云南師大近代物理學(xué)課程教學(xué)大綱

1、云南師大物理與電子信息學(xué)院物理學(xué)（類）學(xué)科課程教學(xué)大綱【課程名稱】 近代物理實驗（2） （Modern Physics Experiments（2）【課程編碼】 09A005062【課程類別】 專業(yè)主干課【課 時】 51學(xué)時【學(xué) 分】 2學(xué)分【課程性質(zhì)、目標(biāo)和要求】近代物理實驗是繼普通物理實驗和電子學(xué)實驗后一門獨(dú)立設(shè)置的專業(yè)基礎(chǔ)課。近代物理實驗是物理實驗的重要組成部分，在物理專業(yè)的整個實驗教學(xué)中起著承上啟下的作用，本課程所涉及的物理知識面較廣，并具有較強(qiáng)的綜合性和技術(shù)性，是一門綜合性的實驗技術(shù)與實驗方法課。近代物理實驗是物理教育專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)主干課程。近代物理實驗課程的教學(xué)目的是：在學(xué)過普

2、通物理實驗和電子學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，從近代物理主要領(lǐng)域中選取一些最基本的實驗，通過近代物理實驗豐富和活躍學(xué)生的物理思想，培養(yǎng)他們對物理現(xiàn)象的觀察能力和分析能力，引導(dǎo)他們了解實驗物理在物理概念的產(chǎn)生、形成和發(fā)展過程中的作用。使學(xué)生掌握一些較綜合、較先進(jìn)的實驗方法和技能，加深對有關(guān)物理概念和規(guī)律的理解，并擴(kuò)大知識面，進(jìn)一步培養(yǎng)從事科學(xué)實驗工作的能力，以適應(yīng)社會發(fā)展、進(jìn)步的要求。近代物理實驗課程的基本要求是：1、初步掌握近代物理某些主要領(lǐng)域的一些基本的實驗方法和技能。它包括正確地使用比較精密而復(fù)雜的實驗儀器；綜合運(yùn)用力、熱、電、光及電子學(xué)實驗方法；掌握精度較高的測量技能等。2、通過做一些原子、原子核、固

3、體物理及電動力學(xué)、統(tǒng)計物理、量子物理等方面的基本實驗，觀察、研究有關(guān)的物理過程，提高用實驗方法研究物理規(guī)律的能力和加深對物理現(xiàn)象及其規(guī)律的理解。3、進(jìn)一步提高學(xué)生從事科學(xué)實驗工作的能力，包括閱讀參考資料、擬訂實驗步驟、選用基本儀器、準(zhǔn)確進(jìn)行測量、分析實驗結(jié)果等方面的能力。4、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析方面的訓(xùn)練；5、培養(yǎng)實事求是，養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)實驗態(tài)度和克服困難，堅韌不拔的工作作風(fēng)以及科學(xué)的、良好的實驗素質(zhì)和習(xí)慣。【教學(xué)時間安排】本課程計2個學(xué)分，51學(xué)時，一學(xué)期要求完成78個實驗，各實驗項目學(xué)時安排如下：序號實 驗 名 稱實驗類型課時備 注1激光全息照相驗證性6基本實驗2塞曼

4、效應(yīng)綜合性6基本實驗3符合測量驗證性6基本實驗4相對論效應(yīng)實驗綜合性6基本實驗5核磁共振綜合性6基本實驗6光泵磁共振綜合性6基本實驗7X射線晶體分析 勞厄相法驗證性6基本實驗8X射線晶體分析 德拜相法驗證性6基本實驗9電子衍射綜合性6基本實驗10單光子計數(shù)實驗綜合性6基本實驗11激光特性和參數(shù)測量驗證性6基本實驗12激光喇曼光譜驗證性6選做實驗13微波介質(zhì)特性的測量綜合性6選做實驗14微波的干涉和衍射驗證性6選做實驗15用傳輸式諧振腔觀測鐵磁共振綜合性6選做實驗16穆斯堡爾效應(yīng)綜合性6選做實驗17雙原子分子光譜驗證性6選做實驗【教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)】 近代物理實驗（2）分為基本實驗、選做實驗和設(shè)計性實

