基础物理实验 绪 论1绪 论1 课件下载： 白翠琴 复旦大学物理系 办公室：物理楼 319 电话： 65643437 Office hour 星期一下午 1 ： 00—3 ： 00.

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1 基础物理实验 绪 论1绪 论1 课件下载： http://phylab.fudan.edu.cn 白翠琴 复旦大学物理系 cqbai@fudan.edu.cn 办公室：物理楼 319 电话： 65643437 Office hour 星期一下午 1 ： 00—3 ： 00

2 我属于哪一类？ 1 喜欢物理，喜欢物理实验 —— 不能让你们失望！ 2 一般般，但为了。。。 —— 让你们有所收获！ 3 讨厌物理、物理实验，但。。。 —— 让你们改变对物理实验的看法！

3 学生关心的问题 1 物理实验讲什么做什么 物理实验讲什么做什么 2 难不难，如何学好 难不难，如何学好 3 有什么用 有什么用

4 物理实验讲什么做什么 1 力学： 碰撞问题 转动惯量 2 热学： 液氮比汽化热 3 光学： 激光、干涉、衍射、透镜成像 4 电磁学： 圆线圈和亥姆霍兹线圈、 谐振电路、电桥 5 近代前沿：量子论实验、 X 光实验、磁阻效应 6 现代测量技术： 示波器的使用、计算机实测 7 数据处理方法：如何画图、不确定度评定、最小二 乘法拟合等

5 1. 用单电子做的杨氏双缝干涉实验（ 1961 ） 2. 伽利略的落体实验（ 1600 左右） 3. 密立根油滴实验（ 1909 ） 4. 牛顿用棱镜将日光分解为七色的实验（ 1665—1666 ） 5. 杨氏用光做的干涉实验（ 1801 ） 6. 卡文迪许用扭秤测定万有引力常数的实验（ 1798 ） 7. 埃拉托色尼测定地球周长的实验（约公元前 300 ） 8. 伽利略的斜面实验（ 1600 左右） 9. 卢瑟福用  粒子散射发现原子核的实验（ 1911 ） 10. 复科摆的实验（ 1851 ） 最美丽的十大物理实验

6 漂亮的肥皂泡 完美的条纹 杨氏双缝

7 埃拉托色尼测定地球周长的实验 （约公元前 300 ） 取自马世红 ppt

8 埃拉托色尼 测定地球周长 的实验（约公 元前 300 ） 问题 1 ： 给你一根直 杆，你能否 测出地球的 周长？ 塞恩城 亚历山大城 北回归线 亚历山大城和塞恩城

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10 问题 2 ：当你躺在海滩上看到太阳落下而消失在平 静的海面时，如果紧接着站起来，会再一次看到太阳 落下。假如能测出这两次太阳落下对应的时间间隔， 就可以估计出地球的半径。

11 《美国物理学杂志》, 47(2) (1979) p.126-128

12 d 2 + r 2 = (r + h) 2 ，式中 d = HE, d 2 =2rh + h 2 ， h << r, d 2 =2rh  / 360  = t / 24h, d = r tan  ， h <<r, r  2h / tan 2  设 t = 11.1s,  = 0.04625 , h = 1.70m, r  5.22  10 6 m, 在公认的地球（平均）半径 （ 6.37  10 6 m ）的 20 ％范围之内

13 10-10m 卢瑟福  粒子散射实验 1911 年 汤姆逊的 枣糕模型 If in some cataclysm, all of scientific Knowledge were to be destroyed,and only One sentence passed on to the next Generations of creatures,what statement Could contain the most information in The fewest words? 假如 2012 末日预言真的发生？

14 It was quite the most incredible event that has ever happened to me in my life. It was almost incredible as if you fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it Came back and hit you

15 Bohr 将核式模型进一步推广，电子只能在特定的轨道上运动

16 正确度、精密度与准确度 真值 正确度高, 但精密度低 精密度高, 但正确度低 准确度高 ! 统计 不确定度 u A 大 系统 不确定度 u B 大 2016-10-1 下载于百度文库：不确定度.ppt 系统误差大 随机误差大

17 难不难，如何学好 说难很难，说不难一点不难 Interest is the best teacher. Imagination is more important than knowledge. -- A. Einstein 改变轻视实践的传统观念

18 没有预习报告不可以做实验 迟到扣 0.5 分，迟到 30 分钟以上 则不允许做实验，该次实验成绩为 0 分。 遵守各项制度和学生守则，注意安全。 不许带着别人的实验报告在实验室做实验，一 经发现，该实验作 0 分处理。 如实、清晰、详尽的记录原始数据，不要随意 涂改数据也不要打草稿再誊写上去。 实验完毕，要指导教师确认签字并且整理好实 验仪器方能离开实验室。 18

