物理实验
课程信息
| 课程名称／课程号 | 适用范围与修读要求 |
|---|---|
| 大学物理实验 PHY2005G |
能环、过控、车辆 · 25级及以前、26级 通识必修 储能普通班 · 26级 通识必修 |
| 普通物理学实验Ⅰ PHY1005GH |
慧能 · 25级及以前 通识必修 储能卓工班 · 26级 通识必修 |
| 普通物理学实验Ⅱ PHY2005GH |
慧能 · 25级及以前 通识必修 |
大学物理实验、普通物理学实验Ⅰ、Ⅱ的实验资料与学习经验。实验项目与报告要求按所修课程参考。
课程简介
展开查看
大学物理实验（PHY2005G）
该课程内容由物理实验理论知识和14个物理实验项目组成，实验内容为力学、电磁学、热学、光学、近代物理等领域的经典物理实验，包含一系列获得诺贝尔物理学奖的实验；培养学生用物理实验的方法去观察分析探究物理现象和物理规律，强调理论和实验相结合，强调课内课外相结合，强调实验素养培育和实验能力的训练，提高学生分析问题和解决问题的能力。
普通物理学实验Ⅰ（PHY1005GH）
该课程内容由物理实验理论知识和14个物理实验项目组成，实验内容为力学、电磁学、热学、光学、近代物理等领域的经典物理实验，包含一系列获得诺贝尔物理学奖的实验；培养学生用物理实验的方法去观察分析探究物理现象和物理规律，强调理论和实验相结合，强调课内课外相结合，强调实验素养培育和实验能力的训练，提高学生分析问题和解决问题的能力。
普通物理学实验Ⅱ（PHY2005GH）
本课程是综合性物理实验、虚拟仿真实验和研究性课题实验相结合进行的探究物理现象和规律的实验课程。课程内容均为与理工科学生需求关联的现代实验技术或前沿科学技术，学生可根据需求自主选择实验内容。其中研究性课题实验要求学生自选实验课题小组，并在专门教师指导下预习、阅读有关资料，写出课题实施方案，最后以答辩形式完成研究性课题实验。本课程内容具有较强的探究性、创新性和自主性，在教学方法方面也别具一格。为后续的专业课实验和以后研究工作打下扎实的基础。
来源：教务网。
课程内容
分数构成
大学物理实验（PHY2005G）
1、实验课的成绩由每次实验成绩和期末实验理论考试成绩两部分组成。
2、实验课考核成绩确定：每次实验的平均成绩占课程总成绩的70%，期末实验理论考试成绩总课程总成绩的30%
普通物理学实验Ⅰ（PHY1005GH）
1、实验课的成绩由每次实验成绩和期末实验理论考试成绩两部分组成。
2、实验课考核成绩确定：每次实验的平均成绩占课程总成绩的70%，期末实验理论考试成绩总课程总成绩的30%
普通物理学实验Ⅱ（PHY2005GH）
本课程采用考查方式评分。最终成绩主要包括综合性实验成绩+虚拟仿真实验成绩+课题实验成绩。其中课题实验采取论文答辩形式。
评价方法：强调过程化考核，强化考核学生的主动性和探究能力，增加考核学生对物理学科知识和课程思政有机结合的理解深度。
实验报告：本门课程对实验报告的要求如下（应包括对报告内容的要求）：实验前需要预习相关的教材内容及资料并写好预习报告，预习报告内容包括实验目的、实验原理、实验内容、实验器材及注意事项。实验后要完成实验报告，撰写的内容包括数据处理与结果、误差分析、实验心得及思考题。实验报告要求数据记录清楚，数据处理完整。
课题实验论文：学期结束需交一份课题实验大论文，格式参照发表的文章。包括：论文摘要、关键词、引言、基本原理、实验原理、仪器系统、实验数据与分析、实验小结和课题总结。
成绩构成比例（共三块，每个实验计100分）：
（1）综合性实验占45%，7次实验报告成绩取平均值；
（2）虚拟仿真实验占5%，实验报告成绩；
（3）课题实验占50%，研究过程、研究论文和现场答辩。
其中课题实验成绩构成比例：
（1）过程考核10%，课题讨论、现场答疑和探论；
（2）阶段考察20%，随堂问答，完成效果；
（3）实践环节20%，课外拓展性学习和课程思政研习；
（4）期末论文与答辩50%，研究成效。
课程大纲
展开查看
大学物理实验（PHY2005G）
表1：教学安排
周次 |
授课章次与主要内容 |
课程思政融入点与实施方法 |
教学方式 （线上、线下、线上线下混合） |
课外学习与作业要求 |
教学时数 |
第1次 |
绪论（课程介绍、数据处理、课程要求、实验室安全） 本课程向学生介绍物理实验的基本知识、基本测量工具、实验方法和技能，使学生初步认识与掌握 1）物理实验的地位与作用，以及与其他学科的联系； 2）数据测量与处理、误差与不确定度； 3）有效数字表示法及运算规则； 4) 实验报告的撰写； 5）实验室规章制度和安全教育。
|
课程思政融入点：科学精神 求是创新 精益求精 追求卓越 实施方法：课堂教学 |
线上预习 线下实践
|
1.历史上物理实验关联的诺贝尔奖获得者成就。我国最高科学技术奖科学家的贡献。 2.理解数据处理和不确定度。 3.检索阅读相关已选课题实验的资料（与指导教师联系）。 4.物理实验教学中心网站安全知识学习。 |
3 |
第 2 ~ 16 次 |
从物理实验项目列表（表2）中根据专业特点和兴趣选择14个实验。实验项目涵盖力学、热学、电磁学、光学、近代物理等各方向。 “示波器的使用”和“分光计的调整与使用” 为必做实验。 期末实验考试。 |
结合实验项目特点和历史背景，提炼思政元素，有机地融入教学中。突出科学的世界观和方法论，强调科学精神和求是创新，激发学生追求卓越。
|
线上预习 线下实践
|
1.查阅已选实验相关资料。 2.预习实验。 3.学习所有教学中心网站上实验课件和实验讲义。 4.实验前写预习报告，实验结束后完成数据分析与实验报告。 |
