聲速測量實驗報告范文

時間:2023-04-10 12:03:05

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聲速測量實驗報告

篇1

關(guān)鍵詞:大學物理實驗 大學生 影響

大學物理實驗是相對獨立的一門課程,也是我們理工科學生重要的公共基礎(chǔ)課。這門課程較為特殊,因其上課過程中既要求動手又要求動腦,而且每次實驗課的課前預(yù)習和課后撰寫實驗報告任務(wù)繁重,卻又有其獨特魅力吸引著我們熱愛做實驗。我們知道物理知識已經(jīng)滲透進各學科,物理的發(fā)展離不開實驗。我們工科學生不僅通過實驗課了解必要的物理知識,更通過物理實驗的實踐讓我們了解了科學實驗的基本方法和鍛煉了我們的科學實驗的基本能力,同時也促進了我們對物理知識的理解。本人的實驗課經(jīng)歷了兩個學期從基礎(chǔ)實驗到設(shè)計性試驗,實驗要求不斷提高中個人實驗?zāi)芰σ苍诔砷L。本文將結(jié)合自己的感受針對目前提高學生科學素養(yǎng)的理念談?wù)勗撜n程對大學生的影響。

1.大學物理實驗有吸引力

一般的大學課程我們要不要學,一個與教師的課講的是否足夠吸引有關(guān)也與課程如何考核有關(guān)。普遍來講大學課程的考核與每節(jié)課的效率關(guān)系不大,也就是這節(jié)課聽懂沒有與考核關(guān)聯(lián)不大。這個導(dǎo)致什么呢?學生容易不重視課堂效率,上課睡覺,看手機或做其他事情。特別是手機的強大功能已經(jīng)讓課堂充滿競爭,雖然老師采取多種做法提高課堂教學質(zhì)量,但多少有了讓學生多了怠課的選擇。相對來講大學物理實驗課堂方式吸引力要大許多,理由之一是大學物理實驗每次課堂任務(wù)明確,按時完成需要學生課堂的專注,對教師來講規(guī)范課堂紀律也是容易的多。每次課堂我們首先擔心的是今天能否在正常的時間完成任務(wù)。再者,大學物理實驗的動手動腦,也是吸引我們的原因。每個實驗有著不同之處,有的有些微妙的調(diào)節(jié),比如我們剛學習了一個光拍法測量光速的實驗,理論上的光程和相位能夠理解,但在實際的光路的調(diào)節(jié)上各反光鏡的角度對光路的影響讓我們在實驗中費盡力氣。又比如在拉伸法測金屬絲的楊氏模量的實驗,通過光杠桿法測量微小長度變化時,在望遠鏡中找到像時是多少的興奮!同學們的認真是真真的被實驗吸引著。

2.大學物理實驗提高了學生們解決問題的能力

大學物理實驗要求我們能夠正確記錄和處理數(shù)據(jù)。在處理數(shù)據(jù)過程中有些數(shù)據(jù)多計算量大,有些直接計算麻煩,實驗老師也許會給些建議給我們,但具體計算還得自己操作。在這個過程中我看到了很多同學采用了他們剛學的學科知識去處理數(shù)據(jù),比如使用Excel或C語言編程來處理數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理中我們不但提高處理數(shù)據(jù)的能力同時也是對我們的學科知識的應(yīng)用和進一步學習。在實驗中我們還有遇到各種問題,比如光程如何測量更加準確;我的讀數(shù)如何更加穩(wěn)定,這樣的條件是否能夠記錄數(shù)據(jù)等等,有心的同學每個實驗都是在面對和解決問題中完成實驗的。比如在使用分光計測量三棱鏡的頂角時同學們覺得調(diào)節(jié)成像原理簡單但雙面鏡正反面成像的調(diào)節(jié)很難完成,實驗后期有同學提出現(xiàn)在望遠鏡外觀察成像再具體調(diào)節(jié)大大提高了調(diào)節(jié)效率。

