普通物理实验（四）

教学大纲

课程编码：0641128

学时：54

学分：1.5

课程属性：独立设课

开课单位：物理学院  竞彩平台

先修课程：普通物理实验（一）、（二）、（三）

一、实验性质

物理学是一门实验学科，是理科各专业的奠基学科。物理实验课是培养学生实践能力和创新能力的主要途径，是理工科各专业特别是物理专业学生的一门主干必修基础课。普通物理实验教学与普通物理理论课课堂教学相配合，使学生理论学习与实践相结合，逐步培养学生用实验方法观察研究物理现象和规律的能力。作为实验物理基础的普通物理实验课是师范院校物理专业独立设置的一门重要基础课。

普通物理实验（四）课程是近代物理实验课及其他专业实验课的基础。主要开设综合提高及设计性实验项目，实验内容多为近代光学实验、非电量的电测法等提高性实验、力热电光综合运用的综合性或设计性实验，还包括一些类似于小课题性质的研究性实验。部分实验引入计算机及接口与传感器技术，提高测量精度。

综合性实验的选题体现了实验内容的综合性和实验方法的多元性。设计性实验的选题体现了实验内容的探索性和实验方法的多样性。

二、实验教学目的和要求

实验室给出实验题目、要求或目标，要求学生自己设计实验方案、选择或组合仪器、独立完成实验，也可自拟题目。注重实验的物理思想学习，并通过一定数量的综合(或设计)性实验，培养学生的创造能力，为学习后序实验课程和独立进行实验研究打下基础。训练学生综合分析问题和解决问题的能力，培养学生的自觉实践能力和创新精神，实验报告提倡以论文形式书写。

实验室开放：实验完成时间只有周次限制，每周的实验时间相对灵活，实验室实行全开放。完成一个实验的时间可以是几个单元，甚至几周，使学生实验技能充分得以全面训练。

教学实施原则：1) 给予学生选题的充分主动权，为他们进实验室提供宽松的条件，对他们完成每个实验课题的时间仅给予宏观控制。2) 提倡“交互式”的教学形式，注意师生之间、同学之间的讨论；适时组织口头报告交流，培养学生的综合总结能力。3) 贯彻“启发式”和“因材施教”的教学原则，充分发挥学生主体作用。在确定实验方案的过程中，教师重点考查设计方案的物理思想及可行性，用启发式提问，启发学生自己修改方案的缺陷。

三、实验项目名称和学时分配

注：1.实验类型指技能训练性、演示性、验证性、综合性、设计性等实验；

2.实验项目编号规则：共10位，第1-7位为课程编码，第8、9、10位为流水号

四、实验项目具体内容

实验项目1：

周期信号的傅立叶分解与合成

实验目的：

1、加深理解付里叶分解与合成的物理意义。

2、了解串联谐振电路的基本特性

3、分析合成与分解过程各信号的贡献。

实验内容：

利用串联谐振电路将方波、三角波电信号进行频谱分解，测量基频和各阶倍频信号的振幅，相位的关系，利用加法器逆转此过程，由一组频率倍增，振幅和相位可调的正弦信合成方波、三角波。

