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绪章绪论
介绍基础物理实验的主要任务和基本程序,以及物理实验的分类。
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●0.1大学物理实验介绍
介绍基础物理实验的主要任务和基本程序,以及物理实验的分类。
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第一章误差与数据处理基础知识
介绍误差与数据处理的基础知识,包括测量与误差、误差的处理、有效数字、测量结果的不确定度评定、数据处理的几种常用方法等
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●1.1测量与误差
介绍测量与误差的基本知识
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●1.2误差的处理
介绍随机误差、系统误差、粗大误差以及仪器误差的处理方法
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●1.3有效数字
介绍有效数字的相关知识
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●1.4测量结果的不确定度评定
介绍测量不确定度的评定方法
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●1.5数据处理的几种常用方法
介绍数据处理常用的列表法、作图法、逐差法以及最小二乘法
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第二章物理实验的基本测量方法与操作技术
本章介绍物理实验的基本测量方法和操作技术
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●2.1物理实验的基本测量方法
介绍物理实验的基本测量方法:比较法、放大法、平衡法、补偿法、模拟法、转换法
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●2.2物理实验的基本调整技术
介绍物理实验的基本调整技术
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●2.3物理实验的基本操作技术
介绍物理实验的基本调整技术
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第三章基础性实验
基础性实验的主要目的是学习基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能和基本测量方法、误差与不确定度及数据处理的理论与方法等,强化基本实验知识的学习和基本实验技能的训练,逐步培养和提高学生对基本实验知识和实验技能的运用能力,加强理论知识与实验技能相结合的综合训练,为后续综合性实验、设计与研究性实验的学习打下良好的基础。
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●3.1落球法测量油品的黏滞系数
掌握落球法测量油品粘滞系数的方法,了解影响粘滞系数的因素,学习根据实验条件对实验结果修正的方法。
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●3.2刚体转动惯量的测量
了解刚体转动惯量的转换测量法,学习扭摆的使用,会验证转动惯量的平行轴定理。
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●3.3液体表面张力系数的测量
学习液体表面张力系数的测量方法,掌握界面张力仪的使用和调节方法。
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●3.4稳态法测量不良导体的导热系数
掌握稳态法测量不良导体导热系数的方法,学会稳态的判断,学习用冷却速率测量传热速率的实验方法。
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●3.5液体的旋光特性研究
学习旋光仪的测量原理和使用方法,掌握测量旋光物质和旋光溶液旋光率的实验方法,学习旋光特性的判断方法。
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●3.6霍尔效应及磁场分布的测量
掌握霍尔效应的产生机理以及测量磁场的原理,学习测量载流圆线圈和亥姆霍兹线圈磁场的实验方法,了解验证磁场叠加原理的方法。
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●3.7光的等厚干涉的研究及应用
该实验为光学实验,通过该实验可以了解光的干涉产生条件及获取相干光的方法;观察牛顿环和劈尖干涉现象,分析干涉图样特点和规律,加深认识光的波动性;学习测量显微镜的调节与使用方法;学习利用牛顿环干涉测量光学元件的曲率半径和利用劈尖干涉测量微小厚度。
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●3.8迈克尔逊干涉仪及其应用
了解迈克尔逊干涉仪的结构原理,掌握其调节和使用方法。
观察各种干涉条纹,加深对薄膜干涉原理的理解。
学会用迈克尔逊干涉仪测量物理量。 -
●3.9直流电桥及其使用
(1)了解电桥电路的特点,了解实验测量中比较法、平衡法和补偿法的基本思想,掌握电桥测量方法的基本原理;
(2)掌握单臂电桥测电阻的原理和方法,掌握调节电桥平衡的方法;
