《动力学法测弹性模量》实验报告

一、实验原理

棒横振动的动力学方程为

对于用细线悬挂起来的棒，其边界条件为

解之，得到棒作基频振动的固有频率

于是，弹性模量

上式中，是棒的质量，f为棒的基振频率。对于直径d为的圆棒，惯量矩

　　代入上式得：

　　　其中，Ｔ１为修正系数，以解决实验中不能满足d远小于l的问题。

二、实验步骤

1.   连接线路（见下页图）。

2.   测量被测样品的长度、直径（6次）及质量。

3.   测样品的弯曲振动基频频率。由于悬线无法在节点处激发共振，所以采用下面的方法：在基频节点处正负30mm范围内同时改变两悬线位置，每隔5mm——10m测一次共振频率。画出共振频率和悬线的位置关系曲线。

三、数据表格

1． 不同悬点的基振频率

其中，f为黄铜棒的基频共振频率；x为悬线 和棒短点的距离。

由此可画出f-x曲线（见附图）。

于是得到基振节点位置x=40.7㎜，基振频率为f=440.6Hz。

2． 测量棒的质量、长度、直径

棒的质量 m= 49.8 g

测量棒的长度

定螺旋测微计的零点d’（单位㎜）

测量前 -0.015 ， -0.015 ， -0.013 ；

测量后 -0.021 ， -0.014 ， -0.021 。　　平均值’= -0.016 ㎜

黄铜棒的直径d= 5.991 ㎜

sd= 0.0024 ㎜

３．计算Ｅ

根据上述结果并查得T1=1.0046，于是有

４．计算不确定度

 

第二篇：力学实验

力学实验

教学大纲

一、课程基本信息

课程名称  力学实验

英文名称  Mechanics experiment

课程性质  必修

课程属性  专业基础课

学时学分  36/2

开设学期  一

先修课程  高等数学、力学

适用专业  物理学

二、课程简介

力学实验是面向物理学专业本科生开设的一门重要基础课程。课程内容为物理实验数据的基本处理方法，力学领域基本物理量的测量、基本实验方法、常用测量仪器的原理及应用和实验设计的基本能力等。按照课程建设的指导思想：“加强基础，循序渐进，因材施教，全面提高”，精心选择了三个类型（基础型实验、综合型实验和设计型实验）十个实验项目。通过这门课程的学习使学生在实验基本知识、基本方法和基本技能方面得到系统训练，实验能力和素质逐步提高。

三、实验课程目的与要求

学习本课程的目的：使学生学习物理实验基础知识的同时，在力学实验的基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练，掌握初步的实验能力，逐步具有实践能力和创新能力，养成良好的实验习惯以及严谨求实的科学作风。

学习本课程的要求：

1．掌握力学基本物理量的测量。

2．了解常用仪器的性能，并掌握使用方法。

3．巩固实验数据处理方法的应用。

4．初步独立设计实验方案。

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。

平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考核成绩占30%。

五、实验项目设置和内容

物理实验的基本知识（讲授）

目的要求

1．理解测量与不确定度的基本概念。

2．掌握实验数据的处理方法。

3．学会写实验报告。

内容要点

1．测量与误差的基本概念

2．系统误差与偶然误差的基本概念

3．测量结果与测量不确定度

4．有效数字及其运算

5．实验数据的图示法和图解法

6．组合测量与最佳直线参数

7．如何撰写实验报告

计划时数  6

实验性质  必做

每组人数  全体

实验一、长度的测量

目的要求

1．练习使用测长度的几种常用仪器。

2．练习做好记录和计算不确定度。

实验内容

用测长仪器分别测量：

1．钢球的直径。

2．圆环的体积。

3．样品的微小宽度。

4．眼镜片的厚度。

5．对上述测量结果进行不确定度评定。

主要仪器设备  螺旋测微计、游标卡尺、移测显微镜、百分表。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1

实验二、密度的测量

目的要求 

熟悉物质密度的测量方法。

实验内容

1．用绝对测量法测铜质圆柱体的密度，并进行不确定度计算。

2．用液体静力衡量法测铜质不规则物体的密度，并进行不确定度计算。

3．用液体静力衡量法测盐水的密度。

4．用比重瓶法测酒精的密度。

主要仪器设备   物理天平、比重瓶。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1

实验三、小粒状固体密度的测量

目的要求 

测定球形小粒状固体的密度

实验内容

1．设计一个测定球形小粒状固体密度的实验方案。

2．列出数据表格，对实验数据进行处理。

3．写出实验报告。

主要仪器设备   所需仪器设备自行提出。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   设计

每组人数   1

实验四、单    摆

目的要求

1．练习使用停表和米尺，测单摆的周期和摆长。

2．求出当地重力加速度的值。

3．考查单摆的系统误差对测重力加速度的影响。

实验内容

1．用金属球组成单摆测重力加速度，并进行不确定度计算。

2．用乒乓球组成单摆测重力加速度，并考察空气浮力对测的影响。

主要仪器设备   单摆、停表。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1

实验五、偶然误差的统计规律

目的要求 

从摆的周期测量值的变化，认识偶然误差的规律性。

实验内容

1．测量摆的周期。

2．数据的统计。

3．分析测量结果。

主要仪器设备   复摆、停表、周期测定仪。

计划时数   3

实验性质   选做

实验类型   基础

每组人数   1

实验六、弹性模量的测定（粱弯曲法）

目的要求 

用粱弯曲法测定金属的弹性模量。

实验内容

1．调节光学系统，使其处于正常工作状态。

2．测出金属梁在负载作用下的弛垂度。

3．将有关参量测出，求出金属梁的弹性模量及弹性模量的不确定度。

主要仪器设备   弹性模量测定仪、螺旋测微计、游标卡尺、米尺。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1

实验七、转动惯量的测定

目的要求

 测量不同形状物体的转动惯量。

实验内容

1．测空台转动惯量。

2．测圆盘转动惯量。

3．测圆环转动惯量。

主要仪器设备   刚体转动实验仪。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2

实验八、复摆振动的研究

目的要求

1．考查复摆振动时振动周期与质心到支点距离的关系。

2．测出重力加速度、回转半径和转动惯量。

实验内容

1．测量相应不同支点的周期。

2．测定重心的位置。

3．用作图法考查复摆振动时振动周期与质心到支点距离的关系。

4．用最小二乘法处理实验数据，求出重力加速度、回转半径和转动惯量。

主要仪器设备   复摆实验装置、停表。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1

实验九、声速的测量（超声）

目的要求

1．在超声中用振幅极值法测量声速。

2．在超声中用相位法测量声速。

3．用空气中声速求空气的比热容比。

实验内容

1．调整测试系统的谐振频率。

2．在超声中分别用振幅极值法和相位法测量声速。

3．用逐差法算出声波波长的平均值。

4．根据测量数据，计算出空气中声速和空气的比热容比，并估算声速测量的不确定度，分析测量结果。

主要仪器设备   声速测定仪、示波器。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   综合

每组人数   1

实验十、弹簧振子的研究

目的要求 

1．测定弹簧振子的劲度系数和等效质量。

2．检验弹簧振子振动周期与质量的关系。

实验内容

由所给仪器按以下要求设计一个实验方案。

1．用静力伸长法测定弹簧的劲度系数。

2．检验弹簧振子振动周期与质量的关系。

3．测定弹簧振子的等效质量。

主要仪器设备    焦利弹簧秤、砝码、停表。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   设计

每组人数   1

六、主要参考书

1．杨述武 主编：《普通物理实验》，第三版，高等教育出版社，2000

2．李学慧 主编：《大学物理实验》，高等教育出版社，2005

3．赵家凤 主编：《大学物理实验》，科学出版社，1999

4．林抒 龚镇雄 主编：《普通物理实验》，人民教育出版社，1981

七、说明

1．本课程采用理论教学和学生分组实验相结合，分组集中讲解与个别指导相结合的教学方法。

2．如在本课程教学学时外另安排实验操作考查时间，可将选做实验项目改为必做项目，或将选做实验项目安排在开放实验中完成。

热学实验

教学大纲

一、课程基本信息

课程名称  热学实验

英文名称  thermodynamics experiment

课程性质  必修

课程属性  专业基础课

学时学分  15/1

开设学期  二

先修课程  高等数学、力学、热学

适用专业  物理学

二、课程简介

热学实验是面向物理学专业本科生开设的一门重要基础课程。课程内容为热学领域基本物理量的测量、基本实验方法、常用测量仪器的原理及应用和实验设计的基本能力等。按照课程建设的指导思想：“加强基础，循序渐进，因材施教，全面提高”，精心选择了三个类型（基础型实验、综合型实验和设计型实验）五个实验项目。通过这门课程的学习使学生在实验基本知识、基本方法和基本技能方面得到系统训练，实验能力和素质逐步提高。

三、实验课程目的与要求

学习本课程的目的：使学生学习物理实验基础知识的同时，在热学实验的基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练，掌握初步的实验能力，逐步具有实践能力和创新能力，养成良好的实验习惯以及严谨求实的科学作风。

学习本课程的要求：

1．掌握热学基本物理量的测量。

2．了解常用仪器的性能，并掌握使用方法。

3．巩固实验数据处理方法的应用。

4．初步独立设计实验方案。

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。

平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占80%，期末考核成绩占20%。

五、实验项目设置和内容

实验一、表面张力系数的测量（拉脱法）

目的要求

1．学习力敏传感器的定标方法。

2．用拉脱法测量室温下水的表面张力系数。

实验内容

1．力敏传感器的定标。

2．用数学温度传感器测量水的温度。

3．水的表面张力系数的测量。

主要仪器设备  表面张力系数实验仪、螺旋测微计、游标卡尺。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   综合

每组人数   1

实验二、金属线胀系数的测量

目的要求 

学习测量金属棒线胀系数的方法。

实验内容

1．游标卡尺测金属棒的长度。

2．把金属棒放在加热炉内加热，并记录温度和金属棒的长度变化。

3．逐差法处理数据。

4．估计测量的不确定度，分析测量结果。

主要仪器设备   线胀系数测定仪、千分表、游标卡尺。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1

实验三、水的汽化热的测定

目的要求

  用混合法测定水在沸腾时的汽化热。

实验内容

1．使蒸汽发生器产生蒸汽。

2．测出混合系统吸热部分的热容及初温。

3．测出混合系统的平衡温度及系统放热部分的热容。

4．计算水的汽化热及其不确定度。

主要仪器设备  水的汽化热实验仪、水的汽化热实验装置、物理天平。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1

