大连海事大学本科课程实验、实践教学大纲 355大连海事大学 大学物理实验教学大纲 Syllabus for EXPERIMENT OF UNIVERSITY PHYSICS 课程编号 新 000000000 原 13003650 学时 /学分 54/3 开课单位 物理系 考核方式 试内 适用专业 船舶与海洋工程、热能与动力工程、环境工程、海洋科学、测控技术与仪器、材料科学与工程、自动化、信息与计算科学、数学与应用数学 执笔者 张映辉 课程所属实验室 物理实验中心 编写日期 2008 年 5月 一、本课程的性质和任务 大学物理实验课是高等工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。本课程的具体任务是： 1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法。培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。 2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。 二、课程简介 大学物理实验是高等学校船舶与海洋工程、热能与动力工程、环境工程、海洋科学、测控技术与仪器、材料科学与工程、自动化、信息与计算科学、数学与应用数学等专业本科的一门基础课程，其先修课程为高等数学 、 概率与统计 。本课程覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，意在培养学生科学实验能力、提高科学素质，培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力。是专业实验的基础。 大学物理实验课程内容包括：基础性实验、综合性实验、设计性实验和研究性实验。基础性实验主要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；综合性实验的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；设计性或研究性实验的目的是使学生了解科学实验的全过程、逐步掌握科学思想和科学方法，培养学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定问题的能力。 EXPERIMENT OF UNIVERSITY PHYSICS is a fundamental course for specialties of Naval Architecture and Ocean Engineering, Thermal Energy and Power Engineering, Environmental Engineering, Marine Sciences, Measuring &Control Technology and Instrumentations, Materials Science and Engineering, Automation, Information and Computer Sciences, and Mathematics and Applied Mathematics. Its prerequisites are Higher Mathematics and Probability and Statistics. The course involves extensive knowledge and plenty of ideas and methods. It provides both fundamental and comprehensive skill training. It is intended to build up the skills of scientific experiments, the scientific literacy of the students, the punctilious attitude, the innovation concepts, and the capability of combining theory and practice and the adaptability to the technology development. The main content of the course includes fundamental experiments, comprehensive experiments, research experiments or self-designed experiments. The fundamental experiments involve the measurement of fundamental quantities, the use of apparatus, the basic skills, the basic measuring methods and the fundamental theory about error, uncertainty and data processing. The comprehensive experiments want to expand the students horizon and emphasize the application of methods and kills. Research experiments or self-designed experiments cultivate the 大连海事大学本科课程实验、实践教学大纲 356capability of independent working and problem solving by presenting the whole course of experiments for the students. 