物理学 《近代物理实验》教学大纲 【课程名称】近代物理实验(Modern Physics Experimentation) 【课程编码】XXZX0560 【适用专业】物理学 【课 时】54+2学时 【学 分】2 【课程性质、目标和要求】 课程性质：专业选修课 教学目标： 1.通过物理学科各个专业方向经典实验的系统训练，提高学生的分析能力和实验技 能，培养学生的综合实验能力。 2.通过物理学现代新兴实验技术项目的训练，丰富和活跃学生的物理思想，掌握先 进实验技能。 教学要求： 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 过重要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.学习近代物理实验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，掌握计算机在实验中的一些基本应用技术。 3.课前写出实验预习报告，通过实验预习，培养学生查阅文献，阅读资料的能力。 实验后，通过对实验现象的分析、实验数据的处理及对实验结果的综合等提高学生撰写 实验报告的能力。 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 服困难的坚忍不拔的工作作风。 5.独立完成每次实验。完成本次实验后写出规范的实验报告或论文。 【教学时间安排】 本课程计2学分，57学时，学时分配如下： 序号 实验名称 实验类型 课时 备注 1 数据处理 2 2 真空镀膜 综合 6 选做 3 基本电荷的测定 综合 6 必做 -1-
《近代物理实验》课程教学大纲 4 微波实验 综合 6 必做 5 富兰克一赫兹实验微波实验 综合 6 必做 6 核磁共振 综合 6 选做 7 电子自旋共振 综合 6 必做 8 单光子计数实验 综合 6 必做 9 全息照相 综合 6 必做 10 氢原子光谱 综合 6 必做 11 塞曼效应 综合 6 必做 合计 56 【教学（实验）内容要点】 一、真空镀膜 1、实验目的要求 (I)掌握机械泵与扩散泵抽真空的原理： (2)掌握电离真空规管与热偶真空规管测真空的原理： (3)掌握真空镀膜的过程及相关技术。 2、实验主要内容 (I)基片的清洗： (2)抽气全过程介绍： (3)电离真空规管与热偶真空规管测真空的原理。 3、实验仪器设备 (①)高真空镀膜设备 (2)复合真空计 (3)交流稳压电源 二、基本电荷的测定 1、实验目的耍求 (I)学习和了解实验原理： (2)学习和了解油滴仪的构造及原理： (3)掌握测油滴电量及基本电荷的方法和技术。 2、实验主要内容 (I)平衡法原理： (2)油滴仪的结构及原理： (3)测油滴电量的方法和技术： (4)CCD摄微成象技术。 3、实验仪器设备 -2-
物理学 (1)油滴仪 (2)中华牌钟表油 (3)喷雾器 三、微波实验 1、实验月的要求 (I)熟悉微波测试系统，了解反射式速调管的基本原理： (2)掌握驻波、波长和频率的测量方法。 2、实验主要内容 (I)反射式速调管的原理： (2)微波发生器的使用技术； (3)驻波、波长和频率的测量技术。 3、实验仪器设备 ()简易信号发生器 (2)波导测量线 (3)选频放大器 四、富兰克一赫兹实验 1、实验目的耍求 ()通过测定氩原子和汞原子的第一激发电位，证明原子能级的存在： (2)分析灯丝电压、拒斥电压等因素对F一H实验曲线的影响： (3)了解计算机实时测控系统的一般原理和使用方法。 2、实验主要内容 (I)连接组合仪器： (2)测定汞原子的第一激发电位： (3)测定氩原子的第一激发电位。 3、实验仪器设备 (I)富兰克一赫兹实验装置（汞） (2)富兰克一赫兹实验装置（氩） 五、核磁共振 1、实验目的要求 ()了解核磁共振的基本原理： (2)掌握利用核磁共振测磁场及测一些物质g因子的方法： 2、实验主要内容 ()学习核磁共振的基本原理： (2)了解仪器各部件的作用、原理： (3)测量磁场强度、几种物质的g因子： .3-
《近代物理实验》课程教学大纲 3、实验仪器设备 (1)核磁共振仪 (2)示波器 (3)频率计 (4)样品 六、电子自旋共振 1、实验目的耍求 ()了解电子自旋共振原理，观察电子自旋共振现象： (2)测量DPPH自由基中电子的g因子。 2、实验主要内容 ()讨论并掌握电子自旋共振实验中的一些问题： (2)测量射频场频率、共振信号间距及螺线管电流： (3)观察扫场对共振信号的影响。 3、实验仪器设备 (1)电子示波器 (2)电子自旋共振仪 (3)频率计 (4)电流表 七、单光子计数实验 1、实验月的要求 ()了解光电倍增管工作原理： (2)了解检测微弱光信号的方法： (3)测量微弱光信号的光电子数。 2、实验主耍内容 ()测量积分曲线，确定甄别电压： (2)测量对应光功率的光子数： 3、实验仪器设备 (1)光电子计数仪器 八、全息照相 1、实验目的要求 (I)了解全息照相记录和再现三维景像的基本原理： (2)掌握拍摄全息图技术。 2、实验主要内容 (I)布置光路： (2)拍摄全息图： 4-
物理学 (3)洗相、风干底片： (4)观察全息图。 3、实验仪器设备 (①)稳压电源 (2)直流电压表、直流电流表 (3)滑线变阻器、电阻箱、检流计 九、氢原子光谱 1、实验目的耍求 (I)熟悉多功能光栅光谱仪的性能与用法： (2)用光栅光谱仪测量氢原子光谱巴尔末线系的波长，求里德伯常数。 2、实验主要内容 (I)调节入射和出射狭缝使屏幕出现合适宽度的谱线： (2)扫描氢灯的谱线，确定谱线级数： (3)测出各级谱线的波长： (4)计算求里德伯常数： 3、实验仪器设备 (I)多功能光栅摄谱仪 十、塞曼效应 1、实验月的要求 ()掌握塞曼效应理论，确定能级的量子数和朗德因子，绘出跃迁的能级图： (2)掌握法布里一帕曼标准具的原理及使用。 2、实验主要内容 (I)连接组合仪器： (2)改变磁场强度，观察汞谱线的反常分裂： (3)测量圆环直径，计算荷质比。 3、实验仪器设备 组合仪器 【成绩考核方式】 1、成绩评定总则 平时考核占总成绩的10%，实验部分占50%，期末考试占总成绩的40%： 2、平时成绩评定 平时考核形式包括：实验课考勤和纪律，占10%。 3、实验部分成绩评定 实验成绩包括：实验课考查、实验操作、实验报告等，占总成绩50%。 .5-
《近代物理实验》课程教学大纲 4、期末考试评定 采用笔试的方式，时间由学校统一安排，占总成绩40%。 【教材与参考书目】 指定教材：近代物理实验，刘竹琴主编，北京理工大学出版社。 参考书目： 1、近代物理实验，吴先球、熊予莹主编，科学出版社。 2、近代物理实验，黄志高主编，科学出版社。 3、近代物理实验（基本实验），吴思诚等主编，北京大学出版社。 【有关说明（教学建议）】 1、预习阶段应完成所布置思考题的解答和讨论。 2、每次实验前应在课前提前预习并完成部分预习报告。 3、操作前写出完整的实验预习报告。 .6-