45 |
表2：物理实验项目
序号 |
实验项目名称 |
实验内容 |
学时分配 |
实验属性 |
实验 类型 |
每组人数 |
实验要求 |
1 |
用霍尔法测直流圆线圈与亥姆霍兹线圈磁场 |
用霍耳效应法测定螺线管轴向磁感应强度分布 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
2 |
密立根油滴实验 |
通过密立根油滴实验测定电子电量 |
3 |
基础类 |
验证性 |
1 |
选做 |
3 |
万用表的设计 |
改装电流表，电压表和欧姆表组装成万用表 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
4 |
示波器的应用 |
通过比较法测定示波器的扫描频率，李萨如图形、半波整流、全波整流等的波形观察，掌握示波器的调节和使用方法 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
必做 |
5 |
组装整流器. |
利用万用表判别有关元件，并组装成桥式整流器，完成各种整流电路的设计 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
6 |
电子荷质比的测定 |
利用电子在磁场中偏转的方法来测量电子荷质比 |
3 |
基础类 |
验证性 |
1 |
选做 |
7 |
普朗克常数的测定 |
用光电效应测定普朗克常数 |
3 |
基础类 |
验证性 |
1 |
选做 |
8 |
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 |
掌握用示波器法观测磁滞回线的基本原理 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
9 |
交流电路功率因数实验 |
测量交流功率及功率因数 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
10 |
声速的测定 |
用压电材料的逆压电效应和正压电效应形成超声场，并使用示波器进行观察，用共振干涉法和相位比较法测量声速 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
11 |
空气密度测定 |
通过气体质量测量，从而求得气体普适恒量
|
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
12 |
旋转液体综合实验 |
用旋转液体测量重力加速度g，验证抛物面焦距与转速的关系 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
13 |
光电通信传输特性测量 |
了解发光二极管、半导体激光器特性。了解光的全反射原理及应用 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
14 |
抛射体运动的照相法研究 |
多次曝光法研究抛射体的运动，及其运动方程的探索 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
15 |
动态法测量材料杨氏模量 |
熟悉动态法测量杨氏模量的基本原理，掌握动态测量材料杨氏模量的基本方法 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
16 |
分光计的调整和使用 |
了解分光计的结构，学会正确的调节和使用方法 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
必做 |
17 |
棱镜偏向角特性 |
用棱镜的偏向角特性测量材料的折射率，测定棱镜对某一色光的偏向角特性曲线 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
18 |
双棱镜干涉 |
应用双棱镜的干涉测定He-Ne激光波长 |
3 |
基础类 |
验证性 |
2 |
选做 |
19 |
等厚干涉 |
通过牛顿圈的测定，测量曲面的曲率半径，通过尖劈条纹的测定，测量微小厚度 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
20 |
迈克尔逊干涉仪的应用 |
用迈克尔逊干涉仪观察定域干涉和非定域干涉，测定He-Ne激光波长 |
3 |
基础类 |
验证性 |
1 |
选做 |
21 |
光速测量 |
利用光拍法测定光的速度 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
22 |
铁磁材料居里温度测量 |
了解铁磁物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理, 利用交流电桥法测定铁磁材料样品的居里温度 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
23 |
碰撞实验 |
用气垫导轨研究碰撞过程，并验证动量守恒定律 |
3 |
基础类 |
验证性 |
1 |
选做 |
24 |
用扭摆法测定物体转动惯量 |
测量刚体转动惯量和验证平行轴定理 |
3 |
基础类 |
验证性 |
1 |
选做 |
25 |
用双臂电桥测低电阻 |
用QJ-44型双臂电桥测量低电阻 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