5、驗三個部分內(nèi)容。大綱僅列出基本實驗、選做實驗兩個內(nèi)容的17個實驗。教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)多選做基本實驗中的題目，選做實驗可根據(jù)情況和要求進(jìn)行選擇。課程根據(jù)具體情況，應(yīng)適當(dāng)安排一定數(shù)量的設(shè)計性實驗。 基 本 實 驗一、激光全息照相1、實驗?zāi)康囊螅?）掌握全息照相記錄和再現(xiàn)光路的設(shè)計方法；（2）掌握全息照片的拍攝方法；（3）加深對全息照相主要特點(diǎn)的理解。2、實驗主要內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)、掌握全息照相光路調(diào)整的方法；（2）學(xué)習(xí)全息照相暗室沖洗技術(shù)； （3）學(xué)習(xí)拍攝靜態(tài)全息片的技術(shù)和再現(xiàn)方法； 3、實驗儀器設(shè)備（1）全息防震平臺；（2）氦氖激光器；（3）磁性座；（4）分光器、反射鏡、擴(kuò)展鏡等。二、塞曼效應(yīng)1、實驗?zāi)?/p>

6、的要求（1）利用高分辨光譜儀器（法布里 珀羅標(biāo)準(zhǔn)具）觀測汞譜線在磁場中的塞曼分裂；（2）測定裂距，計算電子荷質(zhì)比。2、實驗主要內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)光路及法布里 珀羅標(biāo)準(zhǔn)具調(diào)節(jié)方法；（2）觀察汞譜線的塞曼分裂圖樣及譜線的偏振化狀態(tài)； （3）測定分裂譜線的波長差和電子的荷質(zhì)比。3、實驗儀器設(shè)備（1）CCD塞曼效應(yīng)實驗儀；（4）布里 珀羅標(biāo)準(zhǔn)具；（2）電磁鐵、特斯拉計、汞放電管；（3）測量顯微鏡；（4）偏振片、四分之一波片；（5）微型計算機(jī)。三、符合測量1、實驗?zāi)康囊螅?）了解符合測量方法的基本原理；（2）掌握用符合法和符合法測定放射源的絕對活度的方法。2、實驗主要內(nèi)容（1）掌握符合測量裝置的調(diào)節(jié)、使用

7、方法；（2）測定符合分辨時間；（3）用符合法測定放射源的絕對活度；（4）用符合法測定放射源的絕對活度。3、實驗儀器設(shè)備（1）符合測量裝置；（2）示波器；（3）屏蔽鉛室；（4）放射源、。四、相對論效應(yīng)實驗1、實驗?zāi)康囊螅?）通過對快速電子的動量及動能的測量驗證動量與動能之間的相對論關(guān)系；（2）學(xué)習(xí)磁譜儀測量原理、閃爍記數(shù)器的使用方法及實驗數(shù)據(jù)處理的思想方法。 2、實驗主要內(nèi)容（1）測量快速電子的動量、動能；（2）學(xué)習(xí)、掌握對快速電子動能進(jìn)行修正的方法；（3）驗證動量與動能之間的相對論關(guān)系。3、實驗儀器設(shè)備（1）相對論效應(yīng)實驗儀；（2）微型計算機(jī)； （3）機(jī)械泵。五、核磁共振1、實驗?zāi)康囊螅?

8、）掌握核磁共振的基本原理和觀測核磁共振現(xiàn)象的方法；（2）掌握用連續(xù)波吸收法測原子核的回磁比和核磁矩的方法。2、實驗主要內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)共振儀并觀察的核磁共振吸收信號；（2）觀察交變磁場、掃場大小對共振信號的影響；（3）測定和核的回磁比和核磁矩。3、實驗儀器設(shè)備（1）核磁共振儀；（2）示波器；（3）頻率計；（4）數(shù)字特斯拉計。六、光泵磁共振1、實驗?zāi)康囊螅?）加深原子超精細(xì)結(jié)構(gòu)的理解，了解光泵磁共振的基本原理；（2）了解光抽運(yùn)的物理過程，掌握以光抽運(yùn)為基礎(chǔ)的光檢測磁共振方法。（3）掌握測定氣態(tài)銣原子g因子和地磁場的方法2、實驗主要內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)光泵磁共振儀的光路調(diào)節(jié)和光抽運(yùn)信號的觀測方法；（