19 打分双向的 学生向老师打分

20 实验前 — 预习（２分） 不抄书，自己的话 实验中 — 操作与记录（４分） 实验后 — 数据处理与实验分析（４分） 如何写实验报告？

21 对待实验数据 必须严格、慎重、准确、真实 做好实验记录 实验条件：记录数据或现象时的实验条件 实验现象：与预想一致或不一致的各种现象 实验数据：清晰、详尽 实验中的问题和想法 数据处理 有效数字、不确定度评定、作图、结论 “ 讨论 ” 禁止抄袭

22 操作与记录 如何使用仪器仪表？ 实验中 左端读数为： 10.00cm 右端读数为： 15.25cm 估读、有效数字、单位 数字电流表测量 某一电路中的电流 对于数字仪表该如何读数？ 22

23 注意 本课程是必修课程； 本课程没有补考； 若不及格必须在修业时限（ 6 年） 内全部重修（不允许部分重修）； 本课程重修不允许免听。 交取实验报告的时间 完成实验后 48 小时内将报告交至指定信箱，下次实验时取报告。

24 以往不及格的情况 数据处理作业、报告不交或超期交； 有旷课； 不参加期末考试； 报告太差：如报告内容极少，或主要内容 错误率超过 2/5 ； 相当比例的内容是抄袭或下载的。

25 有什么用？

26 计算机技术的发展 巨磁阻效应 2007 年诺奖 光学的发展 激光技术 1960 美国 红宝石激光器 现代医学的发展 诊断 ――X 光、 CT 、核磁共振、超声波 治疗 ―― 放射性、激光、微波、 γ 刀

27 第 9 周讨论课 “ 数据越多越糊涂 ”— 北大吴思诚 动手少，动手时动脑少 不敢、不善于提问 “ 提出一大堆假设而不去证明，非常糟的体 验 ”— 复旦陈唯教授 学问？主动学习不够，思考不够 实验中或实验报告中的问题 没有自己的问题

28 讨论什么？如何讨论？ 28 慕尼黑工业大学 — 实验课上助教与同学讨论问题

29 讨论什么？如何讨论？ 29 剑桥大学 — 实验课情景

30 目前的做法 想办法调动学生 1 、打分，讨论课按一次实验来计分。积极提出问题并能 解答别人问题的高分，没有发言的低分。 2 、在讨论课开始的前 2 周通知学生为讨论课做准备 请各位同学在第 9 周前准备好每个实验室 3 分钟的讨论素材，素材内容： 实验中遇到的疑问以及你的理解； 分享你对实验现象的记录及分析的经验； 介绍你在实验操作时遇到的问题，和你的解决方法； 绪论课、绪论作业中遇到的疑难问题以及处理方法； 对改进实验内容和实验仪器的建议； 与基础物理实验课相关的想法和建议。 30

31 目前的做法 第1周第1周绪论 第2周第2周数据处理 第3、4周第3、4周第 1 循环实验 第5、6周第5、6周第 2 循环实验 第7、8周第7、8周第 3 循环实验 第9周第9周讨论课 31 讨论课： 3 学时 已做过的 3 个 实验室实验各 讨论 45 分钟

32 “ 我来说说 ……”“ 她讲得有道理吗？ ” 32

33 “ 原来是这么回事！ ” 33 评分：贴名字 提问有分

34 “ 我感到应该这样理解 ……” 34

35 讨论不清楚的，再做一次实验看看 35

36 对同学自身来说 培养发现问题解决问题的能力 —— 原创力 培养实事求是、严谨踏实的科学态度 —— 自制力 培养勇于挑战自己的能力 —— 努力 物理实验非常值得一做的！！

37 实验室开放时间 从第三周开始 每周二下午 13:00-15:00 实验室开放 欢迎同学前来预习、答疑 37

38 从下周开始（包括数据处理课、讨论课） … 上课时间： （ 3 学时） 原选课在 345 节的： 9:55 —12:10 原选课在 6 、 7 节的： 12:45 —15:00 原选课在 8 、 9 节的： 15:20 —17:35 ( 重申：迟到扣 0.5 分，迟到 30 分钟以上 则不允许做实验，该次实验成绩为 0 分。） 上实验课地点：（ 光华楼西辅楼 8 楼） 具体上课教室及分组情况请登陆实验中心网站或者到时 参阅贴在光华楼西辅楼 8 楼走廊橱窗内的实验分组名单。 http://phylab.fudan.edu.cn 上数据处理课地点： （第 2 周，同第一周地点 ）

39 在网上提前选实验 http://phylab.fudan.edu.cn 物理实验课程 – 基础物理实验 选课及分组名单 – （点击 “…… 点名表 ” ） 一点小小要求：每两周对每个实验室的老师 打分评价