实验四、冰的熔化热的测定

目的要求

1．用电加热法测定冰的熔化热。

2．学习消除测量系统热散失的影响。

实验内容

1．将一定量的冰水混合物装满在保温瓶中，使瓶上细管中水面处于标记位置。

2．实验过程中，要随时调节活塞位置使细管中水柱位于标记处。在通电前每隔一分钟记录一次活塞位置与相应的时刻，测五至六次。

3．通电，注意调节活塞，每隔半分钟记录一次活塞位置与相应的时刻，同时观察电流、电压值有无变化并记录。

4．断电，继续记录几次。

5．用作图法处理实验数据，求出结果并评价。

主要仪器设备   冰的熔化热测定仪。

计划时数   3

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2

实验五、测定液体的比热容

目的要求 

测定液体的比热容。

实验内容 

设计一个测定液体比热容的实验方案。

主要仪器设备   所需仪器设备自行提出。

计划时数   3

实验性质   选做

实验类型   设计

每组人数   1

六、主要参考书

1．杨述武 主编：《普通物理实验》，第三版，高等教育出版社，2000

2．李学慧 主编：《大学物理实验》，高等教育出版社，2005

3．赵家凤 主编：《大学物理实验》，科学出版社，1999

4．林抒 龚镇雄 主编：《普通物理实验》，人民教育出版社，1981

七、说明

1．本课程采用理论教学和学生分组实验相结合，分组集中讲解与个别指导相结合的教学方法。

2．如在本课程教学学时外另安排实验操作考查时间，可将选做实验项目改为必做项目，或将选做实验项目安排在开放实验中完成。

光学实验

教学大纲

一、课程基本信息

课程名称       光学实验

     英文名称       optical  experiment

课程性质       独立设课

课程属性       专业基础课

学时学分       30学时  2学分

开设学期       第3学期

先修课程       力热实验

适用专业       物理学专业

二、课程简介

光学实验是普通物理实验的一个重要部分，其经典的实验方法仍然是现代物理实验方法的基本内容。

三、实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：学习和掌握光学实验的基本知识、基本方法以及培养基本的实验技能。

学习本门课程的要求：⒈学习光学中基本物理量的测量方法⒉学会使用一些常用的光学仪器⒊学习分析光学实验中的基本光路⒋继续学习分析误差的方法和提高对实验数据的处理能力。通过研究一些基本的光学现象，加深对经典光学理论的理解，提高对实验方法和技术的认识。

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。

平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考核成绩占30%

五、实验项目设置和内容

实验一、薄透镜焦距的测定

目的要求  

  ⒈学会调节光学系统使之共轴，并了解视差原理的实际应用；

  ⒉掌握薄透镜焦距的常用测定方法。

实验内容   

⒈共轴调节 

⒉物距像距法测凸透镜焦距 

⒊两次成像法测凸透镜焦距 

⒋自准直法测凸透镜焦距 

⒌辅助透镜法测凹透镜焦距

主要仪器设备      光学实验平台

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     1人

实验二、分光计的调节及测定棱镜角

目的要求  

⒈了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；

⒉掌握测定棱镜角的方法。

实验内容   

⒈将望远镜对无穷远调焦 

⒉使望远镜的光轴垂直于仪器的主轴 

⒊使准直管产生平行光 

⒋调节三棱镜的主截面垂直于仪器的主轴 

⒌自准直法测棱镜角

主要仪器设备      分光计  三棱镜

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     1人

实验三、测定棱镜玻璃折射率

目的要求      

⒈用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。

实验内容     

⒈使准直管射出平行光束  

⒉测定最小偏向角  

⒊用测得的顶角A及最小偏向角δm计算棱镜玻璃的折射率及不确定度

主要仪器设备      分光计  三棱镜  钠光灯

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     1人

实验四、用阿贝折射计测定透明介质的折射率

目的要求    

⒈掌握用掠入射法测定液体的折射率；

⒉了解阿贝折射计的工作原理，并熟悉其使用方法。

实验内容   

⒈擦干净棱镜面，滴入待测液体 

⒉使两镜筒视场明亮 

⒊测待测液体折射率（注意事项   必须对阿贝折射计进行读数校正）

主要仪器设备      阿贝折射计  钠灯

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     1人

实验五、望远镜和显微镜

目的要求    

⒈熟悉显微镜和望远镜的构造及其放大原理；

⒉学会一种测定显微镜和望远镜放大率的方法；

⒊掌握显微镜的正确使用方法，并学会利用显微镜测量微小长度

⒋理解光学仪器分辨本领的物理意义，并测定望远镜和显微镜的分辨本领。

实验内容   

⒈根据原理选择合适的透镜，组装显微镜或望远镜 

⒉用一种方法测定显微镜或望远镜的放大率 

⒊改变光学间隔再测显微镜的放大率或改变一种方法再测望远镜的放大率 

⒋用生物显微镜测量微小长度 

⒌望远镜最小分辨角的测定 

⒍移测显微镜分辨本领的测定

主要仪器设备      光学实验平台

计划时数     3课时+1课时

实验性质     必做

实验类型     设计

每组人数     1或2人

实验六、用双棱镜干涉测钠光波长

目的要求 

⒈观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步理解产生干涉的条件；

⒉学会用双棱镜测定光波波长。

实验内容  

⒈共轴调节 

⒉调节干涉条纹 

⒊测量 

⒋计算

主要仪器设备      光学实验平台  双棱镜 钠灯

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验七、用牛顿环干涉测透镜曲率半径

目的要求    

⒈掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法；

⒉通过实验加深对等厚干涉原理的理解。

实验内容  

⒈借助室内灯光，调节螺旋使干涉环适当 

⒉使显微镜视场明亮 

⒊调节使目镜视场中叉丝和干涉环纹清晰 

⒋用移测显微镜测量干涉环的半径 

⒌计算

主要仪器设备      移测显微镜  钠灯  牛顿环

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     1人

实验八、用透射光栅测定光波波长

目的要求    

⒈加深对光栅分光原理的理解；

⒉用透射光栅测定光栅常量、光波波长和光栅角色散；

⒊进一步熟悉分光计的使用方法

实验内容   

⒈调节分光计 

⒉调节光栅位置 

⒊测光栅常量 

⒋测量未知波长 

⒌测量光栅的角色散

主要仪器设备      分光计  平面透射光栅  汞灯   钠灯

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     1人

实验九、迈克耳孙干涉仪的调节和使用

目的要求    

⒈掌握迈克耳孙干涉仪的调节和使用方法；

⒉调节和观察迈克耳孙干涉仪产生的干涉图，以加深对各种干涉条纹特点的理解；

⒊应用迈克耳孙干涉仪测定氦氖激光波长、钠D双线平均波长和波长差

实验内容   

⒈调节干涉仪 

⒉测定钠光D双线的平均波长 

⒊测量钠光D双线的波长差 

⒋测量氦氖激光波长 

⒌观察白光的彩色干涉条纹

主要仪器设备      迈克耳孙干涉仪  钠灯  He-Ne激光器  指针 白炽灯

计划时数     3课时+2课时

实验性质     必做

实验类型     综合

每组人数     1人

六、主要参考书  

1.  杨述武主编《普通物理实验》（三、光学部分）高等教育出版社

2.  华中工学院、天津大学、上海交通大学编《物理实验》 基础部分

七、说明

⒈实验五、望远镜和显微镜  学生1人或2人，通过查找资料，设计实验内容、实验方案选作该实验中的部分内容。

⒉实验六、用双棱镜干涉测钠光波长,该实验需要两个人配合才能进行,一人操作不方便。

⒊实验九、迈克耳孙干涉仪的调节和使用,该实验综合内容较多，可根据实际情况减少内容。

电磁学实验

教学大纲

一、课程基本信息

课程名称      电磁学实验

     英文名称      Experiment  for  Electromagnetics

课程性质      必修

课程属性      专业基础课

学时学分      2分

开设学期      第3学期

先修课程      电磁学

适用专业      物理学

二、课程简介

1.电阻的测量

1.1伏安法

1.2.替代法测电阻,

1.3 测绘半导体 P-N 结的伏安特性曲线 ， 学会用伏安法测量 P-N 结的伏安特性曲线

1.4 学会计算电表接入误差

2. 电桥测量

2.1 惠斯登电桥的原理和使用

2.2 用 QJ23 型单电桥测电阻值及电桥灵敏度

2.3 用电阻箱和检流计自搭电桥测两个电阻值

2.4 用双电桥测量低电阻。

2.5 用双电桥实验板和 QJ44 型开尔文电桥箱分别测铜 、铝导线的电阻和电阻率 , 从而理解双电桥的原理及其使用方法 .

2.6 用电阻箱和标准电容箱 , 标准电感自搭桥路测电感 、电容值 . 从而了解交流电桥的原理 、 特点及调节方法

3. 电位差计

3.1 十一线电位差计的原理和接线

3.2 十一线电位差计的工作电流标准化

3.3 用十一线电位差计测干电池的电动势 . 设置故障让学生排除

3.4 学习与了解 UJ31 型低电势直流电位差计的构造的工作原理

3.5 利用 UJ31 型电位差计来校正毫伏表 , 毫安表

4. 灵敏电流计

4.1 测定灵敏电流计 (AC型 ) 常数及内阻

4.2 观察它的三种运动状态 , 从而了解灵敏电流计的机理和使用方法

5. 螺旋管磁场测量

5.1用冲击电流计测定电容

5.2 用亥姆霍兹线圈测定长螺线管的磁场强度分布 , 从而了解其原理及使用方法

6. 模拟法研究静电场

6.1 学会用模拟法研究静电场 , 在导电纸上测绘出两平行线电荷间的静电场分布。验证由高斯定律导出的两线电荷间的电位计算公式 , 并求两线电荷的密度。

7.RLC 串联电路

7.1 研究 RLC 串联电路的暂态过程

7.2 用双踪示波器观察 RC,RL,RLC 电路的暂态过程

7.3 了解电容、电感元件的特性 , 加深对阻尼运动规律的理解

7.4 观察 RLC 串联电路的幅频特性和相频特性

7.5 学会用双踪示波器测量两个同频率信号位相差的方法

8. 交流电路的谐振现象

8.1 测定 RLC 串联电路的 I-f 曲线

8.2 测定 RLC 并谐电路的 Z-f 曲线

8.3 观察交流电路的两种谐振现象 , 学会测量谐振曲线的方法

9.电子束线在电磁场中的特性

9.1电子束线的电、磁偏转

9.2电子束线的电、磁聚焦

三、实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：

《物理电磁学实验》是物理专业学生进行科学实验训练的一门启蒙课程 , 是后继物理实验课程的基础 , 是物理专业学生从事科学实验工作的入门向导 . 它的主要任务与目标是 : 学习电磁学实验的基本理论 , 典型的实验方法及其物理思想。

 （1） 使学生获得必要的实验知识和操作技能训练 , 培养学生初步具有实验工作的能力。

 （2） 培养学生实事求是、一丝不苟 , 严格认真的科学态度与工作作风。

学习本门课程的要求：

掌握电学实验误差计算的基本知识 , 具有正确处理电学实验数据的初步能力。  熟悉电学实验工作的主要步骤 : 预习 ( 实验准备 ) 、操作 ( 接线 , 仪器检查 ) 。掌握基本量的测量方法 、手段及电表 、常用电子仪器的正确使用。具有良好的工作作风与基本的实验能力

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。

平时考核（平时成绩包括出勤率、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考核成绩占30%

五、实验项目设置和内容

实验一 用伏安法测电阻

目的要求

1、分压电路的调节特性

2、了解电学基本仪器的使用方法

3、了解接入误差与仪表误差对测量结果的影响

实验内容

1、定量研究滑线变阻器的分压调节特性

2、内接和外接法测电阻的比较，并进行系统误差的修正

主要仪器设备

可调稳压电源、滑线变阻器、电阻箱、毫安表、电压表、线性电阻（1000Ω、50Ω）

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验二  用惠斯通电桥测电阻

目的要求

1、掌握用惠斯通电桥测电阻的原理；

2、学会正确使用箱式电桥测电阻的方法；

3、了解提高电桥灵敏度的几种途径。

实验内容

1、用电阻箱、滑线变阻器组成惠斯通电桥测电阻。

2、测量电桥的相对灵敏度

3、使用箱式电桥测量。

主要仪器设备

稳压电源、检流计（微安表）、电压表、滑线变阻器、电阻箱（3个）、待测电阻（阻值差异交大的2个）、箱式电桥、开关、导线。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验三 用板式电势差计测量电池的电动势和内阻

