《普通物理实验》实验教学大纲英文名称：NormalphysicsExperiment课程性质：必修课程编号：0449106适用专业：物理学开课学期：第一、二、三学期是否独立开课：是实验时数实验学分开课学期总学时寸总学分一、学时学课程名称普通物理实验（一、力学、热学部482362第一学期分分）482362普通物理实验（二、电磁学部分）第二学期总学402362普通物理实验（三、光学部分）第三学期时：136总学分：6实验时数：130实验理论时数：6实验学分：6二、实验目的和作用物理学是一门建立在实验基础上的学科，物理概念的建立、规律的发现都以严格的科学实验为基础，并通过实验来证实，因此物理实验在物理学的发展过程中起着重要的和直接的推动作用。普通物理实验课程是物理学专业的必修专业课，通过完成一定数量的实验，使学生掌握物理实验的基本知识，学会一些物理量的常用测量方法，常用仪器的使用方法和原理；培养和提高学生的动手能力；学会用实验去观察、分析、研究物理现象和物理规律并加深对理论知识的理解；学会对实验数据的处理及误差的分析；培养学生养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，为后继的实验课程打好基础。三、实验原理及课程简介力学概念、公式和规律是力学实验的基本原理，电磁学实验根据电磁学基本规律、基本电学及磁学等量的测量原理设计实验，光学实验依据光学课程中几何光学和物理光学原理设计实验。力学实验要求学生能掌握长度、时间、质量三个基本物理量的测量方法，懂得正确使用游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜、秒表、天平以及气垫导轨、光电门、光杠杆等基本仪器，要求能应用误差理论正确处理实验数据，能对实验结果作出正确的分析。电磁学实验要求学生能掌握基本实验技能训练，基本电学、磁学等量的测量，以及在此基础之上的综合设计性实验等方面。光学实验要求学生能做好依据光学课程中几何光学和物理光学原理所设计的实验，实验内容包括基本技能训练、基本数据获得方法等，使学生更深刻地理解光学基础知识和基本概念，更好地培养学生动手操作能力及分析问题和解决问题的能力。四、实验基本要求
课程名称 开课学期 总学时 总学分 实验时数 实验学分 普通物理实验（一、力学、热学部 分） 第一学期 48 2 36 2 普通物理实验（二、电磁学部分） 第二学期 48 2 36 2 普通物理实验（三、光学部分） 第三学期 40 2 36 2 《普通物理实验》实验教学大纲 英文名称：NormalphysicsExperiment 课程性质：必修 课程编号：0449106 适用专业：物理学 开课学期：第一、二、三学期是否独立开课：是 一、学时学 分 总 学 时： 136 总 学 分：6 实验时数：130 实验理论时数：6 实验学分：6 二、实验目的和作用 物理学是一门建立在实验基础上的学科，物理概念的建立、规律的发现都以严格的科学实 验为基础，并通过实验来证实，因此物理实验在物理学的发展过程中起着重要的和直接的推动 作用。 普通物理实验课程是物理学专业的必修专业课，通过完成一定数量的实验，使学生掌握物 理实验的基本知识，学会一些物理量的常用测量方法，常用仪器的使用方法和原理；培养和提 高学生的动手能力；学会用实验去观察、分析、研究物理现象和物理规律并加深对理论知识的 理解；学会对实验数据的处理及误差的分析；培养学生养成良好的实验习惯和严谨的科学作 风，为后继的实验课程打好基础。 三、实验原理及课程简介 力学概念、公式和规律是力学实验的基本原理, 电磁学实验根据电磁学基本规律、基本电学及 磁学等量的测量原理设计实验, 光学实验依据光学课程中几何光学和物理光学原理设计实验。力学 实验要求学生能掌握长度、时间、质量三个基本物理量的测量方法,懂得正确使用游标卡尺、螺旋测 微计、读数显微镜、秒表、天平以及气垫导轨、光电门、光杠杆等基本仪器,要求能应用误差理论正 确处理实验数据,能对实验结果作出正确的分析。电磁学实验要求学生能掌握基本实验技能训练,基 本电学、磁学等量的测量,以及在此基础之上的综合设计性实验等方面。光学实验要求学生能做好依 据光学课程中几何光学和物理光学原理所设计的实验,实验内容包括基本技能训练、基本数据获得方 法等,使学生更深刻地理解光学基础知识和基本概念,更好地培养学生动手操作能力及分析问题和解 决问题的能力。 四、实验基本要求