9、2）測量銣原子兩個同位素的g因子；（3）測量地磁場。3、實驗儀器設(shè)備 （1）光泵磁共振儀；（2）示波器；（3）音頻信號發(fā)生器；（4）頻率計。七、X射線晶體分析 勞厄相法1、實驗?zāi)康囊螅?）了解、掌握X射線的基本知識；（2）掌握勞厄?qū)嶒灧椒ê脱苌鋱D樣的形成原理；（2）掌握測定單晶體的幾個主要衍射晶面的面指數(shù)及主要晶軸取向的方法。2、實驗主要內(nèi)容（1）正確掌握X射線衍射儀的操作方法；（2）用勞厄照相法拍攝單晶體衍射圖樣；（3）測定單晶硅的主要衍射晶面的面指數(shù)及主要晶軸的取向。3、實驗儀器設(shè)備 （1）X射線實驗儀；（2）勞厄相機(jī)。八、X射線晶體分析 德拜相法1、實驗?zāi)康囊螅?）進(jìn)一步加深對X射線

10、基本知識的掌握；（2）掌握拍攝德拜相技術(shù)；（3）通過實驗掌握用德拜法測定多晶體晶格常數(shù)的方法；2、實驗主要內(nèi)容（1）正確掌握X射線衍射儀的操作方法；（2）用德拜相法拍攝單晶體衍射圖樣；（3）測定多晶體的晶格常數(shù)；3、實驗儀器設(shè)備 （1）X射線實驗儀；（2）德拜相機(jī)。九、電子衍射1、實驗?zāi)康囊螅?）了解電子衍射的觀察和分析方法；（2）通過實驗證實電子的波動性并驗證德布羅意公式，證明電子具有波動和粒子二象性；2、實驗主要內(nèi)容（1）觀察電子衍射現(xiàn)象；（2）學(xué)習(xí)拍攝電子衍射圖象的照片；（3）測量電子衍射圓環(huán)半徑，確定密勒指數(shù)，計算電子波的波長，驗證德布羅意假設(shè)的正確性。3、實驗儀器設(shè)備（1）電子衍射

11、儀；（2）攝像機(jī)。十、單光子計數(shù)1、實驗?zāi)康囊螅?）了解單光子計數(shù)方法的基本原理、基本實驗技術(shù)； （2）通過實驗了解光子計數(shù)方法和弱光檢測中的一些特殊問題。2、實驗主要內(nèi)容（1）觀察單光子現(xiàn)象和脈沖堆積現(xiàn)象的光電倍增管輸出信號的特征； （2）測量光電倍增管輸出脈沖幅度分布的積分曲線，確定光電倍增管最佳甄別電平； （3）測定光子計數(shù)系統(tǒng)的最低暗計數(shù)率和最小可檢測光計數(shù)率；（4）測量光電倍增管溫度對計數(shù)率的影響；（5）測量光計數(shù)率與入射光功率的對應(yīng)關(guān)系。3、實驗儀器設(shè)備 （1）單光子計數(shù)實驗儀；（2）微型計算機(jī)；（3）示波器；（4）制冷系統(tǒng)。十一、激光特性和參數(shù)測量1、實驗?zāi)康囊螅?）掌握正確

12、使用激光器、激光功率計的方法；（2）掌握激光特性及其參量測量原理。 2、實驗主要內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)激光器、激光功率計的正確使用方法；（2）測定激光器的基本參量。3、實驗儀器設(shè)備（1）氦氖激光器；（2）激光功率計；（3）光柵、偏振器。 選 做 實 驗 一、激光喇曼光譜1、實驗?zāi)康囊螅?）掌握喇曼散射的基本原理和基本實驗技術(shù)；（2）觀察樣品的振動喇曼譜，加深對喇曼散射現(xiàn)象、光譜的主要特征及其分子結(jié)構(gòu)的了解。2、實驗主要內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)、掌握激光喇曼光譜儀的調(diào)節(jié)使用方法；（2）記錄分子的振動喇曼光譜；（3）用喇曼光譜識別化學(xué)樣品。3、實驗儀器設(shè)備（1）激光喇曼光譜儀；（2）微型計算機(jī)；（3）打印機(jī)。二、

