課程名稱物理試驗(yàn)II

課程名稱：物理實(shí)驗(yàn)II課程編號：7098701課程學(xué)分：2學(xué)分課程學(xué)時：32學(xué)時適用專業(yè)：計(jì)、機(jī)、數(shù)媒、土木、工設(shè)、設(shè)備《物理實(shí)驗(yàn)II》UniversityPhysicsExperimentsII教學(xué)大綱一、 課程性質(zhì)與任務(wù)物理學(xué)本質(zhì)上是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力和素質(zhì)是培養(yǎng)跨世紀(jì)的高等工程技術(shù)人材所必備的基本能力和素質(zhì)?！豆た莆锢韺?shí)驗(yàn)》課是對高等工業(yè)學(xué)校學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門獨(dú)立的必修基礎(chǔ)課，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是工科專業(yè)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和對物理量的測量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)知識，加深對物理學(xué)原理的理解。培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。其中包括：能夠自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材或資料，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備；能夠借助教材或儀器說明書正確使用常用儀器；能夠運(yùn)用物理學(xué)理論對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析判斷；能夠正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制曲線，說明結(jié)果，撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報告；能完成簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。要求學(xué)生具有理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、主動研究的探索精神和遵守紀(jì)律，愛護(hù)公共財產(chǎn)以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的優(yōu)良品德。二、 課程教學(xué)基本內(nèi)容及要求以下所列實(shí)驗(yàn)題目分為基本題目和選擇題目(加*號)，所列基本題目數(shù)量略大于最低限度的實(shí)驗(yàn)總個數(shù)。第一章緒論：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的地位與作用。物理實(shí)驗(yàn)的一般進(jìn)程及各教學(xué)環(huán)節(jié)的要求。第二章誤差理論與數(shù)據(jù)處理測量、誤差和不確定度。測量結(jié)果的表示。3.有效數(shù)字及其運(yùn)算法則。直接測定量的不確定度及計(jì)算。間接測定量的不確定度計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖示法。第三章基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1靜態(tài)法測金屬絲的楊氏彈性模量［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.學(xué)習(xí)使用光杠桿測微小長度變化，學(xué)會使用望遠(yuǎn)鏡。學(xué)會使用逐差法處理數(shù)據(jù)。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］楊氏模量儀的調(diào)整。光杠桿及望遠(yuǎn)鏡尺組的調(diào)節(jié)。測量：采用等增量測量法。［實(shí)驗(yàn)儀器］楊氏模量測定儀、螺旋測微計(jì)、鋼卷尺、鋼板尺等。*實(shí)驗(yàn)2用三線擺測轉(zhuǎn)動慣量［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握用三線擺測定物體的轉(zhuǎn)動慣量的原理和方法。驗(yàn)證平行軸定理。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］測定圓盤、圓環(huán)及任意形狀物體的轉(zhuǎn)動慣量。測定離轉(zhuǎn)軸一定距離的兩圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量，驗(yàn)證平行軸定理。［實(shí)驗(yàn)儀器］三線擺、秒表、游標(biāo)卡尺、米尺。電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)緒論1.介紹常用電磁學(xué)儀表、儀器的性能及基本使用方法。（1） 電表類：電流計(jì)（表頭）直流安培表、伏特表。（2） 電阻類：電阻箱、滑線電阻（介紹限流、分壓電路）電路連接的一般方法。實(shí)驗(yàn)3直流電橋（惠斯登電橋）測電阻［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菡莆栈菟沟请姌驕y電阻的原理。學(xué)會正確使用電橋測量電阻的原理。了解提高電橋靈敏度的幾種方法。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］用電阻箱組裝電橋，測量電阻，測量電橋的靈敏度。用箱式電橋測量電阻和箱式電橋的靈敏度。［實(shí)驗(yàn)儀器］電阻箱、檢流計(jì)、穩(wěn)壓電源、箱式電橋、待測電阻。實(shí)驗(yàn)5數(shù)字示波器的原理和使用［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模萘私鈹?shù)字示波器的主要結(jié)構(gòu)和顯示波形的基本原理。學(xué)會使用數(shù)字示波器觀察與測量電壓信號。