大学物理实验中光学实验的特点及其教学策略

大学物理实验中光学实验的特点及其教学策略
大学物理实验中光学实验的特点及其教学策略

大学物理实验中光学实验的特点及其教学策略摘要:大学物理实验涵盖力热光电等专业学科领域的基础实验内容。光学实验同其它实验相比有自己的特点,教学上应该采取不同的教学策略,以便于学生更好地掌握光学实验。本文结合作者多年教学经验,在学生课前预习、课堂实验和课后总结3个方面作出有针对性的辅导,帮助学生顺利完成光学实验。

关键词:大学物理实验光学实验教学策略

1 引言

2001年以来,全国许多高校陆续对大学物理实验教学内容、教学方法、教学模式作了改革,打破了传统的按力、热、电、光进行划分的物理实验教学体系,建立了基础性实验、综合性实验和研究设计性实验3个层次的新物理实验教学体系。基础性实验内容侧重在基本实验知识、基本测量方法、常用仪器设备的使用和基本实验技能等方面的训练。综合性实验内容主要是一些力、热、电、光相互渗透的综合性提高实验项目。研究设计性实验一般只给学生题目,设计要求,提供实验所需仪器,要求学生自己设计实验,在这个过程中培养学生的创新能力[1]。

我校在实施三层次实验教学体系十几年的过程中,也暴露出来一些问题,主要是掩盖了不同专业学科实验各自的特点,实验教学雷同化:对学生课前预习要求雷同化;课堂上实验教师辅导雷同化——都是课

浅谈大学物理实验教学设计

浅谈大学物理实验教学设计 【摘要】大学物理实验是高等院校理工科学生必修的一门重要基础课。在提高学生的科学素质、培养学生的创新精神和实践能力中具有特殊的作用。实施新型实验教学方式已成为大学物理实验教学改革和实践的热点。本文对大学物理实验教学模式进行研究对该实验教学模式中的“完善实验教学设计”进行了详细分析。 【关键词】大学物理实验;创新能力;教学模式 物理学是一门实验科学,是物理学的基础。凡是物理学的概念、规律及公式都是以客观实验为基础的,即物理理论绝不能脱离物理实验的验证。大学物理实验作为大学生进校后的第一门科学实验课程,不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练掌握科学实验的基本原理、方法和技巧,更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神,培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力,特别是与科学技术发展相适应的综合能力。因而实验教学应该面对时代的发展、科技进步的新趋势和新挑战不断有所改变和创新。只有这样才能适应社会对人才知识和科学素质越来越高的要求[1]。为了搞好大学物理实验教学,教师必须重视和研究实验教学。首先,要进行完善的实验教学设计,确定明确的实验目标;其次,要提供开放的实验环境和及时的辅导,让学生不断自主地进行实验探索并获得成就感;再次,要充分利用现代教育媒体和信息技术手段,提高实验教学效率加强教师与学生的互动,激发学生对实验的探索兴趣和重视[2-3]。本文对如何完善实验教学设计结合我院大学物理实验的教学模式进行研究和探讨。 大学物理实验教学是消化理论知识验证知识的过程它有助于锻炼和提高学生的实验方法和技能。随着科学技术的不断进步和发展物理实验将在学生的知识、能力和素质的培养方面发挥越来越重要的作用。 1 以素质教育为目的,建立物理实验课程新体系 课程体系重新设置的重点是:加强基础,重视应用,培养能力,提高素质,把“知识、能力、素质”三要素贯穿整个实验教学改革过程。实验课程体系的设计必须让学生系统掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能,打好基础;同时还必须与现代科学技术接轨,现代科技成果与经典课程内容相互渗透,是在对实验课程体系改革时应充分给以关注的问题。 2 授课对象起点分析 《大学物理实验》课程是针对全体工科专业开设,开设时间在大学第二、三学期。学生为地方高考青年学生,已经具备了比较扎实的科学文化基础。经过大学第一学期物理课程的学习,学生掌握了大学物理的一般规律和一般物理实验的基本原理,对常见物理现象具有感性认识和一般的理性理解。本科学生总体知识水平较好,但动手能力一般,实操经验不强,对《大学物理实验》课程的学习大

大学物理实验期末考试复习提纲

2011-2012年度第一学期大学物理实验期末考试复习提纲 一、考试时间:2012年1月4日下午16:20 — 18:00 二、考试地点(另行通知) 三、考试题型 1.填空题(20分,每空1分) 2.选择题(20分,每题2分) 3.作图题(10分,每题5分) 4.简答题(28分,每题7分) 5.计算题(22分,第1题10分,第2题12分)四、复习提纲 (一)误差理论与数据处理 1.测量的概念 2.测量的分类 3.误差的定义 4.误差的分类 5.随机误差的统计规律 6.不确定度的概念 7.不确定度的分类 8.直接测量和间接测量不确定度的计算 9.有效数字的概念 10.数值修约规则 11.有效数字的加减乘除运算 12.数据处理(作图法、逐差法、最小二乘法)(二)长度测量 1.游标卡尺与螺旋测微器分度值与零点误差 2.游标卡尺与螺旋测微器读数规则 (三)单摆 1.单摆周期公式 2.累积放大法(四)固体液体密度测量 1.物理天平的调节 2.静力称衡法 3.比重瓶法 (五)液体粘度的测定 1.斯托克斯公式 2.落球法 (六)牛顿第二定律验证 1.气垫导轨调平方法 2.牛顿第二定律验证方法 (七)杨氏模量的测量 1.光学放大法 2.拉伸法 (八)薄透镜焦距的测定 1.透镜成像特点 2.凸透镜焦距测量(自准直法、一次成像法、二次成像法) 3.凹透镜焦距测量(辅助透镜法) (九)牛顿环 1.光的干涉条件 2.牛顿环干涉图像特点 (十)电磁学实验的基础知识 1.伏安法(内接法、外接法、限流、分压) 2.电表读数规则 3.电表仪器误差 (十一)二极管伏安特性测定 1.二极管正向伏安特性 2.二极管反向伏安特性