目的要求

1、掌握用板式电势差计测量电动势的原理。

2、测量干电池的电动势和内阻。

实验内容

1、连接电路；

2、电流标准化调节；

3、测量U02值，取RS=10Ω，使R从0到5Ω变化，测量U02值；

主要仪器设备

板式电势差计、检流计、滑线变阻器、电阻箱、待测干电池、开关、导线、直流电源、标准电池。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验四  用箱式电势差计校正电表

目的要求

1、了解箱式电势差计的结构和原理；

2、比较熟练地正确掌握箱式电势差计的使用；

3、应用箱式电势差计的校正电压表（或电流表）；

实验内容

1、观察电势差计面板，了解各旋纽的作用；

2、校准工作电流；

3、校正电压表；

4、校正毫安表；

5、测量电势差计的灵敏度；

主要仪器设备

箱式电势差计、检流计、滑线变阻器、电阻箱、开关、导线、直流电源、标准电池、待校正电表。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型   基础

每组人数   2人

实验五 低电阻的测量

目的要求

1、掌握用伏安法测量低电阻的方法。

2、学习双电桥测量低电阻的原理和方法。

实验内容

1、用伏安法测粗铝、铜线上各长为L（50厘米以上）一段导线的电阻；

2、用箱式双电桥测上述金属丝的电阻；

3、测量金属丝的直径d，用电阻率ρ=（πd2）/（4L）·RX，求ρ值。

主要仪器设备

检流计、滑线变阻器、电阻箱、开关、导线、直流电源、安培计、毫伏计、螺旋测微计、待测的低电阻。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验六  电表改装与校准

目的要求

1、      了解电表的基本结构；

2、      学会将电流表改装成安培计和伏特计；

3、      掌握分压器和分流器的使用方法；

4、掌握校准电表的方法。

实验内容

1、 将微安计表头改装成安培计及其校准。

1、将微安计表头改装成伏特计及其校准。

主要仪器设备

待改装电流计、毫安表、伏特计、滑线电阻器、电阻箱、直流电源、开关。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验七 电子示波器的使用

目的要求

1、了解通用示波器的结构和工作原理；

2、初步掌握通用示波器各个旋纽的作用和使用方法；

3、学习利用通用示波器观测电信号的波形，测量电压、频率和相位；

实验内容

1、观察波形；

2、用“比较信号”对Y轴分度，记下示波器使用的灵敏度S，然后测量上述波形的峰-峰值，将其换算到有效值，与1V比较是否符合；

3、用“扫描速率”测量上述波形的周期，然后换算到频率，试与频率计的读数进行比较；

4、用利萨如图形测量上述波形的频率；

5、用利萨如图形测量移相器的相位差；

主要仪器设备

通用示波器、音频信号发生器、晶体管毫伏表、数字频率计。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验八  电子束线的偏转

目的要求

1、研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律；

2、了解电子束线管的结构和原理；

实验内容

1、研究和验证示波管中电场偏转的规律；

2、研究和验证示波管中磁场偏转的规律；

主要仪器设备

示波管、直流电源、安培计、毫伏计、电子束线测试箱、万用电表。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验九 电子束线的聚焦

目的要求

1、研究带电粒子在电场和磁场中聚焦的规律；

2、了解电子束线管的结构和原理；

3、掌握测量电子比荷的一种方法；

实验内容

1、  电场聚焦；

2、  磁场聚焦和e/m的测定，对测量中的观察结果和测量值的差异情况进行分析说明；

主要仪器设备

电子束线测试箱、螺线管用直流电源、直流电流表、高内阻高压量程电压表。

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验十 测量电容值的三种方法

目的要求

1、了解冲击电流计、低频信号源、交流电压表的工作原理；

2、用冲击电流计法测电容、LRC电路谐振频率法测电容、RC电路充放电常数测电容；

实验内容

1、学习双踪示波器的使用方法；

2、LRC电路谐振特性的研究及测电容；

3、RC电路的暂态研究及测电容常数；

4、根据冲击电流计铭牌的常数，设计电路。用冲击电流计法测电容；

主要仪器设备

冲击电流计、标准电感箱、示波器、交流毫伏表、直流电压表、变阻器、电阻箱、直流电源。

计划时数    12

实验性质    选做

实验类型    综合

每组人数    2人

六、主要参考书

1、扬述武《普通物理实验》（电磁学实验的部分）。

七、说明

实验项目的选择由下列因数选定：

（1）电与磁的比例

（2）现有的教学仪器同扬述武《电磁学实验》教材的配套性。

电工学实验

教学大纲

一、课程基本信息

课程名称     电工学实验

     英文名称     Experiment for Electric Engineering

课程性质     必修

课程属性     基础物理实验

学时学分     1

开设学期     第5学期

先修课程     电工学

适用专业     物理学

二、课程简介

 电工学实验是电工学教学的一个重要组成部分，电工学实验教学的任务，不仅是巩固所学的理论知识和丰富学习内容，帮助学生掌握电工基本知识，更重要的是让学生熟悉试验仪器设备，培养学生动手能力，观察能力，创造能力自主设计的基本能力，提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力，养成严肃认真实事求是的科学态度和严谨的工作作风，使学生在科学方法上得到初步训练。

内容（1）直流电路：直流电路原理与基本分析方法，仪表使用（2）三相交流电路：Y、D连接，对称与不对称电路（3）功率因数提高：R、L、C参数测试与功率因数提高，功率测量

三、实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：

本课程是一门实践性很强的技术基础课程，是非电类专业学生重要基础的实践性环节，通过该课程的学习，使学生理论联系实际，获得电工、电子方面基本实践技能，培养和提高动手能力、设计能力。为后续课程的学习和毕业后的工作打下良好的基础。

学习本门课程的要求：

1.正确使用常用电子仪器。如电工实验台、示波器、信号发生器、毫伏表、稳压电源等。
　　2.掌握基本的测试技术。如测量功率、电压或电流以及电路的主要技术指标。
　　3.初步具有分析、寻找和排除电路中一般故障的能力。
　　4.初步具有正确处理实验数据、分析误差的能力。
　　5.独立写出严谨的、有理论分析的、实事求是的、文理通顺的、字迹端正的实验报告。

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。

平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考核成绩占30%

五、实验项目设置和内容

实验一、基尔霍夫定律、迭加原理

目的要求   

加深对基尔霍夫定律的理解。加深对叠加原理的了解，学习测电压电流的方法；正确使用实验台。

实验内容   

验证基尔霍夫定律、叠加原理

主要仪器设备    电工学教学实验台

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2

实验二、交流串联电路的研究

目的要求   

学会使用交流数字仪表和自耦调压器，测量交流电路的电压、电流及功率，加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解

实验内容   

R、L、C串、并联电路中电压与电流的关系

主要仪器设备    电工学教学实验台

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2

实验三、三相交流电路电压、电流的测量

目的要求   

掌握三相负载作星形、三角形联结的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系，理解三相四线供电系统中中线的作用。

实验内容   

Y、D连接，对称与不对称电路

主要仪器设备    电工学教学实验台

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2

实验四、三相电路功率的测量

目的要求   

学习三相功率的测量、掌握功率表的接线和使用方法

实验内容   

三相四线制供电，负载Y型接法。三相三线制供电，测量三相负载的功率。

主要仪器设备   电工学教学实验台

计划时数    3

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2

实验五、日光灯电路的参数测定及功率因数的提高

目的要求   学习日光灯电路的工作原理及电路联接方法；了解电容器对提高功率因数的作用。

实验内容   测量日光灯电路的功率因数，并联电容提高功率因数。

主要仪器设备   电工学教学实验台

计划时数    3

实验性质    选做

实验类型    综合

每组人数    2

六、主要参考书

1、电工学实验指导书

2、秦曾煌《电工学》 高等教育出版社

电子线路实验

课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称   电子线路实验

     英文名称   Electronic circuit experiment

课程性质   必修

课程属性   专业基础课

学时学分   45学时，3学分

开设学期   第5学期

先修课程   电磁学、普通物理实验、电子线路等

适用专业   物理学专业

二、课程简介

随着电子学的不断发展及其在物理学中的广泛应用，我们不仅需要掌握它的理论基础知识，还要具有一定的实际工作能力。因此在学习“电子线路”课程时，做好电子线路实验是一个很重要的环节。

本实验课程分为两部分，一部分为模拟电路实验（十个）。另一部分为数字电路实验（六个）。在实验教学中可根据要求均情选择。

三、实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：1.通过实验使学生进一步理解电子线路的工作原理。2.学会常用的电子仪器的使用方法和常用电子元器件的测量方法。3.掌握基本电子电路的测量方法和安装调整的基本技能。4.培养学生实事求是、刻苦、认真的科学态度与工作作风。

学习本门课程的要求：1.能根据资料中介绍的元器件的参数与电路要求正确选用元器件。2.正确和比较熟练地使用有关电子仪器。3.能对稍微复杂的电路进行正确安装和调整。4.能检查和排除电路中常见故障，使电路工作正常。5.正确分析实验中所发生的各种现象。6.正确地整理、分析实验结果和数据。

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。

平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考核成绩占30%

五、实验项目设置和内容

【模拟电路实验部分】

实验一、常用电子仪器的使用

目的要求

1．了解电子线路中常用的仪器——示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的性能和主要技术指标。

