云南师大物理与电子信息学院

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1、云南师大物理与电子信息学院物理学专业五年制双学位班课程教学大纲【课程名称】综合研究实验（SyntheticStudyExperiment）【课程编码】【课程类别】专业选修课【课时】42【学分】2【课程性质、目标和要求】《综合研究实验》是普通物理实验的后续课程，综合研究实验覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的实验技能训练，是培养学生科学实验能力、创新思维能力，提高综合科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可

2、替代的作用。本课程具体要求是：1．培养学生的综合研究实验技能，提高学生的科学实验素质，使学生初步掌握综合研究实验科学的思想和方法。2．培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握综合研究实验的基本方法，运用学过的知识和技能去解决实际问题，提高学生的分析能力和创新能力。3．提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。【教学时间安排】　　本课程计2学分，42学时,学时分配如下：序号实验名称实验类型课时备注1用实验方法寻求弹簧振子振

3、动周期的经验公式综合研究32气垫导轨实验中系统误差的分析与补正综合研究33用共振法测量杨氏模量综合研究34弦振动与方波的谐波分析综合研究35粘性阻尼、磁阻尼、压差阻尼特性的研究综合研究3106高温超导体的临界电流的测量综合研究37温度传感器非线性误差的理论分析及实验研究综合研究38半导体光电二极管伏安特性的测定综合研究39密立根油滴实验综合研究310压电陶瓷的电致伸缩系数的测量综合研究311隔热玻璃光学特性参量的测试综合研究312音频信号光纤传输技术实验综合研究313自集焦透镜及其光学参量的实验测量综合研究314数字式光信

4、号检测和再生电路的理论分析及实验研究综合研究3合计42【教学（实验）内容要点】一、用实验方法寻求弹簧振子振动周期的经验公式1、实验目的要求　　本实验通过寻求弹簧振动周期经验公式这一典型的实际问题的训练，学习通过实验寻求经验公式的一般方法和掌握相应的数学工具，即优化法和多元线性回归。2、实验主要内容　　⑴用静态法测量各弹簧的劲度系数，测量精度及数据处理方法同学拟定。⑵根据需达到的精度选用仪器测弹簧的质量。⑶根据所选用的测周期的方法，选择合适的仪器，进行组装、测试和完善，获得不同组合下的周期测量结果。⑷编写计算程序，求弹簧的周

5、期经验公式，并和理论推导的简化公式比较。⑸写出实验总结报告。3、实验仪器设备焦利秤，吊钩和砝码组，物理天平，四根不同质量和劲度系数的弹簧，可调放大倍数的直流放大器（放大到1000倍），BHR-8型荷重传感器，带12位A/D卡的286微机，支架及荷重传感器固定座，带光电门的数字式计时器（例如VAFN型多用数字测试仪）。二、气垫导轨实验中系统误差的分析与补正1、实验目的要求　　学习分析发现并对系统误差进行修正的方法。2、实验主要内容⑴用动态法将气轨调成水平。⑵自己拟订方案在调平导轨上测粘性阻尼常量b。⑶用倾斜气轨测重力加速度时

6、，实验之初导轨未调平将引入系统误差，设计一可防止此项系统误差的测量方案。10⑷在倾斜气轨上测滑块加速a和导轨的倾角θ，按前述对a进行补正后求g及不确定度，和当地重力加速度公认值进行比较，评价此实验结果。⑸条形挡光片引入计时中的系统误差的分析。3、实验仪器设备气垫导轨、滑块，条形及U型挡光片，光电门，数字毫秒计或多用数字测定仪，垫块若干，米尺，游标卡尺及固定游标卡尺的支座（游标卡尺设有游标的微动螺丝）。三、用共振法测量杨氏模量1、实验目的要求　　⑴了解棒振动频率的规律⑵用共振法测定杨氏模量2、实验主要内容　　⑴选取适当尺寸的

7、样品，估计基频在300～700。⑵按图组成测量系统，悬点在节点附近。⑶输入并逐渐改变信号频率，探索基频信号频率。⑷改变悬点的位置，考查它对测量的影响。⑸改变信号频率，探索第一谐频信号的频率。⑹计算样品的杨氏模量及测量不确定度。⑺测量样品为一段细线或薄片的杨氏模量。3、实验仪器设备信号发生器，频率计，放大器，示波器，耳机（2个），样品（圆棒）四、弦振动与方波的谐波分析1、实验目的要求　　方波信号可以按傅里叶级数展开为一系列谐波，用电学实验方法可以探测这些谐波，在此实验中要从弦的机械振动去探测这些谐波激发的振动，从而增强对谐波

8、的实在感以及加深对傅里叶级数的认识。2、实验主要内容　　⑴在一张坐标纸上，绘制加1:1方波时，弦振动的全部幅频特性曲线。⑵分析在时，弦上加简谐波和加方波信号时，其振动规律为何有很大差异。⑶分析显微镜在和处时，观察到的弦振动为何有差异。⑷一般讲受迫振动的频率等于驱动力的频率，在弦上加方波时，对此应如何理解