主要仪器：

周期信号的傅立叶分解与合成实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目2：

非线性电路混沌研究

实验目的：

研究非线性电路，分析其电路特性和产生周期与非周期振荡的条件，从而对电路中混沌现象的基本性质和混沌产生的方法有初步的了解。

实验内容：

1. 用双踪示波器观察LC振荡器产生的波形。

2. 用双踪示波器观察经RC移相后的波形。

3. 用双踪示波器观察上述两个波形组成的相图,进行探讨和说明，分析混沌产生的原因。

4. 测量电路中等效非线性电阻的伏安特性。

主要仪器：

非线性电路混沌实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目3：

电子束线偏转和聚焦

实验目的：

1. 研究带电粒子的电场和磁场中的偏转规律。

2. 观察电子束的电偏转、磁编转现象。

3. 研究电子束线的电聚焦、磁聚焦原理，观察电聚焦、磁聚焦现象。

4. 掌握粗测电子荷质比的方法。

实验内容：

1. 通过测量电子束在示波管中的电偏位移与对应偏转电压，验证二者之间的正比关系，通过测量磁偏位移与对应励磁电流，验证二者之间的反比平方关系。

2. 观察电聚焦现象，并测定示波管的正向聚焦常数，观察磁聚焦现象，通过测量聚焦时的加速电压和励磁电流，计算电子的荷质比。

主要仪器：

电子束实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目4：

铁磁材料磁滞特性

实验目的：

1、认识铁磁物质的磁化规律。

2、测定典型铁磁物质的动态磁化曲线。

3、测定不同样品各项磁性参数，估算其磁滞损耗。

实验内容：

对样品进行退磁处理后，利用示波器观察测量样品的磁化曲线，通过测试数据手工绘制磁化曲线，并与计算机自动测绘曲线比较，分析磁化机理，估算磁滞损耗。

主要仪器：

磁滞回线实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目5：

设计电路测量灯丝的伏安特性

实验目的：

在学习了“多功能电表的设计与校准”实验后，灵活运用所学知识，改装表头，设计测量电路，测量灯丝的伏安特性。

实验内容：

1. 用给定仪器设计测量电路，并画出电路图。

2. 简述测量方法，并弄清楚实验过程中的注意事项。

3. 记录测量数据，说明测量数据的可靠性。

4. 计算出小灯泡的额定功率；画出小灯泡的伏安特性曲线，并对曲线作简要分析说明。

主要仪器：

直流稳压电源、标准电阻箱、电位器、μA级表头、待测小灯泡

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目6：

磁阻效应

实验目的：

1、通过本实验了解磁阻效应的基本原理；

2、研究磁阻传感器的性能，学习用磁阻传感器测量磁场的方法；

实验内容：

1、测量△R／R（或磁阻片输出）随磁场的变化规律。

2、求出弱磁场及强磁场时的经验公式。

主要仪器：

磁阻效应实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目7：

地磁场测量

实验目的：

采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量弱磁场的一种重要方法。

实验内容：

1．测量传感器的灵敏度

2．测量地磁场水平分量

3．测量地磁场的磁感应强度、地磁场的垂直分量、磁倾角

主要仪器：

坡莫合金磁阻传感器、测试仪、亥姆霍兹线圈

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目8：

黑匣子

实验目的：

给定一个黑匣子，有两个接线柱，内含多个元件。要求用以下仪器用具确定盒内各元件的电学特征及其数值。

实验内容：

1. 画出测量电路图，写出实验步骤；

2. 用表格列出测量数据及计算结果，在坐标纸上根据测量及计算结果画出实验曲线，标出物理量及单位；

3. 画出黑匣子两接线端之间的等效电路，求出元件数值，并写出计算公式。

主要仪器：

黑匣子、信号源、示波器

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目9：

集成电路温度传感器特性测量及应用

实验目的：

通过测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系，熟悉该传感器的基本特性，并采用非平衡电桥法，组装一台数字式温度计。

实验内容：

1. AD590传感器温度特性测量。

2. 数字式温度计的设计。

3. AD590传感器的输出电流和工作电压关系测量。

主要仪器：

AD590电流型集成温度传感器、恒温控制温度传感器实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目10：

电介质介电常数测量

实验目的：

1. 学会用交流电桥和频率法等多种方法测量电容器的电容量C。

2. 通过测量真空电容器和充满某种介质的电容器的电容量，测定该种电介质的相对介电常数。

实验内容：

1. 测定真空介电常数（直接测量）。

2 电桥法测板状固体电介质的介电系数。

3. 率法测定液体的相对介电常数。

主要仪器：

介电常数实验仪、信号源、示波器

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目11：

热电偶定标与测温

实验目的：

1. 加深对温差电现象的理解。

2. 学习热电偶测温的基本原理和方法;

