新疆大学“近代物理实验（一）”课程教学大纲 课程编号：B060014(060013) 课程类型：专业必修课 总学时：88 子 分：3 适用对象：适合物理学专业、应用物理学专业汉/民/民考汉本科生 先修课程：量子物理、电动力学、统计物理、固体物理、原子物理、普通物理 使用教材及参考书： 使用教材：《近代物理实验讲义》，新大学物理系应用物理教研室编。201年 参考书：《近代物理实验》，孙大民等编，安徽教有出版社，1987年 《近代物理实验教程》，林穆欣等编，科学出版社，1999年 《近代物理实验》，南京大学近代物理实验室编，南京大学出版社，1997年 《近代物理实验》，蓝乐山、酸道宣编，复日大学出版社，1995年 一、课程性质、目的和任务 物理学是一门以实验为基础的科学。实验教学是培养合格科学工作者必不可少的教学组 成部分。近代物理实验又是一门综合性、技术性较强的课程。并且是衡最一个学校物理系水 平高低的标尺。无论在国内，还是在国外，都十分重视近代物理实验的建设和发展。 本课程的主要目的：通过近代物理实验，充实和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的 观察能力，分析、归纳、综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。较为严格和系统地 训练学生掌握基本物理实验技能，掌握科学实验 基本知识 方法和技巧 近代物理实验 处在普通物理与专业实验之间，还只有承上启下的作用。培养学生对实验现象的观察与分析 能力。扩大学生的知识面，开阔学生的视野，激发学生的创新精神。进一步培养学生的综合 素质，使他们具备良好的实验素养、严莲的科学作风、求实的科学精神，并具备一定的独立 工作能力和科学研究能力。 二、敦学基本要求 1.学习如何用实验方法和技术研究物理现象和规律，通过那些在物理学发展史上起过 重大作用的近代物理实验的训练，培养学生的创新思想与创新能力，培养他们在实验过程中 发现问题、分析问题和解决问题的能力。 2.学习近代物理主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用 掌握计算机在实际中的 此基木应用技术 3,要求同学们通过阅读实验讲义、演示文档、各种实验仪器的说明书等资料，在没有 或较少得到实验教师的指导情况下，能操作相应的实验仪器、确定正确的实验步骤、编制较 佳的实验数据。记录表格、完成实验数据的处理和分析工作，从而基本上独立地完成近代物 理实验 4.提高学生的综合素质，培养他们实事求是、踏实、细致、严肃认真的科学态度和克 服困难的坚韧不拔的工作作风 5,通过某些前沿领域中的近代物理实验，开阔学生的视野，激发学生的创新意识，培 养学生使用新设备，新仪器及采用新技术的能力。拓宽知识面。 三、教学内容及要求 6学时 绪论及误差分析 理解近代物理实验课的特点，了解课程的内容、任务和学习方法。了解一些实验的史料 加深对近代物理实验的了解。 理解常用近代物理实验仪器的工作原理、使用常识
新疆大学“近代物理实验（一）”课程教学大纲 课程编号：B060014（060013） 课程类型：专业必修课 总 学 时： 88 学 分：3 适用对象：适合物理学专业、应用物理学专业汉/民/民考汉本科生 先修课程：量子物理、电动力学、统计物理、固体物理、原子物理、普通物理 使用教材及参考书： 使用教材：《近代物理实验讲义》，新疆大学物理系应用物理教研室编，2004 年 参 考 书：《近代物理实验》，孙大民等编，安徽教育出版社，1987 年 《近代物理实验教程》，林穆欣等编，科学出版社，1999 年 《近代物理实验》，南京大学近代物理实验室编，南京大学出版社，1997 年 《近代物理实验》，戴乐山、戴道宣编，复旦大学出版社，1995 年 一、课程性质、目的和任务 物理学是一门以实验为基础的科学。实验教学是培养合格科学工作者必不可少的教学组 成部分。近代物理实验又是一门综合性、技术性较强的课程。并且是衡量一个学校物理系水 平高低的标尺。无论在国内，还是在国外，都十分重视近代物理实验的建设和发展。 本课程的主要目的：通过近代物理实验，充实和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的 观察能力，分析、归纳、综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。较为严格和系统地 训练学生掌握基本物理实验技能，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧。 近代物理实验 处在普通物理与专业实验之间，还具有承上启下的作用。培养学生对实验现象的观察与分析 能力。扩大学生的知识面，开阔学生的视野，激发学生的创新精神。进一步培养学生的综合 素质，使他们具备良好的实验素养、严谨的科学作风、求实的科学精神，并具备一定的独立 工作能力和科学研究能力。 二、教学基本要求 1．学习如何用实验方法和技术研究物理现象和规律，通过那些在物理学发展史上起过 重大作用的近代物理实验的训练，培养学生的创新思想与创新能力，培养他们在实验过程中 发现问题、分析问题和解决问题的能力。 2．学习近代物理主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用， 掌握计算机在实际中的一些基本应用技术。 ３．要求同学们通过阅读实验讲义、演示文档、各种实验仪器的说明书等资料，在没有 或较少得到实验教师的指导情况下，能操作相应的实验仪器、确定正确的实验步骤、编制较 佳的实验数据。记录表格、完成实验数据的处理和分析工作，从而基本上独立地完成近代物 理实验。 ４．提高学生的综合素质，培养他们实事求是、踏实、细致、严肃认真的科学态度和克 服困难的坚韧不拔的工作作风。 ５．通过某些前沿领域中的近代物理实验，开阔学生的视野，激发学生的创新意识，培 养学生使用新设备，新仪器及采用新技术的能力。拓宽知识面。 三、教学内容及要求 讲授部分 6 学时：绪论及误差分析 理解近代物理实验课的特点，了解课程的内容、任务和学习方法。了解一些实验的史料， 加深对近代物理实验的了解。 理解常用近代物理实验仪器的工作原理、使用常识
