物理实验二教学大纲解析

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1、物理实验(二)教学大纲本课程依据应用物理学专业2015版人才培养方案制定课程名称：物理实验(二)课程代码:B1509109课程管理：数理学院应用物理学教研室教学对象：应用物理学教学时数：总时数51学时，其中理论教学 0学时，实验实训 51学时课程学分：3课程开始学期：4课程性质：学科基础课课程衔接：先修课程：力学、热学、电磁学、高等数学后续课程：近代物理实验一、课程教学目标及要求普通物理实验是应用物理专业学生进行教学实验基本训练的一门必修基础课，与理 论课具有同等重要的地位。它按照循序渐进的原则，使学生系统地学习物理实验知识、 方法和技能，使学生了解科学实验的主要过程与基本方法，为以后的学习和

2、工作奠定良 好的基础。通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深 对物理学原理和科学实验过程的理解。通过本课程的学习，培养学生的科学实验素质， 包括：自学教材，查阅资料，理解原理，独立进行实验，并能完成实验；能使用量具及 仪器，正确测量常用物理量；能正确分析实验过程中的物理现象；能正确记录和处理实 验数据，撰写合格的实验报告。二、实验教学内容与基本要求实验一 铁磁材料的磁滞回线测量1、目的要求(1)掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫顽力、剩磁和磁导率的理解；(2)学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线；(3)根据磁滞回线确定磁性材料的饱和

3、磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc的数值；(4)研究不同频率下动态磁滞回线的区别，并确定某一频率下的磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力Hc数值。2、实验内容(1)铁氧体基本磁化曲线与磁滞回线的测量。(2)动态磁滞回线的描绘3、所需实验设施设备磁滞回线实验测定仪、示波器4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)仪器的调节(2)曲线的定标实验二 惠斯通电桥测电阻1、目的要求(1)掌握用惠斯通电桥测电阻的方法；(2)学会用电桥测电阻的方法；(3)学会测量电桥灵敏度的方法，并了解提高电桥灵敏度的途径。2、实验内容(1)用电阻箱组装电桥，测

4、量电阻并测量电桥的灵敏度(2)用箱式电桥测量电阻和电桥的灵敏度。3、所需实验设施设备电阻箱三只、箱式电桥、直流电源、滑线变阻器、检流计、待测电阻4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)惠斯通电桥的实验原理(2)惠斯通电桥的组装与调试实验三示波器原理及使用1、目的要求(1) 了解通用示波器的结构和工作原理，掌握各个旋纽的作用和使用方法；(2)学会音频信号发生器的使用方法；(3)学会用示波器观察波形以及测量电压、频率和相位差。2、实验内容(1)用示波器观察各种波形；(2)用利萨如图形法测频率；(3)测示波器Y轴的电压灵敏度；(4)用

5、示波器测一信号电压。3、所需实验设施设备通用示波器、音频信号发生器、交流毫伏表、导线4、教学形式及过程4.1 讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；4.2 学生分组实验。5、教学重点与难点掌握示波器的调节和测量方法实验四霍尔效应1、目的要求(1) 了解霍尔效应产生的条件，学习用霍尔效应测量其他物理量的原理和方法;(2)学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布；(3)学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差；(4)测绘霍尔元件的 VhIs, VhIm曲线。2、实验内容(1)测绘霍尔元件的 VhIs, VhIm曲线；(2)测量霍尔电压 Vh与工作电流Is的关系；(3)测量霍尔电压 Vh与

6、X的分布。3、所需实验设施设备霍尔效应与螺线管组合实验仪4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)霍尔效应的实验原理(2)绘制图形的方法实验五电表的改装与校准1、目的要求(1)掌握万用表的基本原理和设计方法；(2)学习万用电表的组装与定标。2、实验内容(1)将微安表头改成电压、电流、欧姆表；(2)检验电压、电流表各档；(3)检查调零电阻的效果。3、所需实验设施设备表头、稳压电源、交流电压表、交流电流表、直流电压表、直流电流表、万用表、 电阻箱、各种电阻4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验

7、。5、教学重点与难点电路图的设计实验六RLC电路的暂态特性1、目的要求(1)研究LRC电路的暂态特性；(2)加深L、R、C各元件在电路中的作用；(3)进一步熟悉使用示波器。2、实验内容(2) RC电路暂态过程的观测；(3) RL电路暂态过程的观测；(4) R L C电路暂态过程的观测。3、所需实验设施设备示波器、方波发生器、万用表、电容器、标准电感线圈、无感电组箱4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点RC、RL、RLC电路的暂态特性原理及观测实验七RLC电路的稳态特性1、目的要求(1)研究LRC电路的稳态特性；(2)加深L、R、C各