1、由指导教师讲清实验基本原理、基本操作方法。在教学中适当介绍一些物理实验史料和物理实验在工程技术中的应用知识，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的地位、作用和任务。2、在实验教学过程中，引导学生养成良好的实验习惯，爱护公共财产，遵守安全制度，树立优良的学风。3、了解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；直接测量量的不确定度计算；间接测量量的不确定度计算；处理实验数据的一些重要方法，如列表法、作图法和一元线性函数的最小二乘法等。4、按每组1人进行实验，记录数据，通过物理实验的基本训练，要求学生做到（1）能够自行完成预习、进行实验和撰写报告等主要实验程序；（2）能够调整常用实验装置；并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整；水平、铅直调整；光路的共轴调整；消视差调节：逐次逼近调节；根据给定的电路图正确接线等。（3）了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换、模拟、补偿、平衡和干涉等方法。（4）能够进行常用物理量的一般测量。例如：长度、质量、时间、热量、温度、电流强度、电压、电动势、电阻、磁感应强度、折射率等。（5）了解常用仪器的性能，并学会其使用。例如：测长仪器、记时仪器、测温仪器、变阻器、电表、直流电桥、直流电势（位）差计、通用示波器、低频信号发生器、分光计、常用电源和常用光源等。在进行以上各项基本训练的过程中，重视对物理现象的观察和分析，引导学生运用理论去指导实践、解决实验中的问题。5、处理数据并写出实验报告。报告应分析实验结果，讨论实验中的问题。五、实验报告与考核办法实验报告必须包括：①实验目的；②实验原理；③实验主要仪器及型号；④实验内容与步骤；③注意事项实验测试数据及数据处理③实验误差分析及结果讨论。实验报告按物理系《物理实验报告评分标准》给分.实验成绩评定办法：实验报告成绩占60%，实验笔试成绩30%，平时实验成绩占10%，按此比例计算学生该门课程的学期的成绩。六、主要仪器设备及材料配置游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜，物理天平，分析天平，比重瓶，单摆，秒表，型气轨，智能数字测时器，自由落体运动实验仪，实验仪控制面板，计算机，自由落体实验金属支架，周期
1、由指导教师讲清实验基本原理、基本操作方法。在教学中适当介绍一些物理实验史料和物理 实验在工程技术中的应用知识，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的地位、作用和 任务。 2、在实验教学过程中，引导学生养成良好的实验习惯，爱护公共财产，遵守安全制度，树立 优良的学风。 3、了解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；直接测量量的不确定度计算；间接测量量的不确定度计算；处理实验数据的一些重要 方法，如列表法、作图法和一元线性函数的最小二乘法等。 4、按每组1人进行实验，记录数据，通过物理实验的基本训练，要求学生做到： （1）能够自行完成预习、进行实验和撰写报告等主要实验程序； （2）能够调整常用实验装置；并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整；水平、铅直调整；光 路的共轴调整；消视差调节；逐次逼近调节；根据给定的电路图正确接线等。 （3）了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换、模拟、补偿、平衡和 干涉等方法。 （4）能够进行常用物理量的一般测量。例如：长度、质量、时间、热量、温度、电流强度、电压、 电动势、电阻、磁感应强度、折射率等。 （5）了解常用仪器的性能，并学会其使用。例如：测长仪器、记时仪器、测温仪器、变阻器、电 表、直流电桥、直流电势（位）差计、通用示波器、低频信号发生器、分光计、常用电源和常用光 源等。 在进行以上各项基本训练的过程中，重视对物理现象的观察和分析，引导学生运用理论去指导实 践、解决实验中的问题。 5、处理数据并写出实验报告。报告应分析实验结果，讨论实验中的问题。 五、实验报告与考核办法 实验报告必须包括:①实验目的;②实验原理;③实验主要仪器及型号;④实验内容与步 骤;⑤注意事项⑥实验测试数据及数据处理⑥实验误差分析及结果讨论。实验报告按物理系 《物理实验报告评分标准》给分. 实验成绩评定办法：实验报告成绩占60%，实验笔试成绩30%，平时实验成绩占10%，按此比例计算学 生该门课程的学期的成绩。 六、主要仪器设备及材料配置 游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜，物理天平，分析天平，比重瓶，单摆，秒表，型气轨， 智能数字测时器，自由落体运动实验仪，实验仪控制面板，计算机，自由落体实验金属支架，周期
测定仪，杨氏模量测定仪，三线摆，电振音叉（频率约为100Hz），刚体转动实验仪，双踪示波器，信号发生器（超声波），粘度计，固体线胀系数测定仪（电热法），千分表，导热系数测定仪，接触调压器（自耦变压器），多量程直流数字电压表，量热器，精密温度计（0一50℃，分度值为0.1℃），数字显示温度计（精度为0.1℃），加热器，小量筒，焦利秤，流电源、电阻箱、检流计、待测电阻、开关、安培表、毫伏表、检流计、电阻、低压电源、双电桥、待测低电阻、电容器、晶体管毫伏表、音频信号发生器、标准电容箱、标准电感、电子示波器、运算放大器（uA741型或其它型号）、低频信号发生器、霍尔效应仪、测试仪、方波发生器、方用表、无感电阻箱、电流表、滑线变阻器、稳压电源、待测二极管、密立根油滴实验仪（附直流高压电源、数字电压表、秒表）、喷油器、非线性电路混沌实验仪、万用表、光具座、望远镜、测量显微镜、读数显微镜、分光计、钠灯、汞灯、双棱镜、测微目镜、牛顿环仪、单色仪、迈克耳孙干涉仪、氢一氯激光器、偏振光实验仪、旋光仪、普朗克常量测定仪。七、实验指导书及主要参考1、杨述武．普通物理实验（第一部分：力、热学）【M].第三版.北京：高等教育出版，20002、杨述武普通物理实验（第二部分：电磁学）［M].第三版.北京：高等教育出版，2000.3、杨述武.普通物理实验（第三部分：光学）[M]第三版.北京：高等教育出版社，20004、杨述武．普通物理实验（四、综合及设计部分）［M]，第三版.北京：高等教育出版社，20005、李平舟，陈秀华，吴兴林.大学物理实验[M].西安；西安电子科技大学出版社，20026、杜义林．大学实验物理教程[M]合肥：中国科学技术大学出版社，20027、《基础物理实验》，沈元华、陆申龙主编，高等教育出版社，2003年12月8、曾金根等，大学实验物理教程[M]上海：同济大学出版社，20029、自编大学物理实验教程八、实验项目与内容提要序每组实验实验必做所在实实验名称目的要求，内容提要号人数时数类型选做验分室测量与误差，测量及其种0全班6绪论类，真值与误差，系统误差，偶然误差，标准偏差，错误数据剔除准则。测量不确定度与测量结果的表述，标准不确定