26 |
惠斯登电桥 |
组装电桥和盒式电桥的应用 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
27 |
非平衡电桥 |
用非平衡电桥测量铜电阻Cu50的R(t) |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
28 |
金属材料杨氏模量的测定 |
测定金属丝杨氏模量，长度测量和光杆镜的应用 |
3 |
基础类 |
验证性 |
1 |
选做 |
29 |
固定均匀弦振动的研究 |
测量均匀弦线上横波的传播速度及均匀弦线的线密度 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
30 |
液体表面张力系数测定 |
测定水的表面张力与温度之间的函数关系 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
普通物理学实验Ⅰ（PHY1005GH）
表1： 教学安排
周次 |
授课章次与主要内容 |
课程思政融入点与实施方法 |
教学方式 （线上、线下、线上线下混合） |
课外学习与作业要求 |
教学时数 |
第1次 |
绪论（课程介绍、数据处理、课程要求、实验室安全） 本课程向学生介绍物理实验的基本知识、基本测量工具、实验方法和技能，使学生初步认识与掌握 1）物理实验的地位与作用，以及与其他学科的联系； 2）数据测量与处理、误差与不确定度； 3）有效数字表示法及运算规则； 4) 实验报告的撰写； 5）实验室规章制度和安全教育。
|
课程思政融入点：科学精神 求是创新 精益求精 追求卓越 实施方法：课堂教学 |
线上预习 线下实践 虚实结合 |
1.历史上物理实验关联的诺贝尔奖获得者成就。我国最高科学技术奖科学家的贡献。 2.理解数据处理和不确定度。 3.检索阅读相关已选课题实验的资料（与指导教师联系）。 4.物理实验教学中心网站安全知识学习。 |
3 |
第 2 ~ 16 次 |
从物理实验项目列表（表2）中根据专业特点和兴趣选择14个实验。实验项目涵盖力学、热学、电磁学、光学、近代物理等各方向。 “示波器的使用”和“分光计的调整与使用” 为必做实验。 期末实验考试 |
结合实验项目特点和历史背景，提炼思政元素，有机地融入教学中。突出科学的世界观和方法论，强调科学精神和求是创新，激发学生追求卓越。
|
线上预习 线下实践 虚实结合 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.预习实验或预习测试。 3.学习教学中心网站上实验课件和实验讲义。 4.实验前写预习报告，实验结束后完成数据处理、实验结果分析讨论、提交实验报告。 |
45 |
表2：物理实验项目
序号 |
实验项目名称 |
实验内容 |
学时分配 |
实验属性 |
实验 类型 |
每组人数 |
实验要求 |
1 |
用霍尔法测直流圆线圈与亥姆霍兹线圈磁场 |
用霍耳效应法测定螺线管轴向磁感应强度分布 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
2 |
密立根油滴实验 |
通过密立根油滴实验测定电子电量 |
3 |
基础类 |
探究性 |
1 |
选做 |
3 |
万用表的设计 |
改装电流表，电压表和欧姆表组装成万用表 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
4 |
示波器的应用 |
通过比较法测定示波器的扫描频率，李萨如图形、半波整流、全波整流等的波形观察，掌握示波器的调节和使用方法 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
必做 |
5 |
组装整流器. |
利用万用表判别有关元件，并组装成桥式整流器，完成各种整流电路的设计 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
选做 |
6 |
电子荷质比的测定 |
利用电子在磁场中偏转的方法来测量电子荷质比 |
3 |
基础类 |
探究性 |
1 |
选做 |
7 |
普朗克常数的测定 |
用光电效应测定普朗克常数 |
3 |
基础类 |
探究性 |
1 |
选做 |
8 |
铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 |
掌握用示波器法观测磁滞回线的基本原理 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
9 |
交流电路功率因数实验 |
测量交流功率及功率因数 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
10 |
声速的测定 |
用压电材料的逆压电效应和正压电效应形成超声场，并使用示波器进行观察，用共振干涉法和相位比较法测量声速 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
11 |
空气密度测定 |
通过气体质量测量，从而求得气体普适恒量
|
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
12 |
旋转液体综合实验 |
用旋转液体测量重力加速度g，验证抛物面焦距与转速的关系 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
