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1、基础物理实验教学大纲课程类别：专业基础必修课课程编号：405111，405112学 分： 5学分。总 课 时： 96学时。其中理论学时：6学时，实验学时：90学时。（第二学期至第三学期）适用专业： 物理学专业。先修课程：物理趣味实验（选修）一、课程的性质、目的与任务基础物理实验课是对物理学专业学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是学生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。基础物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养科学实验能力、提高科学素质的重要基础。对培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识，理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力
2、，具有其它实践类课程不可替代的作用。本课程的具体任务是：1、培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。2、培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能和创新能力。3、提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。二、教学基本要求物理实验课包括力学、热学、电学、光学、原子物理及近代物理相关的实验内容。具体达到如下基本要求：1、掌握测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估；掌握列表
3、法，作图法处理实验数据，能应用计算机软件处理实验数据。2、掌握长度、质量、时间、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷等常用基本物理量及物性参数的测量，能较好地应用数字化测量技术和计算技术进行实验。3、了解比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法、干涉与衍射法等常用的物理实验方法，逐步学会它们的基本应用。4、掌握长度测量仪器，计时仪器，测温仪器，变阻器，电表，交/直流电桥、通用示波器，低频信号发生器，常用电源与光源等仪器的性能，并能正确使用；了解激光技术，传感器技术，微弱信号检测技术和光电子技术等在当代科学研究和工程技术中广泛应用的现代物理技术。5
4、、掌握零位调查，水平/铅直调整，光路共轴调整等基本的实验操作技术，能根据给定的电路图，装置图等正确连接实验电路，并对简单故障进行检查与排除。6、能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题，理解实验的基本原理及方法，能独立撰写预习报告，正确使用仪器设备，独立完成实验内容，正确处理实验数据完成实验报告，逐步形成自主实验的基本能力。7、能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关理论知识对实验结果进行分析、判断与综合。具有初步的分析与研究能力。8、能够较好地理论联系实际的能力。9、能够教师的具体指导下完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验；具有较强的创新意识和初步的创新能力。三、实验项目、内容、
5、学时分配（见附页）四、实验方式与具体要求1、实验方式（1）每人一组，独立进行实验。为使学生有充足的时间进行实验和分析思考，每个实验项目安排3学时。（2）全面实行开放式实验教学，增加学生选择实验项目、实验时间与实验内容的自主性。（3）实验项目分二个层次，第一层次为基本实验，第二层次为综合性实验，大纲中列出了50多个实验项目，学生根据情况，在各层次中选定一定数量的实验项目进行实验。在保证基本实验训练的前提下，加强综合性、设计性和研究创新型等“三性”实验的比例。一般应保证“三性”实验比例在40%以上。2、实验基本要求（1）课程单独设课，采用网络化实验教学与管理平台，学生网上预约与实验室预约相结合，在
6、教师的指导下进行实验的实践活动。实验前，教师要向学生讲授绪论课，包括课程的性质、目的要求，做实验的基本程序、实验守则，数据处理方法、课程安排、考试考核办法。重点讲授有效数字的运算法则、偏差与不确定度的计算方法，最小二乘法和一元线性回归分析法，测量结果的不确定度。（2）做基本实验和综合性实验前，必须认真完成好预习报告，必须先交预习报告给指导教师审阅后，方可进行正式实验。（3）做设计性实验前，学生要撰写实验计划书，经指导教师审阅同意方可进行，实验后要有实验报告或论文，时间一般不超过1周。（4）学生在实验中要仔细测量数据，如实将测量数据记录在预习报告的表格内，实验完毕，将实验记录交给指导教师审核签名
7、，整理好实验仪器，打扫好实验室卫生后方可离开。一般情况不能中途提前离开实验室。（5）学生应按要求认真撰写实验报告或以学术论文形式提交报告，不得互相抄袭。报告要按时上交，报告中要有教师对预习报告的评分。五、实验报告实验报告是实验成果的文字描述，是实验过程的总结，学会写实验报告是培养实验能力的一个方面，实验报告要用简洁的形式将实验结果完整、准确地表示出来，要求学生所写实验报告文字通顺，字迹端正、图表规范、结果正确。实验报告分为课前预习报告和课后报告两部分。课前预习报告的内容有：实验目的、实验内容、实验仪器、实验原理、实验步骤等。课后报告的内容有：实验记录、数据处理、实验结论、思考与讨论等。六、考核
