用。4初步独立设计实验方案。四、评价本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定2学生的成绩。平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占 80%，期末考核成绩占 20%。五、实验项
3、目设置和内容物理实验的基本知识（讲授）目的要求1理解测量与不确定度的基本概念。2掌握实验数据的处理方法。3学会写实验报告。内容要点1测量与误差的基本概念2系统误差与偶然误差的基本概念3测量结果与测量不确定度4有效数字及其运算5实验数据的图示法和图解法6组合测量与最佳直线参数7如何撰写实验报告计划时数 6实验性质 必做每组人数 全体实验一、长度的测量目的要求1练习使用测长度的几种常用仪器。2练习做好记录和计算不确定度。实验内容用测长仪器分别测量：31钢球的直径。2圆环的体积。3样品的微小宽度。4眼镜片的厚度。5对上述测量结果进行不确定度评定。主要仪器设备 螺旋测微计、游标卡尺、移测显微镜、百分表
4、。计划时数 3实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1实验二、密度的测量目的要求 熟悉物质密度的测量方法。实验内容1用绝对测量法测铜质圆柱体的密度，并进行不确定度计算。2用液体静力衡量法测铜质不规则物体的密度，并进行不确定度计算。3用液体静力衡量法测盐水的密度。4用比重瓶法测酒精的密度。主要仪器设备 物理天平、比重瓶。计划时数 3实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1实验三、单 摆目的要求1练习使用停表和米尺，测单摆的周期和摆长。2求出当地重力加速度 的值。g43考查单摆的系统误差对测重力加速度的影响。实验内容1用金属球组成单摆测重力加速度，并进行不确定度计算。2用乒乓球组成单摆测重力加速度
5、，并考察空气浮力对测 的影响。g主要仪器设备 单摆、停表。计划时数 3实验性质 选做实验类型 基础每组人数 1实验四、弹性模量的测定（粱弯曲法）目的要求 用粱弯曲法测定金属的弹性模量。实验内容1调节光学系统，使其处于正常工作状态。2测出金属梁在负载作用下的弛垂度。3将有关参量测出，用最小二乘法计算标尺数值随砝码质量变化的变化量，求出金属梁的弹性模量及弹性模量的不确定度。主要仪器设备 弹性模量测定仪、螺旋测微计、游标卡尺、米尺。计划时数 3实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1实验五、转动惯量的测定目的要求 测量不同形状物体的转动惯量。实验内容1测空台转动惯量。52测圆盘转动惯量。3测圆环转动
6、惯量。主要仪器设备 刚体转动实验仪。计划时数 3实验性质 必做实验类型 基础每组人数 2实验六、声速的测量（超声）目的要求1在超声中用振幅极值法测量声速。2在超声中用相位法测量声速。3用空气中声速求空气的比热容比。实验内容1调整测试系统的谐振频率。2在超声中分别用振幅极值法和相位法测量声速。3用逐差法算出声波波长的平均值。4根据测量数据，计算出空气中声速和空气的比热容比，并估算声速测量的不确定度，分析测量结果。主要仪器设备 声速测定仪、示波器。计划时数 3实验性质 必做实验类型 综合每组人数 1实验七、小粒状固体密度的测量目的要求 测定球形小粒状固体的密度实验内容61设计一个测定球形小粒状固体
7、密度的实验方案。2列出数据表格，对实验数据进行处理。3写出实验报告。主要仪器设备 所需仪器设备自行提出。计划时数 3实验性质 必做实验类型 设计每组人数 1实验八、表面张力系数的测量（拉脱法）目的要求1学习力敏传感器的定标方法。2用拉脱法测量室温下水的表面张力系数。实验内容1力敏传感器的定标。2用数学温度传感器测量水的温度。3水的表面张力系数的测量。主要仪器设备 表面张力系数实验仪、螺旋测微计、游标卡尺。计划时数 3实验性质 必做实验类型 综合每组人数 1实验九、金属线胀系数的测量目的要求 学习测量金属棒线胀系数的方法。实验内容1游标卡尺测金属棒的长度。2把金属棒放在加热炉内加热，并记录温度和
8、金属棒的长度变化。73逐差法处理数据。4估计测量的不确定度，分析测量结果。主要仪器设备 线胀系数测定仪、千分表、游标卡尺。计划时数 3实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1实验十、水的汽化热的测定目的要求 用混合法测定水在沸腾时的汽化热。实验内容1使蒸汽发生器产生蒸汽。2测出混合系统吸热部分的热容及初温。3测出混合系统的平衡温度及系统放热部分的热容。4计算水的汽化热及其不确定度。主要仪器设备 水的汽化热实验仪、水的汽化热实验装置、物理天平。计划时数 3实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1六、主要参考书1杨述武主编：普通物理实验 ，第三版，高等教育出版社，20002李学慧主编：大学物理实验
