《应用物理专业实验》课程实验教学大纲一、实验教学基本信息课程中文应用物理专业实验名称课程英文Specialized Experiment of Physics名称开课情况实验课程实验开设学课总学开课专业名称学时期性时质4848应用物理学学科基础课7二、实验教学目的与基本要求应用物理专业实验是为应用物理本科专业高年级学生开设的一门综合性实验课。是继《普通物理实验》、《电子电路实验》及《近代物理实验》后一门重要的学科基础实验课程，在物理专业的整个教学中起着专业实践性的重要作用。应用物理专业实验所涉及的物理知识面很广，具有较强的综合性和技术性。学习该门课程的主要自的和要求：通过《应用物理专业实验》这门课对使用教材所涉及到的新能源技术、原子物理、固体物理、光学、热学、电工电子学、半导体光电、电化学等领域的多个实训系统实验的学习，了解现代的新能源技术及光学在物理学发展过程中的作用，正确认识新能源领域概念的产生、形成和发展的过程，理解太阳能光伏发电、太阳能生热、风力发电、氢燃料发电原理及相关应用，培养严谨的科学作风，学会应用物理特别是新能源开发设计中的一些基本实验技术和方法。三、主要仪器设备风光互补离网发电实训装置、光伏应用产品创新设计实训系统、光伏控制器设计与检修实验平台、光伏发电逆变器设计与检测实验平台、燃料电池实训系统、太阳能光热一体化利用实验室设备、LED特性实验仪、SAC-I+Y型太阳能电池特性及应用实验仪，等四、主要消耗材料导线、数据线、生料带、擦镜纸、保险丝，等等1
1 《应用物理专业实验》课程实验教学大纲 一、实验教学基本信息 课程中文 名称 应用物理专业实验 课程英文 名称 Specialized Experiment of Physics 开课情况 开课专业名称 实 验 课 性 质 课程 总学 时 实验 学时 开设学 期 应用物理学 学科基础课 48 48 7 二、实验教学目的与基本要求 应用物理专业实验是为应用物理本科专业高年级学生开设的一门综合性实验课。是继 《普通物理实验》、《电子电路实验》及《近代物理实验》后一门重要的学科基础实验课程， 在物理专业的整个教学中起着专业实践性的重要作用。应用物理专业实验所涉及的物理知识 面很广，具有较强的综合性和技术性。 学习该门课程的主要目的和要求： 通过《应用物理专业实验》这门课对使用教材所涉及到的新能源技术、原子物理、 固体物理、光学、热学、电工电子学、半导体光电、电化学等领域的多个实训系统实验的学 习，了解现代的新能源技术及光学在物理学发展过程中的作用，正确认识新能源领域概念的 产生、形成和发展的过程，理解太阳能光伏发电、太阳能生热、风力发电、氢燃料发电原理 及相关应用，培养严谨的科学作风，学会应用物理特别是新能源开发设计中的一些基本实验 技术和方法。 三、主要仪器设备 风光互补离网发电实训装置、光伏应用产品创新设计实训系统、光伏控制器设计与检修 实验平台、光伏发电逆变器设计与检测实验平台、燃料电池实训系统、太阳能光热一体 化利用实验室设备、LED 特性实验仪、SAC-I+Y 型太阳能电池特性及应用实验仪，等 四、主要消耗材料 导线、数据线、生料带、檫镜纸、保险丝，等等
