1、 近代物理实验教学大纲 （试行） 一、 学时与学分 5 学分。总 90 学时（学年课，每学期 45 学时）。 二、 授课对象 物理专业大学本科三年级。 三、教学目的 科学实验是理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础。物理学是一门实验的科学，重要的物理实验常常还是新兴科学技术的生长点。物理学发展的历史说明，在一定生产实践的背景下，实验 理论 实验，相互促进，促使物理学及其它科学技术获得长足的进步和发展。 本课程的主要目的是：通过近代物理实验丰富和活跃学生的物理思想，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、形成和发展的过程中的作用，通过做一些在物理
2、学发展史上具有里程碑作用的著名实验学习物理学家的创新思路和方法；通过不同类型的实验学习近代物理学各个不同领域中的一些常用方法、技术、仪器和知识，进一步培养正确和良好的实验习惯以及严谨的科学作风，培养学生通过实验解决实验测量和实验研究、进行实验设计的初步能力；培养学生使学生获得一定程度的用实验方法和技术研究物理现象和规律的独立工作能力。 四、 教学手段及教法建议 ： 1 课堂教学中要注意运用启发式、讨论式的教学方法，因材施教，提倡学生自学，结合理论知识讨论实验 原理、实验方法，鼓励同学有自己的想法和创新之处； 2 加强实验指导，启发学生学习实验的自觉性，要求学生独立查阅检索有关参考文献，启发学生
3、利用实验手段学习和研究物理学规律，不断培养和提高学生的综合素质，并努力获取学生对本课程的反馈信息； 3 努力运用多媒体等现代化教学手段，提倡使用计算机作模拟实验加强预习，提倡使用计算机进行数据处理，增加教学的直观性，不断提高教学效果和质量。 五、 本课程的教学基本要求 1 学习如何使用实验方法和技术研究物理现象与规律，了解物理实验在物理学发展史上的作用，培养学生在实验过程中发现问题、分析问 题和解决问题的能力； 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，掌握相关仪器的性能和使用技巧，通过实验着重培养学生阅读参考资料、选择测量方法和仪器、观察现象，独立操作、正确测量、处理实验数据以
4、及分析与总结实验结果等方面的能力； 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科学的、良好的实验素质和习惯。 六、 实验选题 1 钠原子光谱 目的：拍摄钠原子光谱，测定谱线的波长，求出量 子缺并画出钠原子能级图。 初步了解摄谱仪的结构和用法。 主要仪器和器材：光栅摄谱仪、阿贝比长仪、光谱投影仪、交流电弧发生器、光谱纯碳棒。 2 塞曼效应 目的：利用高分辨光谱仪器（法布里 珀罗标准具等）观测谱线的塞曼分裂；并与理论结果比较，计算电子荷质比。 主要仪器和
5、器材：法布里 珀罗标准具或其它高分辨率光谱仪、滤光片、电磁铁、光谱投影仪、汞放电管、偏振片等。 或塞曼效应仪。 3 核磁共振 目的：使用核磁共振装置观察稳态的核磁共振吸收信号，用扫场法测射频共振频率，计算共振时的磁感应强度及待测样品的朗德因子。 主要仪器和器材：核磁共振装置（ 核磁共振仪 ）、频率计、示波器、调压器、探头盒等。 4 电子自旋共振 目的：研究电子自旋共振现象，学习用射频 或微波 检测电子自旋共振信号的方法，并测量 DPPH中的电子的朗德因子值和共振线宽。 主要仪器和器材：电子自旋共振波谱仪、频率计、探头盒、数字电压表、螺线管装置、标准电阻、换向开关等。 *微波段电子自旋共振使用包
6、括微波源在内的微波段顺磁共振仪组成。 5 光泵磁共振 目的：加深对原子超精细结构的理解，掌握以光抽运为基础的光检测磁共振方法，进而测定铷原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子。 主要 仪器和器材： 光泵磁共振实验装置 、射频信号发生器、示波器、频率计等。 6 超声探伤和超声速度测量 目的：了解超声探伤的物理基础，学习超声探伤的基本方法，并用相对测定法及超声光栅作超声速度的测量。 主要仪器和器材： 超声探伤仪 、探头、试块、超声光栅仪、分光计等。 7. 各向异性晶体光学性质的观测和研究 目的：了解偏光显微镜的构造和使用方法，学习判断晶体光学性质的方法，观察各种各向异性晶体的消光和锥光现象，并分析产生
7、这些现象的原因。 主要仪器和器材：偏振光显微镜、晶片等。 8 光拍法测量光的速度 目的：掌握光拍频法测量光速 的原理和实验方法，并对声光效应有一个初步了解。 主要仪器和器材： 光速测定仪 、 100Mhz 示波器、超高频功率信号发生器、数字频率计、直流稳压电源等。 9 微波的传输特性和基本测量 目的：学会使用基本微波器件，了解微波振荡源的基本基本工作特性和微波的传输特性，并掌握频率、功率以及驻波比等基本量的测量。 主要仪器和器材： 近代物理微波实验系统 、速调管电源、隔离器、波长表、波导测量线、晶体检波器、选频放大器、电压表、电流表等。 10 变温霍尔效应 目的：了解 半导体和霍尔效应的基本原
8、理，了解测温、加热的一些基本方法，学习范德 堡尔法的原理，并用此方法测量半导体材料的一些参数。 主要仪器和器材： 霍尔效应测试仪 。 11扫描隧道显微镜实验 目的：扫描隧道显微镜（ STM） 是利用量子力学的隧道效应设计成的，它具有分辨率高（ 1 埃 10 埃），容易操作等特点。它已广泛用于材料表面的细微观察和分析。通过实验使学生更好地理解隧道效应，体会现代仪器的工作原理和其设计思想的巧妙之处。 主要仪器和器材： 扫描隧道显微镜和有关样品。 12 喇曼效应 目的： 通过实验记录有较强喇曼散射的化合物和晶体的喇曼谱，了解喇曼效应的形成的机理，学会用记录和分析喇曼光谱。 主要 仪器和器材： 光学平台，激光喇曼分光计，包括激光及其电源、光栅单色仪、光电倍增管及计算机采集和数据处理系统、专用软件等。