通過用數(shù)字示波器觀察李薩如圖形，學(xué)會一種測量正弦振動頻率的方法，并加深對相互垂直振動合成理論的理解。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］數(shù)字示波器的調(diào)節(jié)，觀察及測量正弦波形。觀察李薩如圖形并測頻率。［實(shí)驗(yàn)儀器］DS1000U系列數(shù)字示波器，TFG1900A系列信號發(fā)生器。實(shí)驗(yàn)6發(fā)光二極管的伏安特性測量［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模葸M(jìn)一步熟練電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能：常用電表的使用，電路的連接，電表的接入誤差。了解非線性電阻元件的特點(diǎn)。3.測量發(fā)光二極管的伏安特性曲線。熟悉用作圖法來處理數(shù)據(jù)。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］按圖6-5連接線路，電源電壓取3V,測量發(fā)光二極管的正向特性曲線，最大正向電流不能超過50mA。按圖6-6連接線路，電源電壓取30V，測量發(fā)光二極管的反向特性曲線，反向最大電流不能超過50A。［實(shí)驗(yàn)儀器］直流穩(wěn)壓電源、滑線變阻器、數(shù)字電流表、數(shù)字電壓表、電阻箱、換向開關(guān)、單刀開關(guān)、發(fā)光二極管、導(dǎo)線。*實(shí)驗(yàn)7氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蒡?yàn)證動量守恒定律。熟悉氣墊導(dǎo)軌的調(diào)整方法。用觀察法研究彈性和非彈性碰撞的特點(diǎn)。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］測定滑塊在彈性和非彈性碰撞前后的速度，驗(yàn)證動量守恒定律。由碰撞前后的速度值計(jì)算碰撞前后的動能之比，并和理論計(jì)算結(jié)果比較。［實(shí)驗(yàn)儀器］氣墊導(dǎo)軌、光電門、數(shù)字毫秒計(jì)、氣源。實(shí)驗(yàn)8光路調(diào)整和薄透鏡焦距的測量［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.加深理解薄透鏡的成像規(guī)律。學(xué)會光學(xué)元件的共軸調(diào)節(jié)技術(shù)。掌握測量薄透鏡焦距的基本方法。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］粗調(diào)各元件等高共軸。測凸透鏡焦距用物距-象距法測凹透鏡焦距數(shù)據(jù)處理與分析［實(shí)驗(yàn)儀器］光具座，凸、凹透鏡各一塊，平面反射鏡一塊，光源，物屏，像屏。實(shí)驗(yàn)9熱電偶標(biāo)定和測溫［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菡莆諏犭娕紲囟扔?jì)定標(biāo)的方法。掌握非電量電測方法的基本原理。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］實(shí)驗(yàn)步驟連接線路，注意熱電偶、電壓表及各接線柱的正、負(fù)連接。將熱電偶的冷端置于冰水混合物之中，確保to=or(測溫端置于加熱器內(nèi))。測量待測熱電偶的電動勢。數(shù)據(jù)處理與分析。求銅一康銅熱電偶的溫差電系數(shù)a［實(shí)驗(yàn)儀器］DHT—2型熱學(xué)實(shí)驗(yàn)儀、直流數(shù)字電壓表、熱電偶、保溫杯。實(shí)驗(yàn)14固體導(dǎo)熱系數(shù)的測定［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 加深對熱傳導(dǎo)現(xiàn)象規(guī)律的理解。2、 掌握用穩(wěn)態(tài)法測材料導(dǎo)熱系數(shù)的方法。3、 學(xué)習(xí)用作圖法求冷卻速率。4、 體會使用參量轉(zhuǎn)換法的設(shè)計(jì)思想。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］用自定量具測量樣品、下銅板的幾何尺寸和質(zhì)量等必要的物理量，多次測量、然后取平均值。其中銅板的比熱容C=0.385kJ/(K.kg)。安裝樣品。記錄穩(wěn)態(tài)時氣、92值后移去樣品，繼續(xù)對下銅板加熱。數(shù)據(jù)處理與分析。［實(shí)驗(yàn)儀器］YBF—2型導(dǎo)熱系數(shù)測試儀、保溫杯、測試樣品(橡皮、電木)、游標(biāo)卡尺。實(shí)驗(yàn)16磁阻效應(yīng)實(shí)驗(yàn)［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模轀y量銻化銦傳感器的電阻與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。2.作出銻化銦傳感器的電阻變化與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］保持銻化銦磁阻傳感器的電流不變，測量銻化銦磁阻傳感器的電阻與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。連線。測量一一保持銻化銦磁阻傳感器的電流不變(IInSb=1.00mA)測U^。數(shù)據(jù)處理。 施［實(shí)驗(yàn)儀器］FD-MR-n型磁阻效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，300Q的固定電阻一個。*實(shí)驗(yàn)15用交流電橋測電容和電感［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模萘私饨涣麟姌虻钠胶庠砗头椒?。學(xué)習(xí)用交流電橋測量電容、電感及有關(guān)參數(shù)。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］測量電容器的電容量及其損耗因數(shù)。測量電感器的電感量及其品質(zhì)因數(shù)。［實(shí)驗(yàn)儀器］DH4505型交流電路綜合實(shí)驗(yàn)儀、待測電容、待測電感。