在“近代物理實驗I”課上學點什么

在“近代物理實驗I”課上

學點什么？實驗中心網(wǎng)站：http://目錄兩個問題物理教學實驗中心和近代物理實驗I對實驗課的認知實驗研究的思維方式實驗研究中的洞察力在實驗課上提高綜合素養(yǎng)課程安排和要求

1.兩個問題雨滴會砸死人嗎？相同質量的冰塊分別放入同溫等量的淡水和鹽水杯中，哪里的冰先融解完？兩個問題2.物理教學實驗中心

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近代物理實驗I復旦大學物理教學實驗中心國家級實驗教學示范中心國家級虛擬仿真實驗教學中心優(yōu)秀的老師和同學2023年CUPT國賽特等獎2023年CUPT華東賽特等獎2023年全國大學生物理實驗競賽（教學）兩項一等獎2023年全國高校自制物理實驗演示儀器評比三項一等獎課程《近代物理實驗I》2010年獲評國家級精品課程2016年獲評國家級精品資源共享課

理念領先

內容、方法持續(xù)發(fā)展

教學效果好你能學到很多嗎？3.對實驗課的認知實驗教學滿意度報考物理系的同學，大多是從小喜歡物理、實驗/實踐進大學后，吐槽實驗教學的同學比例不低有哪些可能的原因呢？學生的角度教師的角度你來修讀本課程的目標？認知決定行為，影響結果必修課為了得到好成績實驗課：投入產出比很高除了獲得學分，你還想得到點什么？教學目標理論學習CreateEvaluateAnalyzeApplyUnderstandRemember

Bloom的教學目標分類物理教學研究PERAAPT'sRecommendation引自：美國物理教師協(xié)會"對物理實驗教學目標的建議"疑問：這些能力要素之間的相互關系如何？如何循序漸進地建設課程和教學實踐？一個實際案例CUPT比賽保險絲課題的研究報告：你會怎么想？怎么和對方去討論？什么是物理？Physicsisnotjustasubject;rather,itisawayofapproachingscientificdiscovery,whichrequirespersonalobservationandphysicalexperimentation.實驗教學的目的：“Thinkinglikeaphysicist”andconstructingknowledgeofourphysicaluniverse?！猣romAAPTRecommendationsfortheUndergraduatePhysicsLaboratoryCurriculum實驗訓練的能力模型每一個實驗之后的自我評估：思維技能知識各有哪些收獲！實驗訓練后，為何很多學生在思維方面的長進不及預期呢？《PracticalPhysics》序言Experimentalphysicshasoccupiedsomeofthefinestintellectsinthehistoryofman,butthefascinationofthesubjectisnotalwaysapparentinanundergraduatecoursework.人類歷史上最有才智的一些人專注于實驗物理，但實驗物理的精妙在本科實驗課程中并非總是顯而易見。My

aimistomakethestudentmorecriticalofwhathedoesandmoreawareofwhatcanbedone,andinthiswaytomakethecoursemoreinterestingandmeaningful.我希望能讓學生更批判的看待他所做過的事情、更清楚地知道他能做些什么，進而讓實驗課更有趣也更有意義。4.實驗研究的思維方式

——物理建模平板電容器——網(wǎng)絡圖片錯在哪里？電容器的應用手機觸屏的原理？100pF平板電容如何測量？萬用表中的電容檔！原理？精度？適用范圍？D=20cmd=1.0cmC0~30pF!!!實驗過程和結果物理建模的重要性只有對儀器有足夠的了解，才能選到適用的；測量的方法亦然！建模是實驗設計的基礎：定量估算不能少；合理建模才能正確評估實驗結果；實驗課上訓練建模思維，比多做幾個實驗更有意義！在實驗課上，訓練嚴謹?shù)乃季S，以自己的理解質疑每一個現(xiàn)象、結果和表述。5.實驗研究中的洞察力對實驗研究的理解實驗的基本過程：為了特定的目的，根據(jù)預設的流程，借助設備，得到結果，并探究規(guī)律結果包含哪些？待測量的數(shù)據(jù)滿足特定需要的設備、裝置、樣品實驗過程中的各種現(xiàn)象——教學實驗中，經常被忽視忽略現(xiàn)象，就少了探究的基礎！“細節(jié)決定成?。　惫獗么殴舱裾埫枋觯捍藭r的信號有怎樣的特點？認真寫實驗記錄，是非常重要的實驗素養(yǎng)！光泵磁共振垂直場電流：0.054A；掃場幅度：~2.25V水平場電流：0.200A水平場電流：0.181A0.190A