掌握实验中的注意事项，包括人身安全及防护、通用仪器的正确使用。理解特殊仪器设 备时应严格按照操作规程使用的必要性， 了解课程的要求和实验安排 1、原子物理 原子物理实验是研究原子和分子的结构及其运动规律的实验.通过本单元实验理解原子 和分子的结构：掌握研究原子和分子的结构的基本方法，特别是光谱的方法。 (1)钠原子光谱 实验类型：基本性实验 实验内容：拍摄钠原子发射光谱，测量谱线波长（用线性内插法、比长仪的测量），用 查表和计算得到量子亏损，测量精细结构，得到屏蔽常数。掌握光栅摄谱仪和阿贝比长仪的 原理及使用方法。掌握精确测定光谱波长的方法，根据实验数据计算量子亏损。 (2)寒曼效应 实哈举型，综合性实哈 实验内容：了解塞曼效应， 理解原子的精细结构，观察横效应和纵效应及其偏振情况 学会调节下-P标准具。根据实验结果，计算塞曼分裂的大小，并确定原子上下能级的丁、L e S及g因子值，并计算 Axmc- 2、光学 (1)法拉第效应 实验类型：基本性实验 实验内容：了解法拉第效应原理，测量法拉第旋转角和磁场的关系、旋转角与波长的关 系、计算电子的荷质比、观察磁光调制现象。 1 米速测最 实验类型：基本性实验 实验内容：理解光拍频现象，掌握利用光拍频法测量光速的技术。 (3)光电探测器光谱特性 实验类型：创新型实验 实哈内容：了解辐射热申偶原理。堂握利用辐射热电偶和标准光源讲行测品，得到归一 化的光谱响应曲线 3、原子核物理 了解放射性元素的射线的性质及测量方法，了解射线测量中计数的统计规律。掌握放射 性基本测量仪器的使用，初步掌握放射性测量数据处理。 预各知识（含核辐射与核保护，核物理实验方法等） (1)G-M计数器及核衰变的统计规律 实验类型：基本性实验 实验内容：了解G-M管的工作原理和特性，测量G-M管的坪曲线和分辨时间，以及验证 核衰变的统计规律。测量G一M管的特性，验证高斯分布和泊松分布。 (2)y射线能谱测量 实验类型：基本性实羚 实验内容：了解￥射线与物质发生相互作用的特性。分析CS-137放射源的单能测最 能谱，测定谱仪的能量分辨率。 (3)用S-35多道分析仪测能谱 实验类型：设计性实验
掌握实验中的注意事项，包括人身安全及防护、通用仪器的正确使用。理解特殊仪器设 备时应严格按照操作规程使用的必要性。 了解课程的要求和实验安排。 1、原子物理 原子物理实验是研究原子和分子的结构及其运动规律的实验。通过本单元实验理解原子 和分子的结构；掌握研究原子和分子的结构的基本方法，特别是光谱的方法。 （1）钠原子光谱 实验类型：基本性实验 实验内容：拍摄钠原子发射光谱，测量谱线波长（用线性内插法、比长仪的测量），用 查表和计算得到量子亏损，测量精细结构，得到屏蔽常数。掌握光栅摄谱仪和阿贝比长仪的 原理及使用方法。掌握精确测定光谱波长的方法，根据实验数据计算量子亏损。 （2）塞曼效应 实验类型：综合性实验 实验内容：了解塞曼效应，理解原子的精细结构，观察横效应和纵效应及其偏振情况。 学会调节 F-P 标准具。根据实验结果，计算塞曼分裂的大小，并确定原子上下能级的 J、L、 S 及 g 因子值，并计算 2 4 e πmc 。 ２、光学 （1）法拉第效应 实验类型：基本性实验 实验内容：了解法拉第效应原理，测量法拉第旋转角和磁场的关系、旋转角与波长的关 系、计算电子的荷质比、观察磁光调制现象。 （1） 光速测量 实验类型：基本性实验 实验内容：理解光拍频现象，掌握利用光拍频法测量光速的技术。 （3）光电探测器光谱特性 实验类型：创新型实验 实验内容：了解辐射热电偶原理，掌握利用辐射热电偶和标准光源进行测量，得到归一 化的光谱响应曲线。 ３、原子核物理 了解放射性元素的射线的性质及测量方法，了解射线测量中计数的统计规律。掌握放射 性基本测量仪器的使用，初步掌握放射性测量数据处理。 预备知识（含核辐射与核保护，核物理实验方法等） （1）G-M 计数器及核衰变的统计规律 实验类型：基本性实验 实验内容：了解 G-M 管的工作原理和特性，测量 G-M 管的坪曲线和分辨时间，以及验证 核衰变的统计规律。测量 G-M 管的特性，验证高斯分布和泊松分布。 （2）γ射线能谱测量 实验类型：基本性实验 实验内容：了解γ射线与物质发生相互作用的特性。 分析 CS-137 放射源的单能测量γ 能谱，测定谱仪的能量分辨率。 （3）用S-35＋ 多道分析仪测能谱 实验类型：设计性实验