大学物理实验教学大纲.doc

《大学物理实验》教学大纲 课程编号: 72201008/72201009 课程名称:大学物理实验 英文名称: College Physics Experiments 课程性质:学科基础课 总学时: 72学时 学分: 2分 适用专业:测控技术与仪器专业 先修课程:大学物理 一、实验目的与任务 物理实验课是对学生进行实验教育的入门课程,其教学目的在于使学生学习物理实验基础知识 的同时,受到严格训练,掌握初步的实验能力,养成良好的实验习惯和严谨的科学作风。 二、教学基本要求 通过实验教学,加深对基础理论知识的理解,培养学生实验动手能力,并掌握一些基本仪器的使 用方法。 三、实验项目与类型 力学部分

热学部分 电磁学学部分

光学部分 四、实验教学内容及学时分配 基础知识 测量与误差,主要讲述误差理论及数据处理 力学部分 实验一长度的综合测量 1.目的要求 练习使用测长度的几种常用仪器,练习做好记录和计算不确定度。 2.方法原理 用米尺、游标卡尺、螺旋测微仪测滚珠的直径和圆柱管的内外半径和高度。 3.主要实验仪器及材料 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪、滚珠、圆柱管。 4.掌握要点 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪的使用方法及不确定度的计算方法。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测圆柱管的内外半径及高度,并计算其体积。 (2)用螺旋测微仪测滚珠的直径。 (3)不确定度的计算。 实验二单摆 1.目的要求 用停表和米尺,测单摆的周期和摆长,并求出当地的重力加速度值。 2.方法原理

g l T π2= ()()2 22)(?? ? ??+??? ??=t t u l l u g g u 。 3.主要实验仪器及材料 单摆、停表、钢尺。 4.掌握要点 测量单摆周期的注意事项、重力加速度的不确定度的计算。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测小球的直径。 (2)用钢尺测悬线的长度。 (3)用停表测单摆的周期(不改变摆长,测5次,每次30个周期的时间) (4)计算重力加速度和它的不确定度。 (4)改变摆长,测单摆的周期,用作图法算出重力加速度。 实验三 测重力加速度 1.目的要求 掌握几种测重力加速度的方法。 2.方法原理 自己 3.主要实验仪器及材料 自由落体装置、数字毫秒计、光电计时装置 ,单摆 气垫导轨。 4.掌握要点 掌握测量重力加速度的方法。 5.实验项目: (1)根据原理设计实验方案。 (2)记录实验数据 (3)数据处理及不确定度的计算。 实验四 密度的测定 1.目的要求 熟练掌握物理天平的调节和使用方法,掌握静力称衡法和比重瓶法。 2.方法原理 v m = ρ,质量用天平称量,体积用阿基米德定律求出。 3.主要实验仪器及材料 物理天平,游标卡尺、比重瓶,小烧杯、温度计、酒精、不规则玻璃块。 4.掌握要点 物理天平的调节和方法、测量密度的两种方法:静力称衡法和比重瓶法。 5.实验项目: (1)学习调整和使用物理天平。 (2)用流体静力称衡法测固体的密度。 (3)用比重瓶法测酒精的密度。 实验五 拉伸法测杨氏弹性模量 1.目的要求 用伸长法测定金属丝的杨氏模量,学习光杠杆原理并掌握使用方法。

大学物理光学答案

第十七章 光的干涉 一. 选择题 1.在真空中波长为的单色光,在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ,若A ,B 两点的相位差为3,则路径AB 的长度为:( D ) A. 1.5 B. C. 3 D. /n 解: πλ π ?32== ?nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。 2.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍为加大,其他条件不变,则干涉条纹将 ( A ) A. 变密 B. 变稀 C. 不变 D. 消失 解:条纹间距d D x /λ=?,所以d 增大,x ?变小。干涉条纹将变密。 本题答案为A 。 3.在空气中做双缝干涉实验,屏幕E 上的P 处是明条纹。若将缝S 2盖住,并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ,其它条件不变(如图),则此时 ( B ) A. P 处仍为明条纹 B. P 处为暗条纹 C. P 处位于明、暗条纹之间 D. 屏幕E 上无干涉条纹 解 对于屏幕E 上方的P 点,从S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1经平面反射镜M 选择题3图

