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1、1,综合物理实验绪论,张炯 2014-03-13,2,教学目标,课程定位,基础实验与专业实验课程之间的衔接课程,教学目标：能力培养 1）理论知识的实际应用； 2）搭建、调试实验系统的能力； 3）观察、分析实验现象（数据）的能力； 4）表述实验结果的能力。,3,实验要求,调研,规划,操作,记录,分析,报告,1）文献调研 透彻理解相关理论知识，了解相关研究成果。 2）规划、实施 大胆质疑，严谨求证 规范记录 3）规范的数据分析处理 和实验报告,4,课程安排,学时：48 第4周：绪论 4学时 第5周9周：完成5个实验项目,12人一组，每周（8学时）完成一个实验 第4周周六前各班班长提交分组与实验预约
2、表,第10周：课程论文及答辩,1）围绕实验项目选题，同组同学的答辩报告题目必须不同； 2）论文准备过程中可以进行补充实验； 3）第10周答辩。,5,实验时间,6,实验项目,7,光电器件与LED综合特性测试,光电器件 光敏电阻 光电二极管 光电三极管 硅光电池 LED 特性 伏安曲线 光功率&光照度与电流的关系 光功率&光照度与温度的关系 拓展内容 应用光纤光谱仪研究LED光谱性能 光电器件的相关应用设计,8,热辐射与红外扫描成像,了解热辐射的相关理论和应用领域 验证黑体辐射基本定律（维恩位移定律、黑体辐射定律、.) 测量普朗克常数 红外辐射量及辐射规律 红外扫描成像,9,综合光学,旋光实验 了
3、解旋光物质的旋光性质； 测定糖溶液的旋光率和浓度的关系； 熟悉旋光仪的原理和使用方法。 法拉第磁光效应 磁光效应的现象与机理 维尔德（Verde）常数的测量 手工全息 手工制作全息图,10,精密干涉仪,迈克尔逊干涉仪应用 光源波长测量 空气折射率随压强变化关系测量 等倾、等厚干涉条纹观察,法布里-珀罗干涉仪应用 钠双线波长差测量,11,传感器综合实验,传感器的特性测量 力传感器（金属应变片、半导体应变片） 涡流传感器 传感器的基本使用方法 放大与降噪 电桥电路的应用,12,电磁感应及应用,磁牵引力与悬浮力测量 了解在磁场中运动的导体所受的牵引力和悬浮力； 研究磁悬浮力、磁牵引力的规律性； 利用
4、数据拟合以及经验公式的方法研究物理现象的规律性。 永磁体的磁场分布测量 线性霍尔元件测量磁场的原理与方法； 简单形状的永磁体的理论分析方法； 数据处理软件的应用。,13,成绩评定,总成绩 5次实验成绩（70%） 课程论文及答辩（30%） 实验成绩 课堂表现 实验记录（重要） 实验报告,14,报告和记录注意事项,实验报告每人一份（独立完成，如发现雷同一律从低给分）。 实验记录本每人一本，第一次实验时领取。 每次实验完成时实验记录本给老师签字审核。,15,实验报告,实验报告的内容应着重于实验方案、数据的分析及处理、结果分析。 实验原理、具体操作步骤等应简略。 原理部分只需给出原理图、公式、定律等关
5、键内容。 原则上原理部分不超过一页内容。 实验报告推荐使用计算机撰写。 每周做实验时交上一次实验报告（打印件）。 答辩前班长收齐全班电子档实验报告后交给老师。 电子档使用PDF格式。,16,实验记录内容,进行实验的日期、时间、天气状况。 实验室内的温度和湿度。对于某些特定实验，可能还需记录测量前后的温度变化、湿度变化、大气压力和磁场等。 每次测量的时长（概略的时间估计也比没有记录好）。 详细的实验步骤。 实验仪器或系统的示意图（含重要仪器或设备的型号）。 实验数据（原始数据，不做分析与处理）。 实验中观察到的（较为特殊的）现象。 可随时记下实验心得和（与老师或同学）讨论的要点。 尽量不要涂改，
6、不要打印后剪贴。,17,答辩要求,答辩前每位同学需完成课程论文及PPT，每位同学的答辩时间为讲6分钟，问答3分钟。 答辩题目围绕本学期开设的6个实验项目自选，同组同学答辩报告的题目必须不同。 选题可以是原实验内容基础上的深化、对实验中问题的分析验证、新的测量方法设计尝试等。原则上答辩的内容应该既有理论分析也有实验内容。选题不应求大求全，应尽可能针对具体问题，提出自己的见解和实验验证。,18,课程论文要求,课程论文题目（三号黑体） 作者姓名、班级、学号 （五号宋体） 摘要正文（五号宋体） 关键词：不少于3个 所有正文均用（五号宋体） 1 引言（标题是四号宋体） 包括：实验背景、目的和预期目标 2
7、 正文（标题是四号宋体） 包括：实验设计思想和原理、实验方法和技术，实验研究中发现或遇到的问题以及解决的方法，实验的改进和其它想法，以及实验结果的分析和结论。 3 体会、收获、感言与致谢（标题是四号宋体） 4 参考文献（3篇以上）,19,实验讲义下载： ,20,教师联系方式,熊永红 孙敬华 任忠明 杨明 李莉君 张炯 zhj_,21,强调学习的主动性，参与学院课程建设 课程准备时间有些不足，望各位同学多提建议，让老师能进一步完善教学内容,感谢各位同学的努力和支持！,22,2014物理竞赛,CUPT 2014 2014年8月我校承办 中国大学生物理学术竞赛 China Undergraduate
8、 Physics Tournament (CUPT) 第三届湖北省大学生物理实验创新设计竞赛 2014年10月湖北大学承办 第三届全国大学生物理实验竞赛 2014年下半年中国科学技术大学承办,23,CUPT 2014,竞赛的内容和形式采纳国际青年物理学家锦标赛（International Young Physicists Tournament，简称IYPT）的团队辩论竞赛模式。,1979年莫斯科国立大学首先创办的中学生物理辩论竞赛。 1988年扩大为国际竞赛，每年七月前举行，赛程约八天，由参赛国轮流主办。,http:/www.iypt.org,24,CUPT 2014 竞赛题目,1. Inve
9、nt yourself,It is known that some electrical circuits exhibit chaotic behaviour. Build a simple circuit with such a property, and investigate its behaviour. 我们知道一些电路有混沌的性质。搭建并研究具有混沌性质的简单电路。,25,CUPT 2014 竞赛题目,2. Hologram It is argued that a hologram can be hand made by scratching a piece of plastic.
