湖南人文科技学院：信息学院物理学专业《近代物理实验》实验课程教学大纲

《近代物理》实验教学大纲 课程编号 xx405222课程名称 近代物理实验 总学时 8 学分数 3 适用专业 物理学 先修课程 基础物理实验 一、实验教学的目的和任务 近代物理实验是物理学的重要专业技术基础实验课程。近代物理实验中的许多选题来自 物理学发展史上起过重大作用的物理学家们的研究课题，覆盖了原子物理、核探测技术、激 光、光电子学与光信息处理、X射线和电子衍射、光谱学、微波技术、电子技术、真空物理、 低温物理等整个物理学科。它是培养学生的创新思维和实践能力的一个重要教学环节，是物 理类专业的必修课。它涉及基础知识面广，对各方面近代技术的要求高，是大学生学习如何 将基础知识和近代先进技术相结合的重要基础实验课程。 本课程设置的目的是： 1、通过近代物理实验培养学生的独立实验的工作能力，学习如何应用实验方法研究物 理现象和规律。 2、掌握近代物理实验主要领域的基本实验方法、技术、仪器和知识。 3、进一步培养正确、严谨的实验习惯和科学研究的习惯 二、实验教学的基本要求 1、掌握近代物理学发展史上具有典型性和重要作用的实验。 2、掌握近代物理中某些主要领域的基本实验方法与技术。 3、熟悉掌握相关仪器的使用及CCD、计算机等现代技术。 4、培养学生理论与实际相结合，综合理论应用及创新精神。 5、培养学生查阅参考资料，拟订实验方案，选配测量仪器能力。 6、培养学生观察分析现象，独立操作，判断实验中尚存问题的能力。 7、巩固和加强有关数据处理，误差分析等方面的训练。 实验方式： (1)每人24人组，相互协作完成实验。为使学生有充足的时间进行实验和分析思考， 每个实验项目安排4学时。 (2)全面实行开放式实验教学，增加学生选择实验项目、实验时间与实验内容的自主

《近代物理》实验教学大纲 课程编号 xx405222 课程名称 近代物理实验 总学时 48 学分数 3 适用专业 物理学 先修课程 基础物理实验 一、实验教学的目的和任务 近代物理实验是物理学的重要专业技术基础实验课程。近代物理实验中的许多选题来自 物理学发展史上起过重大作用的物理学家们的研究课题，覆盖了原子物理、核探测技术、激 光、光电子学与光信息处理、X 射线和电子衍射、光谱学、微波技术、电子技术、真空物理、 低温物理等整个物理学科。它是培养学生的创新思维和实践能力的一个重要教学环节，是物 理类专业的必修课。它涉及基础知识面广，对各方面近代技术的要求高，是大学生学习如何 将基础知识和近代先进技术相结合的重要基础实验课程。 本课程设置的目的是： 1、通过近代物理实验培养学生的独立实验的工作能力，学习如何应用实验方法研究物 理现象和规律。 2、掌握近代物理实验主要领域的基本实验方法、技术、仪器和知识。 3、进一步培养正确、严谨的实验习惯和科学研究的习惯。 二、实验教学的基本要求 1、掌握近代物理学发展史上具有典型性和重要作用的实验。 2、掌握近代物理中某些主要领域的基本实验方法与技术。 3、熟悉掌握相关仪器的使用及 CCD、计算机等现代技术。 4、培养学生理论与实际相结合，综合理论应用及创新精神。 5、培养学生查阅参考资料，拟订实验方案，选配测量仪器能力。 6、培养学生观察分析现象，独立操作，判断实验中尚存问题的能力。 7、巩固和加强有关数据处理，误差分析等方面的训练。 实验方式： （1）每人 2—4 人组，相互协作完成实验。为使学生有充足的时间进行实验和分析思考， 每个实验项目安排 4 学时。 （2）全面实行开放式实验教学，增加学生选择实验项目、实验时间与实验内容的自主