反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增,因此原来是明条纹的将变为暗条 纹,而原来的暗条纹将变为明条纹。故本题答案为B 。 4.在薄膜干涉实验中,观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心是( B ) A. 亮斑 B. 暗斑 C. 可能是亮斑,也可能是暗斑 D. 无法确定 解:反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。 本题答案为B 。 5.一束波长为 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜 放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 ( B ) A. /4 B. / (4n ) C. /2 D. / (2n ) 6.在折射率为n =的玻璃表面上涂以折射率n =的MgF 2透明薄膜,可以减少光的反射。当波长为的单色光垂直入射时,为了实现最小反射,此透明薄膜的最小厚度为( C ) A. 5.0nm B. C. D. 解:增透膜 6.904/min ==n e λnm 本题答案为C 。 7.用波长为 的单色光垂直照射到空气劈尖上,观察等厚干涉条纹。当劈尖角增 大时,观察到的干涉条纹的间距将( B ) A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 解:减小。 增大,故l n l ,sin 2θθ λ = 本题答案为B 。 8. 在牛顿环装置中,将平凸透镜慢慢地向上平移,由反射光形成的牛顿环将

大学物理实验

一、选择题(每小题3分,共30分) 1.以下说法正确的是() A.多次测量可以减小随机误差 B.多次测量可以消除随机误差 C.多次测量可以减小系统误差 D.多次测量可以消除系统误差 2.用分度值为0.05的游标尺测量一物体的长度,下面读数正确的是() A.12.63mm B.12.64mm C. 12.60mm C.12.635mm 3.牛顿环测曲率半径实验中,观测到的同心干涉圆环的疏密分布是什么() A.均匀分布 B. 从内到外逐渐变得稀疏 C.从内到外逐渐变得密集 D.无规律的 4.0.070的有效数字有() A.1位 B.2位 C.3 位 D.4位 5.某电流值的测量结果为I=(30.55±0.05)mA,则下面关于被测电流的真值I0的哪种理解是正确的( ) (A) I0=30.55mA (B) I0=30.50mA或I0=30.60mA (C) 30.50mA

大学物理实验课后答案教学内容

大学物理实验课后答 案

(1)利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点? 答这种方法可以避免透镜光心位置的不确定而带来的测量物距和像距的误差。 (2)为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时,测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求?设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是 1%。 答设物距为20cm,毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm,其相对误差为 0.25%,故没必要用更高精度的仪器。 (3)如果测得多组u,v值,然后以u+v为纵轴,以uv为横轴,作出实验的曲线属于什么类型,如何利用曲线求出透镜的焦距f。 答直线;1/f为直线的斜率。 (4)试证:在位移法中,为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f? 由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故D>4f 1.避免测量u、ν的值时,难于找准透镜光心位置所造成的误差。 2.因为实验中,侧的值u、ν、f都相对较大,为十几厘米到几十厘米左右,而误差为1%,即一毫米到几毫米之间,所以可以满足要求。 3.曲线为曲线型曲线。透镜的焦距为基斜率的倒数。 ①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变?

答: a增大一倍时, 光强度↑;由a=Lλ/b ,b减小一半 a减小一半时, 光强度↓;由a=Lλ/b ,b增大一倍。 ②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响? 答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变);整体光强度↑或者↓。 ③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径?其原理和方法如何? 答:可以,原理和方法与测单狭缝同。 ④本实验中,λ=632。8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。试验证: 是否满足夫朗和费衍射条件? 答:依题意: Lλ=(50*10^-2)*(632.8*10^-9)=3.164*10^-7 a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10 所以Lλ<

大学物理实验期末复习材料

绪论-《测量的不确定度与数据处理》 1、有效数字、有效数字的单位换算 有效数字:测量结果中所有可靠数字和一个欠准数统称为有效数字。 有效数字的单位换算:在单位换锁或变换小数点位置时,不能改变有效数字位数,而是应运用科学计数法,把不同单位用10的不同次幂表示。 2、测量不确定度:测量不确定度是与测量结果相关联的参数,表征测量值的分散性、准确性和可靠程度,或者说它是被测量值在某一范围内的一个评定。 测量结果的最佳估计值 11 n i i x x n ==∑ A 类不确定度 211()=()n i i A x x x U n n σ=-=?-∑ B 类不确定度 3B U ?=仪 合成不确定度 22A B U U U =+ 测量结果的表示 x x U =± 3、数据处理方法:作图法、逐差法 作图法:1):图示法:选取合适的坐标纸,把两组互相关联的物理量的每一对测量值标记成坐标纸上的一个点,用符号“+”表示,叫做数据点,然后根据实验的性质,把这些点连成折线,或拟合成直线或曲线,这就是图示法。 2):图解法解实验方程:线性方程,Y=mx+b 其参数的误差与所有测量数据的误差都有关,也与坐标纸的种类、大小以及作图者自身的因素有关。 3):曲线的改直 逐差法:自变量等间隔变化,而两物理量之间又呈现线性关系时,我们除了采用图解法,最小二乘法以外,还可采用逐差法。 逐差法要求自变量等间隔变化而函数关系为线性。 实验一 长度和固体密度的测量 1、 物理天平的调节过程及注意事项 调平:1)转动调平螺丝,使水准的水泡剧中。 2)调零:天平空载,游码置于横梁上的零位置,指针应在标尺中央或在中央附近对称摆动。 3)称横:观察天平是否平衡,若不平衡,适当增减砝码或移动游码,直至平衡。 注意事项: A 、常止动:为避免道口受冲击损坏,取放物体、砝码,调节平衡螺母以及不是

