大学物理实验绪论-杨光2015

华中科技大学物理实验中心杨光(2015)2015年中国大学生物理学术竞赛(CUPT)欢迎参加*有兴趣的同学请与杨明老师联系：[e-mail]中国大学生物理学术竞赛（CUPT）是我国借鉴国际青年物理学家锦标赛（IYPT）的模式创办的一项全国性赛事。本赛事定于每年暑期举行，目前每年已有近40所高校参加。该项竞赛得到了教育部的支持，是实践国家教育中长期发展规划纲要的重要大学生创新竞赛活动之一，已列入中国物理学会物理教学指导委员会的工作计划。*更详细的介绍请参看百度百科“中国大学生物理学术竞赛”条目或IYPT官网：参赛者对预先给定的开放性物理问题进行研究与实验。在比赛时采用团队辩论和对抗的形式，辩论内容涉及解决问题的基本知识、理论分析、实验方案、结果讨论等。*赛事简介*比赛方式物理实验绪论课内容内容1：物理实验课的地位、作用、目的…物理实验课须知（基本程序要求…)内容2：测量与误差测量不确定度的评估有效数字及有关规定数据处理的基本方法物理学是探索物质世界奥秘的基础学科，物理实验是本科生进入大学后系统学习科学实验设计思想、方法和技术的入门基础课。内容1：物理实验课程的地位、作用和任务物理实验课程同时涵盖理论物理与实验物理的训练物理理论和实验是相互促进的紧密关系物理实验在科学发展中不可替代的重要性①能够通过阅读实验教材或资料，作好实验前准备；——阅读、查找资料能力②能够借助教材和仪器说明书正确使用常用仪器；——操作能力③能运用物理学理论对实验现象进行观察和初步分析判断；——数据处理、分析能力④能够正确记录和处理实验数据，撰写合格的实验报告。——文档写作能力内容1：物理实验课程的地位、作用和任务通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理知识，加深对物理学原理的理解。提出问题-分析问题-解决问题培养与提高科学实验素养：要求学生具有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，主动研究的探索精神以及遵守纪律、团结协作和爱护公物的优良品德。内容1：物理实验课程的地位、作用和任务一、物理实验课程序二、教材及相关资源介绍三、物理实验课预约四、物理实验注意事项五、物理实验报告要求六、物理实验考核与重修内容1：物理实验课须知通知4、医科班级（8年除外）请在考试后一个星期内，将报告柜钥匙及实验卡交回科技楼北楼514室，过期交还者将不退还押金；其他班级在下学期实验课考试后交还。1、班长或学习委员带上班级同学名单（纸质档，学号和姓名，包括留学生），于上绪论课后的第二天，到科技楼北楼202室确认同学信息，领取实验卡。2、在第三周周五（3月20日）之前，各班班长带30元押金到科技楼北楼514室尤老师处领取报告柜钥匙。3、科技楼北楼202室有实验报告纸、数据记录纸和坐标纸，以班级为单位前去购买。调研规划操作记录分析报告实验记录•理论分析•系统组成•实验步骤•实验数据•书面报告（科技论文格式）•PPT（全班讨论）能力培养：（1）设计实验方案的能力；（2）组装实验系统的能力；（3）观察实验现象的能力；（4）分析实验数据的能力；（5）表述实验结果的能力。内容1：物理实验课须知一、物理实验课程序1、预约实验（一次预约完6个实验）2、预习并撰写预习报告3、独立完成实验，如实记录数据4、按要求处理数据并完成实验报告5、按时将实验报告交到指定位置内容1：物理实验课须知一、物理实验课程序预约实验撰写预习报告完成实验、记录数据处理数据、完成实验报告交实验报告（实验房间外走道）领取改好的报告（2楼西侧楼道）内容1：物理实验课须知共两册，本学期实验也涉及第二册内容。内容1：物理实验课须知二、教材及相关资源介绍*物理实验中心网站：218.199.86.172内容1：物理实验课须知*BBS系统网址：218.199.86.171/bbs可在此下载更新的讲义、提出问题或发表对实验的看法内容1：物理实验课须知手机下载爱课程客户端，在共享课中找到本校或搜索“大学物理实验”均可。