性。 (3)实验项目分二个层次，第一层次为必做实验，第二层次为选做实验，大纲中列出 了16个实验项目，学生根据学习能力，在各层次中选定一定数量的实验项目进行实验。在 保证基本实验训练的前提下，加强综合性实验的比例。一般应保证“三性”实验比例在100% 以上。 实验基本要求： (1)课程单独设课，采用网络化实验教学与管理平台，学生网上预约与实验室预约相 结合，在教师的指导下进行实验的实践活动。实验前，教师要向学生讲授绪论课，包括课程 的性质、目的要求，做实验的基本程序、实验守则，数据处理方法、课程安排、考试考核办 法。诸论课部分重点讲授一些典型的近代物理实验的方法、手段、思想等。 (2)做基本实验和综合性实验前，必须认真完成好预习报告，必须先将预习报告给指 导教师审阅后，方可进行正式实验。 (3)学生在实验中要仔细测量数据，如实将测量数据记录在预习报告的表格内，实验 完毕，将实验记录交给指导教师审核签名，整理好实验仪器，打扫好实验室卫生后方可离开。 一般情况不能中途提前离开实验室。 (4)学生应按要求认真撰写实验报告或以学术论文形式提交报告，不得互相抄袭。报 告要按时上交，报告中要有教师对预习报告的评分。 实验报告要求： 实验报告是实验成果的文字描述，是实验过程的总结，学会写实验报告是培养实验能力 的一个方面，实验报告要用简洁的形式将实验结果完整、准确地表示出来，要求学生所写实 验报告文字通顺，字迹端正、图表规范、结果正确。 实验报告分为课前预习报告和课后报告两部分。课前预习报告的内容有：实验目的、实 验内容、实验仪器、实验原理、实验步骤等。课后报告的内容有：实验记录、数据处理、实 验结论、思考与讨论等。 三、实验项目设置、学时分配 序 实验项目名称 实验目的 实验 实检开出 学时类型要求 1 1、了解实验基本规范、掌提误差基本概念合理 论。2、测定氨原子等元素的第一张发电位（即 夫兰克一林装实验 中告电后)、证明原子能烟的在在：3、学月用 综合性 必做 (含储论) 算机果和处理教据：4、了解温度传感器的 作特性和控温原理

性。 （3）实验项目分二个层次，第一层次为必做实验，第二层次为选做实验，大纲中列出 了 16 个实验项目，学生根据学习能力，在各层次中选定一定数量的实验项目进行实验。在 保证基本实验训练的前提下，加强综合性实验的比例。一般应保证“三性”实验比例在 100% 以上。 实验基本要求： （1）课程单独设课，采用网络化实验教学与管理平台，学生网上预约与实验室预约相 结合，在教师的指导下进行实验的实践活动。实验前，教师要向学生讲授绪论课，包括课程 的性质、目的要求，做实验的基本程序、实验守则，数据处理方法、课程安排、考试考核办 法。诸论课部分重点讲授一些典型的近代物理实验的方法、手段、思想等。 （2）做基本实验和综合性实验前，必须认真完成好预习报告，必须先将预习报告给指 导教师审阅后，方可进行正式实验。 （3）学生在实验中要仔细测量数据，如实将测量数据记录在预习报告的表格内，实验 完毕，将实验记录交给指导教师审核签名，整理好实验仪器，打扫好实验室卫生后方可离开。 一般情况不能中途提前离开实验室。 （4）学生应按要求认真撰写实验报告或以学术论文形式提交报告，不得互相抄袭。报 告要按时上交，报告中要有教师对预习报告的评分。 实验报告要求： 实验报告是实验成果的文字描述，是实验过程的总结，学会写实验报告是培养实验能力 的一个方面，实验报告要用简洁的形式将实验结果完整、准确地表示出来，要求学生所写实 验报告文字通顺，字迹端正、图表规范、结果正确。 实验报告分为课前预习报告和课后报告两部分。课前预习报告的内容有：实验目的、实 验内容、实验仪器、实验原理、实验步骤等。课后报告的内容有：实验记录、数据处理、实 验结论、思考与讨论等。 三、实验项目设置、学时分配 序 号 实验项目名称 实验目的 实验 学时 实验 类型 开出 要求 1 夫兰克—赫兹实验 （含绪论） 1、了解实验基本规范、掌握误差基本概念合理 论。2、测定氩原子等元素的第一激发电位（即 中肯电位），证明原子能级的存在；3、学习用计 算机采集和处理数据；4、了解温度传感器的工 作特性和控温原理。 4 综合性 必做