实验内容：了解用S-35多道分析仪的基本原理及基本操作规程。用CS-137放射源对 多道分析仪进行能量刻度并对未知放射源进行能谱分析。 4、低温与固体物理实验 实验类型：基本性实验 实验内容：掌据霍尔效应基本原理，掌据实验方法，测量半导体硅（或锗）的霍尔系数 与电导率。 (2)位错观和全相品微技术 实验类型：设计性实验 实验内容： 了解全相显微技术，掌握全相显微镜的使用方法，掌握硅单晶位错密度及 小角度品界倾角0的测定。 (3)高临界温度超导体临界温度的电阻测量 实验类型：基本性实验 实验内容：利用动态法测量高临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系：通 过实验掌握利用液氨容器内的低温空间改变氧化物超导材料温度、测温及控温的原理和方 法：学习利用四端子法测量超导材料电阻和热电势的消除等基本实验方法以及实验结果的 分析与处理：选用稳态法测量临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系并与动 态进行比较。 (4)蒸汽冷凝法制备纳米微粒 实验类型：设计性实验 实验内容：学习和掌握利用蒸汽冷凝法制备金属纳米微粒的基本原理和实验方法，研 究微粒尺寸与惰性气体气压之间的关系：学习利用电子成像法、X射线衍射峰宽法或其它 方法测量微粒的粒径。 5、光学和光谱技术 (1)吸收光谱定量分析 实验类型：基本性实验 实验内容：了解吸收光谱法的应用，掌握吸收定律，利用分光光度法测定溶液中物质的 浓度。 (2)光学名道分析仪的使用 实验类型：综合性实验 实验内容：了解0MA(光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器)的组成 及工作原理，掌握使用A分析光谱的方法，利用计算机数据采集、分析和处理数据。 (3)光学综合实：哈 实验类型：设计性实哈 哈内容。 光学平台设计各种几何光学、波动光学和信息光学等方面的光学实验，观 察、检测、测量相关实验数据 ，并对实验数据进行 (4)激光拉曼光谱 实验类型：综合性实验 实验内容：了解拉曼光谱技术的应用，掌握拉曼谱仪基本构造及原理，掌握光路的调节， 测定振动频率，根据片偏振情况确定振动模式
实验内容：了解用S-35＋ 多道分析仪的基本原理及基本操作规程。 用CS-137 放射源对 多道分析仪进行能量刻度并对未知放射源进行能谱分析。 ４、低温与固体物理实验 （1）霍尔效应 实验类型：基本性实验 实验内容：掌握霍尔效应基本原理，掌握实验方法，测量半导体硅（或锗）的霍尔系数 与电导率。 （2）位错观测和全相显微技术 实验类型：设计性实验 实验内容： 了解全相显微技术，掌握全相显微镜的使用方法，掌握硅单晶位错密度及 小角度晶界倾角θ的测定。 （3）高临界温度超导体临界温度的电阻测量 实验类型：基本性实验 实验内容：利用动态法测量高临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系；通 过实验掌握利用液氮容器内的低温空间改变氧化物超导材料温度、测温及控温的原理和方 法；学习利用四端子法测量超导材料电阻和热电势的消除等基本实验方法以及实验结果的 分析与处理；选用稳态法测量临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系并与动 态进行比较。 （4）蒸汽冷凝法制备纳米微粒 实验类型：设计性实验 实验内容：学习和掌握利用蒸汽冷凝法制备金属纳米微粒的基本原理和实验方法，研 究微粒尺寸与惰性气体气压之间的关系；学习利用电子成像法、Ｘ射线衍射峰宽法或其它 方法测量微粒的粒径。 ５、光学和光谱技术 （1）吸收光谱定量分析 实验类型：基本性实验 实验内容：了解吸收光谱法的应用，掌握吸收定律，利用分光光度法测定溶液中物质的 浓度。 （2）光学多道分析仪的使用 实验类型：综合性实验 实验内容：了解 OMA（光子探测器（CCD）和计算机控制的新型光谱分析仪器）的组成 及工作原理，掌握使用 OMA 分析光谱的方法，利用计算机数据采集、分析和处理数据。 （3）光学综合实验 实验类型：设计性实验 实验内容：光学平台设计各种几何光学、波动光学和信息光学等方面的光学实验，观 察、检测、测量相关实验数据，并对实验数据进行 （4）激光拉曼光谱 实验类型：综合性实验 实验内容：了解拉曼光谱技术的应用，掌握拉曼谱仪基本构造及原理，掌握光路的调节， 测定振动频率，根据片偏振情况确定振动模式
(5)光波导技术应用、激光全息照相、全息光栅、小型固体激光器的调试和倍频现象 等相关光学实验内容。 6、磁共振技术 (1)核磁共振 实验类型：设计性实验 实验内容：理解核磁共振原理，堂握一种测量磁场的方法。掌握对磁场的标定后，测量 可产生核磁磁共振物质的回磁比和朗德因子。 (2)电子自旋共振 实验类型：基本性实验 实验内容：理解电子自旋共振原理，掌握射频段观测电子自旋共振信号，测量谱线宽度 和g因子。 (3)光共据 实验类型：设计性实验 实验内容：掌握光抽运磁共振探测实验原理，观察光抽运信号，测量弛豫时间，观测磁 共振信号测定原子贴87和R685的g因子，测量地磁场。 7、应用技术实验 (】)扫描落道显微镜(STM)技术应用 实验类型：综合性实验 实验内容：学习和了解扫描隧道显微镜的结构和原理：观测和验证量子力学中的隧道 效应：掌握扫描隧道显微镜的操作和调试过程，观察样品的表面形貌：学习用计算机软件 来处理原始数据图像。 四、实践环节 1、本大纲是根据历年来全国“折代物理实验数学大钢”及近年来我系改革经的基 上，结合现有的实验设备，为培养高素质的应用性人材而制定的，基本上覆 了近代物理实 验的各有关内容。有些实验内容，如光学中的激光全息，傅里叶光学，激光器的模式与兰姆 凹陷等效应在高等光学的专门化实验中：薄膜的制作与膜厚的测量等内容在材料物理专门化 实验中进行：而低温技术，微波技术和声学等方面的实验在具备条件后陆续开设。 2、本课程教学方式主要是：在教师的指导下，学生独立完成实验（二人一组），特别 强调培养学生的实际动手能力 当今科学技术发展日新月异，新方法，新仪器不断出现。本课程也应与时俱进，不 断探素，不断发展。 五、学时分配 1、本课程安排176学时，分两学期完成，总共完成18至22个实验项目，每学 期88学时，每次实验安排6-8学时，前2小时熟悉实验仪器，进一步修改完善 实验方案，提交预习报告。所有实验实行二个学生一套实验设备，保证学生亲自 动手实验的机会
