《大学物理实验》实验教学大纲 课程编号 xx996106课程名称 大学物理实验 总学时 24 学分数 1.5 通信工程、电子信息科学与技术、电子信息工程、材料成型及控制 适用专业 工程、能源与动力工程、化学、高分子材料与工程、材料化学、环 境工程 先修课程 无 一、实验教学的目的和任务 《大学物理实验》是理工科大学生入校之后开设的第一门基础实验课程，是 理工科专业的一门公共必修基础课，是对学生进行科学实验方法和实验技能的基 本训练、培养和提高学生科学实验素养以及分析和解决实际问题的能力的实践性 课程。本课程的具体任务是：通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量， 使学生学习物理实验知识和基本实验方法，并加深对物理原理的理解：培养与提 高学生的科学实验能力，包括自学能力、动手能力、分析能力、表达能力、初步 设计能力：培养与提高学生的科学实验素养。 二、实验教学的基本要求 大学物理实验课包括力学、热学、电学、光学、原子物理及近代物理相关的 实验内容。具体达到如下基本要求： 1、掌握测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测 量和间接测量的结果进行评估：掌握列表法，作图法处理实验数据，能应用计算 机软件处理实验数据。 2、掌握长度、质量、时间、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻 磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷等常用基本物理量及物性参数的测量， 能较好地应用教字化测量技术和计算技术进行实验。 3、了解比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法、干涉与衍射 法等常用的物理实验方法，逐步学会它们的基本应用。 4、掌握长度测量仪器，计时仪器，测温仪器，变阻器，电表，变/直流电桥、 通用示波器，低频信号发生器，常用电源与光源等仪器的性能，并能正确使用： 了解激光技术，传感器技术，微弱信号检测技术和光电子技术等与当代科学研究
《大学物理实验》实验教学大纲 课程编号 xx996106 课程名称 大学物理实验 总学时 24 学分数 1.5 适用专业 通信工程、电子信息科学与技术、电子信息工程、材料成型及控制 工程、能源与动力工程、化学、高分子材料与工程、材料化学、环 境工程 先修课程 无 一、实验教学的目的和任务 《大学物理实验》是理工科大学生入校之后开设的第一门基础实验课程，是 理工科专业的一门公共必修基础课，是对学生进行科学实验方法和实验技能的基 本训练、培养和提高学生科学实验素养以及分析和解决实际问题的能力的实践性 课程。本课程的具体任务是：通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量， 使学生学习物理实验知识和基本实验方法，并加深对物理原理的理解；培养与提 高学生的科学实验能力，包括自学能力、动手能力、分析能力、表达能力、初步 设计能力；培养与提高学生的科学实验素养。 二、实验教学的基本要求 大学物理实验课包括力学、热学、电学、光学、原子物理及近代物理相关的 实验内容。具体达到如下基本要求： 1、掌握测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测 量和间接测量的结果进行评估；掌握列表法，作图法处理实验数据，能应用计算 机软件处理实验数据。 2、掌握长度、质量、时间、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、 磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷等常用基本物理量及物性参数的测量， 能较好地应用教字化测量技术和计算技术进行实验。 3、了解比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法、干涉与衍射 法等常用的物理实验方法，逐步学会它们的基本应用。 4、掌握长度测量仪器，计时仪器，测温仪器，变阻器，电表，变/直流电桥、 通用示波器，低频信号发生器，常用电源与光源等仪器的性能，并能正确使用； 了解激光技术，传感器技术，微弱信号检测技术和光电子技术等与当代科学研究