测定仪，杨氏模量测定仪，三线摆，电振音叉（频率 约为100Hz），刚体转动实验仪，双踪示波 器，信号发生器（超声波），粘度计，固体线胀系数测定仪（电热法），千分表，导热系数测定 仪，接触调压器（自耦变压器），多量程直流数字电压表，量热器，精密温度计（0－50℃，分度值 为0.1℃），数字显示温度计（精度为0.1℃），加热器，小量筒，焦利秤，流电源、电阻箱、检流 计、待测电阻、开关、安培表、毫伏表、检流计、电阻、低压电源、双电桥、待测低电阻、电容 器、晶体管毫伏表、音频信号发生器、标准电容箱、标准电感、电子示波器、运算放大器（uA741型 或其它型号）、低频信号发生器、霍尔效应仪、测试仪、方波发生器、万用表、无感电阻箱、电流 表、滑线变阻器、稳压电源、待测二极管、密立根油滴实验仪（附直流高压电源、数字电压表、秒 表）、喷油器、非线性电路混沌实验仪、万用表、光具座、望远镜、测量显微镜、读数显微镜、 分光计、钠灯、汞灯、双棱镜、测微目镜、牛顿环仪、单色仪、迈克耳孙干涉仪、氦—氖激光 器、偏振光实验仪、旋光仪、普朗克常量测定仪。 七、实验指导书及主要参考 1、杨述武．普通物理实验（第一部分：力、热学）[M]. 第三版.北京: 高等教育出版，2000. 2、杨述武．普通物理实验（第二部分：电磁学）[M]. 第三版.北京: 高等教育出版，2000. 3、杨述武．普通物理实验（第三部分：光学）[M]. 第三版.北京: 高等教育出版社，2000. 4、杨述武. 普通物理实验（四、综合及设计部分）[M]. 第三版.北京: 高等教育出版社，2000. 5、李平舟，陈秀华，吴兴林.大学物理实验[M].西安； 西安电子科技大学出版社，2002. 6、杜义林. 大学实验物理教程[M]. 合肥：中国科学技术大学出版社，2002. 7、《基础物理实验》，沈元华、陆申龙主编，高等教育出版社，2003 年12 月 8、曾金根等，大学实验物理教程[M]. 上海：同济大学出版社，2002. 9、自编 大学物理实验教程 八、实验项目与内容提要 序 号 实验名称 目的要求、内容提要 每组 人数 实验 时数 实验 类型 必做 选做 所在实 验分室 0 绪论 测量与误差,测量及其种 类，真值与误差，系统误差， 偶然误差，标准偏差，错误数 据剔除准则。测量不确定度与 测量结果的表述,标准不确定 全班 6
度的A类分量及B类分量，合成标准不确定度，相对不确定度、直接测量量的结果及标准不确定度，间接测量量的结果及标准不确定度。有效数字及其运算，仪器读数、记录与有效数字、运算后的有效数字、数值的修约规则，数据处理的基本方法：列表法、图示法、图解法、逐差法、分组计算法、最小二乘法。电磁学实验基础知识，电磁学实验基本内容及教学安排，光学实验的基本知识，光学仪器的调试方法练习使用测量长度的几种常用仪器；练习做好记录和计力学长度验证算不确定度。用螺旋测微计测11必做3测量量滚球的直径；用游标卡尺测实验实验室量圆管的体积：用读数显微镜测量毛细管的直径。熟悉物质密度的测量方法一液体静力称衡法和比重瓶密度的验证力学必做231法。用静力称衡法测固体的密测定实验实验室度；用比重瓶测液体的密度。用倾斜气垫导轨测定重力倾斜气加速度；初步掌握气垫导轨和垫导轨数字测时器的使用方法；分析力学验证和校正实验中的系统误差。测3上滑块必做13实验实验室滑块的运动时间、求粘性阻尼运动的常量及滑块的加速度；求赣州研究市的重力加速度。验证动量守恒定律；了解非完全弹性碰撞和完全非弹性力学碰撞验证碰撞的特点。气垫导轨上两滑必做413实验实验实验室块作非完全弹性碰撞；气轨上两滑块作完全非弹性碰撞。观察弦振动时形成的弦波；测量弦线的线密度；用两验证力学弦振动种方法测量弦线上横波的传播必做513的研究实验实验室速度，验证弦振动的波长与张力的关系。用伸长法测定金属丝的杨613验证必做力学杨氏模氏模量；掌握光杠杆测量微小量的测实验实验室定（伸