2．初步掌握示波器、函数信号发生器和交流毫伏表的使用方法。

实验内容

1．练习使用函数信号发生器和数字交流毫伏表。

2．练习使用示波器

主要仪器设备

1．EE1641D型函数信号发生器1台

2．AS1910双输入数显交流毫伏表1台

3．YB4325型双踪示波器1 台 

计划时数    6学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验二、元件的认识与测量

目的要求

1．了解电阻、电容的种类、标称值，电阻的功耗及电容的耐压。并学会用数字式万用表测量电阻，检查电容的好坏。用数字式万用表测量电容的容量。

2．了解晶体管、二极管的有关参数，学会用数字万用表判别晶体管的管脚、二极管的的极性及好坏。

3．学会测量晶体管的电流放大倍数、饱和压降及稳压管的稳压值。

实验内容

1．用数字万用表测量一组电阻。

2．用数字万用表测量一组电容。

3．用数字万用表判别二极管的极性及好坏。

4．用数字万用表判别晶体管的极性、管脚及好坏。

5．根据稳压二极管的工作原理设计电路测量稳压管的稳压值。

6．根据晶体管的工作原理设计电路测量晶体管的电流放大倍数ß和饱和压降Vces。

7．用万用电桥测量1．中的电阻和2．中的电容。（选做）

8．用晶体管特性图示仪测量5．中的稳压管的稳压值和6．中的晶体管的电流放大倍数ß和集电极——发射极间的反向击穿电压BVCEO 。（选做）

主要仪器设备

1．JT1型晶体管特性图示仪1台。

2．WQ—3型万用电桥1台（或者数字式RLC测量仪）。

3．UT50型数字式万用表各1台。

4．EEL—07型模拟电路实验组件1套

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验三、综合性实验

——单级低频放大器的安装、调整与测试

目的要求

1．学习安装与焊接方法。

2．学会检查调整测量电路的工作状态。

3．掌握测量放大器的电压放大倍数、频率特性曲线和动态范围的方法。

4．定性了解负载和工作点对放大器输出波形的影响。

5．熟悉示波器、信号发生器、数字交流毫伏表和直流稳压电源的使用方法。

实验内容

1．检查测量所用的元件。

2．将元件按照实验电路图安装在实验电路板上并焊接好。

3．接上电源调整静态工作点。

4．测量电压放大倍数。

5．测量频率特性曲线。

6．测量动态范围。

7．观察负载电阻对放大器输出波形的影响。

8．观察静态工作点的变化对放大器输出波形的影响。

主要仪器设备

1．YB4325型双踪示波器1台。

2．EE1641D型函数信号发生器1台。

    3．AS1910型交流数字毫伏表1台。

    4．UT50型数字万用表1台。

5．HY1711-2S型直流稳压电源1台。     

6．单级放大器电路板1块、元件及导线若干。

计划时数    9学时

实验性质    必做

实验类型    基础、综合

每组人数    2人

实验四、负反馈放大器

目的要求

1．学会识别放大器中负反馈电路的类别。

2．了解不同形式的负反馈对放大器输入阻抗和输出阻抗有着不同的影响。

3．加深理解负反馈对放大器性能的影响。

4．学会测量放大器的输入阻抗和输出阻抗的方法。

5．进一步掌握对放大器的放大倍数、通频带等参数的测量方法。

实验内容

1．调整、测量静态工作点

2．测试基本放大器的各项指标

3．测试负反馈放大器的各项性能指标

    4．观察负反馈对放大器的非线性失真的改善

主要仪器设备

1．EEL—07型模拟电路实验组件1套

2．YB4325型双踪示波器1台

3．EE1641D型函数信号发生器1台

4．AS1910型交流数字毫伏表1台

5．UT50型数字万用表1台

6．两级负反馈实验电路板1块

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验五、射极输出器

目的要求

1．掌握射极输出器的特点。

2．进一步掌握输入、输出阻抗的测量方法。

3．了解“自举”电路在提高射极输出器输入阻抗中的作用。

实验内容

1．测量射极输出器的输入阻抗。

2．测量射极输出器的输出阻抗。

3．测量射极输出器的电压放大倍数。

4．测量射极输出器的跟随范围。

5．测量射极输出器的通频带。

6．验证“自举”电路对提高射极输出器输入阻抗的作用。

主要仪器设备

1．YB4325型双踪示波器1台。

2．EE1641D型函数信号发生器1台。

    3．AS1910型交流数字毫伏表1台。

    4．UT50型数字万用表1台。

5．HY1711-2S型直流稳压电源1台

6．射极输出器实验电路板1块

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验六、功率放大器

目的要求

1．进一步了解OTL功率放大器的工作原理。

2．学会OTL功率放大器的调试方法及主要技术指标的测试方法。

3．了解工作点对波形的影响，并观察交越失真现象。

实验内容

1．调整测量静态工作点

2．测量最大不失真输出功率Pom

3．测量OTL功率放大器的最高效率。

4．对比有“自举”与无“自举”时的最大不失真输出功率与电压放大倍数。

    5．测量OTL功率放大器的输入阻抗。

6．观察交越失真现象并绘出波形。

7．（选做）试听500Hz、1KHz、2KHz的声音（将负载电阻RL换成喇叭）。

主要仪器设备

1．YB4325型双踪示波器1台。

2．EE1641D型函数信号发生器1台。

    3．AS1910型交流数字毫伏表1台。

    4．UT50型数字万用表1台。

5．HY1711-2S型直流稳压电源1台

6．功率放大器实验电路板1块

7．电阻箱1个

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验七、运算放大器

目的要求

1．研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。

2．了解运算放大器在实际应用时应考虑的问题。

实验内容

1．反相比例运算电路

2．同相比例运算电路

3．反相加法运算电路

4．减法运算电路

5．（选做）积分运算电路。

主要仪器设备

1．YB4325型双踪示波器1台。

2．EE1641D型函数信号发生器1台。

    3．AS1910型交流数字毫伏表1台。

    4．UT50型数字万用表1台。

5．EEL—07型模拟电路实验组件1套

6．运算放大器实验电路板1块

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验八、谐放大器

目的要求

1．通过测量调谐放大器的频率响影曲线，从而了解调谐放大器的特点。

2．掌握用示波器测量调谐放大器的放大倍数Au。

实验内容

1．调整静态工作点。

2．调整中心频率。

3．测量电压放大倍数Au0。

4．测量通频带B与选择性。

5．改变LC回路的Q值，观察其对放大器特性的影响。

主要仪器设备

1．YB4325型双踪示波器1台。

2．EE1641D型函数信号发生器1台。

    3．AS1910型交流数字毫伏表1台。

    4．UT50型数字万用表1台。

5．HY1711-2S型直流稳压电源1台

6．调谐放大器实验电路板1块

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验九、直流稳压电源

（集成稳压器）

目的要求

1．了解集成稳压器的特性与使用方法。

2．了解集成稳压器扩展性能的方法。

3．掌握直流稳压电源主要参数的测量方法。

实验内容

1．初测

2．各项指标的测试

1）输出电压Uo和最大输出输出电流Iomax的测试

2）测量稳压系数S

3）测量稳压器的输出阻抗Ro

4）测量纹波因数γ

5）测量保持稳定输出电压时的最小输入电压Uimin

3．（选做）三端稳压器的灵活应用

1）改变输出电压

    2）组成恒流源电路

主要仪器设备

1．YB4325型双踪示波器1台。

2．AS1910型交流数字毫伏表1台。

    3．EEL—07型模拟电路实验组件1套

    4．UT50型数字万用表1台。

5．2CW14稳压管1只

6．510Ω/0.125 W、100Ω/2W电阻各1只

7．电阻箱1个

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验十、设计性实验

——用集成运算放大器设计安装文氏电桥振荡器

目的要求

1．掌握文氏电桥振荡器的工作原理 。

2．学习用集成运算放大器设计文氏电桥振荡器的方法

3．掌握根据设计要求正确计算、选择电路元器件参数的方法

4．掌握对所设计文氏电桥振荡器的安装与调试方法

5．掌握李沙育图形测量频率的方法。

实验内容

1．调节振荡器观察振荡波形。

2．测量振荡器在正弦振荡时的频率。

3．测量振荡器在正弦振荡、停振和失真振荡时，放大器的增益与反馈系数。 

主要仪器设备

1．YB4325型双踪示波器1台。

2．EE1641D型函数信号发生器1台。

    3．AS1910型交流数字毫伏表1台。

    4．UT50型数字万用表1台。

5．EEL—07型模拟电路实验组件1套

6．芯片：μA741  1块

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

【数字电路实验部分】

实验一、TTL集成逻辑门的参数测试

目的要求

1． 掌握TTL集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法。

2．熟悉EEL—08的基本功能和使用方法。

实验内容

1．验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能

2．74LS20主要参数的测试

（1）导通电源电流ICCL

（2）截止电源电流ICCH

（3）低电平输入电流IiL

（4）扇出系数No

（5）电压传输特性

（6）平均传输延迟时间tpd

主要仪器设备

1．数字实验挂箱 EEL—08组件（有直流稳压电源、逻辑电平指示灯、逻辑开关、脉冲信号源等。）

2．YB4325型双踪示波器1台

3．UT50型数字万用表2台。

4．芯片：4输入双与非门74LS20×1

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验二、门的基本功能测试与组合研究

目的要求

1．检验与门、或门、与非门和非门电路的逻辑功能。

2．熟练掌握由门的组合构成的逻辑电路。

3．熟练掌握用与非门代替与门、或门及反相器的方法。

实验内容

1．测试与门、或门、非门和与非门的基本逻辑功能。

2．测试与门、或门和非门组合成的电路，并记录结果。

3．用与非门代替上述2电路中的与门、或门和非门后进行测试，将测试结果与2中测试结果进行比较。

主要仪器设备

1．EEL—08数字实验组件（有直流稳压电源、逻辑电平指示灯、逻辑开关、脉冲信号源等。）

2．芯片：74LS08芯片1块；74LS32芯片1块；74LS04芯片1块；74LS00芯片2块。

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验三、TTL集电极开路门与三态输出门的应用

目的要求

1．掌握TTL集电极开路门(OC门)的逻辑功能及应用。

2．了解集电极负载电阻RL对集电极开路门的影响。

3．掌握TTL三态输出门(TSL门)的逻辑功能及应用。

实验内容

1．TTL集电极开路与非门74LS03负载电阻RL的确定。

2．集电极开路门的应用

3．三态输出门

1)  测试74LS125三态输出门的逻辑功能

2) 三态输出门的应用

主要仪器设备

1．EEL—08型数字电路实验组件1套

    2．UT50型数字万用表1台。

3．芯片：2输入四OC与非门74LS03×1；2输入四三态门74LS125×1；六非门74LS04×1。          

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验四、加法器

目的要求

1．掌握半加器和全加器的逻辑功能及测试方法。

2．用中规模集成全加器74LS183构成三位并行加法电路。

实验内容

1．分别检查74LS08、74LS32、74LS86的逻辑功能

2．用74LS08及74LS86构成一位半加器

3．用74LS08、74LS86、及74LS32构成一位全加器。

4．集成全加器74LS183逻辑功能测试

5．（选做）三位加法电路

主要仪器设备

1．EEL—08型数字电路实验组件1套

2．芯片：2 输入四与门74LS08×1、   2 输入四或门74LS32×1 、  2 输入四异或门74LS86×1 、  双全加器74LS183×1

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验五、发光数码管的读出

目的要求

1．熟悉七段显示器的显示过程

2．正确使用BCD——七段译码器/驱动器

实验内容

1．测试数码管的的各脚的功能

2．测试译码器与非门的基本功能

3．测试译码器的工作状态

主要仪器设备

1．EEL—08型数字电路实验组件1套

2．型号为5101BH的七段显示器（也称数码管）1个。

3．芯片：74LS49×1 、74LS04×2

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验六、译码器及其应用

目的要求

l．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法

2．熟悉数码管的使用

实验内容

1．数据拨码开关的使用。

2．74LS138译码器逻辑功能测试

3．用74LS138构成时序脉冲分配器

4．用两片74LS138组合成一个4线—16线译码器，并进行实验。

主要仪器设备

1．EEL—08型数字电路实验组件1套

2．YB4325型双踪示波器1台

3．芯片：74LS138×1       CC4511×1

4．译码显示器

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

七、主要参考书

1.  华纬系列教学仪器《模拟电子技术实验指导书》

2.  华纬系列教学仪器《数字电子技术实验指导书》

3.  天煌教仪《模拟电子技术基础实验指导书》

4.  天煌教仪《数字电子技术基础实验指导书》

5.  武汉大学《电子线路实验》 等

八、说明

本实验课程共45学时。考试时间为3学时，模拟电路实验30学时，数字电路实验12学时。

模拟电路实验部分：实验一、仪器的使用；实验二、元件的测量；实验三、单级低频放大器的安装与测试；实验十、设计性实验——文氏电桥振荡器为必选实验，其它实验可根据情况进行选择。

