课程英文译名:Experiments in Modern Physics
课内总学时:32学分:1
开课学院:理学院.开课教研室:物理实验中心
课程编号:S0701471课程类别:必修课
面向专业:应用物理、光信息科学与技术
一、课程的任务和目的
近代物理实验课程是继普通物理实验(一)和普通物理实验(二)后开设的一门重要的技术基础实验课程,具有较强的综合性和技术性。
通过近代物理实验丰富和活跃学生的物理思想,帮助学生理解近代物理领域中的一些重要现象,培养他们对物理现象的观察能力和分析能力,引导他们了解实验物理在物理概念的产生、形成和发展过程的作用。学习近代物理中的一些常用方法、技术、仪器和知识,进一步培养正确的和良好的实验习惯以及严谨的科学作风,使学生获得一定程度的实验方法和技术研究物理现象和规律的独立工作能力,为学生掌握、应用和发展新技术打好坚实的物理实验基础。
二、课程内容与基本要求
本课程从近代物理主要领域中选取一些在物理学发展史上起过重要作用的著名实验以及在实验方法与技术上有代表性的实验进行教学。具体要求如下:
1.学习如何用实验方法和技术研究物理现象与规律,培养学生实验过程中发现问题,分析问题和解决问题的能力,以及创新能力;
2.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,掌握有关的仪器的性能和使用;
3.通过实验加深对近代物理的基本现象及其规律的理解;
4.巩固和加强有关实验数据处理及误差分析方面的训练;
5.培养实事求是、踏实细致、严肃认真的科学态度和克服困难、坚韧不拔的工作作风以及良好的实验素养。
具体实验项目及学时数分配如下:
序号 | 实验项目 | 时数 | 每组人数 | 内容提要 | 实验性质 | 类别 | ||||
验证 | 设计 | 综合 | 演示 | 必做 | 选做 | |||||
1 | 理论课 | 3 | 70 | √ | √ | |||||
2 | 密立根油滴仪测量电子的电量 | 3 | 1 | 掌握用密立根油滴仪测电子电荷的方法 | √ | √ | ||||
3 | 弗兰克—赫兹实验 | 4 | 1 | 测定贡原子的第一激发电位和证明原子能级的存在 | √ | √ | ||||
4 | 光拍频法和光速的测量 | 3 | 2 | 了解光拍频的概念;学习声光调制的基本原理;掌握光拍法测量光速的技术 | ||||||
5 | 光栅光谱仪对原子光谱的测量 | 4 | 1 | 熟悉光栅光谱仪的性能与用法;测量氢和氘谱线的波长求质子与电子的质量比;求里德伯常数。 | ||||||
6 | 塞曼效应 | 3 | 1 | 观察塞曼效应,研究汞灯5461埃谱线在磁场中分裂的情况 | √ | √ | ||||
7 | 脉冲核磁共振 | 3 | 2 | 了解核磁共振的基本原理和表征核磁共振谱的基本参数,熟悉核磁共振仪的测量步骤,初步掌握核磁共振谱的解析方法 | √ | √ | ||||
8 | 法拉第效应----晶体磁光效应仪 | 3 | 1 | 通过实验研究磁致旋光现象,加深理解法拉第效应;计算样品的维尔德常数 | √ | √ | ||||
9 | 电子衍射 | 3 | 2 | 验证德布罗意假设加深对微观粒子波动性的认识 | √ | √ | ||||
10 | 光电效应 | 3 | 1 | 通过光电效应实验,了解光的量子性;观测光电效应;验证爱因斯坦方程,并求出普朗克常数 | √ | √ |
三、教学方式与考核要求
1.本实验以开放形式为主,教师指导下由学生独立完成实验。
2.本课程为考试课程,考试成绩由平时成绩与期终考核成绩综合评定。平时成绩根据学生实验预习情况、实验操作情况和实验报告质量进行评定。期终考核采取以写近代物理实验科学小结报告或笔试的方式。
四、与各课程的联系对
先修课程:普通物理实验(一),普通物理实验(二),光学,原子物理学,固体物理学等
五、教材与参考书
教材:《近代物理实验》,自编讲义
参考书:1.《新编近代物理实验》,沙振舜,黄润生主编. 南京大学出版社,2002
2.《近代物理实验》,张天喆等主编. 科学出版社,2004
3.《近代物理实验》(基本实验),吴思诚,王祖铨主编. 北京大学出版社,2002