理工科大学物理实验课程教学基本要求

附件2: 理工科大学物理实验课程教学基本要求 物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。 在人类追求真理、探索未知世界的过程中,物理学展现了一系列科学的世界观和方法论,深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活,是人类文明的基石,在人才的科学素质培养中具有重要的地位。 物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。 一.课程的地位、作用和任务 物理实验课是高等理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。 物理实验课覆盖面广,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,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在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等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 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、教学内容基本要求 大学物理实验应包括普通物理实验(力学、热学、电磁学、光学实验)和近代物理实验,具体的教学内容基本要求如下: 1.掌握测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的基本能力。 (1)测量误差与不确定度的基本概念,能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评估。 (2)处理实验数据的一些常用方法,包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技术的普及,应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。 2.掌握基本物理量的测量方法。 例如:长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量,注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。 3.了解常用的物理实验方法,并逐步学会使用。 例如:比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法,以及在近代科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。 4.掌握实验室常用仪器的性能,并能够正确使用。 例如:长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交/直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。 各校应根据条件,在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代物理技术,例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。 5.掌握常用的实验操作技术。

大学物理实验-驻波实验(原始数据与分析)

1、调节震动频率测横波波速数据记录 线密度m kg /10322.03-?=ρ;砝码质量m=40g ;张力F=0.39N ;弦长l=0.6m 。 半波数n 1 2 3 4 5 6 平均值 频率/Hz 36 61 84 111 147 167 )./(21-=s m n l γ γ 43.2 36.6 33.6 33.3 35.28 33.4 36.4 2、调节弦长测横波波速数据记录 线密度m kg /10322.03-?=ρ;砝码质量m=40g ;张力F=0.39N ;频率γ=150Hz 。 半波数n 1 2 3 4 5 6 平均值 l/m 0.12 0.24 0.36 0.48 0.60 0.72 )./(21-=s m n l γ γ 36 36 36 36 36 36 36 3、弦线上横波波长与张力关系测量数据记录 线密度m kg /10322.03-?=ρ;频率γ=150Hz 。 砝码质量m/kg 310- 20 30 40 50 60 70 张力F/N 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 半波数n 3 4 4 4 4 4 弦长l/m 0.216 0.353 0.394 0.429 0.477 0.498 波长m /λ 0.144 0.1765 0.197 0.2145 0.2385 0.249 λln -1.9 -1.7 -1.6 -1.5 -1.4 -1.3 F ln -1.6 -1.2 -0.9 -0.7 -0.5 -0.4 思考题答案: 1、1 3 .8.3410 322.039.0--=?= = s m F v ρ 2、图略。由图得斜率53.07 .11 .10.2=-+-=a 截距b=-1.1 理论值a=0.5 b=-0.99 相对误差:%6%1005.05.053.01=?-= E %11%10099 .099 .01.12=?-+-=E 3、原因: ①存在空气阻力 ②弦长长度的精确度 ③拨弦的方式和计算机采样的步数 改进:①在真空环境下完成②多次取值减少误差

大学物理实验理论考试题目及答案

题库B-12 单项选择题(答案仅供参考) 1.两个直接测量值为0.5136mm 和10.0mm ,它们的商是( C ) 0.1 :D 0.051:C 0.0514:B 05136.0:A 最少为三个有效数字 2.在热敏电阻特性测量实验中,QJ23型电桥“B ”和“G ”开关的使用规则是:( A ) A :测量时先按“B ”,后按“G ”,断开时先放“G ”后放“B ” B :测量时先按“G ”,后按“B ”,断开时先放“B ”后放“G ” C :测量时要同时按“G ”和“B ”,断开时也要同时放“B ”和“G ” D :电桥操作与开关“G ”和“B ”的按放次序无关。 3.在观察李萨如图形时,使图形稳定的调节方法有:( B ) A :通过示波器同步调节,使图形稳定; B :调节信号发生器的输出频率; C :改变信号发生器输出幅度; D :调节示波器时基微调旋扭,改变扫描速度,使图形稳定。 观察丽莎如图时没有用扫描电压,所以ACD 不适用,只能通过调节两个输入信号使之 匹配 4.QJ36型单双臂电桥设置粗调、细调按扭的主要作用是:( A ) A:保护电桥平衡指示仪(与检流计相当),便于把电桥调到平衡状态; B:保护电源,以避免电源短路而烧坏; C:保护标准电阻箱; D:保护被测的低电阻,以避免过度发热烧坏。 5.选出下列说法中的正确者:( A ) A:QJ36型双臂电桥的特点之一,是它可以大大降低连接导线电阻的影响。 B :QJ36型双臂电桥连接低电阻的导线用铜片来代替,从而完全消除了导线引入的误差。 C :QJ36型双臂电桥设置“粗”、“细”调按钮,是为了避免电源烧坏。 D :双桥电路中的换向开关是为了保护被测的低电阻,以避免过度发热而烧坏。 6.某同学得计算得某一体积的最佳值为3 415678.3cm V =(通过某一关系式计算得到),不 确定度为3064352.0cm V =?,则应将结果表述为:( D ) A :V=3.415678±0.64352cm 3 B: V=3.415678±0.6cm 3 C: V=3.41568±0.64352cm 3 D: V=3.42±0.06cm 3 7.几位同学关于误差作了如下讨论: 甲:误差就是出了差错,只不过是误差可以计算,而差错是日常用语,两者没有质的区别。 乙:误差和差错是两个完全不同的概念,误差是无法避免的,而差错是可以避免的。 丙:误差只是在实验结束后,对实验结果进行估算时需要考虑。 丁:有测量就有误差,误差伴随实验过程始终,从方案设计、仪器选择到结果处理,均离不开误差分析。 正确的选择是:( B ) A :甲乙丙丁都对; B :乙和丁对,甲和丙错;