（5）光波导技术应用、激光全息照相、全息光栅、小型固体激光器的调试和倍频现象 等相关光学实验内容。 6、磁共振技术 （1）核磁共振 实验类型：设计性实验 实验内容：理解核磁共振原理，掌握一种测量磁场的方法。掌握对磁场的标定后，测量 可产生核磁磁共振物质的回磁比和朗德因子。 （2）电子自旋共振 实验类型：基本性实验 实验内容：理解电子自旋共振原理，掌握射频段观测电子自旋共振信号，测量谱线宽度 和 g 因子。 （3）光磁共振 实验类型：设计性实验 实验内容：掌握光抽运磁共振探测实验原理，观察光抽运信号，测量弛豫时间，观测磁 共振信号测定原子 Rb87 和 Rb85 的 g 因子，测量地磁场。 7、应用技术实验 （1）扫描隧道显微镜（STM）技术应用 实验类型：综合性实验 实验内容： 学习和了解扫描隧道显微镜的结构和原理；观测和验证量子力学中的隧道 效应；掌握扫描隧道显微镜的操作和调试过程，观察样品的表面形貌；学习用计算机软件 来处理原始数据图像。 四、实践环节 １、本大纲是根据历年来全国“近代物理实验教学大钢”及近年来我系改革经验的基础 上，结合现有的实验设备，为培养高素质的应用性人材而制定的，基本上覆盖了近代物理实 验的各有关内容。有些实验内容，如光学中的激光全息，傅里叶光学，激光器的模式与兰姆 凹陷等效应在高等光学的专门化实验中；薄膜的制作与膜厚的测量等内容在材料物理专门化 实验中进行；而低温技术，微波技术和声学等方面的实验在具备条件后陆续开设。 ２、本课程教学方式主要是：在教师的指导下，学生独立完成实验（二人一组），特别 强调培养学生的实际动手能力。 ３、当今科学技术发展日新月异，新方法，新仪器不断出现。本课程也应与时俱进，不 断探索，不断发展。 五、学时分配 1、本课程安排 176 学时，分两学期完成，总共完成 18 至 22 个实验项目，每学 期 88 学时，每次实验安排 6-8 学时，前 2 小时熟悉实验仪器，进一步修改完善 实验方案，提交预习报告。所有实验实行二个学生一套实验设备，保证学生亲自 动手实验的机会
序号 教学内容 实验类利 实验要求参考学时 绪论与误差分析 钠原子光谱实验 基本 必 3 塞曼效应 综合 必做 光速训量 某木 达做 Y射线能谱测量 基本 一M计数器及核衰变的统计规律 必做 用S-35多道分析仪测能谱 设计 必以做 8 法拉第效应 基木 必做 0 综合 必做 10 光磁共振 基 必做 11 盖革-弥勒计数器和放射性探索 基本 必做 6 12 吸收来谱》析 基木 必做 6 13 光学多道分析仪的使用 综合 选做 8 14 光学综合实华 设计 选做 15 电子自旋共根 基本 必做 6 16 高临界温度超导体临界温度的申阳 基本 必做 测量 17 蒸汽冷凝法制备纳米微粒 设计 选做 18 扫描隧道显微镜(STM)技术应用 绿合 洗做 8 10 光波导技术应用 综合 选做 激光全息照相 基本 选做 21 全息光栅 基本 选做 6 22 小型固体激光器的调试和倍频现象 基本 选做 6 的观测 23 激光拉曼光谱 综合 选做 8 24 考试 合计 88 六、考核方式 严格本课程的考核，考核方法可以是灵活的，多种多样的（如口试、笔试、实际操作等）， 成绩按学生平时的考勤、预习、实际操作能力和完成实验报告情况，结合考试成绩，每学期 评定一次。 制定者：沈异凡、艾尔背阿 审核者：普拉提 批准者：张军 2006-7-28
序号 教学内容 实验类型 实验要求 参考学时 1 绪论与误差分析 6 2 钠原子光谱实验 基本 必做 8 3 塞曼效应 综合 必做 8 4 光速测量 基本 必做 6 5 γ射线能谱测量 基本 必做 8 6 G-M 计数器及核衰变的统计规律 基本 必做 6 7 用S-35＋多道分析仪测能谱 设计 必做 8 8 法拉第效应 基本 必做 6 9 核磁共振 综合 必做 8 10 光磁共振 基本 必做 8 11 盖革-弥勒计数器和放射性探索 基本 必做 6 12 吸收光谱分析 基本 必做 6 13 光学多道分析仪的使用 综合 选做 8 14 光学综合实验 设计 选做 8 15 电子自旋共振 基本 必做 6 16 高临界温度超导体临界温度的电阻 测量 基本 必做 8 17 蒸汽冷凝法制备纳米微粒 设计 选做 8 18 扫描隧道显微镜（STM）技术应用 综合 选做 8 19 光波导技术应用 综合 选做 8 20 激光全息照相 基本 选做 6 21 全息光栅 基本 选做 6 22 小型固体激光器的调试和倍频现象 的观测 基本 选做 6 23 激光拉曼光谱 综合 选做 8 24 考试 2 合计 88 六、考核方式 严格本课程的考核，考核方法可以是灵活的，多种多样的（如口试、笔试、实际操作等）， 成绩按学生平时的考勤、预习、实际操作能力和完成实验报告情况，结合考试成绩，每学期 评定一次。 制定者：沈异凡、艾尔肯.阿 审核者：普拉提 批准者：张军 2006-7-28