度 的 A 类 分 量 及 B 类 分 量 ， 合 成 标 准 不 确 定 度 ， 相 对 不 确 定 度 、 直 接 测 量 量 的 结 果 及 标 准 不 确 定 度 ， 间 接 测 量 量 的 结 果 及 标 准 不 确 定 度 。 有 效 数 字 及 其 运 算 ， 仪 器 读 数 、 记 录 与 有 效 数 字 、 运 算 后 的 有 效 数 字 、 数 值 的 修 约 规 则 ， 数 据 处 理 的 基 本 方 法 ： 列 表 法 、 图 示 法 、 图 解 法 、 逐 差 法 、 分 组 计 算 法 、 最 小 二 乘 法 。 电 磁 学 实 验 基 础 知 识 ， 电 磁 学 实 验 基 本 内 容 及 教 学 安 排 ， 光 学 实 验 的 基 本 知 识 ， 光 学 仪 器 的 调 试 方 法 1 长 度 测 量 练 习 使 用 测 量 长 度 的 几 种 常 用 仪 器 ； 练 习 做 好 记 录 和 计 算 不 确 定 度 。 用 螺 旋 测 微 计 测 量 滚 球 的 直 径 ； 用 游 标 卡 尺 测 量 圆 管 的 体 积 ； 用 读 数 显 微 镜 测 量 毛 细 管 的 直 径 。 1 3 验 证 实 验 必 做 力 学 实 验 室 2 密 度 的 测 定 熟 悉 物 质 密 度 的 测 量 方 法 — 液 体 静 力 称 衡 法 和 比 重 瓶 法 。 用 静 力 称 衡 法 测 固 体 的 密 度 ； 用 比 重 瓶 测 液 体 的 密 度 。 1 3 验 证 实 验 必 做 力 学 实 验 室 3 倾 斜 气 垫 导 轨 上 滑 块 运 动 的 研 究 用 倾 斜 气 垫 导 轨 测 定 重 力 加 速 度 ； 初 步 掌 握 气 垫 导 轨 和 数 字 测 时 器 的 使 用 方 法 ； 分 析 和 校 正 实 验 中 的 系 统 误 差 。 测 滑 块 的 运 动 时 间 、 求 粘 性 阻 尼 常 量 及 滑 块 的 加 速 度 ； 求 赣 州 市 的 重 力 加 速 度 。 1 3 验 证 实 验 必 做 力 学 实 验 室 4 碰 撞 实 验 验 证 动 量 守 恒 定 律 ； 了 解 非 完 全 弹 性 碰 撞 和 完 全 非 弹 性 碰 撞 的 特 点 。 气 垫 导 轨 上 两 滑 块 作 非 完 全 弹 性 碰 撞 ； 气 轨 上 两 滑 块 作 完 全 非 弹 性 碰 撞 。 1 3 验 证 实 验 必 做 力 学 实 验 室 5 弦 振 动 的 研 究 观 察 弦 振 动 时 形 成 的 弦 波 ； 测 量 弦 线 的 线 密 度 ； 用 两 种 方 法 测 量 弦 线 上 横 波 的 传 播 速 度 ， 验 证 弦 振 动 的 波 长 与 张 力 的 关 系 。 1 3 验 证 实 验 必 做 力 学 实 验 室 6 杨 氏 模 量 的 测 定 （ 伸 用 伸 长 法 测 定 金 属 丝 的 杨 氏 模 量 ； 掌 握 光 杠 杆 测 量 微 小 1 3 验 证 实 验 必 做 力 学 实 验 室
长法）一长度变化的原理及其使用方法。掌握三线摆测定转动惯量的原理和方法。测量三线摆下验证力学圆盘的转动惯量；测量圆柱体7三线摆必做13实验实验室的转动惯量；验证转动惯量的平行轴定理。了解超声波产生和接收的原理，加深对相位概念的理声速的解掌握测量空气中声速的力学综合选做8测定3Y方法，用相位比较法、振幅实验室实验（超声）极值法（或时差法）测量空气中的声速并与其理论值比较。练习使用停表、周期测定仪和米尺，测单摆的周期和摆验证力学9单摆选做长；用停表或周期测定仪测量13实验实验室不同摆长时单摆的振动时间；求出当地重力加速度g的值。转动综合力学学习测量不同形状物体的10惯量的选做13转动惯量。实验实验室测定学习设计性实验的基本方弹簧法，培养实验的设计能力；研设计力学究弹簧本身质量对振动的影必做11振子13实验实验室响；测定弹簧的有效质量和劲的研究度系数。热功综合热学掌握牛顿冷却定律的应12必做13用，测量热功当量实验当量实验室学习热学两个基本量一冰的熔解温度与热量的测量方法，用混验证热学必做133合法测定冰的熔解热，学习一热的测定实验实验室种粗略修正散热的方法。