實(shí)驗(yàn)36光敏開關(guān)的設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn))［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模萘私夤饷粼幕咎匦?，學(xué)會測量光照特性曲線。學(xué)會設(shè)計(jì)光敏開關(guān)的多種方法。［實(shí)驗(yàn)要求］測光敏電阻的特性曲線（電阻與光強(qiáng)的關(guān)系）（用坐標(biāo)紙畫圖）。設(shè)計(jì)一個光控開關(guān)（弱光下開啟）。［實(shí)驗(yàn)儀器］光敏電阻、直流繼電器（磁電式，線圈電阻70Q）、干簧管、可變光源、光強(qiáng)度測量儀、數(shù)字萬用表、電阻箱、5伏直流電源、導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)42人體溫度測量儀的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模輰W(xué)會使用各種溫度傳感器。了解測溫儀器的調(diào)試方法。［實(shí)驗(yàn)要求］設(shè)計(jì)測量人體溫度的儀器，能數(shù)字顯示。儀器測溫精度達(dá)土0.10°C。［實(shí)驗(yàn)儀器］直流穩(wěn)壓電源，Pt100溫度傳感器，NTC-1K溫度傳感器，PN結(jié)溫度傳感器，電壓型集成溫度傳感器，數(shù)字電壓表，插接線等。三、 本課程與其他相關(guān)課程的聯(lián)系與分工《工科物理實(shí)驗(yàn)》與《大學(xué)物理》是培養(yǎng)高等工科院校學(xué)生物理學(xué)素質(zhì)的二門必修的重要基礎(chǔ)課，《工科物理實(shí)驗(yàn)》雖然是獨(dú)立設(shè)置的課程，但與《大學(xué)物理》的關(guān)系仍是非常密切的，因此在實(shí)際內(nèi)容的選擇和實(shí)際時間的安排上既要注意對學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，又要注意與基礎(chǔ)理論課的銜接與配合，理論與實(shí)驗(yàn)互相滲透互為補(bǔ)充，二者既相對獨(dú)立又相互支持，共同完成物理學(xué)對高級工程技術(shù)人材文化素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的任務(wù)。四、 實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容的安排與要求在教學(xué)中要適當(dāng)?shù)亟榻B一些物理實(shí)驗(yàn)史料，對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義世界觀和方法論的教育；使學(xué)習(xí)了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性，明確物理實(shí)驗(yàn)課程的地位、作用和任務(wù)。在整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要教育學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，愛護(hù)公共財產(chǎn)，遵守安全制度，樹立優(yōu)良學(xué)風(fēng)。要求學(xué)生了解測量誤差的基本知識，具有正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步能力。其中包括下列內(nèi)容：測量誤差和不確定度的基本概念；直接測量結(jié)果的不確定度表示；間接測量的不確定度計(jì)算；處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一些重要方法。例如列表法、作圖法和簡單線性函數(shù)的最小二乘法等。在教學(xué)中要注意系統(tǒng)誤差的分析。隨著計(jì)算機(jī)的普及，可在部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中對學(xué)生進(jìn)行使用計(jì)算機(jī)的訓(xùn)練。通過物理實(shí)驗(yàn)的基本訓(xùn)練，要求學(xué)生做到：（1） 能夠自行完成預(yù)習(xí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和撰寫報告等主要實(shí)驗(yàn)程序。（2） 能夠調(diào)整常用實(shí)驗(yàn)裝置，并掌握基本的操作技術(shù)。例如：零位校準(zhǔn)；水平、鉛直調(diào)整；光路的等高共軸調(diào)整；視差的消除；逐次逼近調(diào)節(jié)；依據(jù)給定的電路圖正確接線等。（3）熟悉物理實(shí)驗(yàn)中基本的實(shí)驗(yàn)方法和測量方法。例如比較法、放大法、轉(zhuǎn)換測量法、模擬法、補(bǔ)償法和干涉法。（4）能夠進(jìn)行常用物理量的一般測量。例如：長度、質(zhì)量、時間、力、溫度、電流強(qiáng)度、電壓、電阻、磁感應(yīng)強(qiáng)度、折射率等。（5）了解常用儀器的性能，并學(xué)會使用方法。例如測長儀器、計(jì)時儀器、測溫儀器、變阻器、直流電表、直流電橋、電位差計(jì)、通用示波器、低頻信號發(fā)生器、分光計(jì)、常用電源和常用光源等。五、 課程各篇章（節(jié)）學(xué)時分配本課程教學(xué)時數(shù)為32學(xué)時，每個實(shí)驗(yàn)為3學(xué)時，緒論2學(xué)時。實(shí)驗(yàn)總個數(shù)10個。各部分大體比例分配如下：誤差概論：2學(xué)時基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)：18學(xué)時綜合性實(shí)驗(yàn)：6學(xué)時設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：6學(xué)時六、 本課程在課外練習(xí)方面的要求主要是實(shí)驗(yàn)前學(xué)生通過自學(xué)的方法做好實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作，也可通過基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的網(wǎng)站瀏覽實(shí)驗(yàn)要求和儀器介紹，寫出預(yù)習(xí)報告，方能參加正式實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課完成后，在課外完成實(shí)驗(yàn)報告，同時完成與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)、適當(dāng)數(shù)量的實(shí)驗(yàn)練習(xí)題（包括分析思考題）。