新疆大学“近代物理实验（二)”课程教学大纲 课程编号：B060015(060014) 课程类型：专业必修课 总学时：88 适用对象：适合物理学专业、应用物理学专业汉/尺/民考汉本科生 先修课程：量子物理、电动力学、统计物理、固体物理、原子物理、普通物理 使用教材及参考书： 使用教材：《近代物理实验讲义》，新疆大学物理系应用物理教研室编 参考书：《近代物理实验》，孙大民等缩，安微教育出版社，1987年 《近代物理实验教程》，林稳秋空编。科学出版社，1999年 《近代物理实验》 南京大学近代物理实验室编，南京大学出版社，1997年 《近代物理实验》，戴乐山、戴道宜编，复旦大学出版社，1995年 一、课程性质、目的和任务 物理学是一门以实验为基础的科学。实验教学是培养合格科学工作者必不可少的教学组 成部分。近代物理实验又是一门综合性、技术性较强的课程。并且是衡量一个学校物理系水 平高低的标尺 无论在国内，还是在 国外， 都十分重视近代物理实验的建设和发展 本课程的主要目的：通过近代物理实验，充实和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的 观察能力，分析、归纳、综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。较为严格和系统地 训练学生掌握基本物理实验技能，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧。近代物理实验 处在普通物理与专业实验之间。还且有承上启下的作用。培卷学生对实验即象的观察与分析 能力。扩大学生的知识面，开阔学生的 视野，激发学生的创新精神。进一步培养学生的综合 素质，使他们1备良好的实验素养、严连的科学作风、求实的科学精神，并其备一定的独 工作能力和科学研究能力。 二、教学基本要求 1。学习何用实哈方法和技术研究物理理象和规律.通过那些在物理学发展史上起村 重大作用的近代物理实验的训练，培养学生的创新思想与创新能力，培养他们在实验过程中 发现问题、分析问题和解决问题的能力 2.学习近代物理主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用， 掌握计算机在实际中的一些基本应用技术。 3.要求同学们通过阅读实验进义、演示文挡、各种实验仪器的说明书等资料，在没有或 较少得到实验教师的指导情况下，能操作相应的实验仪器、确定正确的实验步環、编制较佳 的实验数据。记录表格、完成实验数据的处理和分析工作，从而基本上独立地完成近代物理 实验。 4.提高学生的综合素质，培养他们实事求是、踏实、细致、严肃认真的科学态度和克服 困难的坚韧不拔的工作作风。 5通过某些前沿领域中的近代物理实验，开阔学生的视野，激发学生的创新意识，培养 学生使用新设备，新仪器及采用新技术的能力。拓宽知识面 三、教学内容及要求 讲授部分6学时：绪论及误差分析 理解近代物理实验课的特点，了解课程的内容、任务和学习方法。了解一些实验的史料
新疆大学“近代物理实验（二）”课程教学大纲 课程编号：B060015（060014） 课程类型：专业必修课 总 学 时：88 学 分：3 适用对象：适合物理学专业、应用物理学专业汉/民/民考汉本科生 先修课程：量子物理、电动力学、统计物理、固体物理、原子物理、普通物理 使用教材及参考书： 使用教材：《近代物理实验讲义》，新疆大学物理系应用物理教研室编 参 考 书：《近代物理实验》，孙大民等编，安徽教育出版社，1987 年 《近代物理实验教程》，林穆欣等编，科学出版社，1999 年 《近代物理实验》，南京大学近代物理实验室编，南京大学出版社，1997 年 《近代物理实验》，戴乐山、戴道宣编，复旦大学出版社，1995 年 一、课程性质、目的和任务 物理学是一门以实验为基础的科学。实验教学是培养合格科学工作者必不可少的教学组 成部分。近代物理实验又是一门综合性、技术性较强的课程。并且是衡量一个学校物理系水 平高低的标尺。无论在国内，还是在国外，都十分重视近代物理实验的建设和发展。 本课程的主要目的：通过近代物理实验，充实和活跃学生的物理思想，培养学生敏锐的 观察能力，分析、归纳、综合能力，培养创新意识和掌握新技术的能力。较为严格和系统地 训练学生掌握基本物理实验技能，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧。 近代物理实验 处在普通物理与专业实验之间，还具有承上启下的作用。培养学生对实验现象的观察与分析 能力。扩大学生的知识面，开阔学生的视野，激发学生的创新精神。进一步培养学生的综合 素质，使他们具备良好的实验素养、严谨的科学作风、求实的科学精神，并具备一定的独立 工作能力和科学研究能力。 二、教学基本要求 1．学习如何用实验方法和技术研究物理现象和规律，通过那些在物理学发展史上起过 重大作用的近代物理实验的训练，培养学生的创新思想与创新能力，培养他们在实验过程中 发现问题、分析问题和解决问题的能力。 2.学习近代物理主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用， 掌握计算机在实际中的一些基本应用技术。 3.要求同学们通过阅读实验讲义、演示文档、各种实验仪器的说明书等资料，在没有或 较少得到实验教师的指导情况下，能操作相应的实验仪器、确定正确的实验步骤、编制较佳 的实验数据。记录表格、完成实验数据的处理和分析工作，从而基本上独立地完成近代物理 实验。 4.提高学生的综合素质，培养他们实事求是、踏实、细致、严肃认真的科学态度和克服 困难的坚韧不拔的工作作风。 5.通过某些前沿领域中的近代物理实验，开阔学生的视野，激发学生的创新意识，培养 学生使用新设备，新仪器及采用新技术的能力。拓宽知识面。 三、教学内容及要求 讲授部分 6 学时：绪论及误差分析 理解近代物理实验课的特点，了解课程的内容、任务和学习方法。了解一些实验的史料
