本科生教育

《物理演示实验》实验教学大纲

课程编号08140002大纲执笔人吉成元

课程名称物理演示实验大纲审批人赵云发

英文名称Physical Demonstration Experiment

课程学时18学时 实验学时18学时

实验室名称:基础物理实验中心:物理演示实验室

实验课性质独立设课

适用专业物理教育、物理学

一、本课程实验教学目的与要求

本课程精选普通物理力学、热学、电磁学、光学中二百个左右能揭示物理概念和规律的演示实验,在较短时间内,通过学生亲自动手操作、观察思考,对物理现象进行解释,从而掌握物理规律、提高学生的实验操作能力和实验设计能力。

二、主要仪器设备及现有台套数

普通物理力学、热学、电磁学、光学相关知识的演示实验仪器1套

三、实验课程内容和学时分配

序号

实验项目名称

目的要求

学时分配

实验
类型

每组人数

必开、选开

1

力学演示(一)

掌握牛顿运动定律、动量守恒、机械能守恒、动量定理、角动量守恒、惯性力等知识。

3

基础性

10

选开

2

力学演示(二)

掌握机械振动、受迫振动、振动的合成、机械波、波的叠加、流线、伯努利方程等知识。

3

基础性

10

选开

3

热学演示

掌握气体的状态方程、分子热运动的基本概念、热传递、玻尔兹曼分布律及液体的表面性质等知识。

3

基础性

10

选开

4

电磁学演示(一)

掌握电荷的相互作用、电荷守恒定律、静电及其应用、导体半导体绝缘体的特性及电容器等知识。

3

基础性

10

选开

5

电磁学演示(二)

掌握电流与磁场的相互作用、电磁感应、电磁波的发射与接收、自感、互感、及电路的暂态过程等知识。

 

3

基础性

10

选开

6

光学演示

掌握光的几何成像、光学仪器结构、光的干涉、衍射、偏振及全息照片的知识及应用。

3

综合性

10

选开

 

四:实验项目的内容和要求

1.力学演示(一)

实验内容:实验由“运动的叠加性原理”、“牛顿运动定律演示”、“滚动摩擦与滑动摩擦”、“质心运动定理”、“转动定理”、“角动量守恒实验”、“碰撞实验”以及“非惯性参照系中的惯性力实验”等组成。

实验要求:掌握以上演示实验的原理、方法以及实验所涉及的质点运动学、动力学及刚体定轴转动等的物理概念和物理规律的知识。

 

2. 力学演示(二)

实验内容:实验由“弹簧振子和单摆的简谐振动与阻尼振动”、“扭摆”、“复摆”、“受迫振动与共振”、“振动的合成”、“横波与纵波”、“水面波的干涉”、“驻波实验”、“多普勒效应”、“流线实验”以及“伯努利方程实验”等组成。

实验要求:掌握以上演示实验的原理、方法以及液体力学、振动、波动等方面的物理概念和物理规律。

 

3.热学演示

实验内容:实验由“玻——马定律、查理定律和盖·吕萨克定律的演示”、“布朗运动”、“统计规律与正态分布”、“玻尔兹曼分布律”、“热的传导、对流与辐射”、“热管工作原理演示”、“液体的表面张力演示”、“球形液面内外的压强差

”、“沸点与压强的关系”、以及“饱和蒸气压与温度的关系”等组成。

实验要求:掌握以上演示实验的原理、方法以及实验所涉及的物理概念和物理规律。

 

4. 电磁学演示(一)

实验内容:实验由“摩擦起电、静电感应与电荷守恒”、“电场与电场线演示”、“导体表面电荷、电位的分布”、“静电屏蔽”、“静电的应用——除尘、植绒等”、“电介质的极化”、“平行板电容器”、“电容器的串、并联”、“气体的被激和自激导电”等组成。

实验要求:掌握以上演示实验的原理、方法以及实验所涉及静电场方面的物理概念和物理规律。

 

5.电磁学演示(二)

实验内容:实验由“磁铁与磁铁、载流导线及载流导线与载流导线之间的相互作用”、“磁场与磁感线”、“洛仑兹力”、“霍尔效应”、“电磁感应”、“楞次定律”、“电磁波的发射与接收”、“RC、LR、LRC电路的暂态过程”以及“自感和互感”等实验组成。

实验要求:掌握以上演示实验的原理、方法以及磁场、电磁感应、电磁波等方面的知识。

 

6.光学演示

实验内容:实验由“反射与折射”、“透镜成像”、“放大镜、显微镜、望远镜、幻灯机、投影仪的基本结构与成像原理”、“波长与颜色”、“杨氏双缝干涉”、“等厚与等倾干涉”、“夫琅和费干涉与衍射”、“光栅实验”、“马吕斯定律”、“反射光的偏振与布儒斯特角” “光的双折射”、“偏振光的干涉、显色偏振”、 “旋光现象”以及“全息照片和再现”和 “阿贝成像”等组成。

实验要求:掌握以上演示实验的原理、方法以及实验所涉及几何光学和物理光学的物理概念和物理规律。

 

 

五、考核方式

1、实验报告本门课程要求学生根据平时实验的情况,任选一个比较重要的、自己感兴趣的课题写出一份实验报告,要求交待清楚实验的目的、原理、方法、操作步骤、注意事项以及对实验的改进设想等。

2、考核方式

(1)实验课的考核方式:根据对实验原理和方法的掌握程度、实验的认真程度及回答问题的情况和实验结束前的实验操作演示情况,给定每次实验成绩

(2)实验课考核成绩确定:总评成绩由平时实验成绩和实验报告成绩两部分构成,其中平时实验成绩占80%比例

六、实验教材、参考书

1、教材

《物理演示实验精编》,沈永昭、许永生编苏州大学出版社,1998.3.

2、参考书

《物理演示实验》,陈熙谋主编. 高等教育出版社,1983.8.

《物理学演示实验手册》,段吉辉、徐从兰编译. 山东教育出版社,1987.5.

 


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