《近代物理實驗1》課程教學(xué)大綱

《近代物理實驗1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱近代物理實驗（2-1）ModernPhysicsExperiment(2-1)課程編碼SCC521812100開課院部理學(xué)院課程團隊近代物理實驗教學(xué)團隊學(xué)分2.5課內(nèi)學(xué)時60講授0實驗60上機0實踐0課外學(xué)時60適用專業(yè)應(yīng)用物理學(xué)授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、力學(xué)、高等數(shù)學(xué)（2-2）、熱學(xué)、電磁學(xué)、物理創(chuàng)新基礎(chǔ)訓(xùn)練、光學(xué)、普通物理實驗（2-1）、普通物理實驗（2-2）課程簡介（必修）《近代物理實驗（2-1）》課程是應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，包括光學(xué)測量技術(shù)實驗、微波測量技術(shù)實驗、磁共振技術(shù)實驗、材料制備和檢測技術(shù)實驗、原子物理與核物理實驗和計算機模擬實驗六個模塊，是專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中重要的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程和實踐教學(xué)課程，與《原子物理學(xué)》、《電磁學(xué)》、《光學(xué)》、《量子力學(xué)》、《核物理學(xué)》等理論課程密切相關(guān)。近代物理實驗課程的主要目標(biāo)是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)近代物理常用的實驗技術(shù)、方法、儀器，使學(xué)生學(xué)會一些大型儀器的使用，引導(dǎo)學(xué)生正確認識新物理概念的產(chǎn)生、形成和發(fā)展的過程，訓(xùn)練學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察和分析能力。同時，在實驗教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)和團隊協(xié)作能力，使學(xué)生具備一定的用近代物理實驗方法和技術(shù)研究物理現(xiàn)象和規(guī)律的獨立工作能力?！癕odernphysicsexperiment(2-1)”isanimportanttechnicalfoundationexperimentcurriculumforphysicsundergraduatestudents.Itmainlyconsistsofopticalmeasurementtechnologyexperiments,microwavemeasurementtechnologyexperiments,magneticresonancetechniqueexperiments,materialpreparationandtestingtechnologyexperiments,atomicphysicsandnuclearphysicsexperimentsandcomputersimulationexperiments.Modernphysicsexperimentsisanimportantcorebasiccourseandpracticeteachingcourseintheprofessionaltrainingprogram.Itisrelatedtosuchcoursesas“Atomicphysics”,“Electromagnetism”,“Optics”,“Quantummechanics”,“Nuclearphysics”etc.Themaingoalofthiscourseistoguidestudentstolearnthemodernphysicsexperimenttechnology,thefrequentlyusedmethodsoflargeinstruments,guidestudentstocorrectlyunderstandthenewphysicalconcept,theformationanddevelopmentprocess,andcultivatetheabilityofobservationandanalysisofthephysicalphenomena.Atthesametime,intheprocessofexperimentteaching,students'scientificstyleandteamcooperationabilitycanbeimproved,sothatstudentshavetheabilitytousethemodernphysicstechnologymethodsandtechniquesinfutureworkindependently.負責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：學(xué)生將掌握近代物理及現(xiàn)代物理的一些基本實驗方法和技術(shù)，掌握有關(guān)儀器的性能和使用方法。能夠列舉近代物理常用的實驗技術(shù)、方法、儀器。否3.32M2目標(biāo)2：能夠解釋實驗過程中的物理現(xiàn)象，能夠利用現(xiàn)代工具采集、處理和分析數(shù)據(jù)。是5.23M3目標(biāo)3：具備撰寫報告和陳述發(fā)言的基本能力。