《近代物理實驗》課程教學(xué)大綱

《近代物理實驗》教學(xué)大綱課程名稱：近代物理實驗英文名稱：MordenPhysicsExperiments課程編號：F047093581學(xué)分：2總學(xué)時/課內(nèi)實踐學(xué)時：64/64課程性質(zhì)：必修課程開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院應(yīng)用物理系基層教學(xué)組織適應(yīng)對象：應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)課程簡介《近代物理實驗》課程是應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過實驗使學(xué)生進(jìn)一步加深對近代物理學(xué)中一些基本原理和理論的理解，并通過實驗加以驗證相關(guān)理論或現(xiàn)象，進(jìn)而掌握近代物理主要的基本實驗方法與技術(shù)以及現(xiàn)代高新技術(shù)，進(jìn)一步提升分析問題、研究問題和解決問題的能力，從實驗技術(shù)型向?qū)嶒炑芯啃头较蜣D(zhuǎn)變，為應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實實踐基礎(chǔ)。ThecourseofModernPhysicsExperimentsisafundamentalcourseforstudentsmajoringinappliedphysics.Throughexperiments,studentscanfurtherdeepentheirunderstandingofsomebasicprinciplesandtheoriesinmodernphysics,andverifyrelevanttheoriesorphenomenathroughexperiments.Thiswillenablethemtomasterthemainbasicexperimentalmethodsandtechnologiesinmodernphysics,aswellasmodernhigh-tech,andfurtherenhancetheirabilitytoanalyze,research,andsolveproblems.Theywillshiftfromexperimentaltechnologyorientedtoexperimentalresearchoriented,layingasolidpracticalfoundationforthesubsequentcoursesofappliedphysics.課程目標(biāo)1.強(qiáng)化科學(xué)倫理教育，注重科學(xué)思維方法訓(xùn)練和科學(xué)精神培養(yǎng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的的能力，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。2.使學(xué)生理解并掌握如何用實驗方法和技術(shù)研究物理現(xiàn)象和規(guī)律，了解物理實驗在物理學(xué)發(fā)展史上的作用，使學(xué)生掌握學(xué)生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的方法。3.學(xué)習(xí)近代物理某些主要領(lǐng)域中的一些基本實驗方法和技術(shù)，使學(xué)生掌握掌握有關(guān)的儀器的性能和使用。通過實驗著重培養(yǎng)學(xué)生閱讀參考資料、選擇測量方法和儀器、觀察現(xiàn)象、獨立操作、正確測量、處理實驗數(shù)據(jù)以及分析和總結(jié)實驗結(jié)果等方面的能力。4.通過實驗加深對近代物理的基本現(xiàn)象和規(guī)律的理解。5.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。6.培養(yǎng)學(xué)生實事求是、踏實細(xì)致、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和克服困難的堅韌不拔的工作作風(fēng)，使學(xué)生具備及科學(xué)的、良好的實驗素質(zhì)和習(xí)慣，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來發(fā)展打下良好的實踐基礎(chǔ)。1.Strengthenscientificethicseducation,focusontrainingscientificthinkingmethodsandcultivatingscientificspirit,improvestudents'abilitytoanalyzeandsolveproblems,andstimulatetheirpatriotismandmissiontoservethecountrythroughscienceandtechnology.2.Enablestudentstounderstandandmasterhowtouseexperimentalmethodsandtechniquestostudyphysicalphenomenaandlaws,understandtheroleofphysicalexperimentsinthehistoryofphysicsdevelopment,andmasterthemethodsforstudentstodiscover,analyze,andsolveproblemsduringtheexperimentalprocess.3.Learnsomebasicexperimentalmethodsandtechniquesinsomemajorfieldsofmodernphysics,sothatstudentscanmastertheperformanceanduseofrelevantinstruments.Throughexperiments,emphasisisplacedoncultivatingstudents'abilitiesinreadingreferencematerials,selectingmeasurementmethodsandinstruments,observingphenomena,independentoperation,correctmeasurement,processingexperimentaldata,andanalyzingandsummarizingexperimentalresults.4.Deepentheunderstandingofthebasicphenomenaandlawsofmodernphysicsthroughexperiments.5.Consolidateandstrengthentraininginexperimentaldataprocessinganderroranalysis.6.Cultivateascientificattitudeofseekingtruthfromfacts,beingdown-to-earth,meticulous,andserious,aswellasaresilientworkstyletoovercomedifficulties,sothatstudentshavescientificandgoodexperimentalqualitiesandhabits,layingasolidpracticalfoundationforsubsequentcourselearningandfuturedevelopment.三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：1-①具有科學(xué)的世界觀，較系統(tǒng)和完整地掌握物理學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能以及所需的數(shù)學(xué)、計算機(jī)、電工電子學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識。對物理學(xué)相關(guān)專業(yè)方向前沿、發(fā)展動態(tài)、應(yīng)用前景有所了解；1、4、5、6畢業(yè)要求2：2-①具備獲取自學(xué)能力、獲取和加工處理信息的能力，具有一定的批判性思維能力；2-③具有綜合應(yīng)用知識、解決問題的基本能力、實驗和工程實踐能力、計算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力；2-④熟悉科學(xué)研究的基本規(guī)律，具備基本的科學(xué)研究、實驗?zāi)芰?，能夠利用本專業(yè)學(xué)習(xí)的知識分析和解決本專業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)實踐中的基本問題；2、3、4、5、6畢業(yè)要求3：3-①具有科學(xué)思維方法、科學(xué)精神、創(chuàng)新意識，具有一定的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用意識及工程技術(shù)素養(yǎng)；3-②具備通過自我學(xué)習(xí)在本專業(yè)相關(guān)交叉學(xué)科工作的科學(xué)技術(shù)素質(zhì)；3-③具有良好的社會價值觀，能夠獨立處理生活、學(xué)習(xí)和以后工作中的各種問題；3-④具有較好的人文藝術(shù)修養(yǎng)和社會科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，具備必要的社會責(zé)任感；3-⑤德智體美勞全面發(fā)展，善于與人溝通，具有團(tuán)隊合作精神。1、6課程教學(xué)安排課程共有16項教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時實驗/實踐教學(xué)學(xué)時學(xué)時小計1近代物理實驗基礎(chǔ)知識激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)4042光電效應(yīng)普朗克常數(shù)的測定科學(xué)思維方法0443夫蘭克—赫茲實驗科學(xué)精神培養(yǎng)0444密立根油滴實驗科學(xué)精神培養(yǎng)0445LED顯示應(yīng)用綜合試驗——LED電壓驅(qū)動實驗科學(xué)精神培養(yǎng)0446LED顯示應(yīng)用綜合試驗——LED電流驅(qū)動實驗科學(xué)精神培養(yǎng)0447光電耦合開關(guān)實驗——對射式光開關(guān)實驗（非調(diào)制）科學(xué)精神培養(yǎng)0448光電耦合開關(guān)實驗——反射式光開關(guān)實驗（非調(diào)制）科學(xué)精神培養(yǎng)0449光電倍增綜合實驗——光電倍增管陰極光電特性測試科學(xué)精神培養(yǎng)04410光電倍增綜合實驗——光電倍增管陰極伏安特性測試科學(xué)精神培養(yǎng)04411光敏電阻特性測試實驗——光敏電阻的伏安特性測試實驗科學(xué)精神培養(yǎng)04412光敏電阻特性測試實驗——光敏電阻的光電特性測試實驗科學(xué)精神培養(yǎng)04413硅光電池特性測試實驗——硅光電池光電特性測試實驗科學(xué)精神培養(yǎng)04414硅光電池特性測試實驗——硅光電池伏安特性測試實驗科學(xué)精神培養(yǎng)04415硅光電池特性測試實驗——硅光電池開路電壓測試實驗科學(xué)精神培養(yǎng)04416硅光電池特性測試實驗——硅光電池短路電流測試實驗科學(xué)精神培養(yǎng)044合計46064教學(xué)安排近代物理實驗基礎(chǔ)知識教學(xué)要求：了解近代物理實驗的實驗項目、實驗注意事項、實驗室安全守則；掌握實驗項目的基本原理、實驗基本流程、數(shù)據(jù)記錄和處理的基本方法教學(xué)內(nèi)容：近代物理實驗的實驗項目；實驗注意事項，實驗室安全守則；實驗項目的基本原理、實驗基本流程、數(shù)據(jù)記錄和處理的基本方法。