数字电路实验部分：可根据情况从6个实验中选择4个。其中“实验一、TTL集成逻辑门的参数测试”与“实验二、门的基本功能测试与组合研究”中只能选择一个。同样，“实验五、发光数码管的读出”与“实验六、译码器及其应用”也只能选择其中一个。

数字电子技术实验

教 学 大 纲

一、课程基本信息

课程名称   数字电子技术实验

     英文名称   digital electron technology experiment

课程性质   必修

课程属性   专业基础课

学时学分   18学时，1学分

开设学期   第6或第7学期

先修课程   电子线路、电子线路实验、数字电子技术等

适用专业   物理学专业，电子方向

二、课程简介

随着科学技术的不断发展，数字电子技术的运用更为广泛。我们不仅需要掌握它的理论基础知识，更应该学会把它运用到实际中去。因此在学习数字电子技术时，做好数字电子技术实验是一个很重要的环节。

本实验课程主要介绍了一些数字电子技术中的一些基本器件的功能及使用方法以及它们的应用，并对理论课中所讲的有关内容进行验证。

本实验课程按有关规定为18学时，每个实验按3学时计。在实验教学过程中可根据情况选择其中5个实验（15学时），最后3学时作为考试（操作考试与笔试）时间。

三、实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：1.使学生了解数字电子技术在各个领域的广泛应用。2.学习数字电子技术实验的基本方法和技能。3.培养学生实事求是、严格认真的科学态度与工作作风。

学习本门课程的要求：1.能根据资料中介绍的器件功能正确使用器件。2.正确和比较熟练地使用有关电子仪器。3.能对稍微复杂的电路进行正确安装和调整，4.检查和排除电路中常见故障，使电路工作正常。5.正确分析实验中所发生的各种现象。正确地整理、分析实验结果和数据。

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。

平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考核成绩占30%

五、实验项目设置和内容

实验一、触发器

目的要求

1．掌握基本RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的逻辑功能。

2．熟悉各类触发器之间逻辑功能的相互转换方法。

实验内容

1．测试基本RS触发器的逻辑功能

2．测试双JK触发器74LS112逻辑功能

3．测试双D触器74LS74的逻辑功能

4．（选做）用JK触发器将时钟脉冲转换成两相时钟脉冲

主要仪器设备

1．数字电路实验组件EEL—08型      

2． 示波器YB4325型

    3．双JK触发器74LS112×1 ；双D触发器74LS74×1；2输入四与非门74LS00×1

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验二、计数器

目的要求

1．学习用集成触发器构成计数器的方法。

2．熟悉中规模集成十进制计数器的逻辑功能及使用方法。

3．学习计数器的功能扩展。

4．了解集成译码器及显示器的应用。

实验内容

1．用74LS74D触发器构成四位二进制异步加法计数器。

2．用74LS74D触发器构成四位二进制异步加减计数器

3．测试74LS192十进制可逆计数器的基本逻辑功能。

4．用两片74LS192组成两位十进制加法计数器。

5．将两位十进制加法计数器改接成两位十进制减法计数器。

6．用74LS192及74LS00构成六进制加法计数器。

主要仪器设备

1．数字电路实验组件 EEL—08型

2．示波器 YB4325型

3．双D触发器74LS74×2、同步十进制可逆计数器74LS192×2、2输入四与门74LS00×1

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验三、移位寄存器及其应用

目的要求

1．掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。

    2．熟悉移位寄存器的应用——实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。

实验内容

1．测试74LS194的逻辑功能

2．用移位寄存器74LS194组成环形计数器

    3．用移位寄存器74LS194实现数据的串、并行转换

主要仪器设备

1．数字电路实验组件EEL—08 型      

2．移位寄存器74LS194 ×2；与非门；74LS00×1、74LS30×1

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验四、555集成定时器

目的要求

1．了解集成定时器的电路结构和引脚功能。

2．熟悉集成定时器的典型应用。

实验内容

1．用555集成定时器组成单稳态触发器  

2．用555集成定时器组成多谐振荡器

3．用555集成定时器组成施密特触发器

4．（选做）用两片555集成定时器组成模拟声响电路。

主要仪器设备

1．数字电路实验组件EEL—08 型、模拟电路实验组件EEL—07型各1套

2．示波器YB4325 型1台              

3．函数信号发生器EE1641D型（含频率计功能）1台   

4．频率计（函数信号发生器兼用）

5．集成定时器芯片  5G1555×2

6．电阻：5.1K×2、100K×1、10K×1

7．电容：0.01µF×2、47µF×1（电解电容）

8．二极管：2CK13×1

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验五、D/A、A/D转换器

目的要求

1．了解D/A和A/D转换器的基本结构和性能

2．熟悉D/A和A/D转换器的典型应用

实验内容

1．用DAC0832及运算放大器mA741组成D/A转换电路

2．A/D转换器ADC0809

主要仪器设备

1．数字电路实验组件EEL—08 型     

2．数字万用表UT50型

4．芯片：DAC0832×1、ADC0809×1、mA741×1

5．二极管：2CK13×2

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验六、单稳态触发器与施密特触发器

——脉冲延时与波形整形电路

目的要求

1．掌握使用集成门电路构成单稳态触发器的基本方法

2．熟悉集成单稳态触发器的逻辑功能及其使用方法

3．熟悉集成施密特触发器的性能及其应用

实验内容

1．用与非门CC4011组成微分型单稳态触发器、积分型单稳态触发器，并进行测试 

2．用与非门CC4011组成施密特触发器，并进行测试

3．用集成双单稳态触发器CC14528实现脉冲延迟、实现多谐振荡器，并进行测试

4．用集成六施密特触发器CC40106将正弦波转换为方波、构成多谐振荡器、构成单稳态触发器，并进行测试

主要仪器设备

1．数字电路实验组件EEL—08 型 

2．双踪示波器YB4325型

3．数字频率计（用EE1641D函数信号发生器上的功能）

4．芯片： CC4011    CC14528    CC40106    2CK15

电位器、电阻、电容若干

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验七、综合性实验——智力竞赛抢答装置

目的要求

1．电路中D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用。

2．熟悉智力竞赛抢答器的工作原理。

3．了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。

实验内容

1．测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能。

2．按实验电路图连接电路

3．对实验电路进行通电调试

4．测试抢答器电路功能

主要仪器设备

1．数字电路实验组件EEL—08 型     

2．双踪示波器YB4325型

3．数字频率计（用函数信号发生器上的功能）

4．直流数字万用表UT50型

5．芯片：74LS175、74LS20、74LS74、74LS00

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验八、综合性实验——电子秒表

目的要求

1．学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。

2．学习电子秒表的调试方法

实验内容

l．基本RS触发器的测试

2．单稳态触发器的测试

3．时钟发生器的测试

4．计数器的测试

5．电子秒表的整体测试

6．电子秒表准确度的测试

主要仪器设备

1．数字电路实验组件EEL—08 型     

2．双踪示波器YB4325型

3．数字频率计（用函数信号发生器上的功能）

4．直流数字万用表UT50型

5．芯片：74LS00×2  555×1  74LS90×3

6．电位器、电阻、电容若干

计划时数    3学时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

六、主要参考书

1．华纬系列教学仪器《数字电子技术实验指导书》

2．天煌教仪《数字电子技术基础实验指导书》

七、说明

本实验室设备为浙江求实科学教育设备有限公司，因此，实验内容主要参考该公司提供的资料。

近代物理实验

教 学 大 纲

一、课程基本信息

课程名称   近代物理实验

     英文名称   Experiment of Modern Physics

课程性质   独立设课

课程属性   专业课

学时学分   51学时/3学分

开设学期   第8学期

先修课程   光学、原子物理学、量子力学、

适用专业   物理学、化学（部分实验）、科学教育

二、课程简介

 《近代物理实验》是继普通物理实验、模电数电实验之后为高年级学生开设的一门综合性较强的实验。它在物理学专业的整个实验教学中起着承上启下的作用。与普通物理实验不同，《近代物理实验》所涉及的物理知识面广，具有较强的综合性与技术性。它在培养学生的独立工作能力、学习如何用实验的方法与技能、配合理论课程掌握近代物理主要领域中的新概念方面起到重要的作用。

三、实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：《近代物理实验》可以丰富和活跃学生的物理思维，锻炼他们对物理现象的洞察能力，引导他们了解物理实验在物理学发展过程中的作用。正确认识新物理概念的产生、形成和发展过程。通过《近代物理实验》的学习，掌握近代物理学研究中的一些常用的方法、技术、仪器使用和相关知识，进一步培养正确和良好的实验习惯以及严谨的科学作风，使学生获得一定程度的用实验方法和技术研究物理现象和规律的独立工作能力。

学习本门课程的要求：（1）学习如何用实验方法研究物理现象与规律，了解物理实验在物理学发展史上的作用。培养学生在实验过程中发现问题、解决问题的能力。（2）学习近代物理部分领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关的仪器的性能和使用。通过实验着重培养学生阅读参考资料、选择测量方法和仪器、观察现象、独立操作、正确测量、处理实验数据以及分析与总结实验结果等方面的能力。（3）通过实验加深对近代物理的基本现象及其规律的理解。

巩固和加强有关实验数据处理及误差分析方面的训练。（4）培养实事求是，踏实细致，严肃认真的科学态度和克服困难、坚韧不拔的工作作风以及科学的、良好的实验素质和习惯。

四、评价

本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定学生的成绩。共开设16个实验内容，每个实验3课时，期末考核3课时。

平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作技能、实验态度习惯和实验报告等几部分组成）占70%；期末考核（包括笔试、实验操作测试等几部分组成）成绩占30%；总成绩合格者（60分），记学分，否则附下届学生重修。