和工程技术中广泛应用的现代物理技术 5、掌握零位调节，水平/铅直调整，光路共轴调整等基本的实验操作技术， 能根据给定的电路图，装置图等正确连接实验电路。 6、能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题，理解实验的基本原 理及方法，能独立撰写预习报告，正确使用仪器设备，独立完成实验内容，正确 处理实验数据完成实验报告，逐步形成自主实验的基本能力。 7、能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关理论知识对实验结果进 行分析、判断与综合。具有初步的分析与研究能力。 三、实验项目设置、学时分配 序 号 实验项目名称 实验目的 实验 学时 实验类型 开出要求 绪论 解实验基本规范、掌握 误差基本概念合理论 2 理论 必做 长度的测量 1、掌握游标卡尺、干 分尺、移测显微镜的测 原理及正确使用方法。 2、应用误差知识，合 理选择测量仪器。 2 验证 必做 3、掌握不确定度和有 效数字的概念，学会正确 记录和处理数据。 3 验证动量和能 观察碰撞过程， 选做 量守恒定律 碰撞的分类、特点等。 2 验证 2.验证动量守恒定律。 金属材料杨氏1.学握用光杠杆测量微 选做 模量的测量 小长度变化的原理、方法 和应用： 掌握各种长度测 2 验证 量工具的选择和使用：3. 学习用逐差法和作图法 处理实验数据。 5 液体粘滞系数 1、了解斯托克斯定律：2、 选做 的测定 握用落球法测定液体 2 验证 的粘滞系数 6液体表面张力1.学习用焦利氏秤测量 选做 系数的测定 微小的力。2。堂握用书 脱法测量液体表面张力 综合 系数的原理和方法。 7用CCD测量杨1、学会用CCD杨氏模量 2 综合 选做
和工程技术中广泛应用的现代物理技术。 5、掌握零位调节，水平/铅直调整，光路共轴调整等基本的实验操作技术， 能根据给定的电路图，装置图等正确连接实验电路。 6、能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题，理解实验的基本原 理及方法，能独立撰写预习报告，正确使用仪器设备，独立完成实验内容，正确 处理实验数据完成实验报告，逐步形成自主实验的基本能力。 7、能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关理论知识对实验结果进 行分析、判断与综合。具有初步的分析与研究能力。 三、实验项目设置、学时分配 序 号 实验项目名称 实验目的 实验 学时 实验类型 开出要求 1 绪论 了解实验基本规范、掌握 误差基本概念合理论 2 理论 必做 2 长度的测量 1、掌握游标卡尺、千 分尺、移测显微镜的测量 原理及正确使用方法。 2、应用误差知识，合 理选择测量仪器。 3、掌握不确定度和有 效数字的概念，学会正确 记录和处理数据。 2 验证 必做 3 验证动量和能 量守恒定律 1．观察碰撞过程，了解 碰撞的分类、特点等。 2．验证动量守恒定律。 2 验证 选做 4 金属材料杨氏 模量的测量 1. 掌握用光杠杆测量微 小长度变化的原理、方法 和应用；掌握各种长度测 量工具的选择和使用；3. 学习用逐差法和作图法 处理实验数据。 2 验证 选做 5 液体粘滞系数 的测定 1、了解斯托克斯定律；2、 掌握用落球法测定液体 的粘滞系数 2 验证 选做 6 液体表面张力 系数的测定 1．学习用焦利氏秤测量 微小的力。 2．掌握用拉 脱法测量液体表面张力 系数的原理和方法。 2 综合 选做 7 用 CCD 测量杨 1、学会用 CCD 杨氏模量 2 综合 选做