大学物理实验报告大全大学物理实验教学的认识与实践

大学物理实验报告大全大学物理实验教学的认识与实践摘要:大学物理实验课是理工科学生的一门基础课。对每一位教师而言, 激发学生实验兴趣,提高实验教学效果, 是每一位实验课教师探究的问题。笔者根据自己多年教学经验, 从实验内容和教学方法谈了自己几点体会。 关健词:物理实验教学;实验兴趣;教学效果;综合素质 一、引言 大学物理实验是学生接受大学教育最早接触到的一门系统而全面的理论与实践相结合的实验基础教育课程。大学物理实验的特点在于它具有普遍性(力、热、电、光) 、基本性(一切实验的基础) 、通用性(适用于一切领域),把高、精、尖的科研实验分解,绝大部分与常见、常做的普通物理实验有关,所以学好大学物理实验课就为学生今后从事任何科技工作打下坚实的基础[1]。同时, 大学物理实验课又是一系列后续专业实验课的重要基础。通过物理实验课,可以培养学生周密实验设计、精确科学测量、熟练操作仪器、准确数据计算和处

理能力。物理实验技能是学生今后进行其它实验和从事科技工作的基础。在教学过程中我们发现, 有部分学生对实验课不重视, 认为实验课枯燥、没有兴趣, 上课只是按照老师的要求和示范做实验。做实验过程中出现问题不去分析,等待老师解决。实验报告照抄实验讲义, 实验只是机械的操作实验仪器, 被动地接受知识, 没有发挥自己的 自主学习积极性。究竟是什么原因使学生对如此重要的环节不予重视? 我们分析,其主要的原因有以下几点:首先是随着 __的不断发展,社 会对同学们的计算机、英语水平的要求不断提高,同学们会自觉不自 觉地在它们上面花费大量的时间,另外随着就业形势的日益严峻,很 多同学选择考研,对于考研要考的科目如英语、数学等课程,不用老师督促他们也会加紧学,此外他们还要应付专业课等等。因此,大部分同学们自然而然地将物理实验放到了比较次要的位置。其次是有的同学就怕动手做实验,有的同学在高中基本没有做过实验,特别是有些女 学生畏电如虎,实验仪器根本就不敢摸。还有就是传统的实验课教学 方法上有问题,没能充分调动学生的积极性。因此,如何转变学生对实验课的态度,启发他们的兴趣,进而提高他们实验操作技能乃至创新 精神,是摆在全国各高校教学部门和物理实验室面前的现实问题。针 对这一问题,在物理实验教学过程中, 我们根据具体实验内容, 采取灵活多样的教学方法, 调动学生实验的积极性, 培养学生实验能力, 提高实验教学效果。

《大学物理实验》课程教学大纲.docx

《大学物理实验》课程教学大纲 1. 课程名称(中文):物理实验英文名称:Physics Experiments 2.课程编码: 01000102 3.课程类别:基础独立设课 4.课程要求:必修基础实验 5.课程属性:独立设课 6.课程总学时:总学分: 7.实验学时: 51 学时总学分: 1.5学分 8.应开实验学期:第 2 学期至第 3 学期 9.适用专业:土木工程、化学工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、生物工程、信息 与计算科学。 10.先修课程:大学物理 11. 编写人:徐子湘俸永格编写日前:2005年9月1日 一、实验课程简介 物理学是实验科学,物理规律的研究都是以严格的实验为基础,实验与数学分析相结合是 物理学研究中的一个特点。物理实验是大学生进行科学实验训练的一门基础课程,在实验过程中,通过理论的运用与现象的观测分析,充分提高学生分析问题与解决问题的能力;充分提高学生综 合运用理论知识解决实际问题的动手能力。本实验课程需学生应达到下列要求: 1、进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解,提高学生的综合素质。 2、能根据需要选学参考书,查阅手册,通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己 独立分析问题、解决问题,具有一定的创新能力。 二、实验教学目标与基本要求 1、本课程的主要目的是: (1)学生通过实验学习物理实验的基本理论、典型的实验方法及其物理思想。 (2)获得必要的实验知识和操作技能训练,培养学生的动手能力、工作能力、创造能力,提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力。 (3)树立实事求是、一丝不苟、严格认真的科学态度。 2、本实验课程应达到下列要求: (1)进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解,提高学生的综合素质。 (2)能根据需要选学参考书,查阅手册,通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己独立分析问题、解决问题,具有一定的创新能力。

大学物理实验期末考试

“物理实验III-1”期末考试试卷(C卷) 一、填空、选择、简答题(任选4题,若多答则按前4题记分)(在选择的题上画圈)(8分) 1 单双臂电桥测量电阻值的适用范围是:( ) (A)单双臂电桥都可以测量任何阻值的电阻; (B)单臂电桥适用于测量中值电阻,而双臂电桥适用于测量低值电阻; (C)双臂电桥只适用于测量低值电阻;而单臂电桥测量电阻的范围不受限制; (D)单臂电桥只适用于测量低值电阻;而双臂电桥测量电阻的范围不受限制; 2 误差按照性质可分为两种类型,即_________和系统_________。 3 进行十一线电位差计实验时,在工作电流标准化的过程中,检流计始终单方向偏转,不指零,其原因为: (A)标准电池接反(B)检流计灵敏度不高 (C)电阻丝不均匀(D)工作电源过高 4 在上图中画出x偏转板上的信号波形: 5 探测线圈处于什么条件下毫伏表的读数最大?毫伏表读数最小,又说明什么问题? 答: 6 在进行n次测量的情况下,任一次测量的标准偏差为: (A) (B)(C)(D) 7 用螺旋测微计计量长度时,测量值=末读数—初读数,初读数是为了消除( ) (A)系统误差(B)偶然误差(C)过失误差(D)其他误差

