大學(xué)物理實驗——緒論.ppt

大學(xué)物理實驗,緒 論,大學(xué)物理實驗 規(guī) 范 與 要 求,一、大學(xué)物理實驗的意義與任務(wù) 在理工科院校，物理實驗是一門獨(dú)立開設(shè)的課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后首先接受動手能力系統(tǒng)訓(xùn)練的實踐課程，是各專業(yè)后繼實驗課程的基礎(chǔ)之一。通過物理實驗對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地實驗技能訓(xùn)練，可使學(xué)生學(xué)到很多在實際工作非常有用的知識和技能，同時，物理實驗還有益于培養(yǎng)科學(xué)的工作態(tài)度，在實驗中逐步養(yǎng)成勤于思考、善于觀察、認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的良好習(xí)慣和工作作風(fēng)。概括起來，它的主要任務(wù)有以下三個方面。 （1）通過對物理現(xiàn)象的觀察、分析和對物理量的測量與處理，學(xué)習(xí)物理實驗的基本知識，加深對物理基本概念、基本規(guī)律的理解。學(xué)習(xí)物理實驗的實驗方法及其物理思想，有助于思維與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。 （2）使學(xué)生獲得必要的實驗知識和操作技能，培養(yǎng)學(xué)生初步具有正確使用儀器進(jìn)行測量、記錄和處理數(shù)據(jù)、正確繪制實驗圖表、完整表示實驗結(jié)果、分析實驗結(jié)果及其產(chǎn)生誤差原因以及撰寫合格實驗報告等方面的能力。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生具備運(yùn)用知識進(jìn)行綜合分析和設(shè)計創(chuàng)新的能力。 （3）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格、細(xì)致、實事求是、刻苦鉆研、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，以及愛護(hù)國家財產(chǎn)的良好品質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生善于動腦、樂于動手、講究科學(xué)方法、遵守操作規(guī)程、注意安全等良好習(xí)慣。,二、大學(xué)物理實驗課的要求 實驗與理論課不同，它的特點(diǎn)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己動手，獨(dú)立地完成實驗任務(wù)。通常，每個實驗的學(xué)習(xí)都要經(jīng)歷3個階段。 1、課前預(yù)習(xí) 實驗前必須認(rèn)真閱讀實驗講義，做好必要的預(yù)習(xí)，才能按質(zhì)、按量、按時完成實驗。同時，預(yù)習(xí)也是培養(yǎng)閱讀能力的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。閱讀時要以實驗?zāi)康臑橹行?，搞清楚實驗原理、操作要點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理及其分析方法等；要反復(fù)思考實驗原理、儀器裝置及操作、數(shù)據(jù)處理等方面如何達(dá)到實驗?zāi)康摹ｎA(yù)習(xí)時要精心構(gòu)思，并回答實驗講義后的全部“預(yù)習(xí)思考題”。,二、大學(xué)物理實驗課的要求 2、進(jìn)行實驗 進(jìn)入實驗室首先根據(jù)教材或儀器說明書熟悉儀器，特別注意儀器使用的注意事項，在實驗操作前要認(rèn)真聽老師的講解，在老師的指導(dǎo)下了解儀器的使用方法。對于連線較為復(fù)雜的實驗，應(yīng)先連線，經(jīng)老師檢查確認(rèn)無誤后方可接通電源進(jìn)行實驗。進(jìn)行實驗時，應(yīng)合理操作、集中精力、仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考，把實驗數(shù)據(jù)和觀察到的實驗現(xiàn)象及時細(xì)心記錄下來，實驗數(shù)據(jù)要記錄在實驗講義后的“實驗數(shù)據(jù)記錄”中，所有實驗數(shù)據(jù)均要以表格方式記錄。