加深对液体内摩擦定律的液体粘验证热学度的测量理解；学会用旋转圆筒法测定14必做13（圆柱转液体的粘度。测量码匀速下实验实验室动法）落时间，求液体的粘度。掌握稳态平板法测量导热不良导体热学综合系数的原理；用稳态平板法测15导热系数必做13实验实验室定不良导体的导热系数；的测定验证热学绝热指数学习传感器的原理，用绝16必做3的测量热膨胀法测定空气的绝热指数实验实验室金属线胀学习利用光杠杆或千分尺热学173综合选做1系数的测量金属棒的线胀系数
长 法 ） 长 度 变 化 的 原 理 及 其 使 用 方 法 。 7 三 线 摆 掌 握 三 线 摆 测 定 转 动 惯 量 的 原 理 和 方 法 。 测 量 三 线 摆 下 圆 盘 的 转 动 惯 量 ； 测 量 圆 柱 体 的 转 动 惯 量 ； 验 证 转 动 惯 量 的 平 行 轴 定 理 。 1 3 验 证 实 验 必 做 力 学 实 验 室 8 声 速 的 测 定 （ 超 声 ） 了 解 超 声 波 产 生 和 接 收 的 原 理 ， 加 深 对 相 位 概 念 的 理 解 . 掌 握 测 量 空 气 中 声 速 的 方 法 . 用 相 位 比 较 法 、 振 幅 极 值 法 （ 或 时 差 法 ） 测 量 空 气 中 的 声 速 并 与 其 理 论 值 比 较 。 1 3 综 合 实 验 选 做 力 学 实 验 室 9 单 摆 练 习 使 用 停 表 、 周 期 测 定 仪 和 米 尺 ， 测 单 摆 的 周 期 和 摆 长 ； 用 停 表 或 周 期 测 定 仪 测 量 不 同 摆 长 时 单 摆 的 振 动 时 间 ； 求 出 当 地 重 力 加 速 度 g 的 值 。 1 3 验 证 实 验 选 做 力 学 实 验 室 1 0 转 动 惯 量 的 测 定 学 习 测 量 不 同 形 状 物 体 的 转 动 惯 量 。 1 3 综 合 实 验 选 做 力 学 实 验 室 1 1 弹 簧 振 子 的 研 究 学 习 设 计 性 实 验 的 基 本 方 法 ， 培 养 实 验 的 设 计 能 力 ； 研 究 弹 簧 本 身 质 量 对 振 动 的 影 响 ； 测 定 弹 簧 的 有 效 质 量 和 劲 度 系 数 。 1 3 设 计 实 验 必 做 力 学 实 验 室 1 2 热 功 当 量 掌 握 牛 顿 冷 却 定 律 的 应 用 ， 测 量 热 功 当 量 1 3 综 合 实 验 必 做 热 学 实 验 室 1 3 冰 的 熔 解 热 的 测 定 学 习 热 学 两 个 基 本 量 — 温 度 与 热 量 的 测 量 方 法 ， 用 混 合 法 测 定 冰 的 熔 解 热 ， 学 习 一 种 粗 略 修 正 散 热 的 方 法 。 1 3 验 证 实 验 必 做 热 学 实 验 室 1 4 液 体 粘 度 的 测 量 （ 圆 柱 转 动 法 ） 加 深 对 液 体 内 摩 擦 定 律 的 理 解 ； 学 会 用 旋 转 圆 筒 法 测 定 液 体 的 粘 度 。 测 量 砝 码 匀 速 下 落 时 间 ， 求 液 体 的 粘 度 。 1 3 验 证 实 验 必 做 热 学 实 验 室 1 5 不 良 导 体 导 热 系 数 的 测 定 掌 握 稳 态 平 板 法 测 量 导 热 系 数 的 原 理 ； 用 稳 态 平 板 法 测 定 不 良 导 体 的 导 热 系 数 ； 1 3 综 合 实 验 必 做 热 学 实 验 室 1 6 绝 热 指 数 的 测 量 学 习 传 感 器 的 原 理 , 用 绝 热 膨 胀 法 测 定 空 气 的 绝 热 指 数 1 3 验 证 实 验 必 做 热 学 实 验 室 1 7 金 属 线 胀 系 数 的 学 习 利 用 光 杠 杆 或 千 分 尺 测 量 金 属 棒 的 线 胀 系 数 。 1 3 综 合 选 做 热 学