重點難點：實驗項目的基本原理、實驗基本流程、數(shù)據(jù)記錄和處理的基本方法。光電效應(yīng)測普朗克常數(shù)的測定教學(xué)要求：了解光電效應(yīng)，理解光的量子性，掌握光電效應(yīng)普朗克常數(shù)的測定方法。教學(xué)內(nèi)容：理解光電效應(yīng)的概念和解釋；驗證愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并由此求出普朗克常數(shù)。重點難點：光電效應(yīng)方程的驗證，普朗克常數(shù)的求解，實驗數(shù)據(jù)的處理。密立根油滴實驗教學(xué)要求：了解密立根實驗的設(shè)計思路，理解實驗技巧，掌握宏觀力學(xué)模式解釋微觀粒子的量子特性的設(shè)計思想。教學(xué)內(nèi)容：學(xué)習(xí)密立根實驗的設(shè)計思路和實驗技巧；測量電子的電量。重點難點：密立根油滴儀的使用，電子電量的測定。4.夫蘭克—赫茲實驗教學(xué)要求：了解夫蘭克－赫茲實驗的原理和方法，理解并掌握測定氬原子的第一激發(fā)電位方法教學(xué)內(nèi)容：夫蘭克－赫茲實驗的原理和方法；測定氬原子的第一激發(fā)電位，驗證原子能級的存在。重點難點：夫蘭克－赫茲實驗的原理，測定氬原子的第一激發(fā)電位。5.LED電壓驅(qū)動實驗教學(xué)要求：了解LED電壓驅(qū)動現(xiàn)象，理解并掌握LED電壓驅(qū)動的原理教學(xué)內(nèi)容：LED電壓驅(qū)動實驗；重點難點：LED電壓驅(qū)動的原理6.LED電流驅(qū)動實驗教學(xué)要求：了解LED電流驅(qū)動現(xiàn)象，理解并掌握LED電流驅(qū)動的原理。教學(xué)內(nèi)容：LED電流驅(qū)動實驗；重點難點：LED電壓驅(qū)動的原理7.對射式光開關(guān)實驗（非調(diào)制）教學(xué)要求：了解光開關(guān)，理解并掌握對射式光開關(guān)的工作原理及其特性教學(xué)內(nèi)容：光開關(guān)（對射式、非調(diào)制）的工作原理及其特性重點難點：光開關(guān)（對射式、非調(diào)制）的工作原理及其特性8.反射式光開關(guān)實驗（非調(diào)制）教學(xué)要求：了解光開關(guān)，理解并掌握反射式光開關(guān)的工作原理及其特性教學(xué)內(nèi)容：光開關(guān)（反射式、非調(diào)制）的工作原理及其特性重點難點：光開關(guān)（反射式、非調(diào)制）的工作原理及其特性9.光電倍增管陰極光電特性測試實驗教學(xué)要求：了解光電倍增管的應(yīng)用，理解并掌握光電倍增管陰極光電特性特性教學(xué)內(nèi)容：光電倍增管陰極光電特性測試重點難點：光電倍增管的工作原理、光電特性、10.光電倍增管陰極伏安特性測試實驗教學(xué)要求：了解光電倍增管的應(yīng)用，理解并掌握光電倍增管陰極伏安特性特性教學(xué)內(nèi)容：光電倍增管陰極伏安特性測試重點難點：光電倍增管的工作原理、伏安特性、11.光敏電阻伏安特性測試實驗教學(xué)要求：了解光敏電阻的基本應(yīng)用，理解并掌握光敏電阻的伏安特性教學(xué)內(nèi)容：光敏電阻伏安特性測試重點難點：光敏電阻的基本原理、伏安特性、12.光敏電阻光電特性測試實驗教學(xué)要求：了解光敏電阻的基本應(yīng)用，理解并掌握光敏電阻的光電特性教學(xué)內(nèi)容：光敏電阻伏光電性測試重點難點：光敏電阻的基本原理、光電特性、硅光電池短路電流測試實驗教學(xué)要求：了解硅光電池的基本應(yīng)用，理解并掌握硅光電池的短路電流特性教學(xué)內(nèi)容：硅光電池短路電流測試重點難點：硅光電池的基本原理、短路電流特性、硅光電池開路電壓測試實驗教學(xué)要求：了解硅光電池的基本應(yīng)用，理解并掌握硅光電池的開路電壓特性教學(xué)內(nèi)容：硅光電池開路電壓測試重點難點：硅光電池的基本原理、開路電壓特性、硅光電池光電特性測試實驗教學(xué)要求：了解硅光電池的基本應(yīng)用，理解并掌握硅光電池的短路電流特性教學(xué)內(nèi)容：硅光電池光電特性測試重點難點：硅光電池的基本原理、光電特性、硅光電池伏安特性測試實驗教學(xué)要求：了解硅光電池的基本應(yīng)用，理解并掌握硅光電池的伏安特性教學(xué)內(nèi)容：硅光電池伏安特性測試重點難點：硅光電池的基本原理、伏安特性、課內(nèi)實踐教學(xué)內(nèi)容及要求表3：課內(nèi)實踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號教學(xué)類型教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1實驗光電效應(yīng)普朗克常數(shù)的測定了解光電效應(yīng)，理解光的量子性，掌握光電效應(yīng)普朗克常數(shù)的測定方法2實驗夫蘭克—赫茲實驗了解夫蘭克－赫茲實驗的原理和方法，理解并掌握測定氬原子的第一激發(fā)電位方法3實驗密立根油滴實驗了解密立根實驗的設(shè)計思路，理解實驗技巧，掌握宏觀力學(xué)模式解釋微觀粒子的量子特性的設(shè)計思想4實驗LED顯示應(yīng)用綜合試驗——LED電壓驅(qū)動實驗了解LED電壓驅(qū)動現(xiàn)象，理解并掌握LED電壓驅(qū)動的原理5實驗LED顯示應(yīng)用綜合試驗——LED電流驅(qū)動實驗了解LED電流驅(qū)動現(xiàn)象，理解并掌握LED電流驅(qū)動的原理6實驗光電耦合開關(guān)實驗——對射式光開關(guān)實驗（非調(diào)制）了解光開關(guān)，理解并掌握對射式光開關(guān)的工作原理及其特性7實驗光電耦合開關(guān)實驗——反射式光開關(guān)實驗（非調(diào)制）了解光開關(guān)，理解并掌握反射式光開關(guān)的工作原理及其特性8實驗光電倍增綜合實驗——光電倍增管陰極