13 |
光电通信传输特性测量 |
了解发光二极管、半导体激光器特性。了解光的全反射原理及应用 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
14 |
抛射体运动的照相法研究 |
多次曝光法研究抛射体的运动，及其运动方程的探索 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
15 |
动态法测量材料杨氏模量 |
熟悉动态法测量杨氏模量的基本原理，掌握动态测量材料杨氏模量的基本方法 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
16 |
铁磁材料居里温度测量 |
了解铁磁物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理, 利用交流电桥法测定铁磁材料样品的居里温度 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
17 |
碰撞实验 |
用气垫导轨研究碰撞过程，并验证动量守恒定律 |
3 |
基础类 |
探究性 |
1 |
选做 |
18 |
用扭摆法测定物体转动惯量 |
测量刚体转动惯量和验证平行轴定理 |
3 |
基础类 |
探究性 |
1 |
选做 |
19 |
用双臂电桥测低电阻 |
用QJ-44型双臂电桥测量低电阻 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
20 |
惠斯登电桥 |
组装电桥和盒式电桥的应用 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
21 |
非平衡电桥 |
用非平衡电桥测量铜电阻Cu50的R(t) |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
22 |
金属材料杨氏模量的测定 |
测定金属丝杨氏模量，长度测量和光杆镜的应用 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
23 |
固定均匀弦振动的研究 |
测量均匀弦线上横波的传播速度及均匀弦线的线密度 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
24 |
液体表面张力系数测定 |
测定水的表面张力与温度之间的函数关系 |
3 |
基础类 |
设计研究性 |
1 |
选做 |
25 |
分光计的调整与使用 |
学习分光计的调整，测量三棱镜的顶角，测量三棱镜的最小偏转角和折射率 |
3 |
基础类 |
综合性 |
1 |
必做 |
课程思政案例：
①介绍牛顿科学研究成绩和成果，讲述“任何物理概念的建立或物理规律的承认都必须以严格的科学实验为依据”。
艾萨克·牛顿（1643年1月4日－1727年3月31日），爵士，生于英格兰林肯郡伍尔索普村，英国物理学家。牛顿在1687年发表的论文《自然定律》中，牛顿对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。由于他建立了经典力学的基本体系，所以常把经典力学称为“牛顿力学”。
在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定律。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。在数学上，牛顿与莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。
牛顿被誉为百科全书式的“全才”，他在物理学和数学方面的发现使科学发生了革命性的变化 ，使其在科学史上有重要的崇高地位 。著作有《自然哲学的数学原理》《光学》等。
牛顿认为：物理实验是以客观事实为基础，依靠观察和实验来研究物质结构及其运动规律的科学。任何物理概念的建立或物理规律的承认都必须以严格的科学实验为依据，并为以后的实验所证实。牛顿在1672年给奥尔登堡的信中写道：“探求事物属性的准确方法是从实验中把它们推导出来。……考察我的理论的方法就在于我所提出的实验是否确实证明了这个理论；或者提出新的实验去验证这个理论。”
②以介绍获得诺贝尔奖的科学家杨振宁事迹和成果作为融入点，教育学生要学习杨振宁的科学家精神。
杨振宁在接受《光明日报》采访时曾说道：“像我这样有了一点名气的人也有不好的影响。在国内有许多青年人都希望搞我这一行（指搞理论），但是，像我这样的人，中国目前不是急需的。要增加中国的社会生产力需要的是很多会动手的人。”
杨振宁，生于安徽合肥，物理学家， 中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、英国皇家学会外籍院士，1957年获诺贝尔物理学奖。
1942年毕业于国立西南联合大学；1944年获清华大学硕士学位；1945年赴美留学； 1955年任普林斯顿高等研究院教授； 1997年，国际小行星中心将编号3421号小行星命名“杨振宁星” ；1998年任清华大学教授 ；2004年任香港中文大学理论物理研究所所长 [96]；2022年被评为“感动中国2021年度人物” 。