3. 掌握热电偶定标基本方法。做校准曲线和求经验公式的方法。

实验内容：

1. 测定不同温差对应的电动势，做被校热电偶的电动势－温差曲线。

2. 用线性回归法求电动势－温差曲线的验公式。

3. 测定锡凝固点温度。

主要仪器：

热电偶实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目12：

热敏电阻温度计的设计和制作

实验目的：

1、了解非平衡电桥的工作原理。

2、研究热敏电阻的温度特性。

3、学会半导体温度计的定标。

实验内容：

通过测量不同温度下半导体热敏电阻的阻值，利用回归分析法确定二者之间的关系表达式，并对半导体热敏电阻温度计进行定标。

主要仪器：

杜瓦瓶、加热器、水银温度计、NTC热敏电阻、直流稳压电源、可变电阻箱、定值电阻，μΑ表头

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目13：

电容器电容测量设计

实验目的：

设计一项“测量电容器的电容值”的综合实验，通过完成所设计的实验内容，可将抽象的电容、电荷量、电流的概念建立起来，实验内容应有益于培养学生的综合实验能力。

实验内容：

1. 通过实验教学培养学生综合实验能力，即可行性分析能力、观察能力、实验动手操作能力和采集有效数据的能力。

2. 通过对与电容器相关物理量的测量，进一步加深各测量量的物理意义。

3. 实验内容设计应考虑实验中误差的主要来源及减小误差方法。

4. 要求使用的仪器应尽量少且简单。

主要仪器：

根据实验设计方案确定

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目14：

用电学方法测量康铜丝的长度

实验目的：

设计测量电路，测量力学量康铜丝的长度。

实验内容：

推导出测量公式，画出相关电路图，记录测量数据，并求出结果。

主要仪器：

根据实验设计方案确定

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目15：

用直流双臂电桥测金属丝的杨氏模量

实验目的：

由于金属丝拉伸前后的电阻值与拉伸前后长度的有关，基于此设计实验方案，选择实验所用器材、拟定实验步骤，测量金属丝的杨氏模量，并对测量结果的误差进行分析。

实验内容：

1. 画出测量方案框图，推导出测量公式，简述测量步骤。

2. 记录测量数据，合理选择数据处理方法，求出待测金属丝的杨氏模量。

3. 计算实验误差，说明测量过程误差的来源。你采取了那些方法减小误差？

4. 与传统测量杨氏模量的方法进行比较分析。

主要仪器：

直流双臂电桥、测量金属丝的杨氏模量实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目16：

小功率直流稳压电源设计与制作

实验目的：

设计一台小功率直流稳压电源。

实验内容：

设计并制作一台小功率直流稳压电源，要求

1  直流输出电压8V，最大输出电流100mA

2  稳定度：

(1)当网电压变化10%时，输出电压的变化小于15％。

(2)电源的内阻≤0.5欧。

主要仪器：

变压器、整流二极管、滤波电容、稳压管

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目17：

差动变压器性能研究及应用

实验目的：

学习差动变压器工作原理及应用

实验内容：

1. 了解差动变压器原理及工作情况

2. 用适当的网络线路对差动变压器零点残余电压进行补偿

3. 研究差动变压器测量系统的组成和标定(静态位移性能)