8 分光计的刻度上有720个分格,每一格为30’,角游标的30个分格对应着刻度盘上的29个分格,该游标的分度值为____________。 二、有效数字及运算(6分) 1.计算下列函数有效数的结果: (1) x=9.80, lnx=________ (2) x=5.84, =________ (3) x=0.5275, =________ 2.把下列各数按数字修约规则取为四位有效数字 (1) 21.495 _______ (2) 43,465 _______ (3) 8.1308 _______ 三、推导不确定度传递公式(8分) (1) N=x+y+2z (2) f = (a ≠b) 四、(6分)在单摆测重力加速度实验中,用2 24l g T π=计算重力加速度。已获得摆长l 与周期T 的测量结果为: (100.0100.010)l cm =± (2.00210.0020)T =±秒 写出表示重力加速度g 的测量结果,即: 要求推导出不确定度的方差传递公式 ?g g ?= 计算出不确定度?g ?=最后写出测量结果g g g =±?。

大学物理实验教案4长度测量

大学物理实验教案

实验目的: 1.掌握游标卡尺、螺旋测微计和移测显微镜的测量原理和使用方法。 2.根据仪器的精度和有效数字的定义,正确记录原始数据。 3.掌握直接测量和间接测量的数据处理方法,并用不确定度报告测量结果。 实验仪器: 游标卡尺、螺旋测微计、移测显微镜、滚珠、圆管、毛细管、铝块。 实验原理: 1. 游标卡尺 普通测长度的尺子其准确度有一定的局限性,主要是由于其分度值(即仪器能准确鉴别的最小量值)较大。例如米尺的分度值为1mm 而不能更小,否则,刻度线太密将无法区分。为此,在主尺上装一个能够沿主尺滑动的带有刻度的副尺,称为游标,这样的装置称为游标卡尺。 游标卡尺的结构如图1 所示。主尺 D 是一根钢制的毫米分度尺,主尺头上附有钳口 A 和刀口A ′,游标E 上附有钳口 B 、刀口 B ′ 和尾尺 C ,可沿主尺滑动。螺丝F 可将游标固定在主尺上,当钳口AB 密接时,则刀口 A ′B ′对齐,尾尺C 和主尺尾部也对齐,主尺上的0线与游标上的0线重合。 图1 游标卡尺 钳口AB 用来测物体的长度及外径,刀口 A ′B ′用来测物体的内径,而尾尺C 则用来测物体的深度。它们的读数值,都是表示游标的0线与主尺的0线之间的距离。 游标卡尺的规格有多种,其精密程度各不相同,但不论哪一种,它的原理和读数方法都是一样的。常用游标尺的设计,在游标尺上刻有m 个分格,游标上m 个分格的总长,正好与主尺上(m –1)个分格的总长相等,如果用 y 表示主尺上最小分格的长度,x 表示游标上每一小格的长度,则 (m –1)y = mx 所以,主尺与游标上每个分格长度的差值是 m y x y = - 这个量就是游标卡尺的分度值。通常主尺最小分格y 都为1mm ,因此,游标的分格数越多,分度值就越小,卡尺的精密度就越高。 常用的游标卡尺的分度值有0.1mm 、0.05mm 、0.02mm 三种。 利用游标卡尺测物体的长度时,把物体放于钳口之间,游标右移。游标0线对准主尺上某一位置,毫米以上整数部分l 0可以从主尺上直接读出,毫米以下部分△l 从副尺上读出。