七、 本課程在使用現(xiàn)代化教學(xué)手段方面的要求物理現(xiàn)象是自然界中最普遍最基本的物質(zhì)運(yùn)動形式，內(nèi)容極為豐富和復(fù)雜，由于物理現(xiàn)象的直觀化特點(diǎn)，強(qiáng)化《工科物理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)的現(xiàn)代化手段勢在必行。在保持現(xiàn)有常規(guī)的基本實(shí)驗(yàn)手段的同時，已逐步引進(jìn)了較為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器以及教學(xué)輔助手段；如計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段（CAI），加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)智能化方面的研究，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用，如電聲像媒體實(shí)驗(yàn)手段的適當(dāng)使用等。利用物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站進(jìn)行全方位的立體化教學(xué)。八、 教材及教學(xué)參考書教材：張進(jìn)治等。《工科物理實(shí)驗(yàn)》，山東大學(xué)出版社，2015年3月第二版。參考書：呂斯華等主編?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)。北京：北京大學(xué)出版社，2002。丁慎訓(xùn)，張連芳主編。物理實(shí)驗(yàn)教程。北京：清華大學(xué)出版社，2002。陸廷濟(jì)等主編。物理實(shí)驗(yàn)教程。上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2000。魏計(jì)林等主編。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)。北京：中國鐵道出版社，2002。談欣柏主編。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。天津：天津大學(xué)出版社，2000。江影等主編。普通物理實(shí)驗(yàn)。黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002。李水泉主編。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。張兆奎等主編。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。上海：華東理工大學(xué)出版社，1990。李秀燕主編。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。北京：科學(xué)出版社，2001。周孝安等主編。近代物理實(shí)驗(yàn)教程。湖北：武漢大學(xué)出版社，1998。戴樂山等主編。近代物理實(shí)驗(yàn)。上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1995。吳思成等主編。近代物理實(shí)驗(yàn)。北京：北京大學(xué)出版社，1995。吳思成等主編。近代物理實(shí)驗(yàn)（第四版）。北京：高等教育出版社，2015吳平主編。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程（第2版）。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015沈韓主編?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)。北京：科學(xué)出版社，2015王小平等主編。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（第2版）。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015九、 本課程成績的考核方式、成績評定標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)問題的說明1.以平時的實(shí)驗(yàn)課考核為主（包括學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)中的學(xué)習(xí)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)報告水平等內(nèi)容）。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評分規(guī)則記分方法：每個物理實(shí)驗(yàn)10分制：（1）預(yù)習(xí)和紀(jì)律1分；（2）實(shí)驗(yàn)操作4分；（3）實(shí)驗(yàn)報告5分；評分標(biāo)準(zhǔn)：預(yù)習(xí)：（1）、預(yù)習(xí)報告要求：實(shí)驗(yàn)名稱、目的、儀器裝置、公式、簡圖及實(shí)驗(yàn)原理說明。沒有預(yù)習(xí)報告不許做實(shí)驗(yàn)。（2） 、紀(jì)律：遲到者扣分，遲到20分鐘不許做實(shí)驗(yàn);事假要有學(xué)院證明；病假要有醫(yī)院證明，一周內(nèi)補(bǔ)做。遵守實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律。（3） 、實(shí)驗(yàn)操作：首先檢查和熟習(xí)儀器，根據(jù)操作規(guī)程正確調(diào)試，要愛護(hù)儀器，仔細(xì)觀察和思考所研究的物理現(xiàn)象，及時記錄數(shù)據(jù)，字跡要清楚，完成后請老師檢查簽名，不合