4. 差动变压器的应用——振动测量

主要仪器：

传感器实验仪

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目18：

双棱镜两锐角测量的实验设计

实验目的：

1.学习双棱镜两锐角测量方法

2. 学习实验方案设计过程。

实验内容：

1.写出测量公式并设计测量方案

2.安装实验装置，调试光路并测出双棱镜的两个锐角。

3.分析实验过程和测量结果并归纳总结。

主要仪器：

分光计、双棱镜等器材。

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目19：

迈克耳孙干涉仪测空气折射率设计

实验目的：

1.熟练掌握迈克耳孙干涉仪的原理和调节方法。

2.学习用干涉条纹计数法测量空气折射率的原理与方法。

实验内容：

1. 查阅相关资料，设计实验方案；

2．迈克耳孙干涉仪测量气体折射率系统的调节

   　3. 测定空气折射率

主要仪器：

迈克耳孙干涉仪、He-Ne激光器、小孔光阑、扩束镜、小气室、打气皮囊、气压表、毛玻璃等。

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目20：

等厚用干涉法测液体折射率

实验目的：

1. 学习干涉法测液体折射率。

2. 掌握由给定仪器设计实验方案方法。

实验内容：

1. 写出测量液体折射率的公式（空气折射率取１）并设计实验方案；

2. 简述实验主要步骤和测量过程中主要注意问题；

3. 记录测量数据，并计算出液体折射率；

4. 分析实验过程和测量结果。

主要仪器：

读数显微镜、牛顿环仪、待测液体、玻璃器皿等

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目21：

物质光吸收谱特性研究

实验目的：

1．了解多功能光栅光谱仪的工作原理。

2．学习一种光谱分析的方法，并测量样品的光吸收谱

实验内容：

1．通过阅读实验室提供的仪器说明书，安装并调节仪器处于正常工作状态；设计实验方案。

2．测量待测液体样品的吸收光谱及浓度。

3．总结实验过程，分析讨论实验结果。

主要仪器：

WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪、计算机等。

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目22：

利用周期性光信号测定光速的研究

实验目的：

1.学习一种测量光速的方法。

2.测量周期性光信号通过的距离的相位变化

实验内容：

1．通过阅读仪器说明书和相关资料，设计实验方案。

2．安装并调节仪器处于正常工作状态

3．完成实验操作总结实验过程，分析讨论实验结果。

主要仪器：

光电转换与接收系统装置　双踪示波器

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目23：

钠黄光双线波长差研究

实验目的：

1. 学习测量钠黄双线的波长差的实验方法；

2．熟练掌握设计实验方案的方法。

实验内容：

1. 设计实验方案；

2．等顷干涉条纹的调节；

3. 测量钠黄双线的波长差。

主要仪器：

迈克耳孙干涉仪、纳光灯、毛玻璃片(带格线)

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目24：

用超声波测定液体比热比的研究

实验目的：

1. 学习超声测量液体比热比实验方法；

2．熟练掌握设计实验方案的方法。

实验内容：

     1.设计实验方案；

     2.安装仪器调节光路；

     3.利用分光计测量自单缝向右和向左相等条纹的距离，读出衍射角，应反复测量几组数据，取平均值．测出液体的温度，应用式(1.2)计算声速．

4. 应用有关公式计算和．

主要仪器：

钠光源，会聚透镜，分光计，超声波发生器，透明液体槽，温度计，水，液体石腊等

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目25：

数字信号光纤传输技术实验

实验目的：

1．了解光纤传输技术，光纤通讯基本原理。

2．学习光电子技术模数、数模转换技术及计算机通讯与接口技术。

实验内容：

1．通过阅读仪器说明书和相关资料，设计实验方案。

2．安装并调节仪器处于正常工作状态

3．完成实验操作总结实验过程，分析讨论实验结果

主要仪器：

数字信号光纤传输技术实验仪、光端机（带光功率计、实验用的电流表和毫伏表）、通讯接口板、光纤通道、示波器、通讯软件和计算机等。

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目26：

CCD图像传感器与光讯号采集研究

实验目的：

1. 学习测量光讯号的一种新方法

2. 掌握CCD的应用。

实验内容：

1.熟悉CCD图像传感器的原理及应用；

2.设计实验方案，用CCD测量光强随空间分布；

3.分析实验过程归纳总结实验结果。

主要仪器：

H_e-N_e激光器、CCD图像传感器、显示器及相关光学器件等

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目27：

光学材料色散关系的研究

实验目的：

1. 学习研究光学材料色散关系方法；

2.  进一步掌握实验设计方法和过程。

实验内容：

   1.设计研究色散材料色散关系的实验方案；

2.分别用作图法与最小二乘法确定本实验所使用的色散镜材料的色散关系

主要仪器：

色散棱镜、分光计、光源等。

教学方式：

教师提出实验要求并简单提示，学生查阅相关资料，按要求设计实验方案并完成实验。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解仪器的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告和实验方案。