是7.1三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1實驗1介質(zhì)的吸收光譜分析學(xué)習(xí)一般吸收滿足的規(guī)律，掌握測量透明介質(zhì)透射光的光譜的方法，分析吸收系數(shù)與介質(zhì)的種類以及厚度的關(guān)系M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告2實驗2超聲光柵測液體中的聲速學(xué)習(xí)聲光效應(yīng)和超聲光柵的基本原理，觀察鈉黃光通過超聲光柵后的衍射現(xiàn)象，利用超聲光柵測量透明液體中聲速M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告3實驗3激光光拍頻法測量光速學(xué)習(xí)聲光調(diào)制法獲得光拍頻波的方法，掌握通過外差頻法監(jiān)測相位來確定光拍頻波的波長的方法M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告4實驗4微波測量系統(tǒng)調(diào)試與頻率測量學(xué)習(xí)微波測量系統(tǒng)的基本組成和常用微波器件，掌握微波測量系統(tǒng)的調(diào)整方法和技術(shù)M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告5實驗5微波晶體檢波律測定與駐波比測量學(xué)習(xí)通過駐波法來測定晶體檢波律的原理與技術(shù)，掌握測量駐波比的3種常用方法—直接法、等指示度法和功率衰減法M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告6實驗6微波天線方向圖與極化特性測量學(xué)習(xí)天線的基本概念，熟悉天線的基本特性參數(shù)，掌握天線方向圖的基本測量方法M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告7實驗7塞曼效應(yīng)學(xué)習(xí)原子磁矩及其空間量子化等原子物理學(xué)概念，掌握用塞曼效應(yīng)測定電子荷質(zhì)比的實驗方法M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告8實驗8連續(xù)波核磁共振學(xué)習(xí)核磁共振基本原理和連續(xù)波核磁共振實驗方法，觀察幾種物質(zhì)的核磁共振現(xiàn)象，學(xué)會連續(xù)波核磁共振信號的測量方法M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告9實驗9脈沖波核磁共振學(xué)習(xí)脈沖波核磁共振的基本原理，掌握拉莫爾頻率的測量方法，掌握測量T1譜和T2譜的實驗方法和技術(shù)，學(xué)會磁共振成像的測量方法M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告10實驗10微波電子自旋共振學(xué)習(xí)微波電子自旋共振的工作原理，掌握微波電子自旋共振信號的測量方法，測量朗德因子、旋磁比和橫向弛豫時間。M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告11實驗11鐵磁共振學(xué)習(xí)鐵磁共振基本原理的基礎(chǔ)上，掌握用傳輸式諧振腔法觀測鐵磁共振信號的實現(xiàn)方法和測量技術(shù)，測量微波鐵氧體的鐵磁共振線寬、g因子和弛豫時間M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告12實驗12光泵磁共振學(xué)習(xí)光泵磁共振的基本原理，掌握測量光泵磁共振信號的實驗方法和技術(shù)，測定銣原子超精細結(jié)構(gòu)塞曼子能級的朗德因子M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告13實驗13磁性材料的磁電阻特性測量學(xué)習(xí)電阻效應(yīng)的基本原理，掌握測量磁電阻傳感器輸出特性的基本原理和實驗方法，測量多層膜巨磁電阻、自旋閥巨磁電阻、各向異性磁電阻的磁電阻和靈敏度M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告14實驗14壓電陶瓷的壓電常數(shù)測量學(xué)習(xí)壓電效應(yīng)和壓電材料的基本知識，掌握測量壓電材料壓電特性的原理和方法，利用邁克爾遜干涉法測量壓電陶瓷的壓電常數(shù)M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告15實驗15氣相沉積法制備納米材料學(xué)習(xí)納米線制備的原理，掌握制備方法和檢測方法，用熱蒸發(fā)法制備氧化物納米線M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告16實驗16X射線衍射實驗學(xué)習(xí)X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握X射線衍射物相定性分析的方法和步驟，正確分析實驗結(jié)果M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告17實驗17黑體輻射實驗學(xué)習(xí)黑體輻射的實驗現(xiàn)象和規(guī)律，掌握熱輻射研究方法，驗證黑體輻射定律M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告18實驗18甲烷分子振動光譜的CPMD模擬學(xué)習(xí)一種從頭算分子動力學(xué)的計算方法，掌握分子動力學(xué)模擬數(shù)據(jù)的可視化方法，計算甲烷分子振動光譜M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告19實驗19二維流體流動的格子玻爾茲曼模擬學(xué)習(xí)格子玻爾茲曼方法的基本思想，掌握格子玻爾茲曼方法模擬簡單邊界條件流體流動的方法，分析雷諾數(shù)和網(wǎng)格大小對流體運動的影響M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告20實驗20二氟二氯甲烷分子軌道的從頭算法學(xué)習(xí)分子軌道理論和從頭算法的基礎(chǔ)知識，掌握分子結(jié)構(gòu)計算的基本方法和相關(guān)軟件的使用，計算二氟二氯甲烷分子的軌道能量、波函數(shù)和電子密度分布M1,M2,M34實驗4撰寫實驗報告四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1實驗操作1.