實驗做完后，實驗記錄經(jīng)老師檢查合格簽字，同時要在實驗記錄本每小組（指甲組或乙組）選派一個人代表本組簽名并將實驗儀器整理好后方可離開，并由部分同學(xué)打掃實驗室衛(wèi)生。要按時完成實驗，不能拖堂，實在做不完者以后再補(bǔ)。,二、大學(xué)物理實驗課的要求 3、撰寫實驗報告 撰寫實驗報告，這是完成一個實驗題目的最后程序，也是對實驗進(jìn)行全面總結(jié)分析的一個過程，必須予以充分重視。撰寫實驗報告要求如下： （1）封面上每項內(nèi)容都必須填寫，特別是班級學(xué)號一定要寫清楚，指導(dǎo)教師的名字在實驗室的前后黑板上都有，做實驗時務(wù)必記下，實驗日期就寫做實驗的日期 （2）實驗儀器：要求列出實驗中實際使用的儀器的名稱、規(guī)格、型號、編號和數(shù)量。 （3）實驗步驟：根據(jù)實際操作過程寫出主要的實驗步驟和安全注意事項。 （4）數(shù)據(jù)處理：按照實驗要求計算有關(guān)物理量，計算時先將文字公式化簡，再代入數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算。按照規(guī)范形式寫出完整的實驗結(jié)果。誤差計算要預(yù)先寫出誤差公式。需要畫圖時必須畫在坐標(biāo)紙上。 （5）思考題：完成實驗指導(dǎo)教師規(guī)定的思考題，必要時還需寫出對該實驗的體會和建議。,大學(xué)物理實驗 講義及實驗報告 實驗1 磁場的測量與描繪 班級學(xué)號_ 學(xué)生姓名_ 指導(dǎo)老師_ 實驗日期_ 中原工學(xué)院物理實驗中心,三、大學(xué)物理實驗課安排 1、中原工學(xué)院大學(xué)物理實驗分為大學(xué)物理實驗（上）和大學(xué)物理實驗（下）兩門課程，各1.5學(xué)分、25學(xué)時，是必修課，其中大學(xué)物理實驗（上）包括1次緒論課和7次實驗，其中1次為設(shè)計性實驗，每次實驗3學(xué)時（設(shè)計性實驗為4課時），緒論課整個教學(xué)班統(tǒng)一上，主要講述大學(xué)物理實驗規(guī)范、誤差理論、數(shù)據(jù)處理方法，重點(diǎn)講實驗課安排。 大學(xué)物理實驗（下）沒有緒論課，上課時直接到實驗室做實驗，實驗安排登錄物理實驗中心網(wǎng)站或電子郵箱查詢。大學(xué)物理實驗（下）包括8次實驗，其中2次為設(shè)計性實驗，每次實驗3學(xué)時（設(shè)計性實驗為4課時）。 大學(xué)物理實驗分為上下兩門課，每門課一旦重修，則需要跟下一屆學(xué)生將所有實驗重做一遍并合格方能通過。,三、大學(xué)物理實驗課安排 2、大學(xué)物理實驗分組表和進(jìn)度表中的學(xué)號為成績單中的序號（含留級同學(xué)），兩學(xué)期相同，請務(wù)必記住，若某個同學(xué)在分組表中沒有，可自行選擇本班所分組中任一組的甲組或乙組，一經(jīng)選擇，兩學(xué)期不變。 3、交實驗報告的方式、時間和地點(diǎn)。每次上實驗課時以組為單位（含甲乙組）到上次做實驗的實驗室交實驗報告，每組推選一位組長，負(fù)責(zé)收發(fā)實驗報告，實驗報告要整本交，不許撕開，其它時間交實驗報告時若實驗室不開門，可將實驗報告交到物理系辦公室（2345房間或2338房間）。交實驗報告要以組為單位統(tǒng)一交，不允許個別交。一般實驗指導(dǎo)老師當(dāng)堂即可批改完畢，請組長在下課前將實驗報告取回發(fā)給大家。 4、若實驗課排在第5大節(jié)，上實驗課時間：下午5：458：00。,三、大學(xué)物理實驗課安排 5、節(jié)假日（如清明節(jié)、五一節(jié)、端午節(jié)、中秋節(jié)、國慶節(jié)、元旦）及運(yùn)動會沖掉的實驗課不再補(bǔ)做，但設(shè)計性實驗不受節(jié)假日影響，必須要做。 6、各種實驗資料如每學(xué)期大學(xué)物理實驗分組與進(jìn)度表等可從物理實驗中心網(wǎng)站下載，網(wǎng)址為： ，或從物理實驗中心電子郵箱下載，郵箱為：，密碼：wlsyzx。 7、大學(xué)物理實驗不到萬不得已不要缺課，實在不能上課時，請盡快與所缺實驗項目的指導(dǎo)老師聯(lián)系，約定補(bǔ)做該實驗。