实验项目28：

   铁磁材料居里温度的测定

实验目的：

   1、初步了解铁磁物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理；

   2、学习JLD—Ⅱ型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法；

   3、测定铁磁样品的居里温度。

实验内容：

1、测量不同（六种）铁磁质样品的居里点温度（测定铁磁样品磁滞回线消失时的温度，确定该铁磁样品的居里点温度）；

2、测量感应电动势随温度变化的关系。

主要仪器：

   JLD—Ⅱ型居里温度测试仪，GOS—620型电子射线示波器。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目29：

声波在不同弹性介质中传播速度的测定

实验目的：

   1、了解超声波的产生、发射和接收方法；

   2、学习了解和掌握测量声速的几种方法（驻波法、行波法和时差法）。

实验内容：

1、用干涉法测定声波在模拟海水（纯水）中传播的速度（波长）；

2、用位相比较法测定声波在模拟海水（纯水）中传播的速度（波长）；

3、用时差法测定声波在模拟海水（纯水）中传播的速度（波长）；

4、对三种方法所测结果进行分析比较。

主要仪器：

SV—DH系列声速测试仪，示波器，声速测试仪信号源。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目30：

液体表面张力系数的测定

实验目的：

1、掌握用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法和测量微小力的原理及方法；

2、观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识；

3、学会用拉脱法测定液体的表面张力系数。

实验内容：

1、对硅压阻力敏传感器定标；

2、纯水和其它（乙醇、甘油）液体表面张力系数的测量；

3、用不同方法（毛细管升高法和垂滴法等）测定同一液体表面张力系数，并进行分析比较。

主要仪器：

FD—NST—I型液体表面张力系数测定仪，砝码、待测的新型薄金属吊环、烧杯、培养皿、液体（纯水、乙醇、甘油）等。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目31：

真空的获得与测量

实验目的：

   1、了解并掌握获得与测量低真空及高真空的基本方法；

   2、了解某些物理性质和现象(如：热传导、电离气体放电……)与真空度的关系；

   3、了解和掌握真空系统的基本操作知识。

实验内容：

1、真空中气体放电现象的观察；

2、系统抽气特性的测定。

主要仪器：

   玻璃真空（机械泵─扩散泵系统）系统，W_ZK—1A型复合真空计（热偶—电离真空计）、火花检漏器。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目32

气垫上的耦合振子

实验目的

１、观察并分析耦合振子同向和反向振动时的频率、周期和振幅情况。

２、测量拍振动周期，观察并分析拍振动时耦合振子能量的传递情况。

实验内容

１、 水平，用焦利式秤从若干个弹簧中选出ｋ值基本相等的两个边弹簧，并测

定其ｋ值大小。

２、作同向振动实验。测同向振动的周期。

３、作反向振动实验。测定反向振动的周期。

４、观察并测量拍振动周期。

主要仪器

气垫导轨、MUJ-6B电脑通用计数器、焦利式秤、两个边弹簧、两个耦合弹簧。

教学方式

要求学生单人单组、独立实验，边实验边研究分析耦合振子的振动状态和能量的转换情况，进一步了解多振子耦合振动的物理涵义。

预习要求

要求在实验前先熟悉教材的有关内容，查阅相关资料了解多振子耦合振动的知识，进一步熟悉电脑计数器的使用方法。

实验项目33

物体在液体中的运动

实验目的

１、了解并分析不同形状的同一种物体（相同质量、相同线度）在液体中运动时速度的变化情况。

２、分析研究运动中速度与加速度的关系。

３、通过实验计算球形物体的雷诺数。

实验内容

１、 分析并测量质量相同、形状不同的物体，在水中下落时速度的变化情况。

把长细线的一端连接物体，使其在水中下落，另一端连接滑块，测出物体下落时在不同位置上滑块的速度大小，共测６～８个点（每种形状都测６～８个点）。记录ｘ不同时对应的ｖ值。