五、实验项目设置和内容

实验一、氢原子光谱的研究

（一）摄谱

目的要求   

⒈了解棱镜摄谱仪的构造原理。

⒉初步掌握棱镜摄谱仪的调节方法和摄谱技术。

实验内容   

⒈摄谱仪的调节  

⒉拟定摄谱计划  

⒊安装暗匣  

⒋拍摄光谱

⒌底片冲洗

主要仪器设备     棱镜摄谱仪   电弧发生器(铁棒)    氢灯

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

（二）识谱

目的要求   

1.测量氢原子光谱在可见光区前若干条谱线波长，验证巴尔末公式的正确性。

2.测定里德伯常数RH。

实验内容  

1.  测量待测谱线波长

2.  画图 

3.  计算

主要仪器设备     铁谱图    光谱投影仪  阿贝比长仪    晾干的底片

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验三、全息照相实验

目的要求  

⒈学习和掌握全息照相的基本原理；

⒉掌握漫反射物体透射全息图的拍摄；

⒊了解全息图的基本性质、观察并总结全息照相的特点

实验内容  

⒈布置光路 

⒉拍摄  

⒊冲洗全息干板

主要仪器设备     光学实验平台  He-Ne激光器    全息干板

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验四、电子衍射实验

目的要求    

1. 用两种方法测定运动电子的波长。

2．验证德布罗意关系式，证明电子具有波粒二象性。

3．测定普朗克常数。

实验内容   

1. 用两种方法测定运动电子的波长。

2. 测定普朗克常数。

主要仪器设备     电子衍射仪  尺

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验五、单色仪实验

目的要求   

1.  了解光栅单色仪的构造原理和使用方法。

2.  用光栅单色仪测量汞灯在可见光区的一级谱线。

3.  了解棱镜单色仪的构造原理和使用方法。

4.  测定棱镜单色仪的定标曲线。

实验内容    

1.  用光栅单色仪测量汞灯在可见光区的一级谱线。

2.  测定棱镜单色仪的定标曲线。

主要仪器设备     型精密单色仪  型反射式单色仪  汞灯  显微镜

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验六、真空镀膜实验

目的要求   

1. 了解真空的获得与测量方法。

2. 了解一般真空蒸发镀膜和溅射镀膜的基本工艺技术。

3. 使用多功能镀膜机进行镀膜。

实验内容   

操作镀膜电控系统，分别用电阻蒸发和磁控溅射两种方式，在指定的基片（载玻片）上制备铝（Al）膜和铜（Cu）膜。

主要仪器设备     多功能镀膜机

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验七、普朗克常数的测定

目的要求   

1.　掌握YGP-2型普朗克常数实验装置的原理和使用。

2.  利用光电效应测量普朗克常数，验证爱因斯坦光电方程。

3.  深入理解光辐射的量子性。并由此求出普朗克常量h。

实验内容   

校正单色仪，调节测量放大器，记录光电效应实验数据，绘制伏安特性

曲线、数据处理。

主要仪器设备     YGP-2型普朗克实验装置

计划时数    3课时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验八、激光拉曼光谱

目的要求   

1.　掌握LRS-Ⅱ激光拉曼/荧光光谱仪的结构和使用。

2.  测量液体样品的拉曼光谱。

3.  初步了解激光光谱学的基础知识和弱信号检测技术。

实验内容 

 调节外光路，参数设置，扫描采集数据，数据处理、打印

主要仪器设备     LRS-Ⅱ激光拉曼/荧光光谱仪

计划时数    3课时

实验性质    必做

实验类型    基础

每组人数    2人

实验九 半导体PN结物理特性测量

目的要求

1.在温室时，测量PN结电流与电压的关系，证明此关系符合指数规律。

2.在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数。

3.学习用运算放大器组成电流—电压变换器测量弱电流。

实验内容

1、实验线路如图  --1所示，为保持PN结与周围环境一致，把TIP31型三极管浸没在盛有变压器油管中，油管下端插在保温杯中，保温杯内放有室温水。变压器油温度可用0-500C的水银温度计测量。

2、在室温情况下，测量三极管发射极与基极之间U1和相应电压U2，在常温下的值约从0.3V至0.42V范围,每隔0.01V测一点数据，约测10多个点，至U2值达到饱和时（U2值变化较小或基本不变，结束测量。在记录数据开始和记录数据结束都要同时记录变压器油的温度θ，取温度平均值。

3、改变保温杯内水温，用搅拌器搅拌使水温与管内油温一致时，重复测量U1和U2的关系数据，并与室温测得结果进行比较。（也可以在保温杯内放冰屑做实验）

4、曲线拟合求经验公式：运用最小二乘法，将实验数据代入线性回归，指数回归，乘幂回归这三种常用的基本函数（它们是物理学中最常用的基本公式）然后求出衡量各回归方程好坏的标准差σ。对已测得的U1和U2各对数据，以U1为自变量，U2作因变量，分别代入：

1）线性函数        2）乘幂函数

3）指数函数  

求出各函数相应的a和b值，得出三种函数式。究竟哪一个函数符合物理规律，必须用标准差来检验。方法是：把实验测得的各个自变量U1分别代入三个基本函数，得到相应因变量的预期值，并由此求出各函数拟合的标准差：

式中n为测量数据个数，U1为测得的因变量，U2*  为将自变量代入基本函数的因变量预期值，最后比较哪一种基本

函数拟合结果标准差最小，说明该函数拟合最好。

5、计算e / k常数，将电子的电量作为标准值代入，求出玻尔兹曼常数

主要仪器设备     该实验装置由直流电源、数字电压表、实验板、恒温装置

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

实验十   密立根油滴实验

目的要求   

1．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，是学生熟悉密立根油滴仪的结构和使用方法

2．了解用宏观量测量微观量的巧妙构思。

3．验证电荷的不连续性，并测量电荷的基本电量值。

4．通过对仪器的调整呢感、油滴的选择、耐心的跟踪，精心的测量以及数据的处理，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和科学态度。

实验内容

  1.仪器调节

  2.测量练习

  3.正式测量

主要仪器设备     CCD微机密立根油滴仪

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

实验十一   微波布拉格衍射

目的要求  

   1.将用模拟晶体使微波发生布拉格衍射，从中认识微波的光学性质，学习Ｘ射线晶体结构分析的基本知识。

2.了解微波的产生及其基本性质。 　

3. 掌握布拉格公式的解释以及用微波衍射仪验证的方法。

实验内容 

1.仪器的调节

2.测量微波的波长。

3.利用布拉格定律测定晶格常量。

4.模拟晶格的直接测量

主要仪器设备     微波分光仪

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

实验十二   塞曼效应

目的要求   

1、掌握观测塞曼效应的实验方法。

2、观察汞原子546.1nm谱线的分裂现象以及它们偏振状态。

3、由塞曼裂距计算电子的荷质比。

实验内容 

1．调整光路：从测量望远镜（或CCD）中可观察到清晰明亮的一组同心干涉圆环；

2．接通电磁铁恒流电源，观测塞曼效应的现象；

3．测量与数据处理；

主要仪器设备  

    WPZ—Ⅲ型塞曼效应仪；；法布里—珀罗标准具（F-P）；笔型汞灯；CCD摄像装置；计算机；

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验十三   脉冲核磁共振

目的要求   

1、掌握脉冲核磁共振的基本概念和方法。

2、通过观测核磁共振对射频脉冲的响应对能级跃迁过程(驰豫)了解。

3、学会用基本脉冲序列测量液体样品的驰豫时间T1、T2。

实验内容   

1. 用自旋回波法测量横向驰豫时间T2

2. 反转恢复法测量纵向驰豫时间T1

主要仪器设备     

实验仪器主要包括FD-PNMR-I 简易脉冲核磁共振仪。（FD-PNMR-II核磁共振谱仪 探头必须偏离中心）和YB4323 示波器。

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验十四   微波顺磁共振

目的要求   

1.了解顺磁共振的基本原理。

2.观察在微波段的EPR现象，测量DPPH自由基中电子的g因子。

实验内容   

实验中通过示波器观察电子自旋共振的现象，通常又称为电子自旋共振（ESR），将磁场强度的H数值及微波频率的v的数值代入磁共振条件就可以求得朗德因子g的值；

调出顺磁I型的共振信号后，将锁相放大器与计算机联接，通过计算机采集信号。

主要仪器设备     

电子顺磁共振谱仪、微波源、磁场系统、样品谐振腔、魔T、锁相放大器

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数     2人

实验十五、光谱定性分析

（一）摄谱

目的要求  

1. 了解摄谱仪的原理、结构和性能；

2. 学会摄谱仪的使用方法，拍摄出好的光谱谱线。

实验内容 

1. 熟悉并掌握摄谱仪的使用方法

2. 拟定摄谱计划

3. 安装底片

4. 拍摄光谱

5. 底片冲洗

主要仪器  

1. 一米平面光栅摄谱仪

2. 摄谱仪控制箱

3. 光源

4. 铁棒、铜棒、铝棒和镁粉  秒表 手电筒

计划时数   3课时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2人

（二）识谱

目的要求 

1. 了解光谱定性分析的方法

2. 学会用映谱仪、铁谱图及谱线表进行光谱分析。

实验内容 

1.  首先根据摄谱计划确定光谱的元素。

2.  选定分析线,首先根据一些特殊谱线找到铁谱图相应的位置。然后逐页进行对比，找铜、铝、镁的特征谱线和所含的杂质。

3. 按照内插法计算 Cu、Al、Mg的一条谱线并与实际值相比较。

主要仪器  

1. 光谱投影仪

2. 铁谱图和谱线表

3.  晾干的干板  刻度尺

计划时数     3课时

实验性质     必做

实验类型     基础

每组人数   2

六、主要参考书

1．沙振舜、黄润生等编，新编近代物理实验，南京大学出版社，2001.12.

2．邬鸿彦等编，近代物理实验，科学出版社

3．高铁军等编，近代物理实验，山东大学出版社

4．何元金等编，近代物理实验，清华大学出版社

5．吴思诚等编，近代物理实验，高等教育出版社

6．戴道宣、戴乐山，近代物理实验(面向21世纪课程教材)，高等教育出版社，2006.7.

实验十六、X-射线系列实验研究

课程简介

《X-射线实验研究》在物理类专业的课程教学中，继普通物理实验课程和原子物理学理论课程之后，在整个实验教学中起着深入拓宽的作用。本课程内容涉及多个学科领域，知识面广泛，具有较强的综合性和技术性。

《X-射线实验研究》是一门培养学生的实验操作能力和研究能力的课程。在教学中应采用自主学习、主动探索的全新教学模式，以学生已有的物理基础知识和技能为基础，以原子物理学、光学以及计算机软件操作等课程作为理论指导，着重培养学生独立从事科研和物理实验教学的基本能力。

实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：

通过本课程实验的系统训练，提高学生的分析能力和实验技能，培养学生的综合实验能力；通过物理学现代新兴实验技术项目的训练，丰富和活跃学生的物理思想，掌握先进实验技能；在“用实验解决问题，又在实验中发现问题”的渐进过程中，将理论与实验紧密结合，相互升华，启发学生的创新意识，塑造学生严谨的科学作风、求实的科学精神，获得初步的科研锻炼。
    学习本门课程的要求：

学生在实验课程前要积极调研，熟悉相关资料，独立设计实验草案，完成实验预习报告。在实验过程中，学生要做到独立思考，亲自操作；在处理和分析实验结果过程中，要求认真求实，细致严谨，并学会应用计算机软件操作处理和分析实验数据。教师在教学过程中要积极引导学生理顺思路，主动帮助学生完善和实施实验方案。

评价

本课程采用平时成绩和期末考试成绩相结合的方式来评定学生的成绩。平时成绩（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考试成绩占30%。