氏弹性模量 测量仪测量长度的微小 变化品】 学会测定金属丝杨氏 弹性模量的一种方法。 3、 学习用逐差法处理数 据。 8 1 学习用转动惯量仪测 选做 定物体的转动惯量：2、 研究作用在刚体上的外 力矩与刚体角加谏度的 刚体转动的研 关系，哈证刚体转动定书 综合 和平行轴定理；3、 观测 转动惯量随质量、质量分 布及转动轴线的不同而 的变的状况 9 测量超声接收器运 速度与接收频率之间的 多普勒效应综 关系，验证多普勒效应： 合实验 2、利用多普勒效应测量 综合 必做 声速和重力加速度、验证 牛顿第 测量简 振动的周期等参数 10 1.学习传热学的有关概 选做 念和冷却速度的测定方 非良导体的热 法。2.了解傅立叶传执定 导率的测量 2 综合 律， 测定非良导体的热导 率。 11 1.熟悉气垫导轨的构造， 选做 掌握正确的使用方法。 熟悉光电计时系统的 气垫导轨上运 工作原理，学会用光电计 动定理的研究 时系统测量短暂时间的 2 综合 方法 3 学会测量物体的速度 和加速度。 4,验证牛顿第二定律。 12 1.了解声速测量仪的结 选做 构和测试原理：2.通过实 解作为传感器的压 不同介质中声 电陶瓷的功能：3.用共振 速的测量 干涉法、相位比较法和时 综合 差法测量声速，并加深有 关共振、振动合成、被的 干涉等理论知识的理解：
氏弹性模量 测量仪测量长度的微小 变化量。 2、学会测定金属丝杨氏 弹性模量的一种方法。 3、学习用逐差法处理数 据。 8 刚体转动的研 究 1、学习用转动惯量仪测 定物体的转动惯量； 2 、 研究作用在刚体上的外 力矩与刚体角加速度的 关系，验证刚体转动定律 和平行轴定理； 3、观测 转动惯量随质量、质量分 布及转动轴线的不同而 改变的状况。 2 综合 选做 9 多普勒效应综 合实验 1、测量超声接收器运动 速度与接收频率之间的 关系，验证多普勒效应； 2、利用多普勒效应测量 声速和重力加速度、验证 牛顿第二定律、测量简谐 振动的周期等参数， 2 综合 必 做 10 非良导体的热 导率的测量 1.学习传热学的有关概 念和冷却速度的测定方 法。2.了解傅立叶传热定 律，测定非良导体的热导 率。 2 综合 选做 11 气垫导轨上运 动定理的研究 1．熟悉气垫导轨的构造， 掌握正确的使用方法。 2．熟悉光电计时系统的 工作原理，学会用光电计 时系统测量短暂时间的 方法。 3．学会测量物体的速度 和加速度。 4．验证牛顿第二定律。 2 综合 选做 12 不同介质中声 速的测量 1.了解声速测量仪的结 构和测试原理；2.通过实 验了解作为传感器的压 电陶瓷的功能；3.用共振 干涉法、相位比较法和时 差法测量声速，并加深有 关共振、振动合成、波的 干涉等理论知识的理解； 2 综合 选做
4.进一步掌握示波器使 用。 13 1.了解示波器的主要结 必做 构和显示波形的基本原 数字与模拟示 理。2. 学会使用信号发 波器的使用 验证 生器。3. 学会用示波器 2 观察波形以及测量电压、 周期和频率。 14 电流场模拟静 测量同轴电缆的静电 必做 电场 2 验证 15 1.掌握用双臂电桥测低 值电阳的原理。 双电桥测低电 学会用双臂电桥测低 值电阻的方法。 2 验证 选做 3. 了解测低值电阻时接 线电阻和接触电阻的影 响及其擗免的方法。 16 研究载流圆线圈轴向 破场的分布 选做 磁场的描绘 2、描绘亥姆霍兹线圈的 验证 磁场均匀区。 17伏安法测电阻 伏安法测电阻、 2 验证 选做 与电表内阻 电池内阻的测量 18用牛顿环测透1、观察牛顿环等厚干涉 选做 镜的曲率半径 现象，加深对光的波动性 的认识。2、学会使用读 数显微镜 学习用 2 3 验证 顿环测透镜曲率半径的 方法。 19 了解分光计的结 选做 构，学习分光计的调节和 分光计实验 使用方法：2 ,利用分光 计测定三棱镜的顶角： 2 验证 、 利用分光计定玻璃 三棱镜的折射率。 20 1.了解万克尔孙干洗议 选做 迈克耳逊干涉 涉仪的结构， 仪实验 节方法2.调节观、 2 综合 干涉条纹，测量激光的波 长：3.测量钠双线的波 长差：4.练习用逐差法
