《大學物理綜合實驗》課程教學大綱

PAGEPAGE6《大學物理綜合實驗》課程教學大綱課程編號：課程名稱：大學物理綜合實驗實驗學時：16學時實驗學分：1學分本實驗課的性質、任務與目的（一）課程性質大學物理綜合實驗包括大學物理演示實驗和大學物理綜合設計實驗，它是一門面向全院理工科學生（二、三年級）開設的選修課程。物理演示實驗在物理教學中起著積極的作用，是大學物理理論教學中不可缺少的部分。大學物理綜合設計實驗在學生綜合能力的訓練中起重要的作用。（二）課程的任務與目的通過大學物理綜合實驗，能開拓學生的眼界，將實際中表現(xiàn)的較為復雜的物理現(xiàn)象更直觀、集中的顯示出來，使理論教學更為生動、形象。通過學生親自操作諸多的定性、半定量和綜合設計實驗,加深對物理學基本原理的認識、提高學習興趣、拓展知識面、領悟實驗的設計思想，訓練學生的綜合實驗能力、創(chuàng)新意識。二、本實驗課程的基本理論各實驗演示項目演示大學物理理論教學中力、熱、電、光，近代物理等各方面的內容，與理論教學結合緊密。各綜合設計實驗包含力、熱、電、光，近代物理等各理論內容和各種實驗手段，諸多實驗反映現(xiàn)代科學技術的發(fā)展。三、實驗方式與基本要求1、實驗內容的選擇和學時安排課程定為16個學時，計1個學分。教學內容分為兩部分，一部分是演示實驗，項目共開設為36個（每次課安排2學時完成18個實驗，共4學時）。另一部分是綜合設計實驗，項目共38個（學生任選4個，3學時完成1個實驗，共安排12學時）2、組織教學方式及基本要求（1）限選學生人數(shù)120人，利用周末時間上課。演示實驗共安排12次，每次2學時共安排20名學生，1位教師上課；綜合設計實驗共安排4次，每次3學時共安排120名學生，同時安排6位教師上課。演示實驗和綜合設計實驗的開課時間需要錯開。（2）由擔任《大學物理》課程教學任務的教師負責演示實驗部分，每位教師同時指導的選修學生人數(shù)在20人。（3）由擔任《物理實驗》課程教學任務的老師負責綜合設計實驗部分，每位老師同時指導的選修學生人數(shù)平均為20人。演示項目部分主要由教師講解演示項目的基本原理，學生觀察、分析和領會，課后要求完成對演示實驗部分的課程報告。對于綜合設計部分，要求學生先在網上瀏覽，選定實驗項目并在網上預約（時間定內容開放），實驗前寫出預習報告并按統(tǒng)一安排的時間進行實驗。實驗課上教師先簡要地向學生明確實驗要求，強調注意事項等，然后主要由學生獨立完成實驗的操作，教師則巡堂指導，課后要求學生完成每次的實驗報告并按時上交。四、實驗項目的設置與內容提要序號實驗項目實驗學時實驗類型儀器套數(shù)實驗要求內容提要1角動量守恒演示實驗錐體上滾演示實驗進動儀(動量矩定理)演示實驗縱波演示實驗速率分布演示實驗窺視無窮演示實驗互補色圖像能量穿梭機聲聚焦演示實驗氣體流速與壓強演示實驗阻尼擺和非阻尼擺電磁驅動演示實驗多縫衍射花樣演示裝置一維光柵正交光柵萬有引力蒸汽機模型激光琴渦流熱效應演示儀2演示18必做了解角動量守恒、重心、進動、縱波、氣體分子速率分布、反射、立體成像、能量守恒、聲聚焦、氣體流速與壓強的關系、電磁阻尼、電磁驅動、多縫衍射、一維光柵、正交光柵、萬有引力、蒸汽機、聲光轉換、渦流熱效應等物理現(xiàn)象。21、簾式肥皂膜演示實驗2、臺式肥皂膜演示實驗3、共振演示實驗4、熱輻射熱機5、輝光球演示實驗6、流動演示實驗7、回旋儀8、投影式相臨界點狀態(tài)演示實驗9、磁-光調制演示實驗10、電-光調制演示實驗11、互感概念演示實驗12、轉動定理演示實驗13、腳踏發(fā)電機14、光柵光譜演示實驗15、淘金者動感透射全息16、錯覺畫17、白光全息照相18、夢幻時鐘2演示18必做了解表面張力、共振、熱輻射、高壓放電、流體的流動、回旋儀、相變、磁-光調制、功能轉換、光柵光譜、熱力學第二定律克勞修斯表述、全息照相、視覺暫留等物理現(xiàn)象3長度測量和固體密度的測定3驗證4選做學會正確使用游標卡尺和螺旋測微計、物理天平。學會測定固體密度的一種方法。4弦線上駐波的傳播規(guī)律實驗研究3驗證4選做觀測弦線上的駐波，研究駐波的傳播規(guī)律。5落球法液體粘滯系數(shù)測定3驗證4選做學會用落球法測量液體的粘滯系數(shù)。掌握基本測量工具（秒表、螺旋測微計、溫計度、米尺）的用法。6靜電場描繪實驗3驗證4選做了解用模擬法測量某些不易測量的物理量的意義和使用條件。通過靜電場的測繪，鞏固和加深對靜電場知識的理解和掌握。7光通訊及互感現(xiàn)象演示實驗3演示4選做了解光通訊的基本原理8非線性電路混沌實驗3半定量4選做觀測振動周期發(fā)生的分岔及混沌現(xiàn)象，了解非線性電路和混沌現(xiàn)象。