杨振宁在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出里程碑性贡献。20世纪50年代和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论；1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律；提出杨－巴克斯特方程，开辟量子可积系统和多体问题研究的新方向；推动了香港中文大学数学科学研究所、清华大学高等研究中心、南开大学理论物理研究室和中山大学高等学术研究中心的成立。
1954年，杨—Mills规范场论（即非阿贝尔规范场论）发表。这个当时没有被物理学界看重的理论，通过后来许多学者于20世纪60年代到20世纪70年代引入的自发对称破缺观念，发展成标准模型。在主宰世界的4种基本相互作用中，弱电相互作用和强相互作用都由杨—Mills理论描述，而描述引力的爱因斯坦的广义相对论也与杨—Mills理论有类似之处。杨振宁称此为“对称支配力量”。杨—Mills理论是20世纪后半叶伟大的物理成就，杨—Mills方程与Maxwell方程、Einstein方程共同具有极其重要的历史地位。
③以介绍Thomas Young科学实验事迹为切入点，教育学生要做科学实验，要严于律己。
实验需要很好的设备，但是更重要的是物理的基本思想。Thomas Young的双缝衍射实验在2002年被民间评选为最美的十大物理实验之五他的实验条件十分普通。在百叶窗上开一小洞，用厚纸片盖住，在此上戳一很小的孔，线经此小孔射到一面镜子反射到屏幕上，中间放置0.1毫米的纸。屏幕上出现明暗相间的条纹。这实验对量子学说创立起到重要作用。
托马斯·杨不仅在物理学领域名享世界，而且涉猎甚广，力学、数学、光学、声学、语言学等等。他对艺术还颇有兴趣，几乎会演奏当时的所有乐器，并且会制造天文器材，还研究了保险经济问题。
托马斯·杨在物理光学领域的研究是具有开拓意义的，他第一个测量了7种光的波长，最先建立了三原色原理：指出一切色彩都可以从红、绿、蓝这三种原色中得到。杨对弹性力学也很有研究，后人为了纪念他的贡献，把纵向弹性模量称为杨氏模量。
托马斯·杨在物理学上作出的最大贡献是关于光学，特别是光的波动性质的研究。1801年他进行了著名的杨氏双缝实验，发现了光的干涉性质，证明光以波动形式存在，而不是牛顿所想象的光颗粒（Corpuscles），该实验被评为“物理最美实验”之一。二十世纪初物理学家将杨的双缝实验结果和爱因斯坦的光量子假说结合起来，提出了光的波粒二象性，后来又被德布罗意利用量子力学引申到所有粒子上。
杨氏模量是材料力学中的名词，用来测量一个物体的弹性。杨在1807年将“材料的弹性模量”定义为“同一材枓的一个柱体在其底部产生的压力与引起某一压缩度的重量之比等于该材料长度与长度缩短量之比”。如果把这里的柱体理解为单位底面积柱体的重量，则这个定义就是现在通用的杨氏弹性模量。杨认识到剪切是一种弹性变形，称之为横推量（detrusion），并注意到材料对剪切的抗力不同于材料对拉伸或压缩的抗力，但他没有引进不同的刚度模量来表示材料对剪切的抵抗。杨氏模量的引入曾被英国力学家A．E．H．乐甫誉为科学史上的一个新纪元。
普通物理学实验Ⅱ（PHY2005GH）
本实验课程教学内容由三大块内容组成：综合性物理实验、虚拟仿真实验和研究性课题实验。其中，绪论课3学时、综合性物理实验21学时、虚拟仿真实验3学时和研究性课题实验21学时，共计48学时。具体安排见如下表1。
表1 普通物理学实验Ⅱ教学安排表
周次 |
授课章次与主要内容 |
课程思政融入点与实施方法 |
教学方式 （线上、线下、线上线下混合） |
课外学习与作业要求 |
教学时数 |
第1次 |
绪论（课程介绍、数据处理） 本课程向学生介绍物理学科各领域，使学生初步认识： 1）物理学科全貌；物理实验的地位和作用；物理实验与其它学科的联系。 2）本课程的学习方法和学习要求。 3）物理实验安全教育。
|
1.课程思政融入点：科学家精神。 2.实施方法： 案例一，古代与物理有关的科技成就、人物、典籍。 |
线下 |
1.历史上物理实验关联的诺贝尔奖获得者成就。我国最高科学技术奖科学家的贡献。 2.理解数据处理和不确定度。 3.检索阅读相关已选课题实验的资料（与指导教师联系）。 4.物理实验教学中心网站安全知识学习。 |
3 |
第2次 |
综合性实验（27选1）具体27个实验内容见下表2。 1）实验内容：对应自主选择的实验相关物理学知识和实验知识。 2）实施办法：实验设计、实验操作、实验探究。 |
1.课程思政融入点：学科精神。 2.实施方法： 案例二，屠呦呦与青蒿素，中国科学家的科学成就。 |
线下 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.设计实验内容。 3.预习实验内容。 4.学习物理实验教学中心网站上实验ppt和实验讲义。
|
3 |
第3次 |
综合性实验（27选1）具体27个实验内容见下表2。 1）实验内容：对应自主选择的实验相关物理学知识和实验知识。 2）实施办法：实验设计、实验操作、实验探究。 |
—— |
线下 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.设计实验内容。 3.预习实验。 4.学习物理实验教学中心网站上实验ppt和实验讲义。
|
3 |
第4次 |
综合性实验（27选1）具体27个实验内容见下表2。 1）实验内容：对应自主选择的实验相关物理学知识和实验知识。 2）实施办法：实验设计、实验操作、实验探究。 |
—— |
线下 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.设计实验内容。 3.预习实验。 4.学习所有教学中心网站上实验ppt和实验讲义。
