课程编号：4110360 实验学时：36

实验室名称：大学物理实验室 适用专业：理工科各专业

一 本实验课程的地位、作用及目的

本课程是一门公共基础课程，是培训理工类各专业学生的基本实验知识和技能的一门必修的、独立的实践课程。通过本课程的学习，学生应能掌握基本的物理实验知识和方法，培养学生理论联系实际、实事求是的科学实验素养和正确操作实验仪器、正确记录与处理实验数据以及撰写实验报告的实验能力。

二 内容提要

通过十二个实验项目的学习，使学生

1 学懂测量误差、不确定度的基本概念：直接测量结果和不确定度的计算；间接测量结果和不确定度的传递合成；结果的正确表示。

2 掌握出来数据的一些重要方法：如列表法、作图法、逐差法等。

3 能够调整常用的实验装置，并掌握基本的操作技术：如零位的校准：水平、铅直的调整；光路的等高、共轴的调整；视差的消除：逐次逼近调节；根据给定的电路图正确连线等。

4 熟悉物理实验中基本的实验方法和测量方法：如比较法、放大法、转换法、模拟法、补偿法、干涉法等。

5 能够进行常用物理量的一般测量：如长度、时间、力、温度、电流强度、电压、电阻、磁感应强度、折射率等。

6 了解常用仪器的性能、并学会使用方法：如测长仪器，测时仪器、测温仪器、变阻器、直流电表、直流电桥、电位差计、示波器、低频信号发生器、分光计、掌用电源、光源等。

7 完成一定数量的综合性和设计性实验。

三 主要仪器及台（套）数

游标卡尺 40把 千分尺 40把

毫安表 20只 秒表 15只

板式电桥 20只 电阻箱 30只

单臂电桥 20只 示波器 20台

UJ31型电位差计 20只 信号源 20台

学生式电位差计 20只 检流计 30只

稳压电源 24只 读数显微镜 40台

微安表头 20只 汞灯 35只

牛顿环装置 40只 静电场描绘仪 20套

分光计 40套 迈克尔逊干涉仪 35套

钠灯 15只 全息照相装置 10套

He－Ne激光器 10台 普朗克常数测试仪 20台

声速测定仪 40台 导热系数测量仪 35套

空气比热容比测量仪 35台 杨氏模量测定仪（拉伸法） 35台

霍耳效应实验仪 35台 转动惯量测定仪 40台

物理天平 30台 粘滞系数测定仪 20台

杨氏模量测定仪（霍尔法） 35台 气垫导轨 20台

光具座 20台 电子天平 20台

弦线驻波仪 35台 液体表面张力仪 35台

双臂电桥 20台 非平衡电桥 20台

光偏振仪 35台 旋光仪 35台

液晶电光效应仪 10台 硅光电池特性研究 10台

空气热机 20台 弗兰克赫兹实验仪 20台

动态磁滞回线实验仪 35台

四 实验项目与提要

4.1 误差理论（必修、基础理论）

实验目的：学习误差理论、学会处理数据。

实验内容：测量、不确定度的基本概念、直接测量和间接测量结果及不确定度的计算，有效位数及运算，常用数据处理方法。

实验方法：讲课。

4.2 刚体转动惯量测定（必修、验证性）

实验目的：学会使用转动惯量仪测物体转动惯量。

实验内容：用转动惯量仪测转动惯量并验证刚体转动定律，用作图法处理数据。

实验方法：讲解；实验。

4.3 拉伸法测定金属杨氏模量（选修、验证性）

实验目的：学会使用拉伸法测量金属丝的杨氏模量，并掌握测量原理。

实验内容：利用杨氏模量测定仪测量金属丝的杨氏模量。掌握用千分表测量微小长度变化量的方法，用逐差法、作图法处理数据。

实验方法：讲解；实验。

4.4 霍尔法测定杨氏模量（选修、综合性）

实验目的：了解霍尔法杨氏模量仪的的结构和使用原理，熟悉霍尔位置传感器的特性。实验内容：用弯曲法测量黄铜的杨氏模量；用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量。实验方法：讲解；实验。

4.5 弦线驻波的研究（选修、验证性）

实验目的：了解弦线驻波仪的结构和原理，学会使用弦线驻波仪研究有关波的特性等。实验内容：观察产生的波形；验证横波波长与弦线张力及振动频率的关系。

实验方法：讲解；实验。

4.6 液体表面张力系数测定（选修、验证性）

实验目的：了解液体表面张力系数测定仪的结构和测量原理；掌握拉脱法测定液体的表面张力系数。

实验内容：测定液体的表面张力系数；测量硅压阻力敏传感器的灵敏度。

实验方法：讲解；实验。

4.7 粘滞系数测定（选修、验证性）

实验目的：用落球法测定液体的粘滞系数、学习间接测量量不确定度计算。

实验内容：测定液体的粘滞系数。

实验方法：讲课；实验。

4.8 空气比热容比的测量（选修、验证性）

实验目的：理解空气比热容比的概念；学会测定空气比热容比的一种方法。

实验内容：用空气比热容比测定仪测空气比热容比。

实验方法：讲解；实验。

4.9 导热系数测量（选修、验证性）

实验目的：掌握热传导的基本定律；学会一种测定导热系数的方法。

实验内容：导热系数测定仪的原理；测量导热系数，用作图法处理数据。

实验方法：讲解；实验。

4.10 电位差计的原理和使用（选修、验证性）

实验目的：学习电位差计原理并学会使用。

实验内容：电位差计原理；测量电池电动势；补偿法、比较法测量的优点。UJ31低电位差计使用。

实验方法：讲解；实验。

4.11 多功能电桥的使用（选修、验证性）

实验目的：了解单、双臂、非平衡电桥的工作原理，，学会使用各类电桥。

实验内容：用多功能电桥测量电阻等。掌握用非线性电阻测量的数据处理方法。

实验方法：讲解；实验。

4.12 霍尔效应及螺线管测磁场（选修、综合性）

实验目的：了解霍尔效应和螺线管测量磁场的原理；学习用霍尔效应仪测磁场的方法。

实验内容：用霍尔效应仪及螺线管测量磁场。并进行比较。

实验方法：讲解；实验。

4.13 用模拟法测绘静电场（选修、验证性）

实验目的：用模拟法描绘和研究静电场的分布，加强对电场强度和电位的理解。

实验内容：用静电场描绘仪模拟描绘静电场。

实验方法：讲解；实验。

4.14 牛顿环（选修、验证性）

实验目的：弄懂光的等厚干涉原理，学会使用读数显微镜。

实验内容：观察光的等厚干涉现象，用干涉法测透镜的曲率半径。

实验方法：讲解；实验。

4.15 衍射光栅（必修、综合性）

实验目的：学懂光栅光谱形成得原理,学会分光计的调节和使用。

实验内容：观察光通过光栅后得衍射、干涉所形成的光谱，测光栅常数、光波波长。

实验方法：讲解；实验。

4.16 迈克尔逊干涉（选修、综合性）

实验目的：学懂迈克尔逊干涉仪得结构、原理；学会使用迈克尔逊干涉仪。

实验内容：用迈克尔逊干涉仪测激光波长，观察等厚干涉条纹变化。

实验方法：讲解；实验。

4.17 光的偏振（选修、综合性）

实验目的：了解光的偏振原理，了解1/4、1/2波片的性质和作用。掌握圆和椭圆偏振光的产生。

实验内容：熟悉仪器结构，验证1/4、1/2波片作用，鉴别圆和椭圆偏振光。

实验方法：讲解；实验。

4.18 旋光仪测糖溶液的浓度（选修、综合性）

实验目的：了解仪器结构和使用方法。学会测量液体浓度。

实验内容：观察旋光现象；测定糖溶液的浓度。

实验方法：讲解；实验。

4.19 声速测定（选修、综合性）

实验目的：学懂声速测量的原理、方法；学会示波器、声速器定仪、频率计的使用。

实验内容：用驻波法；位相法测的声速。

实验方法：讲解；实验。

4.20 光电效应（必修、综合性）

实验目的：识光的粒子性、理解爱因斯坦方程，了解光电管的特性。

实验内容：测试、做特性曲线，分析光电元件的使用和特性曲线的关系。测定普朗克常数。

实验方法：讲解；实验。

4.21 全息照相（选修、综合性）

实验目的：学懂全息照相得原理和方法。

实验内容：搭光路、拍摄、显定影、冲洗照片、观察再现像。

实验方法：讲解；实验。

4.22 空气热机（选修、综合性）

实验目的：理解原理、计算效率、验证卡诺定理。

实验内容：连线路，测输出功率随负载及转速的关系，验证卡诺定理。

实验方法：讲解；实验。

4.23 弗兰克赫兹（选修、综合性）

实验目的：证明原子能级的存在

实验内容：测量Hg、Ar的第一激发电位。

实验方法：讲解；实验。

4.24 动态磁滞回线的测量（选修、综合性）

实验目的：学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线。

实验内容：连线、观察回线、描绘回线。

实验方法：讲解；实验。

4.25 不规则固体密度的测定（选修、设计性）

实验目的：学会设计一种测定不规则物体或浮体密度的方法。

实验内容：测定不规则物体或浮体密度。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.26 三棱镜顶角与折射率测定（选修、设计性）

实验目的：认识三棱镜对不同波长的光的折射率不同。

实验内容：测定三棱镜顶角对不同波长的光的折射率不同。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.27 观察迈克尔逊白光干涉条纹及玻璃折射率测定（选修、设计性）

实验目的：观察白光干涉条纹、测玻璃折射率。

实验内容：利用白光干涉侧透明薄片折射率。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.28 薄纸厚度的测量（选修、设计性）

实验目的：利用实验仪器测定薄纸的厚度。

实验内容：薄纸厚度的测量。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.29 重力加速度的测定（选修、设计性）

实验目的：利用实验室常用的仪器、工具测量中立加速度。

实验内容：设计测定重力加速度的方法、加深对物体运动规律的理解。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.30 液体中声速的测定（选修、设计性）

实验目的：利用常用仪器测定液体中的声速。

实验内容：测定液体中的声速。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.31 非线性元件的伏安特性研究（选修、设计性）

实验目的：利用电压表、电流表等常用的仪器对非线性电阻伏安特性的研究。

实验内容：测定小灯泡、二极管等非线性元件的伏安特性。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.32 液体折射率的测定（选修、设计性）

实验目的：利用实验室常用仪器测定液体的折射率内容：

实验内容：测定液体的折射率。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.33 电表的改装与校正（选修、设计性）

实验目的：改装电流表为电压表，或者电流表为电压表；校准欧姆表。二者任选其一。

实验内容：自行设计电路图、原理、仪器、数据表格。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.34 液体（蔗糖溶液）表面张力与浓度的关系（选修、设计性）

实验目的：利用表面张力系数测定仪研究蔗糖溶液浓度与表面张力系数之间的关系。

实验内容：绘制表面张力系数和浓度的关系曲线。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

4.35 变阻器变流和分压电路的设计（选修、设计性）

实验目的：研究滑线式变阻器有关参数和控制电路的内容。

实验内容：设计用伏安法测量56Ω负载控制电路。

实验方法：自行设计实验方案并完成实验。

五 主要教材及参考书

1 徐寒，周在进.大学物理实验. 第1版.北京：科学出版社，2012

2 刘书华，宋建民.物理实验教程.第2版.北京：清华大学出版社，2014

六 本大纲修订情况

版 次	1	2
执行时间	2012级	2016级
执 笔	周在进	印海辰
审 核	唐亚陆	王延宗
批 准	吴延东	吴延东