8、元件在电路中的作用；(3)进一步熟悉使用示波器。2、实验内容(5) RC电路稳态过程的观测；(6) RL电路稳态过程的观测；(7) R L C电路稳态过程的观测。3、所需实验设施设备示波器、方波发生器、万用表、电容器、标准电感线圈、无感电组箱4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点RC、RL、RLC电路的稳态特性原理及观测实验八磁场的描绘1、目的要求FB201-2(1) 了解感应法测量磁场的原理和方法，掌握 FB201-1型交变磁场实验仪及 型测试仪的使用方法；(2)研究圆电流轴向磁场的分布；(3)描绘亥姆霍兹线圈中的磁场均匀区；(4

9、)研究探测线圈法线与亥姆霍兹线圈的轴线成不同角度时产生的感应电动势的值的 变化规律。2、实验内容(1)测量载流圆线圈轴向磁场的分布；(2)用感应法描绘亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布；(3)测量亥姆霍兹线圈沿径向的磁场分布；(4)验证公式 m NS BmCOS ,当NS Bm不变时，m与COS成正比;(5)研究励磁电流频率的改变对磁场强度的影响。3、所需实验设施设备FB201-1型交变磁场实验仪、FB201-2型交变磁场测试仪4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)感应法测量磁场的原理和方法(2)亥姆霍兹线圈和圆电流轴向中的磁场实验

10、九单缝衍射1、目的要求(1)观察单缝衍现象，归纳总结衍射现象的规律和特点；(2)测量单缝衍射相对光强分布和衍射角；(3)测量单缝缝宽、单丝直径、光源波长、双缝缝宽和间距、光栅常量等微小长度。2、实验内容(1)测量单缝夫琅禾费衍射的相对光强；(2)衍射法测量微小长度。3、所需实验设施设备半导体激光器、连续减光器、组合光栅、光强分布测量仪、数显示波器4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)单缝衍射原理和现象(2)测量单缝衍射相对光强分布和衍射角实验十等厚干涉现象1、目的要求(1)观察牛顿环产生的等厚干涉条纹，加深对等厚干涉的认识；(

11、2)测平凸透镜凸面的曲率半径。2、实验内容(1)利用牛顿环测定平凸透镜凸面的曲率半径。3、所需实验设施设备牛顿环装置 读数显微镜 钠灯4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)光路的调节方法(2)产生牛顿环的原理实验十一分光计的调节及折射率的测定1、目的要求(1) 了解分光计的结构，学会调节和使用分光计；(2)掌握测量三棱镜顶角、最小偏向角的方法，测定棱镜对某波长光波的折射率。2、实验内容(1)调整分光计，测量三棱镜的顶角。(2)测三棱镜对入1 = 5461A,入2 = 4358A和入3 = 5893A的最小偏向角，算出棱镜介质对

12、某波长光波的折射率。3、所需实验设施设备分光计、等边三棱镜 、汞灯或钠灯4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)分光计的调节和使用(2)测量三棱镜顶角、最小偏向角的方法实验十二用透射光栅测光波波长及角色散率1、目的要求(1)加深对光的干涉、衍射以及光栅分光作用基本原理的理解；(2)学会用透射光栅测定光波的波长、光栅常数；(3)进一步熟悉掌握分光计的调节和使用方法。2、实验内容(1)分光计及光栅的调节；(2)测光栅常数；(3)用汞灯作光源，测光波波长。3、所需实验设施设备分光计、透射光栅、汞灯、钠灯4、教学形式及过程(1)讲解实验

13、原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)光栅的衍射原理(2)分光计及光栅的调节实验十三迈克耳逊干涉仪1、目的要求(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)练习用逐差法处理实验数据2、实验内容(1)掌握麦克尔逊的调节方法(2)会计算微小长度3、所需实验设施设备迈克尔逊干涉仪，钠灯，针孔屏，毛玻璃屏，多束光纤激光源( HNL 55700)。4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)光路的调节(2)

14、激光波长的计算实验十四光具组基点的测定1、目的要求(1) 了解测节器的构造及工作原理(2)加强对光具组基点的认识(3)学习测定光具组基点和焦距的方法2、实验内容(1)用测节器测定光具组的基点。(2)用牛顿公式测定光具组基点。3、所需实验设施设备光具座，测节器，薄透镜(几片)，物屏，光源，准直透镜 (焦距大一些)，平面反射镜， 光具组，尖头棒，T形辅助棒，白屏。4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)测节器的构造及工作原理(2)测定光具组基点和焦距的方法实验十五 静电场的描绘1、目的要求(1) 了解模拟法适用的条件，学习用电流场模