9單縫、單絲衍射實驗3綜合4選做掌握單絲、單縫衍射產生的條件。學會利用單絲、單縫衍射規(guī)律測量細絲直徑及縫寬。10液晶電光效應實驗3綜合4選做測定液晶樣品的電光曲線。了解最簡單的液晶顯示器件的顯示原理。11高溫超導轉變溫度測量實驗3綜合4選做通過觀察樣品的降溫升溫曲線，測定超導體的最基本參量—超導臨界溫度（轉變溫度）。12脈沖核磁共振實驗3綜合4選做了解脈沖核磁共振的共振每件。了解脈寬與核磁共振信號的關系（、、、脈沖。）13聲速測量3綜合4選做觀察、研究聲波在不同介質中的傳播現(xiàn)象。理解時差法測量聲速的原理。測量聲速。14傳感器—熱電偶測溫實驗3綜合4選做觀察熱電偶結構，了解溫控電加熱器的工作原理。掌握熱電偶測溫方法。15多媒體光纖通信傳輸實驗3綜合4選做了解光纖通信原理。了解光纖位移傳感器的工作原理和性能。了解光纖位移傳感器用于測量轉速的方法。16尖端放電與靜電電動機、靜電除塵3演示4選做了解尖端放電現(xiàn)象及其應用17頻閃法測定電扇的轉速3綜合4選做了解用頻閃法測定轉速的原理，測定電扇的轉速。18聲波測距3綜合4選做了解聲波測量距的工作原理。學會用聲波法測量距離。19磁懸浮3綜合4選做觀察磁懸浮現(xiàn)象，理解磁懸浮原理。20激光監(jiān)聽3演示4選做了解激光監(jiān)聽工作原理21虛擬遠程實驗3綜合4選做了解遠程虛擬實驗教學系統(tǒng)的功能，學會在遠程虛擬實驗教學系統(tǒng)上做虛擬實驗。22全息照相3綜合4選做了解全息照相原理。制作全息相片。23虛擬示波器實驗3綜合4選做了解虛擬示波器的工作原理，學習其基本的操作作用方法，利用虛擬雙蹤示波器觀察各種周期性信號的波形圖。24熱輻射與紅外掃描成像實驗3綜合1選做了解紅外成像的基本原理和方法，學會使用本實驗系統(tǒng)對物理進行紅外描成像25組合式綜合光學實驗3綜合4選做觀察單縫衍射現(xiàn)象，通過儀器研究單縫衍射圖樣的光強分布及規(guī)律。26在氣軌上做的力學實驗3綜合2選做了解氣墊導軌和數(shù)字毫計的基本原理，學會它們的使用方法。學會在氣墊導軌上做各種力學實驗。27用感應法測量螺線管磁場3驗證4選做了解用交變感應法測量磁場的原理。通過測量，了解螺線管軸線上的磁感應強度的分布。學會用作圖法處理數(shù)據。28光柵的衍射3驗證20選做觀察平等光通過光柵后的衍射現(xiàn)象。學會用光柵測光波波長的實驗方法。學會測光柵常數(shù)的實驗方法。了解分光計的用途，學會應用減半逼近調節(jié)法調節(jié)分光計的操作技術。29電子荷質比e/m的測量3驗證4選做觀察電子束在電場和磁場中的運動情況。測量電子的荷質比e/m30電阻測量實驗的設計3設計4選做按所提供的實驗條件和要求設計一種或多種測量電阻的方法并加以實現(xiàn)。31電表的擴程、改裝與校準3設計4選做學會將表頭改裝成電流表和電壓表的原理和方法。學會用比較法校準電表。學會用作圖法處理數(shù)據。32照度計設計實驗3設計4選做了解光敏二極管到的基本特性，設計和制作簡易數(shù)字照度計。33\o"點擊查看該預約單詳細內容"應變式壓力傳感器實驗（電子稱設計）3設計4選做了解金屬箔式應變片的應變效應和性能，設計電子稱。34氣敏傳感器實驗（酒精含量檢測計設計）3設計4選做了解氣敏傳感器的基本結構和作用方法，設計研究酒精濃度報警裝置。35細絲直徑測量專題設計3設計不定選做按所提供的實驗條件和要求設計一種或多種測量細絲直徑的方法并加以實現(xiàn)。36薄片厚度測量專題設計3設計不定選做按所提供的實驗條件和要求設計一種或多種測量薄片厚度的方法并加以實現(xiàn)。37（液體、空氣）折射率測量專題設計3設計不定選做按所提供的實驗條件和要求設計一種或多種測量折射率的方法并加以實現(xiàn)。38接地電阻測量專題設計3設計4選做按所提供的實驗條件和要求設計一種或多種測量接地電阻的方法并加以實現(xiàn)。39按“誤差等作用原則”合理選擇測量工具的實驗專題設計3設計不定選做理解“誤差等作用原則”，設計一個含有按“誤差等作用原則”進行測量工具的選擇的實驗并加以實現(xiàn)。40驗證平行軸定理實驗設計3設計20選做按所提供的實驗條件和要求設計一種測驗證平行軸定理的方法并加以實現(xiàn)。五、考核方式 1、每個學生需完成4個學時的演示實驗（必做實驗），完成12學時4個選做實驗，選擇選做實驗時原則上應選《物理實驗》中未做過的實驗。2、以考查的方式對學生進行考核，課程結束后每個學生完成一份演示實驗報告（撰寫心德體會或收獲亦可）和4份選做實驗報告，最后綜合5份報告以優(yōu)、良、合格、不合格給出課程成績。六、實驗教材（資料）[1]大學物理