1、大学物理实验 绪论课 北京化工大学 何惠梅 1 三个内容: 一一. .绪论（物理实验课的地位和作用、目的和绪论（物理实验课的地位和作用、目的和 任务、实验课的基本程序和要求）任务、实验课的基本程序和要求） 二二. .误差和不确定度的基础知识误差和不确定度的基础知识 三三. .数据处理的基本方法数据处理的基本方法 2 1.1.绪 论 物理实验的地位 物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基 本训练的必修基础课程，是本科生本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法接受系统实验方法 和实验技能训练的开端和实验技能训练的开端。 物理实验课覆盖面广
2、，具有丰富的实验思想、方法 、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训 练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重 要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创 新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用 能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 3 1.1.绪 论 物理实验的作用 物理学是研究物质运动一般规律及物质基本结构的科学，是自 然科学的基础学科,是学习其他自然科学和工程技术的基础。 物理学是一门实验科学，物理实验在物理学的产生、发展和 应用过程中起着重要作用。 经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。 近代物理学是从实验事实与经典物理学的矛盾中发展起来的。 很多技术科学是从
3、物理学的分支中独立出去的。 4 1.1.绪 论 物理实验的作用 80%以上的诺贝尔物理学奖给了实验物理学家。 20%的奖 中很多是实验和理论物理学家分享的。 实验成果可以很快得奖，而理论成果要经过至少两个实验 的检验。 有的建立在共同实验基础上的成果可以连续几次获奖。 5 1.1.绪 论 物理实验的作用 1997： 激光制冷 Steven Chu Cohen-Tannoudji William D. Phillips Robert B. Laughlin Horst L. Stormer Daniel C. Tsui 1998： 量子霍耳效应 6 1.1.绪 论 物理实验的作用 Eric A.
4、 Cornell Wolfgang Ketterle Carl E. Wieman 2001：玻色-爱因斯坦凝聚 7 1.1.绪 论 物理实验的目的及任务 学习实验知识：通过对实验现象的观察、分析和 对物理量的测量，学习物理实验知识和设计思想， 进一步加深对理论课程的理解。进一步加深对理论课程的理解。 培养科学实验能力：借助教材或仪器说明书正确使用 常用仪器；运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断； 正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合 格的实验报告；能够根据实验目的和仪器设计出合理的实验。 提高实验素养：培养理论联系实际和实事求是的科学作风； 严肃认真的工作态度；主动研
5、究的探索和创新精神；遵守纪律、 团结协作和爱护公共财产的优良品德。 8 物理实验课程不同于一般的探索性的科学实 验研究，每个实验题目都经过精心设计、安排， 可使同学获得基本的实验知识，在实验方法和实 验技能诸方面得到较为系统、严格的训练，是大 学里从事科学实验的起步，同时在培养科学工作 者的良好素质及科学世界观方面，物理实验课程 也起着潜移默化的作用。 希望同学们能重视这门课程的学习，经过一 年的时间，真正能学有所得。 9 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课物理实验课 的三个教学环节、的三个教学环节、考核方式、纪律要求 物理物理 实验实验 课的课的 三个三个 环节环节 1. 1
