《大学物理实验》课程教学大纲
一、课程总述
课程名称 大学物理实验 课程代码 17001、17011
课程性质 必修 先修课程
总学时数 48 周学时数
开课院系
电子学院 任课教师 张骏里、胡光辉
编 写 人 张骏里 编写时间 2006年9月
使用教材 《大学物理试验教程》第一版 主编肖井华等 北京邮电大学出版社 2005.08
教学参考资料 1、 沈元华、陆申龙，基础物理实验，2004，高等教育出版社。
2、 杨俊才、何焰蓝、，大学物理实验，2004，机械工业出版社。
3、 吴泳华、霍剑青、熊永红等，2001，大学物理实验，北京，高等教育出版社。
课程教学目的 大学物理实验是一门独立设置的公共基础课，是工科学生接受科学实验能力培养的开端，它要求学生通过本课程的学习，了解“从事科学实验的主要过程及基本方法”，而得到“从事科学实验的基本训练”。
1.培养与提高学生科学实验的能力：自学能力、动手实践能力、思维判断能力、表达书写能力、简单设计能力以及数据分析能力。
2.培养与提高学生从事科学实验的素质。
3.通过对实验现象的观测，使学生进一步掌握大学物理实验的基本知识，基本方法和基本技能，加深对物理原理的理解
课程教学要求 1.自行完成实验预习，独立进行实验，撰写规范的实验报告。
2.掌握常用实验装置的调整与基本的操作技术。例如：零位校准；水平及铅直调整；光路的同轴等高调整；视差的消除；逐次逼近调节；正确连接电路等。
3.熟悉物理实验中基本的实验方法，例如：比较法、转换测量法、模拟法、补偿法和干涉法等。
4.能够进行常用物理量的一般测量。例如：长度、质量、时间、力、温度、
电流强度、电压、电阻、
磁感应强度、折射率等。
5.了解常用仪器的性能，并学会使用方法。例如：测长仪器、计时仪器、测温仪器、直流电桥、电位差计、通用示波器、信号发生器、分光计等。
6.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的能力。其中包括下列内容：测量误差的基本概念；直接测量结果的误差表示；间接测量的误差计算；处理实验数据的一些重要方法，例如列表法、作图法和
最小二乘法等。
本课程的重点和难点 本课程着重培养学生的科学实验的基本技能，通过三－四轮实验，使学生逐步掌握测量误差的估算，正确进行数据的处理，在实验过程中培养学生的实验思维。使学生从中体会实验方法与抽象理论计算的不同之处，并为专业实验的进行做好准备。
课程考试 1.考核内容：考核内容包括理论考核和实践考核二部分内容。
2.评分标准：理论考核按试卷不同题目设定不同的评分标准，实践考核按不同的考核内容评分。
3.考核方法(包括补考形式)：理论考核采取闭卷考核的方式，实践考核采取随机抽取试题的方式考核。补考形式与之相同。
4.成绩构成要素及各要素所占比重
总成绩由三部分组成：平时成绩、期末实际操作考试成绩和期末理论考试成绩。
（1）、平时表现占总成绩的60%
平时成绩主要是对日常出勤情况、课堂表现、课堂实际操作、实验报告的考核。其中：
①日常出勤情况、课堂表现占30%
②课堂实际操作占30%
③实验报告占40%
（2）、期末实际操作考试成绩占总成绩的20%
（3）、期末理论考试成绩占总成绩的20%
5.组织形式：理论考试由学院统一安排考场及监考人员。实验操作考试由任课教师安排时间及监考人员并上报教务科。
6.考核时间：理论考试由电子学院统一安排。实验操作考试时间由任课教师安排。
7.考核地点：理论考核由电子学院统一安排，实验操作考试在实验室进行。
二、教学时数分配
序号 实验项目名称 实验时数 每组
人数 实验
类型 实验
要求 实验
属性 内容提要
0 实验理论教学 6 集中
上课 理论 必做 基础 1、 掌握测量和误差基本理论。
2、 学会数据处理的方法。
1 长度和密度的测量 2 1-2 验证 必做 基础 1、 掌握基本长度测量工具的使用。
2、 熟悉物理天平使用方法。
2
牛顿第二定律的验证与简谐振动的研究 3 1-2 综合 必做 基础 1． 熟悉气垫导轨的构造，掌握其正确的调整和使用方法。 熟悉用光电计时系统测量短暂时间的方法。
2． 学会测运动物体的速度和
加速度。
3． 验证牛顿第二定律
3
导热系数的测定 2 1-2 设计 选做 基础 1． 掌握低真空系统的基本操作方法。
2． 掌握用热线法测定气体导热系数的基本原理和正确方法。
3． 学习应用“
线性回归”和“外推法”对实验数据进行处理。
4 液体粘滞系数的测定 2 1-2 验证 选做 基础 1. 了解泊肃叶公式的应用
2. 用毛细管粘度计（奥氏特瓦尔德粘度计）测定液体的粘滞系数
3. 了解比较法的好处
5 示波器的使用与超声
声速的测定 3 1-2 综合 必做 基础 1. 了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。
2. 掌握示波器和信号发生器的使用方法。
3. 通过用示波器观察李萨如图形,学会一种测量正弦振动频率的方法。
6 薄透镜焦距的测量与简单光学器件的组装 3 1-2 设计 必做 基础 1. 熟练掌握测量薄透镜焦距的几种方法（自准法，物距象距法，共轭法，测量凹透镜的组合法）。
2. 掌握分析简单光路和调节光学系统成共轴的方法。
3. 加深对薄透镜成像规律的理解。