五、实验项目设置学序实验项目名实验每组人时实验目的及内容提要实验要求号称类型数数目的：学习了解燃料电池发电原理、过程及在电机驱动、LED照明显示等方面的应用燃料电池实综合性必做2内容：1、了解燃料电池发电原理实验。2、16训LED阵列的应用。3、电机的应用。4、了解逆变器的分类以及交变升压工作原理，掌握逆变器接线实训。目的：理解太阳能热水器的主要结构及工作原理，认知太阳能集热真空管并理解光热转化原理。太阳能热水2内容：1、学习掌握太阳能热水器的主要综合性必做2器原理实验结构及工作原理。2、实训安装仪器设备，水路循环、蓄水操作。3、观察控制设备蓄热工作。目的：学习掌握太阳能电池主要部件及理发电原理，并通过实训掌握系统的相关设计应用内容：1、掌握太阳能电池主要部件及理光伏发电实发电原理。2、了解太阳能路灯的原理及设计性必做326训系统实验太阳能路灯的的应用3、光伏室外LED显示装置设计。4、光伏自动交通指示灯设计。5、太阳能交通指示灯设计。6、室外光伏自动时控草坪酒水创新性实验设计。7、光伏风扇设计目的：了解LED的发光原理；研究测量LED的伏安特性、电光转换特性、输出光空间分布特性内容：1、测量伏安特性与电光正向与反LED特性实向转换特性。画出红、绿、蓝、白4只高综合性必做24o验亮型LED、4只功率型LED的伏安特性及电光转换特性曲线，并进行比较，分析异同原因。2、分别测试LED在红、绿、蓝、白四色高亮下的输出光空间分布特性，画出输出光空间分布特性曲线。2
2 五、实验项目设置 序 号 实验项目名 称 实验目的及内容提要 学 时 数 实验 类型 实验要求 每组人 数 1 燃料电池实 训 目的：学习了解燃料电池发电原理、过程 及在电机驱动、LED 照明显示等方面的应 用 内容：1、了解燃料电池发电原理实验。2、 LED 阵列的应用。3、电机的应用。4、了 解逆变器的分类以及交变升压工作原理， 掌握逆变器接线实训。 6 综合性 必做 2 2 太阳能热水 器原理实验 目的：理解太阳能热水器的主要结构及工 作原理，认知太阳能集热真空管并理解光 热转化原理。 内容：1、学习掌握太阳能热水器的主要 结构及工作原理。2、实训安装仪器设备， 水路循环、蓄水操作。3、观察控制设备 蓄热工作。 6 综合性 必做 2 3 光伏发电实 训系统实验 目的：学习掌握太阳能电池主要部件及理 发电原理，并通过实训掌握系统的相关设 计应用 内容：1、掌握太阳能电池主要部件及理 发电原理。2、了解太阳能路灯的原理及 太阳能路灯的的应用 3、光伏室外 LED 显 示装置设计。4、光伏自动交通指示灯设 计。5、太阳能交通指示灯设计。6、室外 光伏自动时控草坪洒水创新性实验设计。 7、光伏风扇设计 6 设计性 必做 2 4 LED 特性实 验 目的：了解 LED 的发光原理；研究测量 LED 的伏安特性、电光转换特性、输出光 空间分布特性 内容：1、测量伏安特性与电光正向与反 向转换特性。画出红、绿、蓝、白 4 只高 亮型 LED、4 只功率型 LED 的伏安特性及 电光转换特性曲线，并进行比较，分析异 同原因。2、分别测试 LED 在红、绿、蓝、 白四色高亮下的输出光空间分布特性，画 出输出光空间分布特性曲线。 6 综合性 必做 2
自的：利用光学平台观察光学衍射与涉现象，并研究衍射与干涉特性与规律内容：1.观察单缝衍射现象及特点。光学衍射与2．测定单缝衍射的相对光强分布。3.应用单缝衍射的光强分布规律计算缝验证性必做5干涉现象的26研究的宽度。4.观察杨氏双缝干涉现象及特点。5．测定杨氏双缝实验的干涉条纹。6.学会计算光程和干涉条纹间距。目的：利用光学平台观察光学偏振现象，并研究分析偏振特性与规律偏振现象的2内容：1.观察光的偏振现象。验证性必做66观察与分析2．掌握产生偏振光的方法和检验方法。