(3)了解双臂电桥测电阻的原理, 掌握双臂电桥测低值电阻的方法;
(4)了解电桥灵敏度及其影响因素,学习分析电桥测量误差的基本方法。 -
●3.10光栅衍射测量光的波长-分光计的调整与应用
了解分光计的基本结构和工作原理,掌握分光计的调整和使用方法观察光栅衍射现象,掌握用光栅衍射测量光波波长的方法
学会用分光计测量角度
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第四章综合性实验
综合性实验指在同一个实验中涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理等多个知识领域,综合应用多种方法和技术的实验。目的是巩固学生在基础性实验阶段的学习成果,开阔学生的眼界和思路,提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。
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●4.1光电效应与普朗克常量的测量
该实验为光学实验,要求了解光电效应发现的历史;掌握单色光的获得、微弱电流的测量等基本实验技术;了解光的量子性和光电效应的基本实验规律;掌握测量并研究光电管的伏安特性的方法;掌握普朗克常数的测量及验证爱因斯坦光电效应方程的方法。
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●4.2密立根油滴实验与电子电荷的测定
通过该实验学习密立根油滴实验的设计思想和方法,掌握油滴带电量的测量方法,掌握电子电荷量值得推算方法
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●4.3液晶电光效应研究
学习液晶的电光效应的原理,掌握测绘液晶电光特性曲线、时间响应曲线的方法,会用液晶的阈值电压、关断电压、上升和下降时间评价液晶的显示性能。
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●4.4光纤的光学特性研究
掌握光纤的耦合技术、光纤的结构、模式,会测量光纤的基本参数,了解光纤中音频信号的传输。
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●4.5激光全息照相
掌握全息照相的全息记录和全系再现过程,了解全息照相的基本原理。
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●4.6阿贝成像原理与空间滤波
了解透镜的二次傅里叶变换性质,掌握阿贝成像的二次傅里叶变换过程,了解空间滤波器的作用。
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●4.7动态法测量固体材料的杨氏模量
介绍动态法测量杨氏模量的基本原理和基本方法。介绍压电陶瓷换能器的功能,固有频率和共振频率的概念。学习外延测量法,用示波器观察共振现象的基本方法。
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●4.8声速的测量
掌握声速的测量方法,学习测量不同介质中的声速。
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●4.9衍射光强分布的测量
本实验通过测量单缝、双缝夫琅禾费衍射光强分布,加深对光的波动性的理解,掌握光路调节的基本原则-等高共轴调节,调节时先粗调再微调,利用光电效应将光信号转换为电信号利用数字检流计进行测量。
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●4.10偏振光的产生及应用(一)
本实验属于综合探究性实验,主要学会区分自然光和偏振光,学习产生线偏振光的两种方法,了解线偏振光的两种实际应用;同时完成由实验数据测量完成规律的探究。将产生方法、探究内容、实际应用有机结合,加深对偏振光的理解。
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●4.11偏振光的产生及应用(二)
本节课是综合探究性实验,主要理解椭圆偏振光、圆偏振光的特点,学习基于晶体的双折射获得椭圆偏振光、圆偏振光的方法,同时结合振动的合成理论知识,理解其产生原理;最后了解椭圆偏振光、圆偏振光的实际应用。
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●4.12RC串联电路的暂态过程研究
理解RC串联电路暂态过程中电压、电流的变化规律,加深对电容特性的认识;理解电路时间常数和半衰期的物理意义;掌握计算机数据采集方法和技术。
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第五章设计与研究性实验
设计与研究性实验是在具有一定实验知识和技能的基础上开设的较高层次的实验。设计与研究性实验主要包括以下几个环节:实验方法的选择、测量方法的选择、测量仪器的选择、配套及正确使用、测量条件的选择、数据处理方法的选择以及撰写实验设计与研究报告。
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●5.1热敏电阻温度特性研究及数字温度计的设计
学习用平衡电桥法研究热敏电阻的温度特性,掌握非平衡电桥法制作数字温度计的原理和方法。
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●5.2交流电桥的使用与研究
实验结合前面学习的直流电桥实验,理解交流电桥的结构和平衡原理,并学习基于交流电桥测量电容及其损耗因数、电感及其品质因数的思想原理。了解固定电话中基于交流电桥消除侧音的原理。