6、. 实验预习实验预习 2. 2. 实验操作实验操作 3. 3. 实验报告实验报告 10 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课的三物理实验课的三 个环节、个环节、考核方式、纪律要求 1. 1. 实验预习实验预习-画好数据表格、书写预习报告 实验前阅读实验教材，了解实验目的，原 理、内容。 明白要测什么量、使用什么方法、什么仪 器、主要操作要点及注意事项等。 11 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课的三个物理实验课的三个 环节、环节、考核方式、纪律要求 1. 1. 实验预习实验预习-画好数据表格、书写预习报告 书写预习报告：一份合格的预习报告应包括如下内容 1)实验名
7、称：表示做什么实验 2)实验目的：说明为什么做这个实验，做该实验达到什么目的 3)实验原理：阐明实验的理论依据，本实验要测什么量，写出 待测量计算公式的简要推导过程，画出有关的电路图、光路图 、或实验装置示意图等 4)实验仪器：列出主要实验仪器的名称、型号、规格等。 5)实验步骤：扼要地说明实验的关键步骤 6)注意事项：实验中的主要注意事项 用正式报告纸书写，可作为正式报告的一部分 12 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课的三物理实验课的三 个环节、个环节、考核方式、纪律要求 1. 1. 实验预习实验预习-画好数据表格、书写预习报告 画好数据表格：单独用一张不小于32开的无格白
8、 纸；记录数据时不能用铅笔记录。表格上要标明文 字符号所代表的物理量及其单位，以及表格的名称 上实验课的时候老师要检查你的预习报告及 数据表格。对于没有或达不到要求者，老师 有权要求补完报告后再进行该次实验。 13 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课的三个物理实验课的三个 环节、环节、考核方式、纪律要求 2. 2. 实验操作：实验操作：根据资料和老师在实验课上的简要介绍、调整根据资料和老师在实验课上的简要介绍、调整 仪器、观察现象、记录测量数据。仪器、观察现象、记录测量数据。 1）老师一般先作简要讲解，分析实验的难点及操作中的注意事项。 2）在实验中遇到自己无法解决的问题时，应
9、随时与教师讨论，向老师 请教 。损坏仪器应根据具体情况，按一定比例赔赏。 3）将测得的实验数据用钢笔或圆珠笔填写在数据记录表格中， 记录时要特别注意所记数据的有效位数。 4）记录完毕保持仪器测量状态，自己先根据实验原理核对测量数据 是否合理，若时间允许，可对数据进行计算、处理。发现不合理数据，可重 新进行测量，若确认数据无误，将数据交给老师签字。 若老师签字时发现数据或测量结果不正确时，可要求学生重做。 5）实验过程中因错误而作的修改，需要老师签字，这种情况不需涂改。 6）实验完毕，整理好实验仪器，最后完成实验的学生应该打扫卫生。14 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课的三个物
10、理实验课的三个 环节、环节、考核方式、纪律要求 3. 3. 实验报告：实验报告： 课后报告的内容有： 1.实验数据记录：实验测得的数据必须必须重新整理到正式报告中，重新整理到正式报告中， 并以并以表格形式列出，正确表示有效位数和单位。 2.数据处理：包括计算平均值，计算不确定度，作图，写出最后的测量结果 等；要保留计算过程，以便检查； 3.结果讨论分析：包括对测量结果的总结评价，对难于定量计算的误差因 素的定性分析。结合自己的实验数据具体分析，指出主要的误差因素。还可包 括对实验的看法、见解、需同老师讨论的问题或完成老师布置的思考题。 预习完成的部分有：实验名称、实验目的、实验原理和内容、实验
11、仪器、 主要操作步骤等不必重写，可在讨论或小结里用自己的实验体会加以补充等不必重写，可在讨论或小结里用自己的实验体会加以补充 。 交报告时需附上有老师签字的原始记录交报告时需附上有老师签字的原始记录 15 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课的三个物理实验课的三个 环节、环节、考核方式、纪律要求 考核方式：考核方式：平时分+考试 1平时分 平时的实验操作+实验报告，计分采用4+6的 方式，每份报告总分为10分，完成8个实验后， 最高总分可以得到80分，以此成绩进行全校排队。 课堂操作占4分，主要考察听课情况，实 际动手能力，数据记录合理性，数据采集的 真实性等几大方面，严格禁止剽窃他人数据 ，伪造数据。 16 1.1.绪 论 物理实验的基本程序、要求物理实验课的三个物理实验课的三个 环节、环节、考核方式、纪律要求 考核方式：考核方式： 迟到者，老师可视迟到情况扣除操作分 或取消本次实验资格，成绩按0分计。 不按有关规程和注意事项进行操作者， 除按学校规定赔偿外，还可视