*精品共享课网址：爱课程客户端（安卓、苹果）本课程资源首页二维码内容1：物理实验课须知数据分析软件推荐OriginMATLABMathematica内容1：物理实验课须知内容1：物理实验课须知三、物理实验课预约*学生学号为不含字母的全部数字，如U200811089,登录时用200811089IP：218.199.86.171初始密码：123456*建议第一次登录后立即修改密码新密码不要含有字母，字数不要超过8位*预约前一定要先看预约必读。*物理实验课预约网址：218.199.86.171手机用户可在实验中心BBS系统中下载预约客户端*本客户端最初版本由刘沛鸣同学设计、制作，特此感谢！*客户端除可实现预约、查看通知功能外，另附有实验讲义及相关资料供同学们参考。*客户端内容仍在更新完善，欢迎同学们提出宝贵的建议！联系方式：[e-mail]内容1：物理实验课须知*科技楼北楼二楼大厅触摸屏24小时可使用*预约后请记住时间、实验地点及设备号*最好一次将要做的6（或7）个实验同时约好物理实验开放的时间段及实验仪器是固定的，请务必按照已预约的时间来做实验内容1：物理实验课须知四、物理实验注意事项内容1：物理实验课须知1、物理实验课56学时，分两个学期进行：物理实验（1）28学时在春季学期开课，物理实验（2）28学时在秋季学期开课。2、每个学期分两段上课，不允许跨段修课和考试。3、要求每个学生在规定时间内选做规定个数的实验，并提交实验报告。春季学期选做6个实验+绪论作业秋季学期选做7个实验。5、每次课4学时（3小时），不许迟到、旷课或早退。4、先预约后实验，预约后要经常看预约网上的通知。有关实验的事项都将在网上通知，不再对各个班单独通知。迟到一次从总成绩中扣0.5分，迟到30分钟以上，计算机自动做旷课论处，不允许学生做实验,并从总成绩中扣3分。内容1：物理实验课须知6、课前应按要求写好实验预习报告，上课不带实验预习报告，从操作分中扣30分。另外，按实验要求可能需准备直尺、三角尺、坐标纸、铅笔(画图)、计算器(可在手机中安装计算软件)等。7、实验时刷卡签到，不刷卡者以迟到论处。*刷卡成功后屏幕窗口上会出现姓名、设备号等信息，核对信息。8、若有事不能实验，提前一天以上在网上撤销实验，也可当天到教室找任课教师请假（不扣分）。9、旷课或请假后，应尽快重新预约。*物理实验的仪器套数是有限的，同学们要合理的安排自己的实验，不要轻易请假和旷课*重新预约不保证能预约到原来的实验10、实验时按实验设备号坐定，不要乱动别组的仪器设备，严格按照操作规程操作仪器。*设备号一般标注在实验台的左上角或右上角*仪器有问题请向指导老师提出，不许私自换座位或调换仪器13、离开实验室前，关闭电源开关，并应整理好所用仪器，做好清洁卫生。12、完成实验后，预习报告和数据记录纸都应交指导教师检查并签字。11、独立完成实验，认真观察实验现象，将所测数据及相关参数记录在数据记录纸上。*不允许抄袭或涂改、编造原始数据*不允许用铅笔记录数据14、实验报告连同数据记录纸应在完成实验后一周内交到与做实验的教室对应的报告柜内。*交实验报告时注意找准柜子，交错地方可能导致报告丢失或延迟批改。*如包含坐标纸等，请粘贴在报告上或与报告装订在一起，以防掉落丢失。这是老师发改过的实验报告、也是课代表领回实验报告的地方。信息不完整的实验报告15、改过的报告会发到各班专有的报告柜中，请各班课代表及时取回并下发。16、学生登入系统后，若发现自己的信息不对或转系要更改信息，请及时到科技楼北楼202室登记，进行信息更改，以便准确发送成绩。1、信息齐全、格式规范。2、字体工整、干净整洁。3、表述正确、层次清楚。4、图表合理、讨论认真。