4.进一步掌握示波器使 用。 13 数字与模拟示 波器的使用 1．了解示波器的主要结 构和显示波形的基本原 理。 2．学会使用信号发 生器。 3．学会用示波器 观察波形以及测量电压、 周期和频率。 2 验证 必 做 14 电流场模拟静 电场 测量同轴电缆的静电 场 2 验证 必 做 15 双电桥测低电 阻 1．掌握用双臂电桥测低 值电阻的原理。 2．学会用双臂电桥测低 值电阻的方法。 3．了解测低值电阻时接 线电阻和接触电阻的影 响及其避免的方法。 2 验证 选做 16 磁场的描绘 1、研究载流圆线圈轴向 磁场的分布。 2、描绘亥姆霍兹线圈的 磁场均匀区。 2 验证 选做 17 伏安法测电阻 与电表内阻 1、伏安法测电阻、 2 、 电池内阻的测量 2 验证 选做 18 用牛顿环测透 镜的曲率半径 1、观察牛顿环等厚干涉 现象，加深对光的波动性 的认识。 2、学会使用读 数显微镜。 3、学习用牛 顿环测透镜曲率半径的 方法。 2 验证 选做 19 分光计实验 1 ． 了解分光计的结 构，学习分光计的调节和 使用方法； 2．利用分光 计测定三棱镜的顶角； 3、利用分光计测定玻璃 三棱镜的折射率。 2 验证 选做 20 迈克耳逊干涉 仪实验 1.了解迈克尔逊干涉仪 的干涉原理和迈克尔逊 干涉仪的结构，学习其调 节方法； 2．调节观、察 干涉条纹，测量激光的波 长； 3．测量钠双线的波 长差； 4．练习用逐差法 2 综合 选做
处理实验数据。 霍尔效应及其 了解霍耳效应产生的 选做 应用 原理， 2、 学习用霍耳效 2 综合 应测磁场的方法。 22 液品光开关的 1.在掌握液晶光开关的 必做 电光特性实验 基本工作原理：2.了解 综合 液晶光开关的工作条件 23 大阳能由油其 1.了解太阳能电池的基 选做 本特征的研究 本结构及基本原理。 2.研究太阳能电池的基 本特性：太阳能电池的开 2 综合 路电压和短路电流以及 入射 系；太阳能电池的输出伏 安特性等。 24LC串联电路1、观测RC和L串联电 选做 的特性研究 路的幅频特性和相频特 性： 了解RLC串联 并联电路的相频特性和 幅频特性：3、观察和研 究RLC电路的串联谐振和 并联谐振现象：4、观察 综合 RC和RL电路的暂态过程， 理解时间常数的意义： 5、观察RLC串联电路的 暂态过程及其阻尼振荡 规律 25 了解喇曼一纳斯衍射 品体的声光效 和布喇格衍射的实验条 件和特点：3.测量声光 2 综合 选做 应 偏转和声光调制曲线： 4.完成模拟通信实验仪 器的安装及调试。 26 了解电场对品体的作 选做 用机理：2、观察光学系 统的响应情况，理解设置 晶体的电光效 态丁作占的目的和高 以及设置方法和要 2 综合 求：3、用一音颍信号驱 动电光品体，模拟信息和 光的调制和传输。 27法拉第-磁光 1 选做 效应 研究偏振光偏转角度与 2 综合
处理实验数据。 21 霍尔效应及其 应用 1、了解霍耳效应产生的 原理， 2、学习用霍耳效 应测磁场的方法。 2 综合 选 做 22 液晶光开关的 电光特性实验 1．在掌握液晶光开关的 基本工作原理； 2．了解 液晶光开关的工作条件 综合 必 做 23 太阳能电池基 本特征的研究 1. 了解太阳能电池的基 本结构及基本原理。 2. 研究太阳能电池的基 本特性：太阳能电池的开 路电压和短路电流以及 它们与入射光强度的关 系;太阳能电池的输出伏 安特性等。 2 综合 选做 24 RLC 串联电路 的特性研究 1、观测 RC 和 RL 串联电 路的幅频特性和相频特 性； 2、了解 RLC 串联、 并联电路的相频特性和 幅频特性； 3、观察和研 究 RLC 电路的串联谐振和 并联谐振现象； 4、观察 RC 和RL电路的暂态过程， 理解时间常数τ的意义； 5、观察 RLC 串联电路的 暂态过程及其阻尼振荡 规律 2 综合 选做 25 晶体的声光效 应 1．了解声光效应的原理； 2．了解喇曼－纳斯衍射 和布喇格衍射的实验条 件和特点； 3．测量声光 偏转和声光调制曲线； 4．完成模拟通信实验仪 器的安装及调试。 2 综合 选做 26 晶体的电光效 应 1、了解电场对晶体的作 用机理； 2、观察光学系 统的响应情况，理解设置 静态工作点的目的和意 义，以及设置方法和要 求； 3、用一音频信号驱 动电光晶体，模拟信息对 光的调制和传输。 2 综合 选做 27 法拉第 - 磁 光 效应 1、观察光的偏振性； 2 、 研究偏振光偏转角度与 2 综合 选做