《大学物理实验A》教学大纲

《大学物理实验》(A类)教学大纲 课程名称:大学大学物理实验课程编号:实验学时:实验学分: 面向专业:非物理学本科 一、本实验课的性质、任务与目的 (一)课程性质 大学物理实验课程是高等工科院校的一门必修课,是一门独立的、实践性很强的基础课,是学生进入大学后,受到系统实验方法和实验技能基本训练的开端,是理工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。大学物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位,它们既有深刻的内在联系,又有各自的任务和作用。 (二)课程的任务与目的 1、通过对实验现象的观察、分析和物理量的测量,学习物理实验知识,加强对相关物理学原理的理解。 2、培养与提高学生的科学实验能力: ①能自行阅读实验教材或资料,作好实验前的准备; ②借助教材或仪器说明书能正确使用仪器; ③能够运用物理理论对实验现象进行初步分析; ④能正确记录数据,掌握列表法、作图法和遂差法等数据处理方法,初步具备处理数据、分析 结果、用不确定度表示实验结果、撰写实验报告的能力,能撰写完整规范的实验报告;了解 并学会使用本课程的网上教学系统。 ⑤能够完成简单的设计性实验。 3、培养与提高学生的科学实验素质,要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品质。 4、掌握实验的基本知识、基本方法、基本技能,为后继的实验课程的学习打下必备的基础。二、本实验课的基本理论 大学物理实验课程是高等工科院校的一门必修课,是国家教育部规定的一门独立的实验课程,本实验课是基于大学物理理论的重于实验方法和实验技能训练的实验课程。 (一)误差基本理论(在绪论课中介绍,并在各实验的学习中逐步掌握): 1、测量与误差的基本知识 2、测量的不确定度和测量结果评定 3、有效数字 4、数据处理方法(列表法、作图法和逐差法) (二)各实验原理所依据的物理理论知识 1、力学、热学、电磁学、光学以及近代物理的基本知识 2、各实验的设计思想和基本原理 三、实验方式与基本要求 实行分层次教学:基础(必做)实验教学→开放(选做)实验教学 1、基础实验教学 为了培养学生的基本实验知识和基本实验操作能力,对于基础(必做)实验的教学要求: (1)由指导教师讲解实验的基本原理、基本要求、目的、操作规程及注意事项。 (2)分组实验,循环进行,基本实验每人一套设备,每位教师同时指导学生人数一般为20-25人,每个实验3学时,由教师指导、学生独立操作完成。 (3)要求学生课前预习,并撰写实验预习报告,遵守实验课守则,认真实验,按时完成实验报

中美大学物理实验教学的比较与分析

中美大学物理实验教学的比较与分析 摘要:本文根据对美国及国内大学物理实验教学概况的了解,比较分析了国内外大学在教学理念、教学内容、教学模式和手段等方面的差异。总结出美国的大学在培养学生创造性综合能力方面有许多值得我们借鉴的方面,并提出一些加快我国高校物理教学改革的思考。 关键词:物理实验;美国大学;教学模式 一、教学理念 美国大学十分重视教育观念的更新,教师的物理实验教学方法很活。这与美国教育中鼓励冒尖、创新、标新立异是分不开的。教师主要是提出问题、启发思路和引导争论,绝不“抱”着学生走。物理实验的目的不只是教学生使用各种仪器设备,也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段,而是让学生在实验中既动手又动脑,通过实践真正掌握物理规律的真谛,学会用实验方法去检验理论。美国大学为学生开设实验课的目的十分明确。在斯坦福大学,DouglasD,Osheroff教授特意在黑板上写下“GOAL:Learn how to do Physics,not specifictechnique,”意思是说要通过物理实验使学生懂得如何去研究物理问题,而不是只局限在知识的传授和技能的训练范围内。这给了我们很大的启示,我们应该更加充分地认识到物理实验教学的作用和性质,在实验教学中树立更高的目标。在我国部分高校的物理实验教学中,其实验仪器往往由实验室技术人员提前备好,实验时由学生被动地按照规定好的步骤与方法进行,然后计算结果。学生往往进行的是美国人称之为“COOK”实验,即像照着菜单煮饭一样,学生按照老师安排好的程序和结构进行实验,为了使实验具有精确性,学生不能过于随意,不能有创造性。可见,我们对于学生独立探索的训练有欠缺,学生只是简单模仿,真正自己动脑动手较少,这样的教学理念与方法不利于学生创新性思维能力的培养。 二、教学模式 美国学生的实验动手意识和能力普遍较强。物理实验课的教学过程大体上分为三个阶段:第一是基础训练阶段,学生主要进行基本实验技能、基础实验方法和基本实验仪器使用的学习和训练,该阶段主要由助教和工程技术人员来指导;第二是教师指导性阶段,主要由教师指导学生利用基础阶段已掌握的基本知识和技能,学习和掌握一些高一层次的物理思想、物理模型、物理方法和物理实验。

大学物理实验期末复习材料

大学物理实验期末复习 材料 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

绪论-《测量的不确定度与数据处理》 1、有效数字、有效数字的单位换算 有效数字:测量结果中所有可靠数字和一个欠准数统称为有效数字。 有效数字的单位换算:在单位换锁或变换小数点位置时,不能改变有效数字位数,而是应运用科学计数法,把不同单位用10的不同次幂表示。 2、测量不确定度:测量不确定度是与测量结果相关联的参数,表征测量值的分散性、准确性和可靠程度,或者说它是被测量值在某一范围内的一个评定。 测量结果的最佳估计值 11n i i x x n ==∑ A 类不确定度 A x U σ= B 类不确定度 B U = 仪 合成不确定度 U =测量结果的表示 x x U =± 3、数据处理方法:作图法、逐差法 作图法:1):图示法:选取合适的坐标纸,把两组互相关联的物理量的每一对测量值标记成坐标纸上的一个点,用符号“+”表示,叫做数据点,然后根据实验的性质,把这些点连成折线,或拟合成直线或曲线,这就是图示法。 2):图解法解实验方程:线性方程,Y=mx+b 其参数的误差与所有测量数据的误差都有关,也与坐标纸的种类、大小以及作图者自身的因素有关。 3):曲线的改直 逐差法:自变量等间隔变化,而两物理量之间又呈现线性关系时,我们除了采用图解法,最小二乘法以外,还可采用逐差法。