|
3 |
第5次 |
综合性实验（27选1）具体27个实验内容见下表2。 1）实验内容：对应自主选择的实验相关物理学知识和实验知识。 2）实施办法：实验设计、实验操作、实验探究。 |
1.课程思政融入点：工匠精神。 2.实施方法： 案例三，播放《大国工匠》短视频。 |
线下 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.设计实验内容。 3.预习实验。 4.学习所有教学中心网站上实验ppt和实验讲义。
|
3 |
第6次 |
综合性实验（27选1）具体27个实验内容见下表2。 1）实验内容：对应自主选择的实验相关物理学知识和实验知识。 2）实施办法：实验设计、实验操作、实验探究。 |
—— |
线下 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.设计实验内容。 3.预习实验。 4.学习物理实验教学中心网站上实验ppt和实验讲义。
|
3 |
第7次 |
综合性实验（27选1）具体27个实验内容见下表2。 1）实验内容：对应自主选择的实验相关物理学知识和实验知识。 2）实施办法：实验设计、实验操作、实验探究。 |
—— |
线下 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.设计实验内容。 3.预习实验。 4.学习物理实验教学中心网站上实验ppt和实验讲义。
|
3 |
第8次 |
综合性实验（27选1）具体27个实验内容见下表2。 1）实验内容：对应自主选择的实验相关物理学知识和实验知识。 2）实施办法：实验设计、实验操作、实验探究。 |
期中考试周 1.课程思政融入点：学习讲话精神，献言实验教学。 2.安排一次“师生实验教学研讨会”（南华园师生论坛）。 |
线下 |
1.查阅已选实验相关资料。 2.设计实验内容。 3.预习实验。 4.学习物理实验教学中心网站上实验ppt和实验讲义。
|
3 |
第9次 |
课题实验（46选1），课题内容见下表3。 1）课题内容讨论，确定相关知识在课题应用。 2）实施办法，设计理念。 |
1.课程思政融入点：创新精神。 2.实施方法： 案例四，5G研发领域超越全世界，鼓舞学生好好完成课题。 |
线下 |
1.查阅与课题相关资料。 2.设计课题内容。 3.物理实验教学中心网站安全知识学习。 |
3 |
第10次 |
选定的课题讨论，确定课题研究方向： 1）课题题目；讨论研究方向。 2）设计实验方案。 3）试验。 4）仪器系统操作。 |
—— |
线下 |
1.设计实验内容。 2.设计实验方案。 3.学生小组分工。 4.阅读相关文章。 |
3 |
第11次 |
选定的课题实施： 1）课题研究、讨论。 2）试验。 |
线下 |
1.实验方案完善。 2.设计实验平台 3.查找相关仪器或器件。 |
3 |
|
第12次 |
选定的课题中期讨论： 1）课题难点讨论。 2）试验问题讨论。 |
1.课程思政融入点：担当与使命。 2.实施方法 案例五，学习红船精神、南湖精神、长征精神、井冈山精神、延安精神、西柏坡精神，等。 |
线下 |
1.完善课题设计缺陷部分。 2.改进仪器系统。 3.对问题在课后讨论，给出方案。 4.收集相关资料和文章 |
3 |
第13次 |
选定的课题实施： 1）仪器系统平台搭建。 2）试验。 |
—— |
线下 |
1.软硬件查阅、订购。 2.完善仪器系统。 |
3 |
第14次 |
选定的课题实施： 1）课题研究、探讨。 2）试验。 |
—— |
线下 |
1.完善课题内容。 2.继续完善仪器系统。 3.学习大论文书写方法。 |
3 |
第15次 |
选定的课题实施和总结： 1）写总结报告。 2）写论文。 3）制作答辩PPT。 4）完善实验数据。 5）记录实验花絮、合影。 |
—— |
线下 |
1.检查和探讨实验结果。 2.着手总结报告设计模版。 3.写大论文。 4.修改和完善课题实验。 5.课题答辩，PPT。
|
3 |
第16次 |
“虚拟仿真”实验： 《托卡马克核聚变等离子体物理虚拟仿真实验》 2）网上完成实验内容。 课题答辩： 1） 分组答辩。 2） 讨论与总结。 3） 实验心得。 4） 课程思政体会。 |
1.课程思政融入点：“两弹一星”科学家奋斗精神。 2.实施方法： 案例六，弘扬“两弹一星”科学家奋斗精神和科学创新精神。 |
线上线下混合 |
1.小组讨论和总结。 2.上交大论文。 3．整理文章。 |
3 |
案例一：
与物理相关的科技成就、人物、典籍。（1）素材：介绍我国古代与物理有关的科技成就、人物、典籍。通过这种学习，增强民族自豪感，进而增强学生文化自信，同时这也是一种爱国主义教育。（2）素材：引用明·方孝孺《答郑仲辩》：“其无待于外，近之于复性正心，广之于格物穷理。” （3）素材：学习科学家的格物穷理精神，比如霍尔效应，Hall在美国霍普金斯大学攻读研究生期间（1879年），研究关于载流导体在磁场中的受力性质时发现的一种现象，霍尔效应的相关研究已三次获得诺贝尔奖：1985年，诺贝尔物理奖颁给了德国科学家冯·克利青， 他于1980年发现了整数量子霍尔效应。1998年，诺贝尔物理奖颁给了美国科学家：美籍华人物理学家崔琦以及施特默、劳弗林。前两人于1982年 发现了分数量子霍尔效应，而后者则对这一效应进一步给出了理论解释。2010年，诺贝尔物理奖颁给了英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应。
案例二：