加深对近代物理实验的了解。 理解常用近代物理实验仪器的工作原理、使用常识 掌捏实验中的注意事项，包括人身安全及防护、通用仪器的正确使用。理解特殊仪器设 备时应严格按照操作 程使用的 必婴性 了解课程的要求和实验安排。 1、原子物理 原子物理实验是研究原子和分子的结构及其运动规律的实验。通过本单元实验理解原子 和分子的结构：掌握研究原子和分子的结构的基本方法，特别是光谱的方法。 氢原子光谱与同位素位移的研究 实验类型：基本性实验 实验内容：掌握光谱仪的工作原理和使用方法，学习识谱和谱线测量等基本技术，通过 所测得的氢（氘）原子光谱准确测出氢（氘）的里德伯常数，测出氢、氘同位素位移，理 解测量质子与电子质量比的方法。掌握棱镜摄谱仪和阿贝比长仪的原理及使用方法。掌握精 确测定光谱波长的方法。 夫兰克一赫兹实验 实验类型：基本性实验 实验内容：了解夫兰克一赫兹实验原理，掌握测量r的第一激发态电势。解释温度对 下-H曲线的影响及曲线随灯丝电压的变化情况。 双原子分子光谱 实验类型：设计性实验 实验内容：了解二原子分子结构及其分子光谱，掌握测量C或C分子的诰振频率、非谐 常数、力常数及分子的转动常数和分子的转动惯性及核间距等。 (4)油滴法测量电子电荷 实验卷型：基木性实哈 实验内容：用测最油滴运动速度和调整油滴平衡两种测方法得到电荷的最小单位即电 子电量 (5)磁聚焦法测量电子的荷质比 实验类型：基本性实验 (四)实验内容：理解电子在电场和磁场中运动规律。掌挥用两种不同的方法测量电子的荷 质比e/血的值，用理论值比较计算平均偏差。 2、光学 (3)光电效应 实验类型：基本性实验 实验内容：了解光电效应实验原理，掌握测定普朗克常数，用交点法和拐点法确定遏止 电压。测定光电效应的光电特性曲线。 (2)椭圆偏振法测量薄膜厚度、 折射率和金属复折射率 实验类型：基本性实验 实验内容：了解椭圆法测最的基本原理，掌握一些偏振光学实验技术，测厚仪的调节， 测量己知的衬底上的薄膜的厚度d和折射率。 (3)迈克尔卧干涉仪的调整与使用 实验类型：综合性实验 实验内容：了解迈克尔逊干涉设计原理， 了解仪器的构造，掌握调节方法。调节干涉仪 并观察干涉条纹：测量He-Ne激光器的激光波长：测量钠D双线的波长差。 3、原子核物理
加深对近代物理实验的了解。 理解常用近代物理实验仪器的工作原理、使用常识。 掌握实验中的注意事项，包括人身安全及防护、通用仪器的正确使用。理解特殊仪器设 备时应严格按照操作规程使用的必要性。 了解课程的要求和实验安排。 1、原子物理 原子物理实验是研究原子和分子的结构及其运动规律的实验。通过本单元实验理解原子 和分子的结构；掌握研究原子和分子的结构的基本方法，特别是光谱的方法。 （1） 氢原子光谱与同位素位移的研究 实验类型：基本性实验 实验内容：掌握光谱仪的工作原理和使用方法，学习识谱和谱线测量等基本技术，通过 所测得的氢（氘）原子光谱准确测出 氢（氘）的里德伯常数，测出氢、氘同位素位移，理 解测量质子与电子质量比的方法。掌握棱镜摄谱仪和阿贝比长仪的原理及使用方法。掌握精 确测定光谱波长的方法。 （2） 夫兰克－赫兹实验 实验类型：基本性实验 实验内容：了解夫兰克－赫兹实验原理，掌握测量 Ar 的第一激发态电势。解释温度对 F-H 曲线的影响及曲线随灯丝电压的变化情况。 （3） 双原子分子光谱 实验类型：设计性实验 实验内容：了解二原子分子结构及其分子光谱，掌握测量C2或CN分子的谐振频率、非谐 常数、力常数及分子的转动常数和分子的转动惯性及核间距等。 （4）油滴法测量电子电荷 实验类型：基本性实验 实验内容：用测量油滴运动速度和调整油滴平衡两种测量方法得到电荷的最小单位即电 子电量。 （5）磁聚焦法测量电子的荷质比 实验类型：基本性实验 （四）实验内容：理解电子在电场和磁场中运动规律。掌握用两种不同的方法测量电子的荷 质比 e/m 的值，用理论值比较计算平均偏差。 ２、光学 （3）光电效应 实验类型：基本性实验 实验内容：了解光电效应实验原理，掌握测定普朗克常数，用交点法和拐点法确定遏止 电压。测定光电效应的光电特性曲线。 （2）椭圆偏振法测量薄膜厚度、折射率和金属复折射率 实验类型：基本性实验 实验内容：了解椭圆法测量的基本原理，掌握一些偏振光学实验技术，测厚仪的调节 ， 测量已知的衬底上的薄膜的厚度 d 和折射率。 （3）迈克尔逊干涉仪的调整与使用 实验类型：综合性实验 实验内容：了解迈克尔逊干涉设计原理，了解仪器的构造，掌握调节方法。调节干涉仪 并观察干涉条纹；测量 He-Ne 激光器的激光波长；测量钠 D 双线的波长差。 ３、原子核物理
了解放射性元素的射线的性质及测量方法，了解核技术在材料科学中的应用。掌握核技 术的一些基本测量仪器的使用，掌握测量数据处理方法。 (1)穆斯堡尔效 实验类型：综合性实 实验内容：了解穆斯堡尔效应原理及其在材料科学中的应用，掌握穆斯堡尔谱学原理和 穆斯堡尔谱仪的基本构造及性能，掌握测量待测样品的穆斯堡尔谱，用计算机拟合谱形取得 参数。 (2)正电子潭没寿命 实验类型：研究性实验 实验内容：了解正电子湮没寿命实验原理及其在材料科学中的应用，掌握仪器调节和使 用方法，测定金属或某材料的正电子寿命谱，估计样品中的电子密度。 (3)低本底环境X谱仪测量建材中的放射性物质 实哈举型，综合性实验 实验内容：了解放射性物质存在于周遍环境 ,掌握碘化钠探测器的工作原理 测量不同建材中的放射性物质并对其能量，比活度进行分析。 5、光谱技术 (1)发射光谱分析 实验类型：设计性实：昭 实验内容：了解发射定性和定量分析基本原理，掌捏光谱线性插入法测定谱线波长，阿 贝比长仪和测微黑度计的原理及使用方法、三标准试样法定量分析。 6、真空技术 (1)高直空的获得和测品 实验类型：基本件实验 实验内容：了解真空技术中常用仪器的原理和使用方法，掌握基本的真空获得和测量的 方法。 掌握正确操作高真空系统 学会寻找漏气的方法，做出各种一t曲线 (2)气体放电等离子体的研究 实验类型：基本性实验 实验内容：了解气体放电中等离子体的特性，掌握利用等离子体诊断技术测定等离子体 的一些基本参量。用双探针法，测出伏安特性曲线，求电子密度和温度。 (3)电子衍射实验 实验类型：综合性实 实验内容：理解真空中高速电子穿过晶体薄膜时的衍射现象，进一步理解电子的波动性， 握晶体对电子的衍射理论及对立方晶系的指标化方法：掌握测量立方晶系的晶格常数方 法。 (4)直空箍技术实哈 实验类型：综合性实验 实验内容：了解真空镀膜机的工作原理和应用，学提镀铝膜的技术。 (5)用膨胀法标正热点偶真空计 实验类型：综合性实验 实验内容：掌热电偶真空计的使用方法：学会用膨胀法精密的校正热电偶真空计的方法 和原理。 7、X光技术 了解x射线的产生及x射线的衍射原理，掌握x射线衍射的基本实验方法。 (1)X射线测定多晶体的晶格常数（德拜相法）