3．验证马吕斯定律。目的：了解风光互补发电系统的主要部件及工作原理。掌握风光互补发电系统接线实训及相关性能测试研究内容：1、了解太阳能发电系统的构成及其能量转化过程。外部环境对太阳能电池风光互补实的转换影响。2、了解外部环境对太阳能综合性必做27验电池发电的影响。3、理解光照强度和角度对太阳能电池发电的影响。4、掌握太阳能自动追光系统的使用。5、了解风光互补发电系统的主要部件及工作原理。6、掌握风光互补发电系统接线实训。7、掌握风光互补发电机输出特性目的：通过实验，了解并掌握太阳能发电系统的组成、工作原理、相关规律及工程应用内容：1、测量太阳能电池输出伏安特性2、研究失配及遮挡对太阳能电池输出的太阳能光伏影响电池特性及综合性必做28b3、太阳能电池对储能装置两种方式充电应用实验实验4、太阳能电池直接带负载实验5、加DC-DC匹配电源电压与负载电压实验6、DC-AC逆变与交流负载实验m
3 5 光学衍射与 干涉现象的 研究 目的：利用光学平台观察光学衍射与干涉 现象，并研究衍射与干涉特性与规律 内容：1．观察单缝衍射现象及特点。 2．测定单缝衍射的相对光强分布。 3．应用单缝衍射的光强分布规律计算缝 的宽度。 4．观察杨氏双缝干涉现象及特点。 5．测定杨氏双缝实验的干涉条纹。 6．学会计算光程和干涉条纹间距。 6 验证性 必做 2 6 偏振现象的 观察与分析 目的：利用光学平台观察光学偏振现象， 并研究分析偏振特性与规律 内容：1．观察光的偏振现象。 2．掌握产生偏振光的方法和检验方法。 3．验证马吕斯定律。 6 验证性 必做 2 7 风光互补实 验 目的：了解风光互补发电系统的主要部件 及工作原理。掌握风光互补发电系统接线 实训及相关性能测试研究 内容：1、了解太阳能发电系统的构成及 其能量转化过程。外部环境对太阳能电池 的转换影响。2、了解外部环境对太阳能 电池发电的影响。3、理解光照强度和角 度对太阳能电池发电的影响。4、掌握太 阳能自动追光系统的使用。5、了解风光 互补发电系统的主要部件及工作原理。6、 掌握风光互补发电系统接线实训 。7、掌握风光互补发电机输出特性 6 综合性 必做 2 8 太阳能光伏 电池特性及 应用实验 目的：通过实验，了解并掌握太阳能发电 系统的组成、工作原理、相关规律及工程 应用 内容：1、测量太阳能电池输出伏安特性 2、研究失配及遮挡对太阳能电池输出的 影响 3、太阳能电池对储能装置两种方式充电 实验 4、太阳能电池直接带负载实验 5、加 DC-DC 匹配电源电压与负载电压实 验 6、DC-AC 逆变与交流负载实验 6 综合性 必做 2
六、实验成绩占课程成绩的比例：100%（总成绩=平时实验60%+期末考试40%）七、实验指导书及参考书自编教材《应用物理专业实验指导书》吕蓬主编（2013.9月版）1、2、《可再生能源概论》左然机械工业出版社2013年8月版3、《新能源技术（第二版）》翟秀静化学工业出版社2010年2月版撰写人：吕蓬系主任签字：教务处处长签字：教学院长签字：4
4 六、实验成绩占课程成绩的比例：100%（总成绩=平时实验 60%+期末考试 40%） 七、实验指导书及参考书 1、自编教材《应用物理专业实验指导书》吕蓬主编（2013.9 月版） 2、《可再生能源概论》左然 机械工业出版社 2013 年 8 月版 3、《新能源技术（第二版）》 翟秀静 化学工业出版社 2010 年 2 月版 撰写人：吕蓬 系主任签字： 教务处处长签字： 教学院长签字：