２、 测量并记录球形物体下落时的速度与加速度。

主要仪器

 气垫导轨、MUJ-68电脑通用计数器、工业天平、游标卡尺等

教学方式

要求学生单人单组、独立实验，边实验边研究分析质量相同、形状不同的物体，在水中下落时速度的变化情况，总结概括物体形状与运动阻力之间的关系。

预习要求

要求在实验前先熟悉教材的有关内容，查阅资料了解物体在液体中运动的相关知识，掌握电脑计数器的使用方法。

实验项目34

动态法测样品的杨氏模量

实验目的

1、学习用动力学法（即动态法）测样品的杨氏模量。

２、熟悉了解信号源及示波器的使用。

３、学会区分和判断共振频率与虚假信号。

实验内容

１、分别用游标卡尺和天平测量样品的长度、直径和质量，可测量多次取平均值。

２、测待测样品的基频频率。其悬线节点应位于和处，但节点处样品激发接收信号都比较困难，因此可采取改变悬线位置，测出共振频率与悬线位置的关系曲线，从而拟合出悬线在节点位置的共振频率值。

　　３、测样品的一次谐波频率。

主要仪器

DCY-3型（动态）弹性模量测定仪、DCY-２型功率函数信号发生器、示波器等

教学方式

要求学生单人单组、独立实验，细心调试，准确找出基频频率和一次谐波频率。

预习要求

要求在实验前先熟悉教材的有关内容，查阅资料了解物体弯曲振动的相关知识，掌握示波器的使用方法。

实验项目35

良导热体铜、铝热导率的测量

实验目的

1、学会用动态法测量样品的热导率。

2、了解动态法的特点和优越性。

3、认识热波，加强对波动理论的理解。

实验内容

   1、用“热导率动态测量”程序测量良导热体铜的热导率。

2、用“热导率动态测量”程序测量良导热体铝的热导率。

主要仪器

主机、控制单元、记录单元及稳流装置。

教学方式

要求学生单人单组、独立实验，细心调试，准确找出热波的最佳峰值点。

预习要求

要求在实验前先熟悉教材的有关内容，查阅资料了解物体热传导运动的相关知识，掌握

热导率动态测量程序的使用方法。

实验项目36

　 单摆的设计与研究

实验目的

通过实验了解随机误差的统计分布规律及其估算方法。

实验内容

1． 设计实验方案，简述实验方法；

2．选择测量仪器，拟定实验步骤及数据表格；

3．多次测量摆球的摆动周期，求测量列的标准误差和3值，并统计测量值分布

在和范围内的置信概率。

4． 用坐标纸作（％）统计直方图。

主要仪器

 单摆装置、电子秒表（0.01s）、游标卡尺（0.02cm）。

教学方式

要求学生单人单组、自行设计实验方案、独立实验。

预习要求

要求在实验前先了解教材的有关实验要求，查阅资料做好实验的设计方案，掌握新型单摆实验仪的使用方法。

实验项目37

直流双臂电桥测铜丝的杨氏模量

实验目的：

1、进一步熟悉惠更斯电桥的使用；

2、学习一种测量金属杨氏模量的方法；

3、通过实验过程的设计，进一步加强设计实验的能力。

实验内容：

1、调整支架；

2、装好铜丝和砝码勾；

3、连接铜丝与惠更斯电桥的电路；

4、调整惠更斯电桥；

5、加减砝码，并且读出加减砝码时电桥中的读数。

主要仪器：

惠更斯电桥、支架、铜丝、砝码、挂钩。

教学方式：

学生自己设计、操作与教师临阵指导相结合

预习要求：

阅读相关教材，设计出具体的实验方案，根据实验方案测量出实验结果。写出具体的实验设计方案。

实验项目38

测量液体的密度

实验目的：

1、用给定的实验仪器设计实验方案並写出实验公式。

2、测量乙醇、甘油的密度。

3、对实验结果进行误差分析。

实验内容：

用静力称衡法分别测量乙醇、甘油的密度。

主要仪器：

物理天平、烧杯、蒸馏水、密度未知的金属块、待测液体和温度计。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目39