了解放射性元素的射线的性质及测量方法，了解核技术在材料科学中的应用。掌握核技 术的一些基本测量仪器的使用，掌握测量数据处理方法。 （1）穆斯堡尔效应 实验类型：综合性实验 实验内容：了解穆斯堡尔效应原理及其在材料科学中的应用，掌握穆斯堡尔谱学原理和 穆斯堡尔谱仪的基本构造及性能，掌握测量待测样品的穆斯堡尔谱，用计算机拟合谱形取得 参数。 （2）正电子湮没寿命 实验类型：研究性实验 实验内容：了解正电子湮没寿命实验原理及其在材料科学中的应用，掌握仪器调节和使 用方法，测定金属或某材料的正电子寿命谱，估计样品中的电子密度。 （3）低本底环境γ谱仪测量建材中的放射性物质 实验类型：综合性实验 实验内容：了解放射性物质存在于周遍环境，掌握碘化钠探测器的工作原理。 测量不同建材中的放射性物质并对其能量，比活度进行分析。 ５、光谱技术 （1）发射光谱分析 实验类型：设计性实验 实验内容：了解发射定性和定量分析基本原理，掌握光谱线性插入法测定谱线波长，阿 贝比长仪和测微黑度计的原理及使用方法、三标准试样法定量分析。 ６、真空技术 （1）高真空的获得和测量 实验类型：基本性实验 实验内容：了解真空技术中常用仪器的原理和使用方法，掌握基本的真空获得和测量的 方法。掌握正确操作高真空系统，学会寻找漏气的方法，做出各种 p-t 曲线。 （2）气体放电等离子体的研究 实验类型：基本性实验 实验内容：了解气体放电中等离子体的特性，掌握利用等离子体诊断技术测定等离子体 的一些基本参量。用双探针法，测出伏安特性曲线，求电子密度和温度。 （3）电子衍射实验 实验类型：综合性实验 实验内容：理解真空中高速电子穿过晶体薄膜时的衍射现象，进一步理解电子的波动性。 掌握晶体对电子的衍射理论及对立方晶系的指标化方法；掌握测量立方晶系的晶袼常数方 法。 （4）真空镀膜技术实验 实验类型：综合性实验 实验内容：了解真空镀膜机的工作原理和应用，掌握镀铝膜的技术。 （5）用膨胀法标正热点偶真空计 实验类型：综合性实验 实验内容：掌握热电偶真空计的使用方法；学会用膨胀法精密的校正热电偶真空计的方法 和原理。 ７、X 光技术 了解 x 射线的产生及 x 射线的衍射原理，掌握 x 射线衍射的基本实验方法。 （1）X 射线测定多晶体的晶格常数（德拜相法）
实验类型：基本性实验 实验内容：掌握用德拜一谢乐(Debye-Scherrer)法测定品体的品格常数和确定原胞结 构的类型。 (2)劳厄照相法 实验类型：基本性实验 实验内容：拍摄劳厄相图，掌据极射投影法，测定单品体的取向。 (3)X射线衍射物相分析 实验举型：设计性实哈 实验内容：掌据分析仪光路调节、摄像，用衍射仪法进行物相分析 8、微波技术实验 (1)微波参数测量 实验类型：基本性实验 实验内容：了解名微波元件的工作原理和仪器原理，初步堂程微波仪器的使用。理解微 波在矩形波导中传播的特点，掌握微波谐振腔的微波场特点。掌握微波速调管的特性和调整 波导测量线的使用，检波品体定标方法和驻波比测量技术。 (2)微波电子顺磁共振 实验类型：设计性实验 实验内容：理解电子顺磁共振原理，堂挥磁共振测量的基本方法，掌据对回磁比和朗德 因子的测量和计算。在微波段测量顺磁共振，测最谱线g因子、谱线宽度、超精细结构。 9、微弱信号测试技术 (1)微弱信号测试实验装置 实验类型：基本性实验 实验内容：了解微弱信号技术及其应用，掌握相关接收技术，取样积分检测技术等。 (2)锁相放大器应用 实验类型：综合性实 实验内容：了解相互检测原理和锁相放大器基本组成，掌握锁相放大器的使用方法，测 定锁相放大器工作特性和参数，测量激光感生荧光光谱等。 (3)光子计数技术 实验类型：综合性实验 实验内容：了解光子计数器实验原理及基本组成，掌握光子计数器的使用方法，确定阔 值和弱光测量 10、低温与固体物理实验 (1)磁电阻测量实验 实验类型：综合性实验 实验内容：了解巨磁阻抗效应的基本原理：初步了解巨磁阻材料的主要类型及特点：学 握室温下磁电阻测量方法 (2)题性材料B-H特性的测量 实验类型：综合性实验 实验内容：了解磁性材料的某些特征量，学习用法拉第感应法加电子有源积分器测量 软、硬磁材料的B-H回线及某些特征量。 四、实践环节 1、本大纲是根据历年来全国“近代物理实验教学大钢”及近年来我系改革经验的基础
