测光学院《物理实验A2》考试方案

一、考试形式：从以下14个拓展内容选择一个进行研究，完成拓展实验报告并现场答辩；

1、基于多普勒效应的超声波声源定位

2、钠光灯双黄线波长的测量

3、相控阵雷达原理及模拟

4、应用光杠杆测量声音强度

5、利用磁阻传感器测量地磁场

6、电桥灵敏度的测量

7、用分光计测量棱镜色散率

8、超声光栅

9、测量霍尔元件的灵敏度

10、毛细管法测液体表面张力

11、不倒的杆

12、热辐射

13、导电性

14、复杂结构的衍射与干涉

二、考试要求：

1、学生可自行组队，队员人数1-4人，确定1人为队长；

2、学生以小组为单位与指导教师讨论选题、实验方案、预约实验时间，并完成拓展实验报告。报告要求见相关评分细则。大家需按要求完成报告，未按要求或者未完成任务要求的，考试成绩判为不及格甚至0分；

三、进程安排：

1、学生最晚在第7周周四（3月30日）之前确定成员分组和选题。并在第8周周日（4月9日）前与教师讨论确定拓展实验方案，并预约实验时间；

2、所有拓展实验需在第12周周五（5月5日）之前完成。拓展实验报告和相关资料于第13周周一（5月8日）之前提交给指导教师。

3、中心组织教师对所提交的报告进行初评后，于13周周三（5月10日）在中心网站公布具体答辩安排。其中报告成绩不及格的不得安排答辩；

4、现场答辩预计于13周周六（5月13日）举行。重做补交学生报告最晚提交时间不晚于13周周四（5月11日）；

四、成绩评定：

1、《物理实验A2》总成绩由考试成绩和平时成绩两部分组成，考试占50%，平时占50%；

2、平时成绩由日常6个实验成绩加权计算得到；

3、考试成绩由指导老师根据答辩小组打分和拓展实验报告成绩综合考虑给出小组平均分。由小组组长分配小组各成员考试成绩。其中最高分与最低分相差不得少于平均成绩的20%。小组每个成员的成绩相差不得小于2分。最后小组各成员成绩由指导老师最后修改决定。

五、相关评分细则

拓展实验报告要求：

1、实验报告需要有前言，实验要解决的问题、涉及的实验原理、具体实验方案和步骤、实验原始数据和相关数据处理、实验结论和分析、总结展望七个部分。

2、各部分内容：

前言：主要叙述你为什么选择这个实验内容，用这个原理测量有什么优点；

实验要解决的问题：主要是你想解决一个什么问题，测量什么参数，得到什么结果；

涉及的实验原理：本实验用的物理原理、公式以及相关推导过程；

具体实验方案和步骤：陈述你需要用哪些工具、仪器测量以及测量的过程和方法、注意事项等；

原始数据和数据处理：根据上面的实验步骤测量得到的实验原始数据，尽量列表来记录，然后对数据进行计算和处理，得到相关实验结果，

实验结论和分析：对得到的实验数据进行分析，是否达到预期目标；

总结展望：本实验的创新点，今后可以有什么改进的余地或者其他相关的应用等。

3、第11题—14题可以提出可行性实验方案，实验数据部分允许不完整。但需能看出对该题的完整思考和可实施性数据。

4、字数不少于1000字。

拓展报告评分标准：

物理实验拓展报告评分依据

现场答辩要求：

答辩内容：

制作汇报的PPT，现场讲解整个拓展实验的思路、方案、结论和展望；

时间要求：汇报时间5分钟+评委提问5分钟。

六、拓展实验题目具体说明

1、基于多普勒效应的超声波声源定位

题目来源：2022年全国大学生物理实验竞赛（创新）命题类赛题

实验目标：对声波的波源进行定位，要求自行设计实验方案，搭建仪器。

相关仪器：直流电源、函数信号发生器，功率放大器，超声波信号发射和接收器、多普勒综合实验仪、示波器

2、钠光灯双黄线波长的测量

题目来源：从迈克尔逊干涉仪上延伸而来

实验目标：利用所给仪器测量钠光灯双黄线的波长。主要利用双黄线波长相差小，在干涉系统中会形成类似光拍现象。

相关仪器：迈克尔逊干涉仪（含氦氖激光器光源、扩束镜、升降台等整套光源系统）、钠光灯、白炽灯、分光计、反射镜、光栅

3、相控阵雷达原理及模拟

题目来源：光栅衍射实验

实验目标：利用光栅斜入射原理，验证相控阵雷达的原理。

相关仪器：

4、应用光杠杆测量声音强度

题目来源：CUPT赛题

实验目标：利用光杠杆的放大原理对声音引起的微小振动进行测量。

相关仪器：自行设计

5、利用磁阻传感器测量地磁场

题目来源：磁阻传感器实验

实验目标：测量地磁场大小、方向

相关仪器：磁阻传感器。

6、电桥灵敏度的测量

题目来源：直流电桥测电阻实验

实验目标：设计一个电桥，并测量其灵敏度。需要给出测量方案

相关仪器：自行提出。

参考文献：刘祥,杨繁荣.基于仿真实验平台自组直流电桥灵敏度研究[J].现代工业经济和信息化,2020,10(04):74-75.DOI:10.16525/j.cnki.14-1362/n.2020.04.30.

7、用分光计测量棱镜色散率

题目来源：分光计的调试实验

实验目标：求出棱镜的色散系数

相关仪器：分光计、三棱镜、钠灯、汞灯

参考文献：王素红, 罗远焱, 于得水, 张慧盟, 李博文. 基于分光计使用的系列拓展实验研究[J]. 大学物理实验, 2014, 27(02): 46-48.

8、超声光栅

题目来源：声速的测量

实验目标：自行设计仪器和实验方案，产生超声光栅并测量其参数。

相关仪器：需自行设计

9、测量霍尔元件的灵敏度

题目来源：全国大学生物理实验教学竞赛试题

实验目标：自行搭建电路，测量给定的霍尔片的灵敏度

相关仪器：单独的霍尔元件，其他仪器自行提出。

10、毛细管法测液体表面张力

题目来源：2021年全国大学生物理实验教学竞赛试题

实验目标：测量水的表面张力

相关仪器：自行设计

11、不倒的杆

题目来源：2023年全国大学生物理创新竞赛

实验目标：制作一个能够帮助杆在风力等作用下稳定不倒的实际应用装置或实验研究装置。给出实验结果，量化抵御外部作用的能力，讨论不确定度。

相关仪器：自行设计，

12、热辐射

题目来源：2023年全国大学生物理创新竞赛

实验目标：制作一个和热辐射相关的实际应用装置或实验研究装置。给出实验结果，分析热辐射的规律。

相关仪器：自行设计

13、导电性

题目来源：2023年全国大学生物理创新竞赛

实验目标：研究某种物质的导电特性，并利用该物质制作一个实际应用装置。

测量特定物质的导电特性，给出实验结果。利用该物质设计制作相关实际应用装置或实验研究装置。

相关仪器：自行设计

14、复杂结构的衍射与干涉

题目来源：2023年全国大学生物理创新竞赛

实验目标：设计、制作或采集复杂结构，研究其衍射与干涉特点；（复杂结构指的是常规结构之外的结构；常规的单孔、双孔、单缝、双缝、周期性多缝不属于复杂结构）。

测量、研究复杂结构的衍射与干涉特点，给出实验结果。

相关仪器：自行设计

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