學(xué)生選做10個實驗。2.成績采用百分制，根據(jù)實驗完成情況評分。3.考核學(xué)生近代物理實驗項目原理、儀器和使用的掌握程度，考核學(xué)生分析現(xiàn)象和獨立完成能力。20%2專題討論1.本課程包含4次專題討論，要求學(xué)生就所完成的實驗項目，從實驗應(yīng)用、實驗原理、實驗現(xiàn)象和結(jié)果分析和總結(jié)等幾方面做PPT報告。2.根據(jù)學(xué)生匯報情況評分。10%3實驗報告1.學(xué)生選做的實驗項目的實驗報告。2.成績采用百分制，根據(jù)實驗報告格式、數(shù)據(jù)處理和分析情況評分。40%4期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對所做實驗的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識設(shè)計新實驗的能力，題型主要有實驗原理題、實驗器材選用題、實驗操作說明題和實驗設(shè)計題。30%五、評分細則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1實驗操作50%A-實驗過程中認真完成實驗要求，得到正確的實驗結(jié)果，實驗記錄充分；B-實驗過程中能完成實驗要求，得到較為正確的實驗結(jié)果，有相關(guān)實驗記錄；C--實驗過程中不能完成實驗要求，或不能得到較為正確的實驗結(jié)果，或?qū)嶒炗涗洸蛔?；D-實驗過程中不能完成實驗要求，不能得到較為正確的實驗結(jié)果，實驗記錄不足2M2實驗報告100%A-實驗報告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實驗數(shù)據(jù)，獲得有效結(jié)論；B-實驗報告格式正確，步驟敘述比較清楚，能正確分析實驗數(shù)據(jù)，獲得比較有效的結(jié)論；C-實驗報告格式不正確，步驟敘述不清楚，或不能正確處理實驗數(shù)據(jù)，或不能合理分析實驗結(jié)果；D-實驗報告格式不正確，步驟敘述不清楚，不能正確分析實驗數(shù)據(jù)，不能獲得比較有效的結(jié)論3M3專題討論100%A-語言表述準(zhǔn)確清晰，邏輯合理，結(jié)論準(zhǔn)確，回答問題準(zhǔn)確；B-語言表述較為準(zhǔn)確，邏輯較合理，結(jié)論較準(zhǔn)確，回答問題較準(zhǔn)確；C-語言表述不準(zhǔn)確，或邏輯不合理，或結(jié)論不準(zhǔn)確，或不能就所討論問題做出合理回答；D-匯報表述不清，邏輯不合理，結(jié)論不準(zhǔn)確，對所討論問題不能做出合理回答4M1期末考試50%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）評分等級說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細1圖書|物理實驗教程—近代物理實驗,，，，亓鵬,中國石油大學(xué)出版社,2016.03,ISBN:9787563651856.（*主教材）2圖書|近代物理實驗（第二版）,戴道宣，戴樂山,高等教育出版社,2006.07,ISBN:9787040196870.3圖書|近代物理實驗（第三版）,吳思誠，王祖銓,高等教育出版社,2005.11,ISBN:9787040177756.4圖書|近代物理實驗,張?zhí)靻矗袪?科學(xué)出版社,2018.05,ISBN:9787030121950.5MOOC|近代物理實驗,，,山東省高等學(xué)校在線開放課程平臺,2018.6MOOC|近代物理實驗,，,超星泛雅網(wǎng)課平臺,2019.七、實驗項目信息序號項目名稱實驗室名稱門牌號組人數(shù)學(xué)時實驗類別要求實驗類型上機1介質(zhì)的吸收光譜分析近代物理實驗室綜合實驗樓C30424專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否2光泵磁共振近代物理實驗室綜合實驗樓C31024專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否3磁性材料的磁電阻特性測量近代物理實驗室綜合實驗樓C30824專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否4壓電陶瓷的壓電常數(shù)測量近代物理實驗室綜合實驗樓C30824專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否5氣相沉積法制備納米材料近代物理實驗室綜合實驗樓C30824專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否6X射線衍射實驗近代物理實驗室綜合實驗樓C30224專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否7黑體輻射實驗近代物理實驗室綜合實驗樓C31024專業(yè)基礎(chǔ)選做驗證性否8甲烷分子振動光譜的CPMD模擬近代物理實驗室綜合實驗樓C30824專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性是9二維流體流動的格子玻爾茲曼模擬近代物理實驗室綜合實驗樓C30824專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性是10二氟二氯甲烷分子軌道的從頭算法近代物理實驗室綜合實驗樓C30824專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性是11超聲光柵測液體中的聲速近代物理實驗室綜合實驗樓C30424專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否12激光光拍頻法測量光速近代物理實驗室綜合實驗樓C30424專業(yè)基礎(chǔ)選做綜合性否13微波測量系統(tǒng)調(diào)試與頻率測量近代物理實驗室綜