国家的“强基计划”充分说明物理实验基础学科的重要性。（1）屠呦呦与青蒿素，诺贝尔医学奖获得者，共和国勋章获得者。为人类战胜疾病做出巨大贡献。（2）夫琅禾费（1787-1826）德国物理学家发现并研究了太阳光谱中的吸收线，即夫琅禾费线；利用夫琅禾费衍射实验测量了光的波长，给出了光栅方程；发明了分光仪；设计制造光学仪器，如消色差透镜、大型折射望远镜、衍射光栅等。菲涅耳(1788～1827)法国物理学家惠更斯－菲涅耳原理；双棱镜干涉、双面镜干涉；发现了圆和椭圆偏振光；用波动说解释了偏振面的旋转；解释了马吕斯的反射光偏振现象和双折射现象。（3）虚拟与现实，线上与线下，通识与专业，世界是五彩缤纷的，只要是有利于国强民富的都可以去做。（4）行行出状元，电竞也能出彩，游戏只要适当，方向对，不沉迷，也可以干出一番事业。2003年11月18日，国家体育总局正式批准，将电子竞技列为第99个正式体育竞赛项。2008年，国家体育总局将电子竞技改批为第78号正式体育竞赛项。18届亚运会，中国代表队获得2金1银。
案例三：
精密仪器一直是我国的一个短板，中国需要大国工匠。比如，芯片、飞机发动机、数码相机、手表等。（1）素材：学习迈克尔逊精益求精的科研态度，迈克尔逊（Albert Abraham Michelson）主要从事光学和光谱学方面的研究，他以毕生精力从事光速的精密测量，在他的有生之年，一直是光速测定的国际中心人物。他发明了一种用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉仪（迈克尔逊干涉仪），在研究光谱线方面起着重要的作用。因发明精密光学仪器和借助这些仪器在光谱学和度量学的研究工作中所做出的贡献，被授予了1907年度诺贝尔物理学奖。（2）素材：学习光学仪器专家王家骐院士的工匠精神及爱国梦想：为祖国争光。他是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员。2005年当选为中国科学院院士。他说：要成为一名光荣的航天科技工作者，为祖国争光。（3）中国的精密仪器制造技术靠我们年轻人传承和发扬光大。《大国工匠》，是中央电视台第九频道推出的八集纪录片，这部纪录片主要讲述了八位能工巧匠的事，他们分别是火箭发动机焊接第一人高凤林:深海“蛟龙”守护者顾秋亮;高铁研磨师宁允展;港珠澳大桥深海钳工管延安;錾刻人生制作国礼的孟剑锋;手工捞晒宣纸大师周东红;焊接殷瓦板完美无缺的张冬伟;手工制作大飞机零件的钳工胡双钱。这八位工匠都是普通劳动者，高级技工，但在平凡的岗位上做出了不平凡的业绩，看了他们的感人故事，敬仰之情油然而生。
案例四：
中国提出了创新发展理念，华为公司在5G研发领域超越全世界，值得同学们学习。（1）素材：中国古代就有创新精神，《墨经》中的光学：墨子和他的学生做了世界上最早的小孔成像实验，并对实验结果做出了精辟的见解。（2）素材：高锟的不懈努力，制造出世界上第一根用石英玻璃制成的光导纤维，使得科学界震惊不已。（3）美丽的衍射光，意味着美丽的世界，世界需要美，人也需要美，“爱美之心，人皆有之” 。人更要学会欣赏美，就像衍射的光斑一样，一条狭缝、一个小圆孔，竟然蕴含着这么美丽的光斑。生活是美好的，人生是美好，我们的梦想会更加美好。
案例五：
粘滞力阻碍不了我们前进的步伐。（1）中央宣传部向全社会发布南仁东（吉林辽源人）的先进事迹，追授他“时代楷模”荣誉称号。（2）学习红船精神、南湖精神、长征精神、井冈山精神、延安精神、西柏坡精神。（3）民族复兴不可能一帆风顺，就像小球在液体中运行一样，要受到粘滞阻力的影响，但是最终还是达到了“彼岸”。（4）大学生就要有民族复兴的理想和责任。
案例六：
弘扬“两弹一星”科学家奋斗精神和科学创新精神，研究“两弹一星”的发展历程，提高爱国情怀和文化自信。挖掘中国历史长河中的科学家的贡献，提高文化自信。“两弹一星”精神进一步概括为“热爱祖国、无私奉献，自力更生、艰苦奋斗，大力协同、勇于登攀”，（1）物理学家王淦昌，是中国核武器研制的主要科学技术领导人之一。（2）核武器技术家程开甲，中国第一颗原子弹研制的开拓者之一、核武器试验事业的创始人之一，核试验总体技术的设计者。（3）核物理学家于敏，1960年底开始从事核武器理论研究,在氢弹原理突破中解决了热核武器物理中一系列关键问题。2015年被评为感动中国年度人物。（4）原子城的故事。（5）科学要像光速一样，要快，赶超西方，还要领先西方。
表2 综合性实验内容安排表
序号 |
综合性实验名称 |
实验套数 |
房间 |
实验次数 |
1 |
●分光计的调整和使用（必做实验） |
35 |
302 |
1 |
2 |
棱镜偏向角特性 |
20 |
303 |
1 |
3 |
双棱镜干涉 |
20 |
304 |
1 |
4 |
等厚干涉 |
18 |
314 |
1 |
5 |
迈克尔逊干涉仪的应用 |
20 |
312 |
1 |
6 |
光速测量 |
12 |
310 |
1 |
7 |
光的衍射 |
12 |
331 |
1 |
8 |
光的偏振 |
10 |
327 |
1 |
9 |
用椭圆偏振仪测量透明薄膜厚度和折射率 |
8 |
330 |
2 |
10 |
▲虚拟实验 |
25 |
127 |
2 |
11 |
交流电桥 |
16 |
124 |
1 |
12 |
RLC串联电路暂态、稳态过程的研究 |
16 |
128-2 |
1 |
13 |
▲PN结的物理特性及玻尔兹曼常数测定 |
20 |
129 |
1 |
14 |
液体粘滞系数的测定 |
10 |
232 |
1 |
15 |
▲热效应实验 |
16 |
