一、课程基本信息  

课程中文名称：近代物理实验  

课程英文名称：Modern Physics Experiment  

课程编号： 16102206  

课程性质：学科基础课  

课程学时和学分：总学时：64；总学分：2.5；理论学时：0；实验学时：64  

适用专业：应用物理学  

先修课程：高等数学，普通物理实验  

开课学院、部、中心：理学院、物理系  

二、课程的地位与作用  

《近代物理实验》是继普通物理实验之后为高年级学生开设的一门综合性较强的实验。它在物理专业的整个实验教学中起着承上启下的作用。  

《近代物理实验》可以丰富和活跃学生的物理思维，锻炼他们对物理现象的洞察能力，引导他们了解物理实验在物理学发展过程中的作用。正确认识新物理概念的产生、形成和发展过程。学习近代物理中的一些常用的方法、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，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。  

三、课程教学总的目的和要求  

1、本课程的主要教学目的：通过物理学科各个专业方向经典实验的系统训练，提高学生的分析能力和实验技能，培养学生的综合实验能力；通过物理学现代新兴实验技术项目的训练，丰富和活跃学生的物理思想，掌握先进实验技能，启发学生的创新意识，塑造学生严谨的科学作风、求实的科学精神，获得初步的科研锻炼。  

2、本课程的基本教学要求：学生在实验课程前要积极调研，熟悉相关资料，独立设计实验草案，完成实验预习报告。在实验过程中，学生要做到独立思考，亲自操作；在处理和分析实验结果过程中，要求认真求实，细致严谨，并学会应用计算机程序设计语言和相关数学工具软件处理和分析实验数据。教师在教学过程中要积极引导学生理顺思路，主动帮助学生完善和实施实验方案。  

四、实验项目名称和学时分配  

五、实验项目基本要求  

1、光电效应实验：了解实验的历史背景及其意义，了解光电管的结构和特性，理解光电效应原理和光量子理论相关知识，研究光电管的电流与其极间电压的关系、饱和光电流与光强的关系；验证爱因斯坦光电效应方程，并由此测出普朗克常数。  

2、密立根油滴实验：了解该实验在物理学发展史上的重大意义，理解实验原理及CCD的原理与应用，学习电视显微测量方法，验证电荷的不连续性原理，测定电子的电荷量。  

3、光纤传输技术实验：理解光纤的传输原理和特性，测试光纤的数值孔径和光场分布，分析光纤的位移、微弯传感特性及应用。  

4、微波的特性研究：理解微波产生的基本原理以及传播和接收等基本特性，用迈克耳逊干涉仪的方法测量微波波长，用模拟晶体验证微波衍射的布拉格公式。  

5、线阵CCD 特性的研究：了解线阵CCD的工作原理，掌握线阵CCD对物体外形的尺寸、物体的振动状态、倾斜角度及条形码的识别的测量方法，验证物体的振动周期，倾斜角度及条形码的正确性。  

6、薄膜制备及特性测量：了解薄膜的溶胶-凝胶转化过程及成膜机理；了解薄膜的基本光学特性；掌握几种薄膜的制备技术。  

7、纳米材料制备与测量：了解二维纳米薄膜的转移方式及成膜机理；了解纳米薄膜的基本光学特性及物理原理；掌握二维纳米薄膜的制备技术。  

8、逸出功的测定：了解有关热电子发射的基本规律；学习测定金属钨逸出功的理查逊直线法；进一步学习数据处理的方法。  

9、塞曼效应：了解塞曼效应的原理和应用，观察塞曼效应，掌握塞曼分裂谱线裂距的测量方法，以及应用塞曼效应测量电子荷质比和研究原子能级结构的方法。  

10、法拉第效应：了解磁致旋光现象，即法拉第效应；通过倍频法测相应的旋光角；比较不同样品的旋光特性，并验证法拉第旋光具有不可逆性，使法拉第效应的本质更易理解。  

11、常用光电传感器的特性及其应用：了解光电传感器的种类，理解光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电倍增管光纤传感器的工作原理，掌握光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电倍增管光纤传感器的特性及应用。  

12、超声光栅：了解超声光栅产生的原理；了解声波如何对光信号进行调制；通过对液体（非电解质溶液）中的声速的测定，加深对其中声学和光学物理概念的理解。  

13、高温超导材料的导电性能与临界转变温度的测量：通过对氧化物超导材料导电性能以及临界温度两种方法的测定，加深理解超导体的两个基本特性；了解低温技术在实验中的应用；了解几种低温温度计的性能及Si二极管温度计的较正方法。  

14、巨磁阻效应：掌握巨磁电阻效应的定义和原理；了解巨磁电阻效应的应用；熟悉巨磁电阻效应模拟传感器的构成和工作原理；掌握巨磁电阻磁阻特性的测量方法。  

15、黑体辐射：利用黑体辐射试验仪制造黑体辐射现象，观察维恩位移定律，测量黑体辐射能量和任意发射光源的辐射能量，得出黑体辐射的能量分布曲线，测量普朗克常量，验证斯忒藩定律。  

16、卢瑟福散射：复习用卢瑟福核式模型，推导α粒子散射公式；了解卢瑟福散射谱仪的结构与工作原理；用实验验证卢瑟福散射公式。  

17、原子光谱：熟悉光栅光谱仪的基本原理，了解它的性能和使用方法；熟悉测量氢-氘和其他原子光谱的方法；计算氢和氘原子核的质量比，了解并观察钠、汞原子的主要光谱线。  

18、真空的获得与测量：掌握高真空的获得和测量的基本原理和方法。理解真空的概念。了解真空的特点以及真空技术的基本知识。  

六、实验课程考核和成绩评定方式  

每个实验项目根据比例（实验预习20%，实验动手能力及完成情况40%，实验报告40%）分别给出实验成绩，平均后记入总成绩。  

七、实验教材、指导书和参考文献  

1、实验教材：自编实验讲义  

2、主要参考教材和参考文献：  

[1] 杨广武．新编物理实验．天津：天津大学出版社，2013  

[2] 何元金，马兴坤．近代物理实验．北京：清华大学出版社，2005  

[3] 吴思诚．近代物理实验（第3版）．北京：高等教育出版社，2005  

[4] 郑勇林，葛泽玲，李泽涛．近代物理实验成都：西南交通大学出版社，2011  

     

执笔人：师丽红                              审核：古金霞