磁感应强度、介质厚度及 材料本身特性之间的关 系：测定不同玻璃材料的 费尔德常数。 28 】、堂握密立根油滴实验 选做 的原理与数据处理方法： 密立根油滴实2、使用CCD微机密立根 油滴仪测量电子电荷3， 2 综合 解CCD图像传感器的原 理与应用 29 微波反射、单逢衍射 选做 微波的光学特 双逢干涉实验、 迈克尔通 性实验 干涉、偏振、布拉格衍射 综合 等实验： 30 1.了解全息照相的基本 选做 原理： 全息照相 2.学习静物全息照相的 综合 拍摄方法 全息物象血 31 1、 全裤肉的作贸 选做 电子秤实验 理 设计 2、学习和掌握电子秤秤 重的实验方法。 32 温度传感 1、测定热敏电阻的电阻 器实验的研究 温度特性，求出材料系 数 2、了解以热敏电阻为检 综合 选做 测元件的温度传感器的 电路结构及电路参数的 选择。 四、考核方式与评分标准 考核环节 评分依据 占总成绩的比 重 平时实验出勤 课前准备、预习报告、考勒、态度等 15% 平时实验完成情 实验操作、实验记录、实验规范等 55% 况
磁感应强度、介质厚度及 材料本身特性之间的关 系；测定不同玻璃材料的 费尔德常数。 28 密立根油滴实 验 1、掌握密立根油滴实验 的原理与数据处理方法； 2、使用 CCD 微机密立根 油滴仪测量电子电荷；3、 了解 CCD 图像传感器的原 理与应用。 2 综合 选做 29 微波的光学特 性实验 1、微波反射、单逢衍射、 双逢干涉实验、迈克尔逊 干涉、偏振、布拉格衍射 等实验； 2 综合 选做 30 全息照相 1.了解全息照相的基本 原理； 2.学习静物全息照相的 拍摄方法； 3.了解再现 全息物象的性质和方法。 2 综合 选做 31 电子秤实验 1、了解金属箔式的应变 效应、电桥的工作原 理； 2、学习和掌握电子秤秤 重的实验 方法。 2 设计 选做 32 温度传感 器实验的研究 1、测定热敏电阻的电阻- 温度特性，求出材料系 数； 2、了解以热敏电阻为检 测元件的温度传感器的 电路结构及电路参数的 选择。 2 综合 选做 …… 四、考核方式与评分标准 考核环节 评分依据 占总成绩的比 重 平时实验出勤 课前准备、预习报告、考勤、态度等 15% 平时实验完成情 况 实验操作、实验记录、实验规范等 55%
实验报告 报告上是否包括目的、仪器、原理、操作步30% 骤、数据记录、数据处理、误差分析、结果 表述与分析、问题回答等内容 考核结果 考核结果分为优、良、中、及格和不及格五 等，课程综合成绩采用百分制记录。课程综 合成绩为优，成绩为90-100分：良，成绩为 80-89分：中，成绩为70-79分：及格，成 绩为60-69分：不及格，则实验不合格，成 绩为60分以下。 (注：实验考核方式至少应当包含上述内容，教师根据实际情况还可以增加，实验课程成绩 为100分制，单独录入教务管理系统) 五、实验教材或参考书 材： 李强等编，《大学物理实验》.西南交通大学出版社，2010.1. 参考资料： 杨长铭，戴同庆，凌向虎等.大学物理实验，武汉大学出版社，2005年。 大纲起草人：唐贤健 大纲审核人：李强 大纲批准人：谢四莲 日期：2017年9月12日
实验报告 报告上是否包括目的、仪器、原理、操作步 骤、数据记录、数据处理、误差分析、结果 表述与分析、问题回答等内容 30% 考核结果 考核结果分为优、良、中、及格和不及格五 等，课程综合成绩采用百分制记录。课程综 合成绩为优，成绩为 90-100 分；良，成绩为 80-89 分；中，成绩为 70-79 分；及格，成 绩为 60-69 分；不及格，则实验不合格，成 绩为 60 分以下。 （注：实验考核方式至少应当包含上述内容，教师根据实际情况还可以增加，实验课程成绩 为 100 分制，单独录入教务管理系统） 五、实验教材或参考书 教材： 李强等编，《大学物理实验》.西南交通大学出版社，2010.1. 参考资料： 杨长铭，戴同庆，凌向虎等.大学物理实验，武汉大学出版社，2005 年。 大纲起草人：唐贤健 大纲审核人：李强 大纲批准人：谢四莲 日期： 2017 年 9 月 12 日