7 用拉伸法测金属丝的
杨氏模量 3 1-2 综合 必做 基础 1. 学习用静态拉伸法测定金属丝杨氏弹性模量的方法。
2. 学习使用光杠杆测微小长度变化，学会使用望远镜。
3. 学会使用逐差法处理数据。
8 电位差计测电动势 3 1-2 设计 必做 基础 1、 掌握电位差计的工作原理和基本线路。
2、 掌握电位差计的使用并学习校验检流计。
3、 学习用电位差计测量水的沸点温度。
9
光电效应及普郎克常数的测量 1.5 1-2 验证 选做 基础 1、 了解光电效应及其规律，理解
爱因斯坦光电方程的物理意义。
2、 用减速电位法测量光电子的初动能，计算
普朗克常数。
10 密里根油滴实验 2 1-2 综合 选做 基础 1、 测量基本电荷的电量，加深对电荷“量子性”的理解。
2、 通过本实验进一步训练实验者严谨求实的实验态度和工作作风。
11 用惠斯顿电桥测电阻 1.5 1-2 设计 必做 基础 1、 掌握惠斯通电桥基本原理,了解一般桥式电桥特点。
2、 学会使用滑线电桥、箱式电桥。
3、 了解电桥灵敏度概念,学习对测量电路系统误差的简单校正。
4、 要求学生熟练掌握用两种电桥测电阻的方法。
5、 要求学生懂得如何调节滑线变阻器达到限流保护检流计的作用。
6、 要求学生学会测量电桥的灵敏度,并分析如何提高电桥的灵敏度。
12 伏安法测固定电阻和非线性电阻 1.5 1-2 设计 必做 基础 1、 测绘电学元件的伏安特性曲线，学习用图线表示实验结果。
2、 了解半导体二极管，小灯泡等非线性元件的导电特性。
3、 练习根据实验目的来自拟实验方法，自主完成实验。
13 铁磁性材料的磁化曲线和磁滞回线 1.5 1-2 设计 选做 基础 4． 了解用示波器法测磁滞回线的原理
5． 学习用示波器法测绘磁滞回线
14 分光计的使用以及用光栅测波长 3 1-2 综合 必做 基础 1、 了解分光计的原理和构造，学会调节分光计。
2、 测定三棱镜的顶角和折射率。
3、 进一步熟悉分光计的调节和使用。
4、 掌握利用衍射光栅测定光波波长和光栅常数的方法。
5、 加深对光的衍射及光栅分光作用原理的理解。
15 牛顿环测曲面半径和劈尖干涉 2 1-2 设计 必做 基础 1、 了解牛顿环的构造，原理。
2、 掌握利用牛顿环测量平凸透镜的
曲率半径的方法。
3、 了解读数显微镜的结构和原理，正确掌握它的使用方法。
16 光学全息照相 3 1-2 设计 必做 基础 1、 了解全息照相的基本原理及主要特点；
2、 掌握全息照相的基本要求及拍摄技术
17 用
霍尔效应法和冲击法测磁场 3 1-2 设计 必做 基础 1. 了解产生霍尔效应的物理过程。
2. 了解用霍尔效应测磁场的原理。
18 迈克尔逊干涉仪的调整和使用 2 1-2 设计 选做 基础 1. 了解工作原理、掌握调节方法。
2. 观察等倾干涉、等厚干涉、白光干涉和非定域干涉现象。
3. 测量He—Ne激光的波长。
4. 测量钠黄光双线的波长差。
5. 了解迈克尔逊干涉仪及精密光学仪器的使用方法及注意事项。
19 夫兰克——赫兹实验 2 1-2 验证 选做 基础 1. 通过测定氩原子的第一激发电位，证明原子能级的存在。
2. 深刻理解电子在电场中的运动过程与激发电位的关系。
3. 计算测量列的标准不确定度和
算术平均值的不确定度。
4. 将测量数据以一定的间隔分组，作出统计直方图，观测是否具有单峰性，有限性，对称性等统计特征。
20 物理仿真实验和虚拟实验 4 1-2 综合 选做 基础 1. 通过仿真物理实验，学习和理解实验的物理思想和方法，加深对仪器结构等原理和理解。
2. 实现培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的。
3. 增强了学生对物理实验的兴趣，大大提高了物理实验教学水平。
三、单元教学目的、教学重难点和内容设置
1 本课程各章的重点难点
本课程着重培养学生的科学实验的基本技能，通过三－四轮实验，使学生逐步掌握测量误差的估算，正确进行数据的处理，在实验过程中培养学生的实验思维。使学生从中体会实验方法与抽象理论计算的不同之处，并为专业实验的进行做好准备。
2 本课程和其他课程的联系
大学物理实验是一门独立的课程，相对于大学物理课的理论教学有其自身教学规律。目前，理论教学与实验教学同时开始，为了保持实验的独立性与完整性，对于原理超前于理论教学的实验教材中予以详细介绍，实验步骤也相对具体一些。以满足实验教学的顺利进行。
3 本课程的基本要求及特点
通过完成一定数量的力学热学电磁学以及光学实验，要求学生具有以下能力：
1) 训练学生使用基本物理实验仪器和装置，并了解其测量原理，学会调节仪器，准确读取测量数据。
2) 学会在实验中观察分析和研究物理现象和物理规律，逐步培养把理论与实验结合起来进一步深入认识物理实质的能力。
3) 学会一些基本物理量的测量方法。
4) 了解系统误差的产生原因以及发现误差或消除的方法
5) 了解随机误差的统计性质，学会直接测量和间接测量的计算方法，正确表达实验结果学会用不确定度评价实验结果，会分析不确定度对实验结果的影响。
6) 学会运用有效数字进行数据的记录与运算，掌握作图法，逐差法及最小二乘法等基本实验手段处理数据。学会运用估算，建立数量级的概念。
7) 练习用计算机处理实验问题。