测量弹簧的有效质量

实验目的：

设计一个实验方法来确定弹簧的有效质量。

实验内容：

1、写出实验原理和测量公式。

2、拟出实验步骤，作多次测量。

3、用作图法处理数据。

主要仪器：

焦利氏秤、弹簧、槽码和秒表。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目40

测量液体表面张力系数

实验目的：

1、 学习用拉脱法测定液体表面张力系数。

2、 掌握用焦利氏秤测量微小力的方法。

实验内容：

1、拟出实验步骤，作多次测量。

2、给出实验结果，并对实验结果进行评价。

主要仪器：

焦利氏秤，轻弹簧，金属框，蒸馏水，烧杯，砝码，游标卡尺、温度计。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

实验项目41

在气轨上研究磁力势能曲线

实验目的：

1、研究两根相同的条形永久性磁铁之间的相互作用；研究磁力势能与动能的转化关系。2、模拟磁力势能曲线。

实验内容：

1、设计、组装仪器。

2、测量多组数据，绘制磁力势能与坐标函数图。

3、拟合磁力势能的数学表达式。

主要仪器：

气垫导轨、滑块、条形磁铁、数字毫秒计。

教学方式：

以学生自主操作（提前预习、现场演练）与教师临阵指导相结合。

预习要求：

阅读教材，明确实验目的，搞清实验原理和测量方法，初步了解所用量具、仪器、装置的主要性能及使用方法。写出简明扼要的预习报告。

五、实验课考核方式

（1）实验报告

实验报告是实验完成后的书面总结，是把感性认识转化为理性认识的过程，是培养表达能力的主要环节。认真书写实验报告，不仅可以为撰写科研报告和科学论文打基础，而且可以提高组织材料和写作能力，这是其他理论课程无法替代的。

物理实验报告一般包括以下几项内容：

实验名称

实验目的（或要求）

实验仪器用具

实验原理  简要叙述实验的物理思想和依据的物理规律，主要计算公式，电学和光学实验应画出相应的电路图和光路图。

数据表格及数据处理  把教师签字的原始数据如实地撰写在报告的正文中，写出计算结果的主要过程及误差或不确定度估算过程。进行数值计算时，要先写出公式，再代入数据，最后得出结果。若用作图法处理数据，应严格按作图要求，画出符合规定的图线。

讨论分析小结  讨论分析实验中的遇到的问题，写出自己的见解、体会和收获，提出对实验的改进意见等。讨论分析是培养分析能力的重要途径。

回答问题  回答指定的问题。

论文式实验报告书写规范

与常规的测量性、验证性实验不同，综合性设计性实验的实验报告要求创新。常规的实验报告内容，如实验原理的介绍、实验过程的概述、实验数据的处理等等，是必要的，是基础，但只有这些并不够。综合性设计性实验的精髓在于创新。对实验结果只作一般的分析和处理，没有独立的、与众不同的思考与结论，也就谈不上“设计和创新”。综合性设计性实验做得是否成功，不在于实验结果是否与预期的一致，也不在于实验的误差和不确定度是否足够小，而主要在于实验中体现出来的创新点有多少。因此，综合性设计性实验的实验报告提倡学生以论文形式书写。

（2）实验课的考核方式和成绩评定办法。

1）实验预习情况考核；

2）出勤和实验操作完成情况考核；

3）实验报告质量考核；

4）实验理论笔试考核或实验操作考核或提交一份论文式实验报告。

六、实验指导书以及主要参考书

[1] 刘志存等. 普通物理学实验. 西安：竞彩网站 出版总社，2020.8第1版

[2] 吴俊林等. 基础物理学实验. 北京：科学出版社，2010.8第1版

[3] 吴俊林等. 综合提高物理学实验. 北京：科学出版社，2010.8第1版

[4] 吴俊林 刘志存. 大学物理学实验. 西安：竞彩网站 出版社，2009.1第2版

[5] 吴俊林等. 基础物理学实验. 西安：竞彩网站 出版社，2006.2第1版

[6] 张进治. 大学物理学实验. 北京：电子工业出版社，2003.5第1版

[7] 肖  苏. 大学物理学实验. 合肥：中国电子科技大学出版社，2004.6第1版

[8] 熊永红. 大学物理学实验. 武昌：华中科技大学出版社，2004.12第1版