235 |
1 |
16 |
色度学实验 |
12 |
326 |
1 |
17 |
全息照相 |
12 |
337 |
2 |
18 |
传感器实验 |
10 |
113 |
2 |
19 |
▲电子束实验（补充讲义） |
10 |
111 |
1 |
20 |
▲耦合变压器 |
10 |
116-2 |
1 |
21 |
▲ 超声光栅实验 |
8 |
213 |
1 |
22 |
▲GPS卫星定位模拟实验 |
12 |
202-1 |
2 |
23 |
常见物质水溶液表面张力系数测定与比较 |
8 |
202-1 |
2 |
24 |
动态法良导热体热导率的测量 |
10 |
201-1 |
1 |
25 |
▲双光栅测量微弱振动位移量 |
8 |
201-1 |
1 |
26 |
热敏电阻和热电偶的温度特性研究 |
16 |
210 |
1 |
27 |
▲多谱勒效应频谱分析综合设计实验 |
16 |
203 |
2 |
总计 |
27个综合性实验 |
表3 课题实验内容安排表
序号 |
课题实验名称 |
实验套数 |
房间 |
实验次数 |
1 |
★钠灯及汞灯的光谱对三棱镜的色散曲线研究 |
5 |
311 |
7 |
2 |
★EXCEL曲线拟合程序在物理实验中的应用 |
5 |
311 |
7 |
3 |
★密立根油滴实验时间处理方法研究 |
5 |
311 |
7 |
4 |
★ 基于labview的电机测控系统设计 |
8 |
127 |
7 |
5 |
★光谱分析装置开发与探究 |
5 |
301 |
7 |
6 |
★光电通信装置开发与研究 |
5 |
306 |
7 |
7 |
★激光扫描成像系统探究与研制 |
5 |
338-1 |
7 |
8 |
★超声干涉条纹纹影显示装置探究与研制 |
5 |
338-2 |
7 |
9 |
★基于红外热成像系统应用与研究（人脸识别，等） |
5 |
339-1 |
7 |
10 |
★红外热成像法研究物质的物理特性、现象和规律 |
5 |
339-1 |
7 |
11 |
★超声波应用与研究（测量流体流速，等） |
5 |
339-2 |
7 |
12 |
★超声波扫描与成像研究 |
5 |
339-2 |
7 |
13 |
★液晶光阀与液晶成像的应用与探究 |
5 |
340-1 |
7 |
14 |
★干涉法测量材料线膨胀系数探究 |
5 |
340-2 |
7 |
15 |
★简易红外成像仪装置开发与探究 |
5 |
405-2 |
7 |
16 |
★自准直法导轨线性特性测定与研究 |
5 |
405-2 |
7 |
17 |
★ 温度对液体折射率影响研究 |
5 |
228 |
7 |
18 |
★ 温度对金属杨氏模量影响研究 |
5 |
228 |
7 |
19 |
★3D全息投影装置的制作 |
6 |
230 |
7 |
20 |
★海市蜃楼现象的模拟 |
6 |
336 |
7 |
21 |
★利用浮沉子模拟液体中的“气包” |
6 |
337 |
7 |
22 |
★用拉脱法测定液体的表面张力系数的进一步研究 |
6 |
230 |
7 |
23 |
★固体均匀弦振动的进一步研究 |
6 |
230 |
7 |
24 |
★电子衍射探究 |
6 |
211 |
7 |
25 |
★真空实验装置改进 |
6 |
212 |
7 |
26 |
★超声悬浮控制仪 |
6 |
211 |
7 |
27 |
★超声相控阵扫描成像 |
6 |
211 |
7 |
28 |
★超声反射面设计与演示 |
6 |
211 |
7 |
29 |
★锁相放大器弱电信号测量 |
6 |
508 |
7 |
30 |
★锁相放大器测弱声压信号 |
6 |
508 |
7 |
31 |
★薄膜材料杨氏模量测量装置 |
4 |
506 |
7 |
32 |
★利用手机传感器测相关物理量（phyphox） |
4 |
506 |
7 |
33 |
★激光散斑特性研究 |
4 |
506 |
7 |
34 |
★软凝聚态材料透光率研究 |
4 |
506 |
7 |
35 |
★利用超声波衍射测量液体表面张力与粘滞系数 |
4 |
506 |
7 |
36 |
★唱歌铁氧体Singing Ferrite |
5 |
231 |
7 |
37 |
★磁悬浮Magnetic Levitation |
5 |
231 |
7 |
38 |
★光电效应实验探究 |
4 |
209-2 |
7 |
39 |
★利用光谱分析技术进行液体浓度检测实验设计 |
4 |
209-2 |
7 |
40 |
★光电传感器应用实验设计 |
4 |
209-2 |
7 |
41 |
★声速测定拓展实验 |
4 |
209-2 |
7 |
42 |
★声波干涉演示仪 |
4 |
209-2 |
7 |
43 |
★宇宙射线μ子的测量（理科学生，熟练C++编程、QT编程） |
4 |
413 |
7 |
44 |
★数字全息 |
4 |
413 |
7 |
45 |
★半导体激光全息 |
4 |
413 |
7 |
46 |
★新型光阑设计 |
4 |
413 |
7 |
总计 |
46个课题实验 |
学习资料链接
CC98 原帖需登录访问。
-
大学物理实验：报告排版与数据绘图参考 — wangrui
大学物理实验，2025–2026学年
作者提供LaTeX报告示例和绘图代码。 -
普通物理学实验Ⅰ：实验方法与考试心得 — Villhaze
普通物理学实验Ⅰ，2025–2026学年
含分实验说明、报告示例及教师反馈，可参考数据处理与误差分析。