01大学物理实验全稿.pdf

绪 论 一、物理实验课程的地位、作用与任务 物理学是研究物质结构、性质和变化基本规律的学科，它的研究涉及物质运动的普 遍形式，包括机械运动、分子热运动、电磁运动、原子和原子核内的运动等等。物理学 是自然科学的基础，也是当代工程技术的重大支柱。物理学有助于技术的基本建设，有 助于扩展和提高我们对其他学科的理解，物理学也提供了应用于其他学科新设备和新技 术所需的基本知识。鉴于物理学的重要性，联合国大会于2004年6月通过了2005年为“ 国 际物理年” 的决议，在该决议中指出：“物理学为了解自然界提供了重要基础；物理学及 其应用是当今众多技术进步的基石；物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设 施的工具……” 科学的理论来源于科学的实验并受到实验的检验，当然实验也离不开理论的指导。 作为自然科学基础的物理学在本质上是一门实验学科。从物理学的发展历史看，物理规 律的发现和物理理论的建立都必须以物理实验为基础，物理学中的每一项突破都与实验 密切相。麦克斯韦总结前人的实验结果和理论，统一成完整的电磁场理论，并预言了电 磁波的存在，但直到1887年，赫兹完成了电磁波的发射和接受实验后，才把这一深深影 响我们当代生活的理论由假设得到最终确立。科学技术的进步离不开物理学理论和实验。 作为科技工作者，物理知识和实验技能的掌握必不可少。 大学物理实验是理、工和农科学生必修的一门基础课程。是学生进入大学后较早接 触的一门实验学科，它将使学生受到系统的物理实验方法和实验技能的训练，并了解科 学实验的主要过程和基本方法，为今后的科学实验活动奠定初步基础。同时，物理实验 把理论与实际，方法与技能结合起来，促使学生既动手又动脑，在实践中学习，培养创 新精神和科学实验能力。整个教学活动的进行，将有助于学生的知识、能力和素质的培 养与提高。通过物理实验，至少使学生具有以下几方面的能力：①通过具体实验，学习 实验的基本方法和一定的操作技能；②通过阅读教材和资料，做好实验前准备，能概括 出实验原理和设计要点；③学会正确使用常用仪器；④正确记录和处理实验数据，分析 实验结果，撰写实验报告；⑤能完成简单设计性实验，从具体实验中，体会每个实验的 基本设计思想、实验手段和实验方法。 基于物理实验的重要性，欧美大学在19世纪末就建立的物理实验室，我国起步稍晚， 在1918年开始了物理实验的教学。近二十多年来，物理实验得到更普遍的重视，很多高 校都把物理实验从大学物理课程里面分离开来，单独设立为一门基础课，而且也加大了 实验方面人力、财力的投入，很多综合性大学都建立了物理实验教学中心。 1 二、物理实验课程的基本教学程序及其基本教学要求 学好物理实验，必须遵循物理实验本身的特点和规律，物理实验有自己的实验理论、 实验方法和实验技能，物理实验课程的学习一般分三个阶段进行。 １.实验前的预习 学生进入实验室做实验之前，必须认真阅读实验教材，理解实验的基本原理，掌握 实验的基本内容和步骤，以便在实验过程中，能及时、迅速、准确地测得实验数据。通 过预习，还要了解仪器的工作原理和用法。要写好预习报告，否则不允许进入实验室做 实验。 预习报告包括以下几方面的内容 ⑴实验目的 说明所做实验的目的和学习要求。 ⑵实验原理 写出本实验中获得实验结果所依据的主要公式，并说明公式中各物理 量的意义、单位和公式适用的条件及测量方法。必要时应画出所需的原理图（如电路图、 光路图或装置系统示意图等）。 ⑶实验仪器 列出本实验所用的主要仪器（对其结构、原理及性能有初步的了解）。 ⑷实验步骤 根据实验内容，简要拟定测量的计划、实验步骤或操作顺序。 ⑸数据表格 按照实验的内容，画好记录各项实验数据的表格。在条件允许的情况 下，课外开放实验室，使学生能对照仪器仔细阅读有关资料，或学生通过校园网的物理 实验中心网络平台，进一步熟悉仪器使用方法和理解实验原理，以便能更加主动地、独 立地做好实验。 注意：预习报告必须使用学校统一的实验报告纸，将以上五点内容分别写在“实验 原始记录”和“实验报告”的报告纸上，报告的具体形式可以参考附录。 ２.课堂实验 学生应按时进入实验室，交实验预习报告给教师检查，按分组就位，并在原始记录 的实验组号上写上实验桌上的编号，在同组人写上合作同学，熟悉实验条件