五、实验项目设置和内容

系列实验一   X 射线的探测

目的要求

1. 熟悉产生X射线的原理及X射线的防护；

2. 掌握X射线实验仪的使用方法；

3. 掌握几种探测X射线的方法。

实验内容

1. 荧光屏法；

2. 电离法；

3. X射线照相法。

主要仪器设备

X射线实验仪、电脑、平板电容器、万用表、电源、静电放大器、电阻、电缆线、导线、胶片及胶片架、显影盒及显影袋。

计划时数   4学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2人

系列实验二  X射线的吸收

目的要求

1. 掌握X射线强度衰减规律；

2. 了解X射线实验仪有关粒子的探测技术。

实验内容

1．测定钼阳极X光管的剂量率；

2. 研究X射线的衰减与吸收体物质和厚度关系；

3. 研究吸收系数与波长及元素的关系；

主要仪器设备

X射线实验仪、电脑、吸收箔及吸收附件。

计划时数   4学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2人

系列实验三  X射线在单晶体中的衍射

目的要求

1. 掌握特征X射线的激发机理；

2. 理解掌握布拉格（Bragg）反射公式；

3. 掌握X射线管能谱与高压和发射电流的关系。

实验内容

1. 研究X射线管能谱与高压的关系；

2．研究X射线管能谱与发射电流的关系；

3. 已知晶体的晶格常数，测定X射线的波长；

4. 已知X射线的波长，测定晶体的晶格常数。

主要仪器设备

X射线实验仪、电脑、NaCl单晶体、滤片。

计划时数   4学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2人

系列实验四  X射线光谱分析原子限系

目的要求

1. 理解掌握杜红—昆特关系；

2. 学会用布拉格反射来研究钼阳极特征X射线的精细结构；

3. 使X射线管产生的X射线单色化的基本方法；

4．理解掌握莫塞莱定律；

5．理解掌握康普顿效应。

实验内容

1. 测定普朗克常数；

2．研究钼阳极特征X射线的精细结构；

3. 研究边缘吸收：过滤X射线的特征谱线；

4. 测定里德堡常数；

5．验证散射X射线量子的能量损失规律。

主要仪器设备

X射线实验仪、电脑、NaCl单晶体、滤片。

计划时数   4学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2人

系列实验五  X射线测定晶体结构

目的要求

1. 巩固晶体几何学基础知识；

2. 掌握X射线测定晶体结构的两种方法。

实验内容

1. 劳厄相：测定单晶的晶格结构；

2．德拜—施拉照相法：测定多晶粉末样品的晶面间隔。

主要仪器设备

X射线实验仪、电脑、NaCl单晶体及多晶体、胶片及胶片架、显影盒及显影袋等。

计划时数   4学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   2人

六、参考书目

1．褚圣麟, 《原子物理学》   高等教育出版社；

2．姚启均, 《光学》   高等教育出版社。

中学物理实验研究

教 学 大 纲

一、课程基本信息

课程名称       中学物理实验研究

     英文名称       Experimental Study of High School physics

课程性质       独立设课

课程属性       专业

学时学分       总学时45    总学分2

开设学期       三年级一学期

先修课程       教育学、心理学、物理教学论及物理基础实验课程

适用专业       物理学

二、课程简介

《中学物理实验研究》是体现高师师范性特色的一门实验课程，是高师物理教育专业学生的一门必修课，是本专业学生在中学物理教学中必需的基本实验技术和基本演示的系统训练，加强理论与实践的结合，从而提高学生中学物理实验、研制物理仪器与培养创新能力的重要教学内容。对培养具有现代物理教学观、物理实验教学技能和物理实验教学研究能力的中等物理教育师资具有重要作用。

《中学物理实验研究》是一门培养学生的实验教学能力和研究能力的课程。在教学中应采用自主学习、主动探索的全新教学模式，以学生已有的物理基础知识和技能为基础，以教育学、心理学和物理教学论作为理论指导，着重训练学生物理实验教学的基本技能，培养独立从事物理实验教学研究的基本能力。

三、实验课程目的与要求

学习本门课程的目的：

1. 使学生进一步认识、掌握基本仪器的构造、使用方法，形成一定的实验技能; 掌握演示实验常用仪器的结构及使用方法, 例如静电起电机、大型演示电表、手摇抽气机及两用气筒、感应圈等。

2.使学生在进行操作训练的同时，考虑、研究中学物理实验的特点，考虑、研究怎样配合讲解进行演示、怎样指导学生做实验;掌握常用电化教具，如幻灯机、投影仪等的使用方法。

3.培养和发展学生的实验研究能力及创新精神，探索新的实验技术和实验方法，使他们初步掌握实验设计的一般思路和改进方法；培养简单仪器及代用品的自制及装配的技能和能力；使学生具有改进仪器的能力以及初步的维修能力。

4.培养学生的科学情感、态度及价值观，训练他们的科学方法以及良好的实验行为规范及习惯；对学生进行辩证唯物主义和职业道德的教育，培养他们的社会责任感以及勤奋、坚毅、合作等优良品质。

学习本门课程的要求：

1.转变学习角色，以教师的姿态来进行本门课程的学习。

2.结合时代特点将先进的教育理论和新的教育理念融入课程的学习中，不断开拓创新。

3.课前认真钻研中学教材，了解实验在中学教材中的地位和作用，查阅文献资料了解有关实验方法的研究情况，设计实验方案。

4.实验中对实验成功的条件、关键及注意事项等进行认真探索。

5.规范操作、真实地记录、解释实验现象和数据。

6.养成良好的实验习惯，爱护仪器、节约药品，保持实验室内清洁、安静、整齐。

7.严格遵守实验室规章制度，注意安全，防止事故发生。

8.实验结束后写出实验研究报告

四、评价

本课程采用平时成绩和期末考试成绩相结合的方式来评定学生的成绩。平时成绩（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几部分组成）占70%，期末考试成绩占30%。

五、实验项目设置和内容

实验一

1．验证向心力公式

目的要求

1. 掌握影响向心力大小的因素；

2. 掌握匀速率圆周运动状态。

实验内容

1. 研究质量对向心力的影响；

2. 研究转动半径对向心力的影响；

3. 研究角速度对向心力的影响。

主要仪器设备

向心力实验器，测力计，J0005游标卡尺，毫米尺，秒表，天平，砝码。

2．J2130向心力演示器

目的要求

掌握匀速率圆周运动状态。

实验内容

1.用控制变量法研究向心力与质量、转动半径、角速度的平方成正比；

2.研究向心力改变对匀速率圆周运动的影响。          

主要仪器设备

J2130向心力演示器。

3．弹力、静摩擦力、滑动摩擦力的研究

目的要求

1.掌握弹力产生条件；

2.掌握静摩擦力、滑动摩擦力的存在条件及其所遵循的规律。

实验内容

1. 演示弹力的产生；

2. 演示静摩擦力、滑动摩擦力的存在以及简单的测量方法，并且研究摩擦力所遵循的规律

主要仪器设备

弹力演示墨水瓶，摩擦计，测力计，钩码，细绳，棉布。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验二

1．验证牛顿第二定律

目的要求

1. 了解打点计时器的结构、原理，掌握其检验、调整和使用方法；

2. 掌握处理打点计时器纸带数据的方法；

3. 理解用实验验证牛顿第二定律所用实验方法的理论依据。

实验内容

1.  练习使用打点计时器，

2.  测定匀加速运动物体的速度和加速度；

3.  测定外力一定时加速度和质量的关系；

4.  测定物体质量一定时加速度和外力的关系

主要仪器设备

J0203型电磁打点计时器，J1202学生电源(交流8V档)，附有定滑轮的长木板，小车，小桶，小珠，天平，砝码，钩码，复写纸片，纸带，毫米尺，导线。

2．布置设计性实验和综合性实验

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验三

1．用冲击摆测弹丸的速度

目的要求

1.  利用冲击摆较精确地测定弹丸的速度；

2.  学习运用动量守恒定律和机械能守恒定律解决实际问题的方法；

3.  了解实验装置的设计思想。

实验内容

用冲击摆测弹丸的速度

主要仪器设备

J2136冲击摆实验器，天平，砝码，毫米尺。

2．测定物质的比热容和热功当量

目的要求

1. 掌握用量热器测定物质的比热容；

2. 掌握温度计和量热器的使用方法；

3. 学习应用电热法测定热功当量.

实验内容

1.  测定物质的比热容；

2.  测定热功当量。

主要仪器设备

量热器，金属圆柱体，天平，砝码，水，煤油，J0408直流伏特表，J0407直流安培表，J2354滑动变阻器，J1202学生电源，J2352单刀单掷开关，导线，秒表，万用电表。

3．互成角度的两个力的合成与分解

目的要求

1. 验证互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形法则；

2. 验证力的分解时遵循的平行四边形定则。

实验内容

演示力的合成与分解。

主要仪器设备

制图板，白纸，测力计（两个），橡皮条，细绳套（两个），毫米尺，图钉，J2152力的合成分解演示器。

4．牛顿第三定律

目的要求

探究牛顿第三定律

实验内容

演示牛顿第三定律

主要仪器设备

J04027演示测力计2个。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验四

1．研究平抛物体的运动

目的要求

1.通过实验描绘平抛物体运动的轨迹，加强对平抛运动的认识；

2.求出平抛物体的初速度。

实验内容

1.描绘出平抛物体运动的轨迹；

2.利用其轨迹求平抛物体运动的初速度，研究平抛物体的运动规律。

主要仪器设备

J2135-1碰撞实验器，制图板，平抛运动实验器，小球，白纸，复写纸，方座支架。

2．使用抽气机的一组演示

目的要求

掌握抽气机的结构原理和使用方法。

实验内容

1.练习使用手持两用气筒、手摇抽气机和旋片式真空泵。

2.用手持两用气筒、手摇抽气机和旋片式真空泵进行一些有关的演示实验。

主要仪器设备

手持两用气筒，手摇抽气机，旋片式真空泵，马德堡圆盘，圆底烧瓶，铁架台，福廷式气压计，玻璃杯或塑料杯，硬纸片或薄塑料片，酒精灯，温度计，可抽气牛顿管，厚壁橡胶管，黄油。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验五

1.验证p守恒定律

目的要求

1. 掌握碰撞过程中动量守恒的条件；

2. 掌握碰撞前后动能保持不变的条件。

实验内容

1.验证正碰中的动量守恒定律

2.验证弹性碰撞中的动能前后相等

3.验证动量守恒的条件

主要仪器设备

J2135-1型碰撞实验器，制图板，4开白纸，复写纸，毫米尺，J0005游标卡尺，天平，砝码，圆规，钩码。

2．焦耳定律演示研究

目的要求

掌握影响通电导体电流热效应的因素。

实验内容

应用控制变量法分别演示通电导体放出的热量跟电流、电阻和时间的关系，即验证。

主要仪器设备

J2371型焦耳定律演示器，J1202学生电源，J0407直流安培表，红墨水，滴管。

3．投影技术

目的要求

1.了解投影仪和幻灯机的构造和原理；

2.掌握利用投影仪进行演示的技术；

3.掌握使用自动幻灯机的技术；

4.掌握演示电场线、磁力线的实验技术。

实验内容

幻灯机和投影器具的使用。

主要仪器设备

FH50-D自动幻灯机，HT-302-S高亮度投影仪，J2403磁力线演示器，J2404电流磁场演示器，JY2314电力线谱演示器，J-JD14型电力线谱演示器，J2310韦氏感应起电机，J1201-1学生电源，J2362电阻箱，小磁针，导线。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验六

1．验证E守恒定律·测定重力加速度g

目的要求

1. 了解打点计时器的结构、原理，掌握其检验、调整和使用方法；

2. 掌握处理打点计时器纸带数据的方法；学会利用打点的纸带测定匀变速直线运动的速度和加速度的方法；

3. 掌握使用打点计时器研究测定重力加速度、验证机械能守恒定律等实验的方法和技巧。

实验内容

1.验证E守恒定律；

2.测定重力加速度g 。

主要仪器设备

J0203型电磁打点计时器，J1202学生电源(交流8V档)，复写纸，纸带，毫米尺。

2．晶体的熔化和凝固实验研究

目的要求

1. 掌握酒精灯的使用、试管、烧杯加热的方法。

2. 研究如何增强演示效果和做好本实验的关键问题

实验内容

1、萘的用量和温度计放置位置对实验效果的影响分析；

2、萘的熔解和凝固过程温度的变化情况。

主要仪器设备

J2262型萘的熔解凝固实验器，烧杯，试管，方座支架，温度计，酒精灯，石棉网，秒表，（萘10克，）硫代硫酸纳（海波）15克，火柴，角匙，研磨钵，细玻璃棒，坐标纸。

