近代物理实验
分享
课程详情
课程评价
spContent=《近代物理实验》课程为高年级物理专业本科生开设,需要原子物理学、量子力学和固体物理学等前期理论课程基础。实验项目以近代物理学发展史中起重大突破性作用的实验手段为主,注重介绍代表性的基本实验原理和方法。除了仍然在科学研究中发挥重要作用的物性表征思想,还加入了巨磁电阻效应和扫描探针显微术等代表最近二三十年物理学研究发展方向的典型实验技术手段。课程侧重于让学生掌握面向物理学前沿的物理思想和实验技能,提高科学探索素质。
—— 课程团队
课程概述

  一、为什么要学习这门课程?

   《近代物理实验》课程具有涉及知识面广、综合性强、多学科交叉的特点,是物理实验的重要组成部分,在整个物理实验教学体系中具有承上启下的作用。通过本实验课程的学习,学生能够掌握近代物理学发展过程中所涉及的某些关键实验的基本实验思路、方法和技术,熟悉掌握相关仪器的使用,提升观察分析现象,独立操作,判断实验中尚存问题的能力,加深对有关物理概念的理解,正确认识物理概念的产生、形成和发展过程,培养严谨的科学作风和用实验方法研究物理现象与规律的独立工作能力。

  二、这门课程的主要内容是什么?

(1) 真空技术:真空的获得与测量、电子衍射

(2) 光谱分析:简单体系的氘原子光谱、复杂体系的钠原子光谱

(3) 微波技术:微波传输特性测量、微波铁磁共振

(4) 量子共振:电子自旋共振、光泵磁共振

(5) 结构分析:X射线物理学基础、粉末法测定多晶体的晶格常数

(6) 核物理与相对论:γ射线能谱测量、快速电子动量与动能的相对论关系

(7) 固体仿真:粉末衍射仿真、用MS构建晶体结构

(8) 低温技术:超导临界参数测量、磁电阻效应

(9) 扫描探针技术:扫描隧道显微镜、原子力显微镜

  三、学习这门课程会有什么收获?

    通过这门课程的学习,可以掌握面向物理学前沿的物理思想和实验技能,提高科学探索素质,为将来从事物理学科学研究工作奠定实验技能基础。

  四、这门课有什么特色和亮点?

   特色:理论讲解紧密结合实践应用,以近现代物理学中“创新性”实验为主,培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维,具有“高阶性”特点;教学中注重实践探索、综合设计、科学研究,涉及的知识面广,难度大,要求高,具有一定的“挑战度”。

    亮点:紧跟时代发展变化,及时更新内容,将科研成果、新技术、新方法及时转化为实验教学内容,保证学生适应行业发展的需要。

授课目标

1. 知识目标:固化物理学理论知识,理解物质结构与组成,掌握微观和宏观系统的相互作用、运动规律,能融合所学知识对客观现象进行正确描述;

2. 技能目标:强化高难度复杂性实验的设计能力和操作技能,扎实掌握学科前沿的实验技术和测量方法,具备独立分析与解决问题的方法和能力;

3. 素质目标:体会在自然规律探索中的艰辛付出与成功喜悦,树立主动思考、积极探索、知难愈进、终生学习的科学观,养成强烈的探究精神与创新意识。

课程大纲
预备知识

《普通物理实验》、《原子物理》、《量子力学》、《固体物理》等。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

(1)《近代物理实验》,李国庆、陶敏龙主编,科学出版社,2012年第一版

(2)《近代物理实验教程》,吴先球、熊予莹主编,科学出版社,2016年第二版

(3)《近代物理实验教程》,冯文林主编,重庆大学出版社,2015年第1

(4)《近代物理实验教程》,王筠主编,华中科技大学出版社,2018年第1

(5)《近代物理实验教程》,羊亿、彭跃华主编,上海交通大学出版社,2017年第1

(6)《近代物理实验教程》,唐一文、丁晓夏主编,华中师范大学出版社,2015年第1

常见问题

Q :  学习这门课程需要哪些基础?

A :  需要有《大学物理实验》或《普通物理实验》积累的基本实验操作基础,还要了解《原子物理》、《量子力学》、《固体物理》的基本理论知识。当然,这些知识也可以边学习这门课程边进行补习,理论和实验本来就是相互促进的。

Q :  这门课程能够替代线下教学吗?

A :  不能。线上课程能详细学习实验原理,并熟悉操作流程及注意事项,但实验课程必须以亲自动手为第一要求。学习者可以通过线上课程反复熟悉实验内容,仍然要尽快找到有条件的实验室进行实际操作,完成线上线下混合流程。

Q :  如何完成线上课程学习?

A :  反复观看教学视频,查阅附带的相应章节教材和课件等资料,然后依靠完成单元测试及单元作业来检验自己对教学内容的掌握程度。