0.185A0.179A0.173A光泵磁共振實驗思考題光抽運信號是怎么產生的？光抽運信號受哪些因素的影響？如何實現(xiàn)磁共振？如何區(qū)分光抽運與磁共振信號？信號的寬度與哪些因素有關？“分頻共振”出現(xiàn)的原因？如何測量地磁場量級的交變磁場？你能測到多高的頻率？怎么理解“信號強度放大8個數(shù)量級”?《PracticalPhysics》8.1引言系統(tǒng)誤差是實驗錯誤的委婉表達。三種主要成因：設備不夠精確儀器和預想的有差別理論不準確：有未考慮到的效應尋找和消除系統(tǒng)誤差？若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差是因預先未考慮到的效應所致，誤差就成了效應。做好測量，深入分析數(shù)據(jù)，可能有新發(fā)現(xiàn)，也可能增加對現(xiàn)實世界的理解。8.10為什么要精密測量？1894年，Rayleigh發(fā)現(xiàn)從空氣中分離出來的氮氣的密度比從氨中得到的氮氣的密度大0.5%Rayleigh和Ramsay與1895年發(fā)現(xiàn)惰性氣體氬(Argon)，氬在空氣中占比約1%。1929年用化學方法測定的H和16O質量比： 1.007990.00002:161927年Aston用質譜法測得的H和16O質量比： 1.007780.00005:161931年，Birge和Menzel認為化學法測得的是氫、氘的平均質量，后者占比約1:50001932年被Urey、Brickwedde和Murphy的光譜測量結果所證實6.在實驗課上提高綜合素養(yǎng)

在實驗課上體會成就感驗證性實驗、相對較簡單的實驗設備：鍛煉實驗技能學習實驗方法訓練實驗思維實驗教學的根本目的：體會如何科學地解決實際問題從中體驗成就感，提升解決實際問題的信心7.課程安排和要求

非線性物理-混沌電路實驗測量出現(xiàn)各種混沌現(xiàn)象時的電路參數(shù)多種方法測量負阻I-V特性，各自的優(yōu)缺點？G調制，C調制的物理含義？除了用于研究，混沌電路是否可以有具體應用？四極桿質譜四極電場如何實現(xiàn)荷電粒子的區(qū)分？甚至囚禁？質譜分辨率和哪些因素有關？粒子產生、抽取、分離的過程有哪些物理？（電子光學Simion）質譜有哪些應用？X光實驗布拉格公式：2dsin

=k

探測器的工作原理？信號強度與哪些因素有關？哪些內容的實驗中需要注意信號強度是否準確測量？如何設計實驗方案、選擇實驗參數(shù)？數(shù)據(jù)處理要注意什么？核磁共振成像國內自主研發(fā)的中高端儀器，工作原理？技術上是否有改進的可能？還有哪些應用？塞曼效應塞曼分裂的物理有哪些？FP標準具為何有很高的光譜分辨率？與光柵光譜儀相比，優(yōu)勢、劣勢各是什么？還有更高分辨率的儀器嗎？本征展寬、儀器展寬、多普勒展寬都是指什么？能消除嗎？如何消除？課程基本信息課程網(wǎng)站/實驗時間：周三/四10:50—17:00實驗室開放時間：除了上課時間外，都可預約實驗室簽到制度實驗室地點：物理樓一樓（東側145-160）課程負責人：樂永康、姚紅英任課教師：姚紅英、郭杭聞（核磁、塞曼）；殳蕾、俞熹（質譜、X光）；李世燕、楊新菊（光泵、混沌）、樂永康（選做課題）循環(huán)進度表實驗安排學生二人一組，自行組合，在實驗室提供的分組表/上登記。具體哪一組學生什么時間做哪個必做實驗在網(wǎng)站上已經有安排。要求做11次實驗，其中包括完成6個必做實驗和5（2+3）次選做實驗。期末考試為口頭報告記錄本上完成所有內容的數(shù)據(jù)處理，給出結論；——“長度”不是重點！選三個實驗寫實驗報告——控制篇幅！近物實驗流程一周前充分預習，先到實驗室看看,網(wǎng)站上面有視頻教程,也有其他同學的經驗.進入實驗室預習報告給老師簽字實驗過程中多思考，老師會提問充分記錄：特別是實驗調節(jié)過程及思考完成實驗后再記下一些補充和想法給老師簽字后離開實驗室一周交實驗記錄本、兩周內交報告提高效率的建議預習：簡練；用自己的語言；（嚴禁抄襲）可以是：思維導圖+說明的形式；重點是：掌握原理、了解如何做實驗！數(shù)據(jù)處理：完成計算，簡單說明，給出結論！實驗報告：寫作訓練；選1-2個有意義的主題；結構完整、控制篇幅；格式、語言規(guī)范。SoftSkills寫實驗記錄：應包含過程、現(xiàn)象等誤差、不確定度分析以支持對結果合理性、有效性的判斷作圖PPT作報告實驗報告常見問題注意