3．分子热运动的几个演示实验的研究

目的要求

1.掌握演示实验的技巧；

2.掌握用显微镜观察布朗运动的方法；

3.掌握演示“压缩气体做功使物体内能增加”实验的技巧。

实验内容

1. 演示“固体分子引力”实验；

2. 用显微镜观察布朗运动；

3. 演示“压缩气体做功使物体内能增加”实验。

主要仪器设备

内聚力演示器，钩码，三角锉，显微镜，盖玻片，载玻片，广告色，J2263型布朗运动模拟演示器，J2253压缩空气引火仪，方座支架。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验七

1．验证玻意耳—马略特定律·验证理想气体状态方程

目的要求

1. 验证玻意耳─马略特定律；

2. 验证理想气体状态方程。

实验内容

1. 测量温度不变时一定质量气体的压强与体积间的关系

2. 用控制变量法测量压强、温度、体积间的关系

主要仪器设备

J2261型气体定律实验器，气体定律演示器，方座支架，钩码，测力计，游标卡尺，烧杯，温度计，适量热水。

2．研究液体压强规律

目的要求

掌握影响液体内部压强大小的因素。

实验内容

研究液体内部压强规律：

主要仪器设备

J2113液体内部压强演示器，J2114微小压强计，方座支架，刻度尺，烧杯（3000mL），水，酒精，盐。

3．浮力实验研究

目的要求

1.掌握验证阿基米德原理实验的方法；

2.掌握演示浮力产生实验的方法和技巧。

实验内容

1.研究阿基米德原理及应用；

2.演示浮力产生的原因。

主要仪器设备

阿基米德原理演示器，J04018阿基米德原理应用实验器，J04072浮力原理演示器，适量水。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验八

1．测滑轮组的机械效率

目的要求

掌握滑轮组机械效率的测定方法。

实验内容

测滑轮组的机械效率。

主要仪器设备

滑轮组，钩码，弹簧测力计，方座支架，刻度尺。

2．用描迹法画出电场中平面上的等势线

目的要求

1.掌握用描迹法画出电场中平面上的等势线；

2.验证电场中各点的电势是顺着电场线方向逐渐降低的；

3.理解对等势线和电场线相互垂直，等势线不会相交等性质。

实验内容

1.用描迹法画出电场中平面上的等势线；

2.研究电场的性质

主要仪器设备

等势线描绘实验器，J0409灵敏电流计，J1202学生电源，刻度尺

3．J2507光具座实验研究

目的要求

1. 掌握测定凸透镜焦距的方法；

2. 掌握凸透镜成像规律；

3. 掌握光具座使用技巧。

实验内容

1. 测定凸透镜焦距；

2. 研究凸透镜成像；

3. 组装显微镜、望远镜。

主要仪器设备

J2507光具座，J1202学生电源。

4．静电实验研究

目的要求

1.掌握静电的特点，分析研究静电演示实验成功的关键；

2.掌握静电学的主要实验的演示方法，掌握韦氏感应起电机的构造及使用方法；3.加深对静电现象及其原理的理解。

实验内容

1、摩擦起电,电荷的相互作用,尖端放电等；

2、静电感应；

3、静电屏蔽。

主要仪器设备

J2310韦氏感应起电机，范德格拉夫起电机，J2304箔片验电器，静电计，有机玻璃棒，丝绸，橡胶棒，毛皮，J2308金属网罩，尖形布电器，枕形导体，球缺导体，连接杆，验电棒，验电羽，J2308平行板电容器，起电盘。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验九

1．描绘小灯泡的伏安特性曲线，测定小灯泡的功率

目的要求

1. 掌握伏安法测电阻的内接法与外接法；

2. 掌握用伏安法测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率。

实验内容

1.研究电流表的内接与外接方法

2.描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律

3.测定小灯泡的功率

主要仪器设备

小灯泡（4.8V,0.3A），J0408直流伏特表，J0407直流安培表，J2354滑动变阻器，J1202学生电源，J2352单刀单掷开关，导线，坐标纸，J2351小灯座。

2．研究有固定转动轴物体的平衡条件

目的要求

掌握力矩盘的使用技巧。

实验内容

研究有固定转动轴物体的平衡条件。

主要仪器设备

J2124型力矩盘，演示力矩盘，测力计，毫米尺，钩码，方座支架。

3．ZJ2433—C洛伦兹力演示仪

目的要求

学会使用洛伦兹力演示仪。

实验内容

演示运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力。

主要仪器设备

ZJ2433—C洛伦兹力演示仪。

4．J2501光具盘实验研究

目的要求

1.学习光具盘的使用方法；

2.学会利用光具盘演示几何光学的一组实验。

实验内容

1、光具盘、平行光源的调节。

2、演示光的反射、折射和全反射现象。

主要仪器设备

J2501光具盘，J1202学生电源。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验十

演示电表的使用与改装

目的要求

1.掌握演示电表的使用方法及步骤；

2.掌握测量表头内阻的方法；

3.掌握电表的改装方法；

实验内容

1.  用半偏法估算表头灵敏度和内阻；

2.  演示电流强度与电表的关系；

3.  演示电压与电表的关系；

主要仪器设备

J0402示教电表，J0408直流伏特表，J0407直流安培表，J2362电阻箱，J2354滑动变阻器，J1202学生电源，J2352单刀单掷开关，双刀单掷开关，导线，坐标纸，康铜丝或锰铜丝，万用电表，毫伏表。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验十一

1．研究交流电路中的感抗和容抗

目的要求

掌握伏安法测定线圈的电感和电容器的电容的原理和方法。

实验内容

测定线圈电感和电容器电容的大小。

主要仪器设备

J2426型小型变压器，密封金属化纸介电容（无极性电容），J0414交流毫安表，交流伏特表（J0402示教电表），J2354滑动变阻器，J1202学生电源，J2352单刀单掷开关，导线，坐标纸，万用电表。

2．研究变压器的作用

目的要求

掌握变压器原理，结构、性能及使用方法

实验内容

1.研究变压器原副线圈的端电压与匝数关系；

2.研究变压器原副线圈中的电流与匝数关系；

3.研究输入功率、输出功率、变压器效率。

主要仪器设备

J2426型小型变压器，J0414交流毫安表（两只），交流伏特表（J0402示教电表）（两只），J2354滑动变阻器，J1202学生电源，J2352单刀单掷开关，导线，万用电表，小灯泡两只（2.5V,6-8V），J2351小灯座。

3．电磁学实验研究

目的要求

1.学习电磁学一些重要实验的演示方法，研究演示实验怎样与讲解配合；

2.研究学生实验中的关键及学生在实验中易出现的问题。

实验内容

电磁感应、楞次定律等。

主要仪器设备

J2419方型线圈，J2410原副线圈，条形磁铁，蹄形磁铁，楞次定律演示器，J0409灵敏电流计，J0402示教电表，J2354滑动变阻器，J1202学生电源，J2352单刀单掷开关，导线，方座支架，万用电表。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验十二

1．测定金属的电阻率

目的要求

1. 学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率；

2. 学习指导中学生进行分组实验。

实验内容

1.研究高中电学实验“测定金属的电阻率”实验的教学目的。

2.参照例题的误差分析方法，计算最大相对误差。

3.研究如何指导中学生做好这一实验。

主要仪器设备

J2359电阻定律演示器，米尺，J0006螺旋测微计，J0408直流伏特计，J0407直流安培计，J2354滑动变阻器，J1202学生电源，开关，导线，坐标纸等。

2．光的反射和折射演示实验研究

目的要求

掌握几何光学演示实验技巧。

实验内容

光的反射定律和光的折射定律的演示实验

主要仪器设备

J1202学生电源，小灯泡（6.3V,0.3A），演示光屏，固定光屏，狭缝架，平面反射镜，半圆柱透镜，J2501光具盘，小型半导体激光器。

3．感应圈和分光镜的应用

目的要求

1.了解感应圈和分光镜的构造，学会使用方法。

2.掌握演示稀薄气体的放电现象实验方法和技巧。

3.掌握演示各种阴极射线管中电子束运动的实验技巧；

实验内容

1.观察稀薄气体的放电现象；

2.演示各种阴极射线管中电子束的运动，进而总结出阴极射线的性质；

3.用分光镜观察光谱。

主要仪器设备

J1207电子开关式感应圈，J2451光谱管组，J-DK1A型低气压放电管组，J-DK1B型待抽空的低气压放电管，Z-0.5旋片式真空泵，示直进阴极射线管，J2455示机械效应阴极射线管，示磁场效应阴极射线管，PJ-2型静电偏转管，J-GW2A伦琴射线管（附荧光屏），蹄形磁铁，分光镜。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验十三

1．电路综合实验——设计性实验

目的要求

1. 验证闭合电路内、外电压之和等于电源电动势，

2. 用电流表和电压表测定电源的电动势和内电阻，理解电源路端电压随电流变化的规律，

3. 研究电源的输出功率和电源的效率与外负载的关系，当=？时，，，绘制，验证上述结论。

4. 研究串联电池组和并联电池组的电动势和内电阻

实验器材

 J2373型学生用可调内阻电池(气压调节式)，甲种电池(1.5V)， J0408直流伏特表，J0407直流安培表，J2362电阻箱，J2354滑动变阻器，J2352单刀单掷开关，导线，(浓硫酸，蒸馏水，烧杯，波美比重计)。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   综合、设计

每组人数   1人

实验十四

1．光的双缝干涉实验研究

目的要求

掌握双缝干涉实验仪原理、结构及使用方法。

实验内容

1.观察双缝产生的光的干涉现象；

2.用双缝干涉实验仪测定光的波长。

主要仪器设备：J2515双缝干涉实验仪，J2507光具座，J1202学生电源。

2．用游标卡尺观察光的衍射现象

目的要求

1.熟练掌握游标卡尺的原理与使用方法；

2.通过观察光的衍射现象证实光的波动性。

实验内容

用游标卡尺观察光的单缝衍射现象

主要仪器设备

J0005游标卡尺，J2507光具座。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础

每组人数   1人

实验十五

1．测定玻璃的折射率

目的要求

1.熟练掌握折射定律；

2.掌握一种测定玻璃的折射率的方法；

3.归纳测定玻璃砖折射率数据处理方法。

实验内容

应用插针法测定玻璃的折射率

主要仪器设备

J2506玻璃砖，白纸，制图板，大头针，图钉，量角器，毫米尺，（圆规）。

综合性实验

物理实验微机辅助教学系统    HPCI-1物理实验数据采集系统

实验内容

力学实验:17， 振动与波实验:7， 热学实验:4， 电路与瞬态过程实验:9， 电磁学实验:7，光学实验:4。

计划时数   3学时

实验性质   必做

实验类型   基础、综合

每组人数   1人

六、主要参考书目

1．李桂福 段金梅 霍立林,《中学物理教学法实验》 北京师范大学出版社；

2．刘炳昇 魏日升,《初中物理教师实验技能训练》  高等教育出版社；

3．许国梁主编 束炳如等改编,《中学物理教学法》（第二版）  高等教育出版社；

4．《中学物理仪器》编写组,《中学物理仪器》  北京出版社。