10、Produce such a hologram with the letters IYPT and investigate how it works. 有人认为，刮擦一片塑料可以手工制作一个全息图。制作这样一个带有“IYPT”字母的“全息摄影”，并研究它是如何工作的。,26,CUPT 2014 竞赛题目,3. Twisted rope Hold a rope and twist one end of it. At some point the rope will form a helix or a loop. Investigate and explain the phenomenon. 拿起
11、一根绳子并扭曲其中一端，有些时候绳子会形 成一个螺旋或者一个圈。研究并解释这样的现象。,27,CUPT 2014 竞赛题目,4. Ball sound When two hard steel balls, or similar, are brought gently into contact with each other, an unusual chirping sound may be produced. Investigate and explain the nature of the sound. 当两个坚硬的钢球或类似物，轻缓地互相接触，可 能会产生一个不寻常的“chirping（鸟
12、鸣声）”。研究 并解释这个声音的性质。,28,CUPT 2014 竞赛题目,6.Bubble crystal A large number of very small, similar air bubbles float on the surface of a soapy liquid. The bubbles will arrange themselves into a regular pattern similar to a crystalline lattice. Propose a method to obtain bubbles of aconsistent size, and in
13、vestigate the formation of such a bubble crystal. 大量非常小的相似的气泡浮在肥皂水的表面。泡泡自己会排列成一个类似晶格的整齐图案。给出一个获得大小一致泡泡的方法，并研究气泡形成的晶格构造。,29,CUPT 2014 竞赛题目,7. Pot-in-pot refrigerator The pot-in-pot refrigerator is a device that keeps food cool using the principle of evaporative cooling. It consists of a pot placed in
14、side a bigger pot with the space between them filled with a wet porous material, e.g. sand. How might one achieve the best cooling effect? “盆中盆冰箱”是一个利用蒸发吸热原理保持食物凉爽的装置。一个盆放在一个更大的盆里，它们之间的空隙填满潮湿多孔渗水的物质，比如沙子。怎样能使这样的装置获得最好的制冷效果？,30,CUPT 2014 竞赛题目,9. Water bombs Some students are ineffective in water ball
15、oon fights as the balloons they throw rebound without bursting. Investigate the motion, deformation, and rebound of a balloon filled with fluid. Under what circumstances does the balloon burst? 一些同学的水气球战斗失败了，他们扔出的气球没有爆炸而是反弹回来。研究充满流体的气球的运动，形变，和反弹。在什么情况下气球会破？,31,CUPT 2014 竞赛题目,11. Candle Power Plant D
16、esign a device that converts the heat of a candle flame into electrical energy. Investigate how different aspects of the device affect its efficiency. 设计一个装置，把蜡烛火焰的热量转化为电能。 从不同方面研究装置如何影响这个过程的效率。,32,CUPT 2014,比赛形式 参赛以团队为单位，每支队伍由5 名本科学生组成。 抽签分组、团队辩论。 每一轮对抗赛分为三个或四个阶段。 若有三支队伍参加，这三支参赛队在不同的阶段扮演三种不同角色，即：正方
17、、反方和评论方,进行三个阶段的比赛。,33,CUPT 2014,负责老师联系方式： 杨明 Email： 电话：18064008612 CUPT QQ群号：206771669,34,第三届湖北省大学生物理实验创新设计竞赛,竞赛主题 “物理改变生活 创新成就梦想”,竞赛课题 竞赛设两个竞赛课题（涉及基础和应用），参赛团队可以任选一个课题进行作品设计。,35,第三届湖北省大学生物理实验创新设计竞赛,1. 基础课题：温度的测量 作品要求： 1）突出作品设计的物理思想和原理； 2）作品设计的科学性、方法和技术上的创新性； 3）操作简易、测量准确度高、便于教学演示。,36,第三届湖北省大学生物理实验创新设
18、计竞赛,2. 应用课题： 热能的应用 作品要求： 1）突出作品设计的物理思想和原理； 2）作品设计的科学性、方法与技术上的创新性； 3）操作简易、性价比高、有实用价值、易于推广。,37,第三届湖北省大学生物理实验创新设计竞赛,比赛方式 作品展示 现场答辩,38,报名联系方式,贾志龙 电话：13971618282 QQ号：1356638062,39,全国大学生物理实验竞赛,竞赛方式： 基础性命题两道题，每人独立完成一题；综合、研究性命题一题，由两人组队合作完成。 有两种方式组队： （1）2 人组队，只能参加基础性命题实验竞赛，每人独立实验，实验时间：4小时； （2）4 人组队，其中2 人参加基础性命题实验竞赛，实验时间：4 小时，另2人合作参加综合、研究性命题实验竞赛，实验时间：8 小时。,