2 1。了解、堂报微波仅装和罢件的应用. 微波电子顺磁共振 、理解清振胶中TE波形成的情况，骑定 综合性 必数 实验 3 核碱共振实验 观馨核碱共振稳态吸收现象 综合性 2、掌楼核破共振实验原理和方法 必 4 1、掌提用光抽法则定光速的方法 光速的则宝实沿 2、学习是拓技末。 综合修 3。学可畜来游应 磁料层罗1堂授测绿计料的层罗点温度的方法 的定实登 掌极的电阻温度传感器的使用 综合性 必 6 测振动期发生的分及混沌现 非线形混实碧 测量非线性单元电路的电流一电压特性； 棕合性 3、了解非线性电路及泥沌现象， 1、熟急光电倍增管的基本构成。工作原理。学 会正确选用和使用光电倍增管：2、掌提光电倍 单光子计数实验 增管高压电漂模块的使用方法：3、学习利用光 综合性 必发 电倍增管检测微弱光信号的方法：4、学习光电 倍增管输出信号的检测和变换处理方法。 巨磁阻效应研完实 了解巨阻效应原理 综合性 必做 2、掌提巨磁阻传感器定标与测量弱碾场 9 1、了解用全息方法制作光橱的基本原理。 2、掌提全息实验光路的基本调节方法和一维、 制作全息.光楫 综合性 选做 二提全息，光烟的制作技巧， 3、了解全息光橱的慕本特性和测试方法。 10 1、然系尧插清仪的修能与用法 用光插先语仅量流）原子光语巴尔 合性 必做 县系的长，里德伯常数 11 悬浮实险 了解磁悬浮中产生的升力和拉力：并测量其 综合性 选做 大小和变化规律 12 1、了解高温超采转变温度测定仅的结构及使用 方法。 高泄超导特变温度 2、堂摄液员纸温技米 综合性 必做 特性研究 3、利朋高温超手转变温度测定权，测量克化积 超票体YB9Cu0的超票格界温定 1 提真空技术的基本知识 真空的获得与测量 熟透提真空系统各仪器的调节、使用方法 创新性 3、掌握高真空的获得、测量和检满的基木原西 和方法。 14寒登效京 1观察寒予放应：.渊量北型距并进算荷周比。4 创新性 选做 15光纤传感器的特性了解观察、分析先纤温度、位移传感器的钻枸戏 北持性 创新性 选做 16 扫描怪道显微镜尖 1、观测和验证量子力学中的碰道效应。 2、观测样品的表南影貌。 创新性 选做 3、用计算机软件处理原始图像数据

2 微波电子顺磁共振 实验 1、了解、掌握微波仪器和器件的应用。 2、理解谐振腔中 TE10 波形成驻波的情况，确定 波导波长。 4 综合性 必做 3 核磁共振实验 1、观察核磁共振稳态吸收现象。 2、掌握核磁共振实验原理和方法。 4 综合性 必做 4 光速的测定实验 1、掌握用光拍法测定光速的方法。 2、学习混频技术。 3、学习声光效应。 4 综合性 必做 5 铁磁材料居里温度 的测定实验 1、掌握测量铁磁材料的居里点温度的方法。 2、掌握铂电阻温度传感器的使用。 4 综合性 必做 6 非线形混沌实验 1、观测振动周期发生的分岔及混沌现象； 2、测量非线性单元电路的电流—电压特性； 3、了解非线性电路及混沌现象。 4 综合性 必做 7 单光子计数实验 1、熟悉光电倍增管的基本构成，工作原理，学 会正确选用和使用光电倍增管；2、掌握光电倍 增管高压电源模块的使用方法；3、学习利用光 电倍增管检测微弱光信号的方法；4、学习光电 倍增管输出信号的检测和变换处理方法。 4 综合性 必做 8 巨磁阻效应研究实 验 1、了解巨磁阻效应原理。 2、掌握巨磁阻传感器定标与测量弱磁场。 4 综合性 必做 9 制作全息光栅 1、了解用全息方法制作光栅的基本原理。 2、掌握全息实验光路的基本调节方法和一维、 二维全息光栅的制作技巧。 3、了解全息光栅的基本特性和测试方法。 4 综合性 选做 10 氢光谱与类氢光谱 1、熟悉光栅光谱仪的性能与用法。 2、用光栅光谱仪测量氢（氘）原子光谱巴尔末 县系的波长，求里德伯常数。 4 综合性 必做 11 磁悬浮实验 1、了解磁悬浮中产生的升力和拉力；并测量其 大小和变化规律 4 综合性 选做 12 高温超导转变温度 特性研究 1、了解高温超导转变温度测定仪的结构及使用 方法。 2、掌握液氮低温技术。 3、利用高温超导转变温度测定仪，测量氧化物 超导体 YBaCuO 的超导临界温度。 4 综合性 必做 13 真空的获得与测量 1、掌握真空技术的基本知识。 2、熟悉掌握真空系统各仪器的调节、使用方法。 3、掌握高真空的获得、测量和检漏的基本原理 和方法。 4 创新性 选做 14 塞曼效应 1、观察塞曼效应；2、测量其裂距并计算荷质比。 4 创新性 选做 15 光纤传感器的特性 及其应用 了解观察、分析光纤温度、位移传感器的结构及 其特性。 4 创新性 选做 16 扫描隧道显微镜实 验 1、观测和验证量子力学中的隧道效应。 2、观测样品的表面形貌。 3、用计算机软件处理原始图像数据。 4 创新性 选做