实验类型：基本性实验 实验内容：掌握用德拜－谢乐（Debye-Scherrer）法测定晶体的晶格常数和确定原胞结 构的类型。 （2）劳厄照相法 实验类型：基本性实验 实验内容：拍摄劳厄相图，掌握极射投影法，测定单晶体的取向。 （3）X 射线衍射物相分析 实验类型：设计性实验 实验内容：掌握分析仪光路调节、摄像，用衍射仪法进行物相分析。 8、微波技术实验 （1）微波参数测量 实验类型：基本性实验 实验内容：了解各微波元件的工作原理和仪器原理，初步掌握微波仪器的使用。理解微 波在矩形波导中传播的特点，掌握微波谐振腔的微波场特点。掌握微波速调管的特性和调整， 波导测量线的使用，检波晶体定标方法和驻波比测量技术。 （2）微波电子顺磁共振 实验类型：设计性实验 实验内容：理解电子顺磁共振原理，掌握磁共振测量的基本方法，掌握对回磁比和朗德 因子的测量和计算。在微波段测量顺磁共振，测量谱线 g 因子、谱线宽度、超精细结构。 9、微弱信号测试技术 （1）微弱信号测试实验装置 实验类型：基本性实验 实验内容：了解微弱信号技术及其应用，掌握相关接收技术，取样积分检测技术等。 （2）锁相放大器应用 实验类型：综合性实验 实验内容：了解相互检测原理和锁相放大器基本组成，掌握锁相放大器的使用方法，测 定锁相放大器工作特性和参数，测量激光感生荧光光谱等。 （3）光子计数技术 实验类型：综合性实验 实验内容：了解光子计数器实验原理及基本组成，掌握光子计数器的使用方法，确定阈 值和弱光测量。 10、低温与固体物理实验 （1）磁电阻测量实验 实验类型：综合性实验 实验内容：了解巨磁阻抗效应的基本原理；初步了解巨磁阻材料的主要类型及特点；掌 握室温下磁电阻测量方法 （2）磁性材料 B-H 特性的测量 实验类型：综合性实验 实验内容：了解磁性材料的某些特征量，学习用法拉第感应法加电子有源积分器测量 软、硬磁材料的Ｂ-Ｈ 回线及某些特征量。 四、实践环节 １、本大纲是根据历年来全国“近代物理实验教学大钢”及近年来我系改革经验的基础
上，结合现有的实验设备，为培养高素质的应用性人材而制定的，基本上覆盖了近代物理实 验的各有关内容。有些实验内容，如光学中的激光全息，傅里叶光学，激光器的模式与兰姆 高等光学的专门化实验中：薄膜的制作与膜厚的测量等内容在 材料物理专门化 实验中进行：而低温技术，微波技术和声学等方面的实验在具备条件后陆续开设， 2、本课程教学方式主要是：在教师的指导下，学生独立完成实验（二人一组），特别强 调培养学生的实际动手能力。 3、当今利学技术发展日新月异，新方法，新仪器不断出现。本课程也应与时俱进，不 断探索，不断发展。 五、学时分配 本课程安排176学时，分两学期完成，总共完成18至22个实验项目，每学 期88学时， 每次实验安排6-8学时，前2小时熟悉实验仪器，进一步修改完善 实验方案，提交预习报告。所有实验实行二个学生一套实验设备，保证学生亲自 动手实验的机会。 序号 教学内容 实验类型实验要求参考学时 1 绪论及误差分析 6 油滴法测量电子电荷 其木 以做 6 夫兰克一赫兹实验或 基本 椭圆偏振法测量薄膜厚度 基不 必做 5 荷质比的测量 基本 必做 6 6 发射光谱分析（光谱定性/定量分析） 设 以册 R 7 双值子分子业 基本 选做 Q 8 高真空的获得和测 基不 必 9 微弱信号测实哈（相关器其主严参数测量）基本 必做 6 10 氢原子光谱与同位素位移的研究 其木 以微 6 11 相放大器的应用 综合 以做 12 磁聚焦法测量电子的荷质比 基不 必做 13 电子行射实验 综合 选做 8 14 用膨胀法标正热点偶真空 必做 15 真空镀膜技术实路 综合 选 16 X射线测定多晶体的品格常数（德拜相法） 综合 洗做 8 17 X射线衍射物相分析 综合 选做 8 18 稳斯堡尔效应 综合 透做 19 磁电阻效应实验 综合 选做 20 磁性材料磁特性测 综合 选做 21 X射线测定多晶体的品格常数（德拜相法） 综合 选做 8 22 光子计数技术 综合 选做 23低本底环境γ谱仪测量建材中的放射性物质综合 选做 8
上，结合现有的实验设备，为培养高素质的应用性人材而制定的，基本上覆盖了近代物理实 验的各有关内容。有些实验内容，如光学中的激光全息，傅里叶光学，激光器的模式与兰姆 凹陷等效应在高等光学的专门化实验中；薄膜的制作与膜厚的测量等内容在材料物理专门化 实验中进行；而低温技术，微波技术和声学等方面的实验在具备条件后陆续开设。 2、本课程教学方式主要是：在教师的指导下，学生独立完成实验（二人一组），特别强 调培养学生的实际动手能力。 3、当今科学技术发展日新月异，新方法，新仪器不断出现。本课程也应与时俱进，不 断探索，不断发展。 五、学时分配 1、本课程安排 176 学时，分两学期完成，总共完成 18 至 22 个实验项目，每学 期 88 学时，每次实验安排 6-8 学时，前 2 小时熟悉实验仪器，进一步修改完善 实验方案，提交预习报告。所有实验实行二个学生一套实验设备，保证学生亲自 动手实验的机会。 序号 教学内容 实验类型 实验要求 参考学时 1 绪论及误差分析 6 2 油滴法测量电子电荷 基本 必做 6 3 夫兰克－赫兹实验或 基本 必做 6 4 椭圆偏振法测量薄膜厚度 基本 必做 6 5 荷质比的测量 基本 必做 6 6 发射光谱分析（光谱定性/定量分析） 设计 必做 8 7 双原子分子光谱 基本 选做 8 8 高真空的获得和测量 基本 必做 8 9 微弱信号测实验 （相关器其主要参数测量） 基本 必做 6 10 氢原子光谱与同位素位移的研究 基本 必做 6 11 锁相放大器的应用 综合 必做 8 12 磁聚焦法测量电子的荷质比 基本 必做 6 13 电子衍射实验 综合 选做 8 14 用膨胀法标正热点偶真空计 综合 必做 8 15 真空镀膜技术实验 综合 选做 8 16 X 射线测定多晶体的晶格常数（德拜相法） 综合 选做 8 17 X 射线衍射物相分析 综合 选做 8 18 穆斯堡尔效应 综合 选做 8 19 磁电阻效应实验 综合 选做 8 20 磁性材料磁特性测量 综合 选做 8 21 X 射线测定多晶体的晶格常数（德拜相法） 综合 选做 8 22 光子计数技术 综合 选做 8 23 低本底环境γ谱仪测量建材中的放射性物质 综合 选做 8