3.大學物理實驗激發(fā)了學生發(fā)現(xiàn)問題的能力

每個實驗有明確的任務(wù),如何完成以及實驗過程哪些問題要考慮,哪些因素引起誤差較大,數(shù)據(jù)如何處理,這是同學們面對每個實驗時都要涉及到的。而每位同學的儀器是單獨的,獨立的實驗面對的問題不一樣,有比較就有發(fā)現(xiàn)。比如,在顯微鏡的讀數(shù)問題上,我們的老師給了我們關(guān)于顯微鏡在沒有完全零刻度對齊的問題時記錄數(shù)據(jù)籠統(tǒng)的方式。而我們班上的一位同學提出異議,因為各人的零刻度沒對齊的程度不一樣,在讀數(shù)時的如老師的方式會有錯誤,他證明了自己的方法更有效。由于實驗報告要求對實驗的誤差進行定量分析,在實驗過程中我們必定得找到引起誤差的因素,再在這個基礎(chǔ)上獲得數(shù)據(jù)。比如在測定氣體的熱導(dǎo)率實驗中我們發(fā)現(xiàn)鎢絲的阻值不同對結(jié)果的影響較大,那怎樣的阻值才是好的條件呢?這個是我們在實驗中思考的。還有我們物理實驗室的實驗儀器雖然有限,但同一個實驗?zāi)茏龅膶嶒灮驕y量的數(shù)據(jù)有多個,比如上面我們談到的光速測量儀,不僅僅是測光速,還有液體的固體的折射率也可以有效測量,但對固體的折射率的測量卻又不太方便,這個可以在試驗中感受到為什么測量固體折射率不合適。

4.大學物理實驗培養(yǎng)我們良好的實驗習慣和嚴謹?shù)目茖W作風

大學物理實驗每次課的目的明確,其始終貫穿著實驗原理理解,儀器的熟悉,如何解決問題,哪些影響因素要考慮到,在實驗條件下的誤差范圍是可估測的等等。這些都要求我們的數(shù)據(jù)必須事實求是。合理的實驗數(shù)據(jù)不僅體現(xiàn)在我們的實驗對實驗教師來講是可預(yù)測的還在于我們最終計算的是否有合理的結(jié)果。比如我們做的一個常規(guī)實驗:氣體熱導(dǎo)率的測量,使用外推截距法獲得的數(shù)據(jù)稍有差別將對最終的熱導(dǎo)率的求解影響是非常大的。而外推法的實驗數(shù)據(jù)來自我們的實驗,合理的記錄數(shù)據(jù)這時顯得尤為重要。當然在實驗過程中也曾有許多同學想自己篡改數(shù)據(jù)蒙混過關(guān),但最終有著“偷雞不成蝕把米”的感受。比如也是在氣體熱導(dǎo)率的實驗中不小心錯過記錄真空時電壓和電流數(shù)據(jù)了,由于不想重新來一遍實驗,就自己造數(shù)字,結(jié)果回去后發(fā)現(xiàn)這個造數(shù)字工作量也很大,不合理的數(shù)據(jù)一不小心就壞了整個所有數(shù)據(jù)。還有密立根油滴儀測油滴電荷的實驗中,選擇合適的油滴非常重要,在實驗中這個工作需要足夠的耐心。有同學急于結(jié)束實驗任意選擇了油滴,結(jié)果數(shù)據(jù)根本沒法處理,因為誤差過大。還有在牛頓環(huán)實驗中顯微鏡朝一個方向移動,中間如果錯過一組數(shù)據(jù)考慮到回程差的問題就得重新來一遍實驗,很多同學試著想回轉(zhuǎn)補回而不是重新實驗結(jié)果可想而知。實驗中老師言傳身教的嚴謹?shù)目茖W作風,我們在這個課上切身感受到。在實驗中大到規(guī)范的實驗過程,小到不確定度的有效數(shù)字位數(shù),都是有嚴格規(guī)定的。我們從中也體會到只有遵從這個原則才能做好實驗。兩學期的實驗課程下來我們從實驗表面的有趣被吸引到內(nèi)心里認識到做物理實驗就得認真規(guī)范的實驗操作,科學的記錄數(shù)據(jù)和撰寫合格的實驗報告。