9、 ，高等教育出版社，20053赵家凤主编：大学物理实验 ，科学出版社，19994林抒 龚镇雄主编：普通物理实验 ，人民教育出版社，1981七、说明1本课程采用理论教学和学生分组实验相结合，分组集中讲解与个别指导相结合的教学方法。82如在本课程教学学时外另安排实验操作考查时间，可将选做实验项目改为必做项目，或将选做实验项目安排在开放实验中完成。9光学实验课程教学大纲一、课程基本信息课程名称 光学实验英文名称 Optical Experiment 课程性质 必修课程属性 专业基础课学时学分 24学时 2学分开设学期 第5学期先修课程 力热实验适用专业 科学教育专业二、课程简介光学实验是普通物理实验
10、的一个重要部分，其经典的实验方法仍然是现代物理实验方法的基本内容。三、实验课程目的与要求学习本门课程的目的：学习和掌握光学实验的基本知识、基本方法；培养学生从事科学实验的初步能力；培养学生实事求是的科学态度、严谨踏实的工作作风 学习本门课程的要求：学习光学中基本物理量的测量方法学会使用一些常用的光学仪器学习分析光学实验中的基本光路继续学习分析误差的方法和提高对实验数据的处理能力。通过研究一些基本的光学现象，加深对经典光学理论的理解，提高对实验方法和技术的认识。四、评价本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和
11、实验报告等几部分组成）占70%，期末考核成绩占30%五、实验项目设置和内容10实验一、薄透镜焦距的测定目的要求 学习测量薄透镜焦距的几种方法。掌握简单光路的分析和调整方法。3了解透镜成像原理，观察透镜成像的像差实验内容 （一）同轴等高的调整 （二）测量凸透镜焦距（1）自准法（2）物距像距法（3）共轭法（三）测量凹透镜的焦距（四）观察透镜成像的像差主要仪器设备 光学实验平台计划时数 3课时实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1 人实验二、测量显微镜的放大率目的要求 了解显微镜的构造及其放大原理，掌握其正确使用方法；测量显微镜的放大率；实验内容 （一）装配显微镜并测定其放大率（二）测量实用显微镜
12、的放大率主要仪器设备 光学实验平台计划时数 2课时实验性质 必做实验类型 设计实验三、测量望远镜的放大率目的要求 了解望远镜的构造及其放大原理，掌握其正确使用方法；测量望远镜的放大率；实验内容 （一）装配望远镜并测定其放大率（二）测定实用望远镜的放大率主要仪器设备 光学实验平台计划时数 2课时11实验性质 必做实验类型 设计每组人数 1 人实验四、分光计调整及测定棱镜角目的要求 了解分光计构造的基本原理，学习分光计的调整方法。测定棱镜角实验内容 （一）调整分光计（二）棱镜顶角的测定主要仪器设备 分光计 三棱镜 计划时数 3课时实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1 人实验五、测量三棱镜的折射
13、率目的要求 观察色散现象，测定三棱镜对各色光的折射率。实验内容 （一）将三棱镜放在载物台上，调整分光计（二）测量最小偏向角（三）计算折射率主要仪器设备 分光计 三棱镜 钠灯 汞灯计划时数 3课时实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1 人实验六、双棱镜干涉目的要求 观察、描述双棱镜干涉现象及其特点。用双棱镜测定光的波长。实验内容 （一）观察、描述双棱镜干涉现象及其特点（二）用双棱镜测光12的波长。主要仪器设备 光学实验平台 双棱镜 钠灯 He-Ne激光器计划时数 4课时实验性质 必做实验类型 基础每组人数 2 人实验七、等厚干涉牛顿环目的要求 观察和研究等厚干涉现象及其特点。练习用干涉法测量透
14、镜的曲率半径、微小直径（或厚度）。实验内容 （一）根据牛顿环测透镜的曲率半径（二）光波波长的相对测量主要仪器设备 移测显微镜 钠灯 牛顿环计划时数 3课时实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1 人实验八、光栅的衍射目的要求 观察光线通过光栅后的衍射现象。进一步熟悉分光计的调节和使用。3 测定汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长。实验内容 (1)调整分光计 (2)安置光栅 （3）测量汞灯各光谱线的衍射角 （4）将测得的衍射角代入公式，计算相应的光波波长主要仪器设备 分光计 平面透射光栅 汞灯计划时数 4课时实验性质 必做实验类型 基础每组人数 1 人13六、主要参考书 物理实验 基础部分 华中工学院 天津大学 上海交通大学 编普通物理实验（三、光学部分）杨述武主编七、说明 实验二、显微镜和实验三、望远镜为设计实验，学生1人或2人，通过查找资料，设计实验内容、实验方案进行实验。实验六、双棱镜干涉，该实验需要两个人配合才能进行,一人操作不方便。14电磁学实验课程教学大纲一、课程基本信息课程名称 电磁学实验 英文名称 Experiment for Electromagnetism课程性质 必修 课程属性 专业基础课 学时学分 27/2开设学期 第4学