,三、大學(xué)物理實驗課安排 8、實驗室及實驗項目分布,三、大學(xué)物理實驗課安排 8、實驗室及實驗項目分布,三、大學(xué)物理實驗課安排 8、實驗室及實驗項目分布 其中實驗編號為18、912的為兩學(xué)期同時開設(shè)實驗，每學(xué)期每位同學(xué)做其中一半（實驗編號為偶數(shù)或奇數(shù)），設(shè)計性實驗的做法是：大學(xué)物理實驗（上）一個：物理電學(xué)設(shè)計性實驗（實驗14），大學(xué)物理實驗（下）兩個：組裝顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡（實驗13）和光敏傳感器光電特性的研究（實驗15）,四、關(guān)于設(shè)計性實驗 1、設(shè)計性實驗在大學(xué)物理實驗進(jìn)度表中沒有編排，其做實驗時間采用預(yù)約制。預(yù)約該實驗要求以班為單位、提前一周左右到實驗室，預(yù)約實驗時要在預(yù)約記錄本上填寫班級、做實驗時間以及班長或?qū)W習(xí)委員的聯(lián)系方式，同時了解該實驗的要求、實驗室所提供儀器的種類、數(shù)量及功能。預(yù)約實驗要求一個班的所有同學(xué)都必須去，不能由別人代表，更不能一個班派一個代表去。 2、預(yù)約實驗后按實驗要求及實驗室所提供儀器設(shè)計實驗方案，并回答“預(yù)習(xí)思考題”，然后按照預(yù)約時間做實驗，以后的要求與其他實驗相同。 本學(xué)期設(shè)計性實驗指導(dǎo)老師：丁星星，聯(lián)系方式五、成績考核 大學(xué)物理實驗（上）共計8次課，包括1次緒論課和7次實驗課，7次實驗課其中1次為設(shè)計性實驗，每次實驗包括兩個成績，即預(yù)習(xí)和課堂操作成績及實驗報告成績，均按百分制打分，然后取平均作為該次實驗成績，緒論課課后作業(yè)要求做在實驗報告冊上，也按百分制打分，等同1次實驗成績，這樣，整個大學(xué)物理實驗（上）包括8個成績，期末成績總評的方法是：設(shè)計性實驗成績占總成績的30，其他7個成績?nèi)∑骄伎偝煽兊?0。 大學(xué)物理實驗（下）包括8個實驗成績，其中2個是設(shè)計性實驗成績，占總成績的40，其它6個實驗成績?nèi)∑骄伎偝煽兊?0。,大學(xué)物理實驗 誤差與數(shù)據(jù)處理,一、測量與誤差,1、測量：將待測物理量與規(guī)定作為標(biāo)準(zhǔn)單位的同類物理量通過一定的方法進(jìn)行比較，比較所得的倍數(shù)即為待測物理量的測量值。分類：直接測量、間接測量。例： （長方體的密度），m、a、b、c為直接測量， 為間接測量。 2、誤差：測量值與真值之間的差值，真值即物理量所具有的客觀真實值。,3、分類： （1）系統(tǒng)誤差：在同一實驗條件（實驗方法、儀器、環(huán)境和實驗人員都不變），多次測量同一量時，誤差的大小和符號保持不變，或者按一定的規(guī)律變化，這種誤差叫系統(tǒng)誤差。包括：儀器誤差、方法誤差、個人誤差、環(huán)境誤差。 （2）偶然誤差：在同一條件下，對某一量進(jìn)行測量時，即使排除了產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因，仍然會出現(xiàn)絕對值和符號都以不可預(yù)測的方式變化的誤差。 （3）過失誤差：實驗人員人為過失造成的、完全可以避免的誤差。,二、測量誤差的估算（對偶然誤差）,1、單次測量結(jié)果絕對誤差的估算：可根據(jù)儀器或說明書上注明的儀器誤差（ ）作為單次測量的絕對誤差，沒有注明的按儀器最小刻度值的一半計算。如：游標(biāo)卡尺 =0.01mm 2、多次測量結(jié)果絕對誤差的估算： （1）測量結(jié)果的算術(shù)平均值：對某物理量進(jìn)行K次測量,3、間接測量誤差的計算,若 是加減法時用（1）式，若是乘除法時用（2）式。,三、有效數(shù)字,1、有效數(shù)字：可靠數(shù)字與可疑數(shù)字統(tǒng)稱為有效數(shù)字。有效數(shù)字位數(shù)：從數(shù)據(jù)最左邊非零數(shù)字算起直到最右邊一位，最右邊一位為可疑數(shù)字。,2、有效數(shù)字的取舍方法： 4舍6入5湊偶,只取一位，只進(jìn)不舍，取到第一位有效數(shù)字，要取舍的那一位是19均進(jìn)位，是0則舍去，而且只看要取舍那一位，以后的數(shù)字均不考慮，如：,（1）,（2）相對誤差的取舍方法： 4舍6入5湊偶，1%取兩位， 1%取一位， 如：1.65%=1.6%，0.65%=0.6%,3、結(jié)果表示方法： 測量結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)由誤差決定，測量結(jié)果的末位與誤差的位置相對應(yīng)。,例如：,例題：實驗講義P7例2(自看）,四、實驗數(shù)據(jù)