15、拟静电场的原理和方法；(2)加深对静电场性质的理解。2、实验内容(1)掌握用模拟法研究静电场的方法；(2)测量和描绘同轴电缆中的等位线；(3)测量两根平行的无限长直导线问的等位线，加深对静电场性质的理解。3、所需实验设施设备静电场描绘仪、复写纸、白纸、五种模拟电场电极4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)描绘仪的构造及工作原理实验十六偏振现象的观察和分析1、目的要求(1)加深对光的偏振现象的认识2、实验内容(1)掌握起偏、检偏的方法。(2)对线偏振、圆偏振、椭圆偏振光的分析和检验。3、所需实验设施设备1起偏器检偏器半波片 1波

16、片玻璃堆黑玻璃片 照度计白炽灯光屏4光具座4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。5、教学重点与难点(1)线偏振、圆偏振、椭圆偏振光的分析和检验(2)偏振光产生的原因实验十七 RLC电路的谐振特性研究1、目的要求(1)研究LRC电路的谐振特性；(2)加深L、R、C各元件在电路中的作用；(3)进一步熟悉使用示波器。2、实验内容(1) RLC电路串联谐振特性过程的观测与研究；(2) RLC电路并联谐振特性过程的观测与研究；3、所需实验设施设备示波器 方波发生器 万用表 电容器 标准电感线圈无感电组箱4、教学形式及过程(3) 讲解实验原理、仪器使用方法和注意

17、事项；(4) 学生分组实验。5、教学重点与难点(1) LRC电路的谐振特性(2)示波器的使用方法实验十八测绘伏安特性曲线1、目的要求(1)测绘给定元件的伏安特性曲线；(2)培养学生综合分析和推理判断的能力。2、实验内容(1)测绘金属膜电阻的伏安特性曲线(2)测绘晶体三极管的输入伏安特性曲线(3)用示波器显示出伏安特性3、所需实验设施设备金属膜电阻晶体三极管二踪示波器其它仪器自选4、教学形式及过程(1)讲解实验原理、仪器使用方法和注意事项；(2)学生分组实验。三、实验课程学时分配表序号实验项目名称实验学时每组人数实验属性实验类别实验要求开课学期1铁磁材料的磁滞回线测量42基础性验证性必做2惠斯通

18、电桥测电阻42基础性验证性必做3示波器原理及使用52基础类验证性必做4霍尔效应42专业性验证性必做5电表的改装与校准42专业性设计性必做6LRC暂态电路的研究42专业性综合性选做7LRC稳态电路的研究42专业性综合性选做8磁场的描绘42基础类综合性必做9单缝衍射42专业性验证性选做10等厚干涉现象的研究（牛顿 环）42基础类验证性必做11分光计的调整和折射率的测定52专业基础性综合性必做12用透射光栅测光波波长及 角色散率52专业性综合性选做13迈克尔逊干涉仪测波长42专业性验证性必做14光具组基点的测定52专业性验证性选做15静电场描绘42基础类验证性选做16光的偏振42专业性综合性选做17

19、LRC谐振电路的研究52专业性综合性选做18测绘伏安特性曲线42专业性设计性选做必作+选做学时必须大于 51学时51四、考核内容（一）基本要求1、考察学生对所做过的实验的熟悉程度2、考察学生的动手能力与数据处理的方法（二）考核内容在本学期已经做过的实验项目里面选取3个实验进行考核。（三）考核方式1、考核方式：实验操作与实验报告相结合。2、考核目标：主要考核学生对已经做过的实验项目的掌握情况。（四）考核成绩平时成绩：实验操作 50%实验报告50%总评成绩：平时成绩 50%期末考试成绩50% 五、教学参考书(1)杨述武.普通物理实验1、2、3 (第4版)【M.北京.高等教育出版社.2007.(2)赵家凤.大学物理实验(第1版).【M.北京.科学出版社.1999.(3)陈群宇.大学物理实验(基础和综合分册)【M】.北京.电子工业出版社.2003.(4)李秀燕.大学物理实验 M.北京.科学出版社.2001.(5)吴锋、王若田.大学物理实验教程【 M.北京.化学工业出版社.2003.(6)钱锋、潘人培.大学物理实验(修订版)【M.北京.高等教育出版社.2005.执笔人：教研室负责人审核：教学院长审核: