近代物理实验讲义(2014版).doc

近代物理实验讲义 物理基础实验教学中心 二○一四年三月 目 录 第一章 原子物理实验 实验1 夫兰克－赫兹实验……………………………………………………1 实验2 用CCD电视显微油滴仪测电子电荷 ………………………………5 实验3 塞曼效应………………………………………………………………8 实验4 用原子力显微镜观测固体表面形貌 ………………………………17 第二章 原子核物理实验原子实验 RES相对论效应 ……………………………………………………28 NaI(TI)单晶γ闪烁谱仪 ……………………………………28 核衰变的统计规律……………………………………………33 γ射线的吸收与物质吸收系数(的测定 ……………………39 单能电子物质阻止本领和半吸收厚度的测定 ……42 验证快速电子的动量与动能的相对论关系…………………48 卢瑟福散射 …………………………………………………………55 第三章 光学与光谱技术 激光全息照像 ………………………………………………………63 黑体辐射 ……………………………………………………………69 组合式多功能光栅光谱仪及其应用 ………………………………78 用双光束紫外—可见分光光度计测量溶液的吸收率 ……………83 激光喇曼散射 ………………………………………………………91 椭圆偏振测厚 ………………………………………………………98 第四章 真空技术与X光衍射 真空获得与真空镀膜的应用 ………………………………………105 （1）真空获得与真空镀膜 …………………………………………105 （2）低压放电现象观察及伏安曲线的测量 ………………………113 蒸汽冷凝法制备纳米微粒 …………………………………………115 X射线衍射 …………………………………………………………121 第五章 磁共振技术 核磁共振 …………………………………………………………128 光磁共振 …………………………………………………………133 第六章 微波技术 微波段电子自旋共振 ……………………………………………141 微波实验技术 ……………………………………………………147 第七章 微弱信号检测技术 微弱信号测量………………………………………………………159 相关器的研究及其主要参数测量 …………………………159 锁定放大器原理 ……………………………………………165 第八章 波谱学技术 实验1 液相色谱技术 ……………………………………………………169 实验2 气相色谱技术 ……………………………………………………177 实验3 质谱技术 …………………………………………………………182 序 言 一、近代物理实验课的目的 物理学是一门建立在实验基础上的科学，物理概念的建立、物理规律的发现、物理理论的形成，都必须以严格的科学实验为基础，并且为科学实验所验证。因此，物理实验教学是物理学专业教学中必不可少的重要组成部分。 近代物理实验是继普通物理实验和无线电电子学实验之后一门重要的基础实验课程，是为物理类专业高年级学生开设的一门综合性较强的实验课。本课程所涉及的物理知识面广，包括：原子物理、原子核物理、光学与光谱技术、X射线及电子衍射技术、真空技术、磁共振技术、微波技术、微弱信号检测等20个实验。 其主要目的是： 学习如何用适当的实验方法和实验技术研究物理现象与规律，了解物理实验在物理学发展过程中的作用，培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养他们的创新能力。 学习近代物理某些主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关仪器的性能和使用。通过实验着重培养学生阅读参考资料、选择测量方法和仪器、观察现象、独立操作、正确测量、处理实验数据以及分析与总结实验结果等方面的能力。 通过实验加深对近代物理的基本现象和规律的理解。 巩固和加强有关实验数据处理及误差分析等方面的训练。 培养学生的综合素质，使他们具备良好的实验素养、严肃认真的科学态度和克服困难、坚忍不拔的工作作风。 二、近代物理实验课的要求 实验是理工科教学的重要组成部分，要充分重视实验，在实验课的学习中发挥主动性和积极性。 做好实验的预习环节预习是为正式操作做准备，为此需要做到： (1)认真阅读实验讲义事先对实验内