8、方式与成绩评定1、在学生实验总评成绩按100分制评分。第一学期总评成绩由实验基础理论考试和平时成绩评定，第二学期总评成绩由平时成绩和课程小论文综合评定。2、平时成绩：每个实验由学习预习报告情况（15%），实验态度与操作情况（55%），实验报告情况（30%）等方面综合评定成绩。注重对学生实验过程的考察，不仅仅凭实验报告给出成绩。平时成绩综合评分方法：必做实验成绩加选做实验成绩中分数最高的取平均，再加上超额完成的实验项目数乘奖励系数（1-3），最高不超过100分。3、平时成绩占总评成绩约70%80%。4、实验基础理论考试：着重强化学生进入实验室开始实验前应该掌握的实验基础理论，涵盖学生实验规范、不
9、确定度及误差理论、实验数据处理方法、物理实验常用仪器原理及使用方法等方面。考试时间：第一学期末。考试形式：闭卷、网络化计算机平台考试。考试成绩：占第一学期总评成绩约20%30%。4、课程小论文：论文内容原则上为本学期所做实验的研究性内容或课程总结报告。如学生自主选题研究，必须有指导老师指导，了解关注研究过程。课程小论文成绩占第二学期总评成绩约20%。七、教材与参考资料教材：1、谢常清等编，基础物理实验，中南大学出版社，2007.9参考资料：1、网上实验讲义，实验报告范例2、杨述武，普通物理实验，高等教育出版社，2001.13、物理学实验 顾柏平 韦相忠编 东南大学出版社 (2006出版) 4、
10、21世纪大学物理实验(上、下) 朱伯申编 北京理工大学出版社 5、大学物理实验 南京大学出版社 (2007出版) 6、大学物理实验教程 武汉大学出版社 (2005出版) 7、大学物理实验 华南理工大学出版社 (2006出版)8、大学物理实验教程 四川大学出版社 (2007出版) 9、大学物理实验(上)王廷兴等编 高等教育出版社 10、新编近代物理实验王魁香 韩炜 杜晓波 科学出版社 (2007出版) 11、大学物理实验 李平编 高等教育出版社 12、大学物理实验 成正维编 高等教育出版社 13、基础物理实验教程(物理测量的数据处理与实验设计) 朱鹤年编 高等教育出版社 36附表1：基础物理实验
11、项目表序号项目名称属性必/选修内 容目 的主要设备实验层次0绪论理论必基础物理实验基本规范、误差基本理论。了解实验基本规范、掌握误差基本概念合理论。6课时020103001长度的测量验证必用游标卡尺、千分尺、移测显微镜测量长度。1、掌握游标卡尺、千分尺、移测显微镜的测量原理及正确使用方法。2、应用误差知识，合理选择测量仪器。3、掌握不确定度和有效数字的概念，学会正确记录和处理数据。游标卡尺、千分尺、移测显微镜。基础实验1020103002复摆实验验证选研究周期与摆轴位置的关系，并测出重力加速度。1、了解复摆的物理特性，用复摆测定重力加速度。2、并学会用作图法研究问题及处理数据。复摆实验装置。基
12、础实验1020103003弦振动的研究验证选测量弦线的密度；观察弦上驻波；研究弦上横波的波长与张力的关系；比较两种波速计算值。1、观察弦振动形成的驻波。2、用两种方法测量弦线上横波的传播速度，比较两种方法测得结果的符合情况。3、验证弦振动的基频与张力、弦长的关系。固定弦振动实验仪。基础实验1020103004气垫导轨上运动定理的研究验证选在气垫导轨上研究牛顿定律和磁阻尼振动。1、熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的使用方法。2、熟悉光电计时系统的工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。3、学会测量物体的速度和加速度。4、研究磁阻尼振动的特点。气垫导轨，气源，通用电脑计数器，游标卡尺，物理天平
13、等。基础实验1020103005刚体转动的研究验证选测刚体的转动惯量，研究刚体转动惯量与质量、质量分布及转轴的关系和平行轴定理1、学会用转动惯量仪测定物体的转动惯量。2、掌握刚体外力矩与角加速度的关系。3、验证刚体转动定律和平行轴定理。4、了解转动惯量随质量、质量分布及转动轴线的不同而改变的状况。转动惯量实验仪，通用电脑计时器。基础实验1020103006液体粘滞系数的测定验证选用落球法测量液体在不同温度下粘滞系数；绘粘滞系数曲线1、了解斯托克斯定律。2、掌握用落球法测定液体的粘滞系数。螺旋测测微计、秒表、水银测温计、比重计。基础实验1020103007固体线膨胀系数的测量验证选设计两种以上测
14、量固体线膨胀系数的方法并测量。1、学习测量金属线膨胀系数的方法。 EH-3数字化热学实验仪，基础实验1020103008空气比热容比的测定验证选测定空气比热容比，评价实验结果，分析实验误差。1、用绝热膨胀法测定空气的比热容比。2、观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。3、学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的工作原理。空气比热容比测定仪。基础实验1020103009示波器的使用验证必认识并正确使用示波器。1了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。2学会使用信号发生器。3学会用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率。模拟二踪示波器，信号发生器等。基础实验1020103010电流场模拟静电
15、场验证必描绘圆柱形电容器中等势线和电力线。测量同轴电缆的静电场分布。静电场测绘仪一套，直流稳压电源、电压表。基础实验1020103011电子在电磁场中的运动规律的研究验证选研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律，测量电子荷质比。1、了解带电粒子在电磁场中的运动规律，电子束的电偏转、电聚焦、磁偏转、磁聚焦的原理。2、掌握测量电子荷质比的方法。电子束实验仪。基础实验1020103012双电桥测低电阻验证选用开尔文箱式电桥测金属丝的电阻；用伏安法测同一金属丝的电阻；求电阻率；比较用伏安法和双电桥法测量的结果。1、掌握用双臂电桥测低值电阻的原理。2、学会用双臂电桥测低值电阻的方法。3、了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。直流双臂电桥、螺旋测微器等。基础实验1020103013磁场的描绘验证选测量单线圈沿轴线方向的磁场分布