5.大學物理實驗加深了我們對物理知識的理解

我們都可能有著同樣的感受:物理是有趣的但是也是很難的。這樣的感受原因不僅在于其離不開計算,需要我們有一定的數(shù)學基礎(chǔ)。還有一個重要的原因:抽象難以理解。物理實驗是物理理論的基礎(chǔ),理論的發(fā)展離不開物理實驗。我們在實驗過程中驗證或者重復(fù)著前人的實驗中不僅僅體會到物理實驗的科學和嚴謹,更在實驗中具體體會到各種物理知識。抽象的物理知識在實驗中被具體化了,我們可以更好的理解這些概念和規(guī)律。比如油滴電荷的量子性以及所帶電量,我們通過實驗有了具體體會。在牛頓環(huán)實驗中減小或增大光程差牛頓環(huán)向內(nèi)縮進或向外擴長,我們在實驗中有著非常深刻的體會。至于他們間的關(guān)系就能更好的理解清楚。關(guān)于為什么我們可以使用光速測定儀測液體的折射率,實驗中我們更好的體會了光程和相位的聯(lián)系。至于駐波的特點在聲速測量中我們有著明確的認識。每個實驗有著實驗原理,而這些原理具體在我們實驗中所扮演的角色與那些數(shù)字有關(guān),這是我們每個實驗要明了的。比如楊氏模量是表征什么的物理量,與哪些因素有關(guān)如何測量等等。實驗中我們有了很具體的認識。

6.大學物理實驗讓我們體會到了物理學對人類生活的影響

物理學歷來是人類物質(zhì)文明發(fā)展的基礎(chǔ)和動力,歷史上每一次的物理理論的進步都帶給人類物質(zhì)文明的巨大飛躍。比如電磁場理論的建立開創(chuàng)了人類的無線電時代以及由量子力學引起的微電子產(chǎn)業(yè)為人類生活帶來了空前的改變。人們在享受這些物質(zhì)文明的過程中能不能理解這些科技和物理學的關(guān)系?我們不能認為物理只是理論上的,它的存在改變著人類的物質(zhì)文明和精神文明。我們每次的物理實驗中驗證著前人的實驗也是對客觀世界的認識,同時在解決各種問題的過程也是物理知識的應(yīng)用。比如聲速的測量采用了聲波發(fā)射器和信號接收器將聲信號電信號的相互轉(zhuǎn)換;光速的測量采用了聲光移頻器獲得具有較小頻差的兩束光達到目的。示波器是利用狹窄的高速電子束打到熒光屏上將電信號轉(zhuǎn)換成直觀的圖像儀器。我們從實驗中更加體會今天的理論是明天的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。物理學與社會的發(fā)展息息相關(guān)這并不是曾經(jīng)的事情,而是一直會影響著我們的生活。而且將會以更快的速度對我們社會的文明帶來影響。

7.結(jié)束語

大學物理實驗其科學的實驗方法,鍛煉了我們的實驗技能,提高了我們觀察分析及設(shè)計等能力。在實驗過程中我們的耐心和規(guī)范得到了鍛煉和考驗。在這里的所列舉的對我們大學生的影響可能不能都涵蓋到,每點也是以我們的實驗內(nèi)容為例總結(jié)的,但無可否認這是一門帶來不一樣體驗的課程。也許有許多同學在實驗課時因為繁重的任務(wù)有所抱怨,但實驗中的示范和監(jiān)督讓我們學會高標準的對待該課程。實驗和報告爭取做到規(guī)范中我們的收獲應(yīng)該是其他課程不可替代的。這門課為我們理工科學生進一步的學習打下了好的基礎(chǔ)。物理是充滿魅力的,實驗是其基礎(chǔ)。理論的學習讓我們因其深奧感到有些無力,但實驗的趣味吸引著我們,讓我們對物理有了重新的認識:科技是理論的應(yīng)用,物理與社會的發(fā)展密不可分。物理不僅因為實驗而精彩,更因其理論的應(yīng)用改變著我們的生活而生機無限。

參考文獻:

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[2]盛正卯,葉高翔.物理學與人類文明[M].杭州:浙江大學出版社,2000.