三、实验内容及教学要求 1测量的误差与不确定度 讲课内容： （1）大学物理实验课的作用、地位，如何上好实验课； （2）测量，有效数字及其运算； （3）测量的不确定度； （4）直接测量、间接测量结果的评定。 教学要求：掌握实验理论的基础知识。 2数据处理 讲课内容：数据处理的基本方法：列表法，图示法，逐差法和最小二乘法。 教学要求：会正确处理实验数据。 3长度与体积的测量 实验内容：游标卡尺测规则铜环的体积；螺旋千分尺测钢珠体积；读数显微镜测毛细管内外径。 实验要求： （1）学会游标卡尺、螺旋千分尺、读数显微镜的使用； （2）掌握预习报告和实验报告的编写要求；巩固数据处理的基础知识。 4电学基本仪器操作练习 实验内容：测量二极管伏安特性；滑线变阻器分压特性研究；用万用表检查电路故障。 实验要求：学会电表、电阻箱读数，正确连接电路，学会用万用表检查电路故障的方法。 5.物质密度的测量 实验内容:流体静力称衡法测物质密度。 实验要求: 学会物理天平的使用。 6. 扭摆法测物体转动惯量 实验内容：测量实心塑料圆柱体、空心金属圆筒体、塑料球、金属细杆的转动惯量。 实验要求： （1）理解转动惯量的基本概念及物理意义； （2）掌握测量转动惯量的基本原理； （3）验证平行轴定理； （4）了解光电传感器工作原理。 7光杠杆法测量固体线膨胀系数 实验内容：测量金属杆的线性膨胀系数。 实验要求： （1）学会测量金属材料线性膨胀系数的一种方法； （2）掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理； （3）学会用作图法处理实验数据。 8静态法测钢丝杨氏模量 实验内容：测量金属丝的杨氏弹性模量。 实验要求： （1）学会测量杨氏弹性模量的一种方法； （2）掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理； （3）学会用逐差法处理数据。 9液体比热汽化热测量 实验内容：测定在当地大气压下水沸腾时的汽化热。 实验要求： （1）利用量热器测定在当地大气压下水沸腾时的汽化热； （2）学会测量量热器的有效热容量； （3）分析误差产生原因。 10冷却法测量金属比热容 实验内容：用冷却法测定金属的比热容。 大连海事大学本科课程实验、实践教学大纲 357实验要求： （1）理解牛顿冷却定律； （2）学会用冷却法测定金属比热容； （3）学习通过冷却曲线确定各种金属比热容； （ 4）了解金属的冷却速率与环境之间的温差关系。 11伏安法测电阻及电表的选择 实验内容：测定线性电阻的伏安特性曲线；测量稳压管的伏安特性曲线；画出线性电阻元件和非线性电阻元件的伏安特性曲线，并求被测线性电阻元件的电阻值(未经修正)；测量电表的内阻，对实验结果进行修正；正确选择电表的量程。 实验要求： （1）掌握电阻元件伏安特性的测定方法； （2）了解系统误差的分析方法，熟悉几种基本电学仪器的使用方法； （3）学会用作图法处理实验数据。 12补偿法测电源电动势及内阻 实验内容：用学生式电位差计测量待测电池电动势及其内阻。 实验要求： （1）学习补偿法的原理和基本电路； （2）掌握电位差计的使用方法； （3）学会用电位差计测量电池电动势、端电压、内阻，测量电流、电压、电阻。 13霍尔效应法测磁场 实验内容：测量霍尔电势差，根据霍尔灵敏度计算出电磁铁磁极间的磁感应强度。 实验要求： （ 1）了解产生霍尔效应的机制； （ 2）掌握用霍尔元件测量磁场的基本方法； （ 3）学会根据霍尔电势差的极性判断半导体的导电类型。 14分光计的调节和使用 实验内容：正确调节和使用分光计。 实验要求： （1）了解分光计的构造，掌握分光计的原理及调节方法； （2）掌握分光计的读数原则，学会消除分光计系统误差的方法。 15利用牛顿环测量透镜曲率半径 实验内容：用牛顿环测透镜的曲率半径。 实验要求： （1）深入理解光的等厚干涉及其应用； （2）正确使用读数显微镜； （3）认识一种光学实验中常用的单色光源钠光灯； （4）学会用逐差法处理实验数据。 16利用阿贝折射仪测量固体及液体折射率和色散值 实验内容： （1）调整阿贝折射仪，用标准试样校准读数； （2）测量液体折射率；测量固体折射率；测量糖溶液含糖浓度；测量色散值。 实验要求： （1）加深对光的全反射原理及其应用的理解； （2）掌握阿贝折射仪的调整和使用方法； （3）掌握测量液体折射率和平均色散的方法。 17利用示波器测量未知信号 实验内容：熟悉示波器面板上各旋钮的作用，检查示波器工作是否正常；分别用单踪、双踪观察信号源的波形；测信号的电压值(峰峰值)；通过观察李萨如图形测未知信号的频率。 实验要求： （1）掌握阴极射线示波器的结构和工作原理； （2）学会正确使用阴极射线示波器； （3）掌握利用阴极射线示波器观察信号波形、测量信号电压和信号频率的方法。 18碰撞过程中动量和能量特性研究 实验内容：研究各种角度，各种类别碰撞过程中的动量和能量关系。 实验要求： （1）通过实验验证完全弹性碰撞过程中的动量守恒和能量守恒关系； （2）通过实验探究非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞中动量和能量关系； （3）实验结果与理论进行比较，分析产生误差原因。 19弦线上振动及波特性研究 大连海事大学本科课程实验、实践教学大纲 358实验内容： （1）测量拉紧弦不同弦长时的共振频率； （2）测量波传播速度； （3）测量弦线密度。 实验要求： （1）了解波在弦上的传播及波形成条件； （2）掌握测量弦线共振频率的一种方法； （3）掌握测量弦线密度的一种方法； （ 4）学会用示波器观察波形。 20偏振光特性研究 实验内容：观察布儒斯特角及测定玻璃折射率；观测椭圆偏振光和圆偏振光；考察平面偏振光通过1/2 波片时的现象。 实验要求： （1）观察光的偏振现象，加深理解偏振的基本概念； （2）了解偏振光的产生和检验方法； （3）观测布儒斯特角及测定玻璃折射率； （4）在坐标纸上描绘 2cospI