13、微波介質(zhì)特性的測量1、實驗?zāi)康囊?（1）了解諧振腔工作特性的基本知識； （2）了解用諧振腔法測量介質(zhì)材料的特性參量的原理；（3）學(xué)習(xí)采用諧振腔微擾法測量介質(zhì)材料特性參量的方法。2、實驗主要內(nèi)容 （1）用示波器觀察速調(diào)管振蕩模； （2）觀察反射式諧振腔的諧振曲線；（3）測定介質(zhì)材料的介電常量和介電損耗角正切。3、實驗儀器設(shè)備 （1）速調(diào)管及電源； （2）隔離器、衰減器、檢波器；（3）頻率計、環(huán)形器、反射式諧振腔；（4）示波器。三、微波的干涉和衍射1、實驗?zāi)康囊?（1）觀察微波的傳輸特性 干涉和衍射； （2）學(xué)習(xí)利用微波通過模擬晶體的衍射測量晶面間距；（3）根據(jù)邁克爾遜干涉原理測定微波波長。2

14、、實驗主要內(nèi)容 （1）利用微波布喇格衍射驗證布喇格公式； （2）利用微波布喇格衍射測定模擬立方晶格的晶格常數(shù)；（3）利用微波分光計測定微波波長。3、實驗儀器設(shè)備 （1）微波分光計； （2）檢波器、頻率計；（3）電流計；（4）微波信號源。四、用傳輸式諧振腔觀測鐵磁共振1、實驗?zāi)康囊?（1）了解有關(guān)諧振腔的工作特性和基本知識； （2）了解用諧振腔法觀測鐵磁共振的測量原理；（3）通過觀測鐵磁共振和測定有關(guān)物理量，認(rèn)識磁共振的一般特性。2、實驗主要內(nèi)容（1）熟悉掌握鐵磁共振系統(tǒng)各微波元件的性能和使用方法；（2）學(xué)習(xí)調(diào)整鐵磁共振系統(tǒng)的工作狀態(tài)； （3）測定共振磁場、共振頻率和共振線寬；（4）測定回磁比

15、和g因子。3、實驗儀器設(shè)備 （1）微波信號源； （2）隔離器、衰減器、單螺調(diào)配器；（3）頻率計、晶體檢波器、傳輸式諧振腔；（4）電流計。（5）電磁鐵。五、穆斯堡爾效應(yīng)1、實驗?zāi)康囊螅?）了解穆斯堡爾效應(yīng)的基本原理；（2）了解穆斯堡爾譜儀的結(jié)構(gòu)和實驗方法；掌握測量穆斯堡爾譜方法；2、實驗主要內(nèi)容（1）學(xué)習(xí)、掌握穆斯堡爾譜儀的調(diào)節(jié)使用方法；（2）掌握備制樣品的方法，測定待測樣品的穆斯堡爾譜，計算譜參數(shù)。3、實驗儀器設(shè)備（1）穆斯堡爾譜儀；（2）微型計算機(jī)。六、雙原子分子光譜1、實驗?zāi)康囊螅?）通過實驗了解雙原子分子光譜和分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部規(guī)律；（2）掌握光譜定量分析的方法，熟悉使用各種光譜儀器和光

16、譜圖冊。2、實驗主要內(nèi)容（1）進(jìn)一步熟悉正確使用各種光譜儀器的方法；（2）拍攝雙原子分子的電子 振動光譜；（3）測量各帶的帶頭波長；（4）計算分子振動頻率、非簡諧度和振動力常數(shù)值。3、實驗儀器設(shè)備（1）光柵攝譜儀；（2）光譜投影儀；（3）測微光度計。（4）標(biāo)準(zhǔn)樣品。 設(shè) 計 性 實 驗設(shè)計性實驗的題目可由學(xué)生自擬或由實驗室及實驗教師根據(jù)實驗情況給出，由學(xué)生獨(dú)立完成，以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力。【成績考核方式】1、成績評定總則以百分制計算總成績，其中平時成績占4060，期末考核占6040?？偝煽儩M分100分，60分即獲該課程學(xué)分（2學(xué)分）。缺做實驗個數(shù)達(dá)實驗課程應(yīng)做實驗個數(shù)20者，不得參加該課程的考核。2、平時成績平