逐差法要求自变量等间隔变化而函数关系为线性。 实验一长度和固体密度的测量 1、物理天平的调节过程及注意事项 调平:1)转动调平螺丝,使水准的水泡剧中。 2)调零:天平空载,游码置于横梁上的零位置,指针应在标尺中央或在中央附近对称摆动。 3)称横:观察天平是否平衡,若不平衡,适当增减砝码或移动游码,直至平衡。 注意事项: A、常止动:为避免道口受冲击损坏,取放物体、砝码,调节平衡螺母以及 不是用天平时,都必须放下横梁,止动天平。只有在判别天平是否平衡时才启动天平。 B、轻操作:启动、止动天平时,动作务须轻且慢,以使天平刀口不受撞击。 最好在天平指针摆到刻度尺中央时止动天平。 C、必须用镊子搬动砝码和拨动游码,不许用手直接抓取或拨动。称横完毕, 砝码必须放回盒中原位,不许放在秤盘及砝码盒以外的其他地方。 D、天平的负载不得超过其最大称量,以防损坏刀口或压弯横梁。也不应将 高温物体、酸、碱等腐蚀性物品直接放在秤盘中称横,以防被腐蚀。 2、螺旋测微器的读数 答案一:读数=固定刻度+可动刻度+估读值 (1) 读数时,要注意固定刻度尺上表示半毫米刻线是否已经露出。 (2)读数时,千分位有一位估读数字,即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分位上也应读为“0”。

大学物理实验--第3部分 光学

第三部分光学 测定薄透镜焦距 ⑴测凸透镜焦距的几种方法中,哪种方法测得的数据较为准确,哪种方法更为可行 ⑵平面镜法测透镜焦距中,前后移动平面镜有何作用对测量结果有何影响 ⑶在光源和物之间为什么要加毛玻片它应更靠近物体还是应更靠近光源为什么 ⑷在商店欲买焦距为10cm的凸透镜,商店中有若干焦距为10cm、15cm、20cm的凸透镜混杂在一起,你用何方法尽快地挑选出你所需要的透镜 凸透镜成象规律的观察和放大率的测定 ⑴当p< f时,凸透镜成虚象,这时却可用肉眼看到象,为什么 ⑵用直角坐标系方法讨论凹透镜成象。 衍射实验 : ⑴本实验测细丝的方法,往往因暗纹距离χ较小而造成较大的误差,若用已知直径的细丝在已知距离处所得到的衍射图样照片,作为待测细丝衍射图样的比较版来测量的话,将会大大地减少这种误差并使测量更简单迅速,说明这种测量方法需要测出什么数据才能知道细丝直径为什么 *⑵在光学的许多实验中为了得到平行光都要在光源前加一个透镜,在实验内容3中观察圆孔衍射也要加一个透镜,这个透镜的作用是什么它应该具有什么特点 ⑶试讨论当光线不垂直墙面时,或细丝倾斜时对细丝直径测量的影响。 *⑷本实验测细丝直径要求是夫琅禾费衍射,要求细丝至屏为无穷远,现其间距仅为1m多,是否符合夫琅禾费衍射条件 衍射法测微粒直径 ⑴试说明本实验中由于利用了一对角度的光强比,给我们提供了哪些实用上的便利如果不用光强比将会产生什么样的困难 ⑵根据产生夫琅禾费衍射的条件及本实验的具体要求,在实验中要更注意什么 ⑶怎样才能把平行光管的光调为近似的平行光 ⑷由于杂散光的影响,有时在实验中,即使挡住平行光管的光,光点检流计的数仍不为零,而且由于杂散光在各个方向影响不同,因而使测量的数据受到很大影响,怎样消除这种影响 分光计调整 、

大学物理实验习题和答案

第一部分:基本实验基础 1.(直、圆)游标尺、千分尺的读数方法。 答:P46 2.物理天平 1.感量与天平灵敏度关系。天平感量或灵敏度与负载的关系。 答:感量的倒数称为天平的灵敏度。负载越大,灵敏度越低。 2.物理天平在称衡中,为什么要把横梁放下后才可以增减砝码或移动游码。 答:保护天平的刀口。 3.检流计 1.哪些用途?使用时的注意点?如何使检流计很快停止振荡? 答:用途:用于判别电路中两点是否相等或检查电路中有无微弱电流通过。 注意事项:要加限流保护电阻要保护检流计,随时准备松开按键。 很快停止振荡:短路检流计。 4.电表 量程如何选取?量程与内阻大小关系? 答:先估计待测量的大小,选稍大量程试测,再选用合适的量程。 电流表:量程越大,内阻越小。 电压表:内阻=量程×每伏欧姆数 5.万用表 不同欧姆档测同一只二极管正向电阻时,读测值差异的原因? 答:不同欧姆档,内阻不同,输出电压随负载不同而不同。 二极管是非线性器件,不同欧姆档测,加在二极管上电压不同,读测值有很大差异。 6.信号发生器 功率输出与电压输出的区别? 答:功率输出:能带负载,比如可以给扬声器加信号而发声音。 电压输出:实现电压输出,接上的负载电阻一般要大于50Ω。 比如不可以从此输出口给扬声器加信号,即带不动负载。 7.光学元件 光学表面有灰尘,可否用手帕擦试? 答:不可以 8.箱式电桥 倍率的选择方法。 答:尽量使读数的有效数字位数最大的原则选择合适的倍率。 9.逐差法 什么是逐差法,其优点? 答:把测量数据分成两组,每组相应的数据分别相减,然后取差值的平均值。 优点:每个数据都起作用,体现多次测量的优点。 10.杨氏模量实验 1.为何各长度量用不同的量具测?

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