五、物理实验报告要求内容1：物理实验课须知指发报告柜号每个班一个号填写预约时系统所给的编号实验课前需要完成的部分实验课后需要完成的部分指发报告柜号每个班一个号填写预约时系统所给的编号实验课前需要完成的部分实验课后需要完成的部分1、成绩评定：平时70%+考试30%平时：课堂操作50%+实验报告50%2、考试方式：闭卷、笔试（120分钟）3、考试范围：绪论与所选实验4、考试时间与地点：由学校教务处通知5、物理实验不及格只有重修，没有补考6、不及格者按学期跟下一年级从头重修物理实验（1）不及格者在春季重修物理实验（2）不及格者在秋季重修.六、物理实验考核与重修内容1：物理实验课须知春季学期实验项目由于设备更新，有些实验与书上有些差别，为方便同学实验，在网上挂有电子版讲义。218.199.86.171/bbs实验名称实验讲义实验室实验房间1示波器的调节和使用第一册科技楼北楼310、3122多功能摆的设计与研究第一册科技楼北楼207、2083分光计的调整与折射率测定第一册科技楼北楼203、2064密立根油滴实验第二册科技楼北楼216、2205超声声速的测量第一册科技楼北楼305、3076电子元件伏安特性的测量第一册科技楼北楼306、3087直流电桥及其应用第一册科技楼北楼302、3048霍尔效应与应用设计第一册科技楼北楼209、212测量与误差测量不确定度的评定有效数字及有关规定数据处理的基本方法内容2：不确定度与数据处理的基础知识参考书：1.误差理论与数据处理（五版），费亚泰主编，机械工业出版社2.AnintroductiontouncertaintyinmeasurementusingtheGUM(guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement),L.KirkupandB.Frenkel(2006)CambridgeU.Press.3.DataReductionandErrorAnalysisforthePhysicalScience，ByPhilipR.Bevington，NewYork:MaGrew-Hill,1992(2ndEd.)基础物理实验绪论测量与误差一、测量与单位1.测量以确定被测量对象量值为目的的操作称作测量（或计量）。测量的过程就是把被测物理量与选作计量单位的同类物理量进行比较的过程。选作计量单位的标准必须是国际公认的、唯一的、稳定不变的。物理量的测量值由数值和单位两部分组成2.直接测量与间接测量直接测量：可以用测量仪器或仪表直接读出测量量值的测量。如：长度、时间、质量、温度、电流等直接测量是测量的基础。间接测量：依据待测量量与若干个直接测量值的函数关系确定待测量量值的测量。如：体积、速度、动量、流量、电阻等一个物理量是直接测量量，还是间接测量量，是由测量方法决定的。3.等精度测量与不等精度测量等精度测量：对某一物理量进行多次重复测量时,测量条件不变的测量。等精度测量时，数据处理比较简单。不等精度测量：对某一物理量进行多次重复测量时,测量条件完全不同或部分不同的测量。绝对的等精度测量是不存在的。4.基本量和基本单位国际单位制（SI）中的七个基本量和基本单位：长度（米.m）、质量（千克.kg）、时间（秒.s）、电流强度（安培.A）、热力学温标（开尔文.K）、物质的量（摩尔.mol）、发光强度（坎德拉.cd）由基本单位推导出的单位称为导出单位，相对应的物理量称为导出量。5.真值和实际值真值：被测量本身所具有的真实大小。真值是一个理想的概念，但有些真值是人为规定的，如千克基准。实际值：满足规定准确度的用来代替真值使用的量值。实际值不是真值，但它接近真值，又称为近真值测量结果：由测量所得到的被测量值。二、误差与误差的表示1、误差误差=测量值–真值由于测量对象的变化、测量方法的不完善、测量装置的精度所限、周围测量环境的波动和测量人员因素的影响等原因，导致测量结果与真值的不一致测量的结果都存在误差，而误差自始至终存在于一切科学实验和测量过程中。0xxniinx