四、考核方式与评分标准 1、学生实验总评成绩按100分制评分。本课程成绩由各实验成绩和奖励成绩综合评定 2、每个实验成绩计分方法 考核环节 评分依据 占总成绩的比重 平时实验出勤 迟到、早退与事假、公假、病假补做扣10分，旷例到实验过程成 课补做扣30分。未完成计0分 绩中 实验完成情况 实验态度与操作情况，注重对学生实验过程的考察55 预习报告 实验原理明了，实验记录表格准备充分，预习题完15% 成正确。 实验报告 从学习预习报告情况(15%)， 30% 3、综合评分方法：必做实验成绩加上选做实验成绩中分数最高的取平均，再加上超额 完成的实验项目数乘奖励系数(1-3分)，最高不超过100分。 五、实验教材或参考书 教材： 李强.《近代物理实验讲义》2016年修订。 参考资料： 1,网上实验讲义，实验报告范例 2,近代物理实验高立模南开大学(2006出版) 3、近代物理实验熊俊北京师范大学出版社(2007出版) 4、近代物理实验马洪良裴宁王叶王志坚李明等上海大学出版社（②005出版） 5、新编近代物理实验王老香韩炜杜晓波科学(2007出版) 6、近代物理实验戴道宣戴乐山高等教育出版社(2006出版) 大纲起草人：李强 大纲审核人： 刘长青 大纲批准人： 谢四莲 日期：2016年12月10日

四、考核方式与评分标准 1、学生实验总评成绩按 100 分制评分。本课程成绩由各实验成绩和奖励成绩综合评定。 2、每个实验成绩计分方法 3、综合评分方法：必做实验成绩加上选做实验成绩中分数最高的取平均，再加上超额 完成的实验项目数乘奖励系数（1-3 分），最高不超过 100 分。 五、实验教材或参考书 教材： 李强.《近代物理实验讲义》2016 年修订。 参考资料： 1、网上实验讲义，实验报告范例 2、近代物理实验 高立模 南开大学 (2006 出版) 3、近代物理实验 熊俊 北京师范大学出版社 (2007 出版) 4、近代物理实验 马洪良 裴宁 王叶 王志坚 李明等 上海大学出版社 (2005 出版) 5、新编近代物理实验 王魁香 韩炜 杜晓波 科学 (2007 出版) 6、近代物理实验 戴道宣 戴乐山 高等教育出版社 (2006 出版) 大纲起草人： 李强 大纲审核人： 刘长青 大纲批准人： 谢四莲 日期： 2016 年 12 月 10 日 考核环节 评分依据 占总成绩的比重 平时实验出勤 迟到、早退与事假、公假、病假补做扣 10 分，旷 课补做扣 30 分。未完成计 0 分 例到实验过程成 绩中 实验完成情况 实验态度与操作情况，注重对学生实验过程的考察 55% 预习报告 实验原理明了，实验记录表格准备充分，预习题完 成正确。 15% 实验报告 从学习预习报告情况（15%）， 30%