spContent=物理实验(三)是对师范生实验探索能力、科学创新意识、设计能力的进一步训练,为师范生胜任未来物理教育工作中的实验设计实践的任务打下坚实的基础。 本课程设置了大量探索性的问题,要求学生进行资料收集整理,实验方案设计,实验方案实施,反思实验结果。在讨论课上汇报讨论,开展拓展实验成论文。
物理实验(三)是对师范生实验探索能力、科学创新意识、设计能力的进一步训练,为师范生胜任未来物理教育工作中的实验设计实践的任务打下坚实的基础。 本课程设置了大量探索性的问题,要求学生进行资料收集整理,实验方案设计,实验方案实施,反思实验结果。在讨论课上汇报讨论,开展拓展实验成论文。
—— 课程团队
课程概述
物理学是我们认识世界的基础,是其他科学和绝大部分技术发展的直接的或不可缺少的基础,物理学曾经是、现在是、将来也是全球技术和经济发展的主要驱动力。
物理学的研究对象在空间尺度上包含微观、介观、宏观与宇观。因此,所涉及的物理实验空间尺度跨度也很大,内容相当丰富。《大学物理实验三》是为了对学生进行科学实验基本训练而独立设置的必修课,是学生进入大学接受系统实验技能训练的开端。社会对技术应用型人才的需求使得大学物理实验课程成为理工科专业的必修基础课程。
通过本课程的学习,学生获得实验的基本知识、基本方法和基本技能,具备从事科学实验的基本素质,具备基本的科学实验能力。本课程基础实验内容按照知识点划分为力学实验、热学实验、电学实验、光学实验。另外我们还设置了综合实验、探索与创新实验实验。
本课程利用在线教学平台和虚拟仿真实验教学平台实现互联网+物理实验课程教学,课程设计与教学遵循“以人为本、以学生为主体”的教育理念。课程教学中提供教学视频,实验室操作视频以及虚拟仿真实验平台实验操作。虚拟仿真实验平台24小时开放,设有实验预习大厅、实验操作平台、实验测试、实验报告大厅等。为了便于师生实时交流,及时解决实验中遇到的问题,我们教学平台还设有讨论区。
授课目标
1.学生在了解仪器操作的基础上,深刻理解其物理内涵,熟练掌握物理实验的科学方法,学会将理论与实验相结合,运用到一定的实验设计与实践中去。
2.培养学生的实验探究能力和实验设计能力,引导学生发现和解决实验中常见问题、科学反思实验过程,提升物理实验技能,探索新的实验方法; 形成主动学习与自觉探索的习惯,通过了解国内外研究新进展,不断拓宽知识面,形成开放的创新型思维。
3. 通过实验操作课、讨论课、实验拓展课等形式,使学生具备团队协作能力。能够利用实验技术、信息技术辅助讨论,提升学生团队与个人的表达、交流、沟通的技能,为未来教学能力培养打下基础。
成绩 要求
以实名制方式申报本课程的学生,如按要求完成全部内容,均可以获得1.5学分。成绩以百分制按如下方式给出:
实验报告 占分比例60% 课堂讨论 占分比例20%课 论文 占分比例20% |
课程大纲
研究弦线上的驻波现象
课时目标:实验目的:通过实验研究驻波产生的条件和规律,测量有关物理量。
实验要求:理解驻波产生的条件和规律,掌握弦线实验装置、频闪仪的使用、调节方法,并会测量相关物理量。
实验内容:调节弦线中的张力,以及弦线的长度,在弦线上形成稳定的驻波,并完成各物理量的测量。
主要仪器设备及试剂:弦线实验装置,频闪仪,砝码等。
密立根油滴实验
课时目标:实验目的:测量电荷的不连续性。
实验要求:学会测量基本电荷电量;学习电视显微测量的方法。
实验内容:调节密立根油滴仪,测量基本电荷的电量。
主要仪器设备及试剂:OM99S密立根油滴仪
光敏传感器的光电特性研究
课时目标:实验目的:通过实验,了解并掌握多种光敏元件的光电特性及其测量方法。
实验要求:理解多种光敏元件的光电特性产生原理,掌握非线形元件的伏安特性测量方法,运用实验数据判断光电特性的使用方式。
实验内容:测量光电二极管、光电三极管、硅光电池、光敏电阻、发光二极管等非线形元件的伏安特性。
要仪器设备及试剂:光敏元件的光电特性测试仪,各种光敏元件。
偏振光的观察与测量实验
课时目标:实验目的:观察光的偏振现象,实验研究马吕斯定律。
实验要求:学生通过该实验,理解光的偏振现象、掌握马吕斯定律、会运用实验器材判断光的偏振方向并实验验证马吕斯定律。
实验内容:观察光的偏振、实验验证马吕斯定律。
主要仪器设备及试剂:激光器 ,起偏器,检偏器,光电探测器等。
迈克耳逊干涉仪的使用及薄玻璃片折射率的测定
课时目标:实验目的:研究光的干涉现象,测量激光波长与玻璃折射率。
实验要求:理解光的干涉现象,掌握迈克耳逊干涉仪的使用方法,运用迈克耳逊干涉仪实现激光波长与玻璃折射率的测量。
实验内容:利用调节好的激光干涉测量激光波长,利用白光干涉测量玻璃折射率。
主要仪器设备及试剂:迈克耳逊干涉仪、激光器、白光光源等。
傅里叶光学的空间频谱与空间滤波
课时目标:实验目的:了解透镜的傅里叶变换性质,加深对空间频率、空间频谱和空间滤波等概念的理解;熟悉阿贝成像原理,完成一维、二维及高通空间滤波;了解4f系统的结构、原理及其应用;了解光学图像微分及加减的原理。
实验要求:理解透镜的傅里叶变换性质,和空间滤波的相关概念的理解,掌握4f系统的成像原理和光路搭建,运用4f系统光路观察低通、高通空间滤波、图像微分和加减的实验现象。
实验内容:正确搭建4f系统光路;观察低通、高通空间滤波的实验现象;观察图像微分和加减的实验现象。
主要仪器设备及试剂:傅里叶光学实验仪。
倾斜气垫导轨上运动滑块的瞬时速度的研究
课时目标:实验目的:了解滑块瞬时速度的测量原理;测量滑块在气垫导轨上某一位置的瞬时速度。
实验要求:理解滑块瞬时速度的测量原理,掌握气垫导轨、光电计时系统的使用方法,运用实验瞬时速度公式,验证牛顿第一定律。
实验内容:测量滑块在气垫导轨上某一位置的瞬时速度,并讨论测量值的可靠性;验证公式。
主要仪器设备及试剂:气垫导轨、气泵、光电计时系统(包括光电门)、滑块、挡光片、垫块等。
RLC串联电路暂态特性的研究
课时目标:实验目的:观测RC和RL串联电路的幅频特性和相频特性,暂态过程;RLC电路的串联谐振和并联谐振现象,暂态过程及阻尼振荡规律。
实验要求:理解RC和RL串联电路的幅频特性和相频特性,暂态过程产生的原理,掌握幅频特性和相频特性,运用RLC电路实验仪等仪器测量RC、RL、RLC串联电路的幅频特性和相频特性。
实验内容:测量RC串联电路的稳态特性,RL串联电路的稳态特性和RLC串联电路的稳态特性;测量RC并联电路的稳态特性和RLC并联电路的相频特性;测量RC串联电路的暂态特性和RLC串联电路的暂态特性。
主要仪器设备及试剂:FB318型RLC电路实验仪,双综示波器,数字存储示波器等。
用示波器检测RLC电路及判断电学黑盒子
课时目标:实验目的:观察及测量RLC串联电路的相频特性;分析黑盒子内的器件及电路。
实验要求:理解RLC串联电路的相频特性原理,掌握RLC串联电路的相频特性,运用示波器检测RLC电路,并判断电学黑盒子的电路构成。
实验内容:设计实验方案观察及测量RLC串联电路的相频特性;设计实验方案分析黑盒子内的器件及电路;实验方案设计包含测量电路图、实验步骤、数据表格等,记录并处理实验数据,总结实验结论。
主要仪器设备及试剂:读数示波器,信号源,电容,电感,电阻箱,黑盒子等。
拓展实验
课时目标:实验目的:各种力学量、电学量和光学量的测量方案设计。
实验要求:自选力学量、电学量和光学量测量,进行实验方案设计,并自行实现测量,形成小论文。
实验内容:从讲义中提供的拓展内容和平时参与的实验内容进行自主选择。
主要仪器设备及试剂:根据设计方案自行挑选相关仪器设备。
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预备知识
高等数学、高中物理、部分大学物理以及《大学物理实验一》《大学物理实验二》
参考资料
1.《大学物理实验》自编讲义,华东师范大学物理实验教学中心编写,2019年9月
2.《大学物理实验》·马葭生、宦强主编·华东师范大学出版社·1998年8月出版,2001年8月再版。
3.《基础物理实验》·沈元华,陆申龙主编·高等教育出版社·2003年12月出版
4.《普通物理实验》·杨述武等主编·高等教育出版社·2007年12月出版
5.《大学物理实验》·吴咏华等主编·高等教育出版社·2005年11月出版
6.《基础物理实验教程》·李蓉著·北京师范大学出版社·2008-04-01第一版
7.《新编基础物理实验》·吕斯骅,段家忯,张朝晖著·高等教育出版社,2013-08-01第二版
8.《普通物理实验》·杨述武,孙迎春,沈国土著·高等教育出版社,2015-11-01第五版
常见问题
1、虚拟仿真实验平台如何访问?
答:我们提供访问网址,每人一账号,24小时访问。有实验员老师在线维护。
2、实验主要教材是哪本书?
答:大夏学堂上有实验讲义内容,其它实验我们会提供讲义给大家。