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物理实验(Ⅲ) 教学大纲 (40学时)

发布时间:2015-03-12    作者:    来源:    浏览次数:    打印


课程编号:14010071

课程名称:物理实验Ⅲ

英文名称:physics experimentⅢ

适应专业:医学专业(与大学物理配套)

执笔人:徐富新、刘碧兰

实验教材(指导书):《大学物理实验教程》,袁冬缓等编,suncitygroup太阳新城出版社,2001年8月出版

《大学物理实验教程》,周克省等编,suncitygroup太阳新城出版社,2001年1月出版

一、学时与学分

总学时:40 总学分:1 实验学时:40 实验学分:1

二、实验课的任务、性质与目的

医学专业是一个与实践密切相关的专业,医学行业要求从业人员具有较高的理论水平、谨慎认真的工作作风以及娴熟的专业技能。医学专业物理实验主要通过对实验仪器的操作、对实验现象的观察和分析,提高基本操作技能,培养一丝不苟的严谨作风,锻炼对实验现象和结果的洞察和分析能力。本课程一方面注重培养物理实验方法和技能,另一方面能使其养成严肃认真的工作态度和遵守纪律、爱护公物的优良品德。结合医学的特殊性,增开了B超实验、液体粘滞系数等和医学密切相关的实验,加强学生对生物信号测量方法的认识和技能的提高,激发对医学的浓厚兴趣。

三、基本原理

物理实验是在理论思想指导下为达到某项目标而进行的实验,物理实验的语言是数据,实验的成功与失败必须用测量数据来说明。要求掌握测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的能力,熟悉物理实验中基本的实验方法,能够进行常用物理量的一般测量,常用实验装置的调整与基本的操作技术,了解常用仪器的性能,并学会使用方法。

四、实验方式与基本要求

(一)实验方式:

1.每人一组,独立进行实验。为使学生有充足的时间进行实验和分析思考,每次安排3学时。

2.全面实行开放式实验教学,增加学生选择实验项目和实验时间的自主性。

3.大纲列出35个实验项目,分必做与选做两类。在选择实验项目和内容时,应注意加强基本技能的训练,同时,在内容安排上要有一定的广度。

适当地介绍一些物理实验史料,对学生进行辩证唯物主义世界观和方法论的教育。

以综合性实验项目为主体,以利于提高学生的综合性实验能力;开设一定数量的设计性实验,使学生在实验方法的考虑、测量仪器的选择、测量条件的确定等方面受到良好的训练。

(二)基本要求:

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。

五、实验项目的设置与内容提要

序号

实验名称

实验

时数

每组

人数

实验

类型

实验

要求

实验

类别

内容提要

绪论

3

基础

必修

基础

误差知识,数据处理,实验方法和实验仪器的介绍

预备引导实验

不占

学时

1

基础

选修

基础

认识多种物理量的测量仪器,掌握有关仪器的工作原理及操作方法,进行一些基本测量

1

气轨上运动定律的研究

3

1

基础

必修

基础

学习气垫技术,掌握光电计时方法,测量匀变速运动的加速度和重力加速度。并开出选做内容:测摩擦系数

2

刚体转动惯量的测定

3

1

基础

必修

基础

学用扭摆法测转动惯量,掌握数据处理及误差计算的基本方法

3

电桥实验

3

1

基础

必修

基础

学习电桥中的桥式测量法,掌握检流计等精密电学仪器的使用,必做内容为直流电桥测量电阻R并正确计算误差。选做内容为直流电桥的优化测量和交流电桥测阻抗

4

示波器及应用

3

1

基础

必修

基础

了解示波器工作的物理原理,熟悉其使用方法,用示波器检测波形,测量频率

5

光的干涉实验

3

1

基础

必修

基础

观察光的等厚干涉,测量干涉环的直径,算出平凸透镜曲率半径。选做内容:测量劈尖的厚度

6

螺线管磁场测量仿真实验

3

1

基础

选修

基础

学习微机仿真实验的方法,测量长螺线管中的磁场

7

拉伸法测定杨氏模量

3

1

基础

选修

基础

学习望远镜的结构原理和使用方法,掌握光杠杆测微法,运用拉伸法测量杨氏模量。

8

液体粘滞系数的测定

3

1

基础

选修

基础

测蒸馏水过粘滞计mn刻线的时间,测酒精经过粘滞计mn刻线的时间,由公式算出液体粘滞系数

9

表面张力系数的测定

3

1

综合

选修

基础

k值的测定, F值的测定。

10

声速测定

3

1

综合

选修

基础

了解声—电转换的原理和超声探头的工作特性,通过驻波共振法、相位比较法、时差法等三种方法测定空气中超声波的传播速度

11

电位差计实验

3

1

综合

选修

基础

掌握补偿法的原理,自行组装电位差计并用精密标准电池进行校正,采用自组电位差计校准伏特表。选做:准确测量电池内阻

12

光波波长的测定

3

1

综合

选修

基础

正确调节分光计,必做内容是运用光栅衍射原理测定光波波长;选做内容为声光衍射法测定光波波长

13

氢原子光谱实验

3

2

综合

选修

基础

掌握定标法的物理原理,用标准汞灯对光谱仪定标,测出氢光谱的波长并计算RH

14

迈克尔逊干涉实验

3

1

综合

选修

基础

掌握迈氏干涉仪的使用方法,观察干涉的定域性,测定激光波长

15

激光全息照相

3

2

综合

选修

基础

掌握全息成相的原理,学习光路的调节方法,拍摄全息照片并进行暗室处理

16

霍尔效应及应用

3

2

综合

选修

基础

掌握霍尔效应的物理本质,学习各种副效应的消除方法,精确测定螺线管磁场

17

电子综合实验

3

2

综合

选修

基础

学习电子学的基础知识和D/A转换的物理原理,进行电子学综合测量与检测

18

光纤传输实验

3

1

综合

选修

基础

学习光纤传输系统的组成及工作原理,测量该系统的电光特性和光电特性

19

阿贝成像与空间滤波

3

2

综合

选修

基础

了解透镜的副里叶变换性质,掌握光学滤波技术,测量空间频谱

20

电子荷质比测量

3

1

综合

选修

基础

根据电子在电磁场中的运动行为,测定其电荷值与其质量之比

21

热导率测量

3

1

综合

选修

基础

利用自然冷却法测量不良导体的热导率,并测其热膨胀系数

22

密立根油滴实验

3

1

综合

选修

基础

以微小的荷电粒子在极板间的运动为测量对象,测其运动时间,用最小公约数法确定电子电荷值

23

核磁共振实验

3

4

综合

选修

基础

以蒸馏水作为样品,确定质子旋磁比和朗德因子,并了解NMR在化学化工、生物医学等领域的应用

24

Frank-Hertz实验

3

1

综合

选修

基础

观察氩原子被激发的物理现象,并测定其第一激发电位

25

传感器技术实验

3

4

综合

选修

基础

熟悉传感器的基本原理、应用。并能使用最常用的几种常用的示波器。本实验可开出40个左右的系列实验。

26

普朗克常数测定

3

1

综合

选修

基础

利用金属表面的电子逃逸现象及光电效应方程,测量Planck常数

27

PN结物理特性测试

3

1

综合

选修

基础

理解PN结的工作原理,测量PN结的伏安特性,扩散电流与结电压之间的关系

28

CCD特性的测试

3

1

综合

选修

基础

了解CCD工作原理,测量其光电特性

29

B超实验

3

2

综合

选修

基础

定性观察,定量测量圆球和石块的体积

30

电阻测量优化研究

4

1

设计

选修

基础

学习误差设计理论,掌握测量电阻的多种不同方法,针对不同阻值的电阻进行测量方案的优选,并做细致的误差分析和修正

31

万用电表的制作

4

1

设计

选修

基础

设计实验方案,选择元件与器材组装万用电表,并对其电流、电压及欧姆档进行校正,确定其精度等级

32

简谐振动的研究

4

1

设计

选修

基础

设计实验测量方案,掌握量纲分析法在物理现象的数学模型建立中的作用,通过作图法处理数据,归纳出振动周期的变化规律

33

介质损耗测

试研究

4

1

研究

选修

基础

测试电介质的阻容特性,并分析计算其损耗系数

34

生物信号的采集与处理

5

4

研究

选修

基础

观察生物信号特征,研究弱信号检测与采集方法和生物信号处理方法,研究计算机在信号采集中的应用

35

血液参数测定实验模块(血液散射系数测定/3学时;血液浓度测量/3学时;血液吸收光谱测量/3学时)

不定

2

研究

选修

基础

自主选择其中的实验项目,完成从原理掌握到仪器调试及测量的整个过程

六、考核方式与评分办法

物理实验为考查课程。期末总成绩由平时成绩和期末考核成绩两部分组成,平时成绩占60%,期末考核成绩占40%。平时成绩为每次实验课的成绩总评,每次实验课的成绩细分为预习分、操作分、实验报告分,都采用5分制,等级为5、5-、4+、4、4-、3+、3、3-、重作。期末考核采取操作考试与笔试相结合的形式,具体为随堂操作考试、抽签操作考试、实验设计等。




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