声速的测量实验报告

开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇声速的测量实验报告，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。

第1篇

关键词：大学物理实验 大学生 影响

大学物理实验是相对独立的一门课程，也是我们理工科学生重要的公共基础课。这门课程较为特殊，因其上课过程中既要求动手又要求动脑，而且每次实验课的课前预习和课后撰写实验报告任务繁重，却又有其独特魅力吸引着我们热爱做实验。我们知道物理知识已经渗透进各学科，物理的发展离不开实验。我们工科学生不仅通过实验课了解必要的物理知识，更通过物理实验的实践让我们了解了科学实验的基本方法和锻炼了我们的科学实验的基本能力，同时也促进了我们对物理知识的理解。本人的实验课经历了两个学期从基础实验到设计性试验，实验要求不断提高中个人实验能力也在成长。本文将结合自己的感受针对目前提高学生科学素养的理念谈谈该课程对大学生的影响。

1.大学物理实验有吸引力

一般的大学课程我们要不要学，一个与教师的课讲的是否足够吸引有关也与课程如何考核有关。普遍来讲大学课程的考核与每节课的效率关系不大，也就是这节课听懂没有与考核关联不大。这个导致什么呢？学生容易不重视课堂效率，上课睡觉，看手机或做其他事情。特别是手机的强大功能已经让课堂充满竞争，虽然老师采取多种做法提高课堂教学质量，但多少有了让学生多了怠课的选择。相对来讲大学物理实验课堂方式吸引力要大许多，理由之一是大学物理实验每次课堂任务明确，按时完成需要学生课堂的专注，对教师来讲规范课堂纪律也是容易的多。每次课堂我们首先担心的是今天能否在正常的时间完成任务。再者，大学物理实验的动手动脑，也是吸引我们的原因。每个实验有着不同之处，有的有些微妙的调节，比如我们刚学习了一个光拍法测量光速的实验，理论上的光程和相位能够理解，但在实际的光路的调节上各反光镜的角度对光路的影响让我们在实验中费尽力气。又比如在拉伸法测金属丝的杨氏模量的实验，通过光杠杆法测量微小长度变化时，在望远镜中找到像时是多少的兴奋！同学们的认真是真真的被实验吸引着。

2.大学物理实验提高了学生们解决问题的能力

大学物理实验要求我们能够正确记录和处理数据。在处理数据过程中有些数据多计算量大，有些直接计算麻烦，实验老师也许会给些建议给我们，但具体计算还得自己操作。在这个过程中我看到了很多同学采用了他们刚学的学科知识去处理数据，比如使用Excel或C语言编程来处理数据。在数据处理中我们不但提高处理数据的能力同时也是对我们的学科知识的应用和进一步学习。在实验中我们还有遇到各种问题，比如光程如何测量更加准确；我的读数如何更加稳定，这样的条件是否能够记录数据等等，有心的同学每个实验都是在面对和解决问题中完成实验的。比如在使用分光计测量三棱镜的顶角时同学们觉得调节成像原理简单但双面镜正反面成像的调节很难完成，实验后期有同学提出现在望远镜外观察成像再具体调节大大提高了调节效率。

3.大学物理实验激发了学生发现问题的能力

每个实验有明确的任务，如何完成以及实验过程哪些问题要考虑，哪些因素引起误差较大，数据如何处理，这是同学们面对每个实验时都要涉及到的。而每位同学的仪器是单独的，独立的实验面对的问题不一样，有比较就有发现。比如，在显微镜的读数问题上，我们的老师给了我们关于显微镜在没有完全零刻度对齐的问题时记录数据笼统的方式。而我们班上的一位同学提出异议，因为各人的零刻度没对齐的程度不一样，在读数时的如老师的方式会有错误，他证明了自己的方法更有效。由于实验报告要求对实验的误差进行定量分析，在实验过程中我们必定得找到引起误差的因素，再在这个基础上获得数据。比如在测定气体的热导率实验中我们发现钨丝的阻值不同对结果的影响较大，那怎样的阻值才是好的条件呢？这个是我们在实验中思考的。还有我们物理实验室的实验仪器虽然有限，但同一个实验能做的实验或测量的数据有多个，比如上面我们谈到的光速测量仪，不仅仅是测光速，还有液体的固体的折射率也可以有效测量，但对固体的折射率的测量却又不太方便，这个可以在试验中感受到为什么测量固体折射率不合适。

4.大学物理实验培养我们良好的实验习惯和严谨的科学作风

大学物理实验每次课的目的明确，其始终贯穿着实验原理理解，仪器的熟悉，如何解决问题，哪些影响因素要考虑到，在实验条件下的误差范围是可估测的等等。这些都要求我们的数据必须事实求是。合理的实验数据不仅体现在我们的实验对实验教师来讲是可预测的还在于我们最终计算的是否有合理的结果。比如我们做的一个常规实验：气体热导率的测量，使用外推截距法获得的数据稍有差别将对最终的热导率的求解影响是非常大的。而外推法的实验数据来自我们的实验，合理的记录数据这时显得尤为重要。当然在实验过程中也曾有许多同学想自己篡改数据蒙混过关，但最终有着“偷鸡不成蚀把米”的感受。比如也是在气体热导率的实验中不小心错过记录真空时电压和电流数据了，由于不想重新来一遍实验，就自己造数字，结果回去后发现这个造数字工作量也很大，不合理的数据一不小心就坏了整个所有数据。还有密立根油滴仪测油滴电荷的实验中，选择合适的油滴非常重要，在实验中这个工作需要足够的耐心。有同学急于结束实验任意选择了油滴，结果数据根本没法处理，因为误差过大。还有在牛顿环实验中显微镜朝一个方向移动，中间如果错过一组数据考虑到回程差的问题就得重新来一遍实验，很多同学试着想回转补回而不是重新实验结果可想而知。实验中老师言传身教的严谨的科学作风，我们在这个课上切身感受到。在实验中大到规范的实验过程，小到不确定度的有效数字位数，都是有严格规定的。我们从中也体会到只有遵从这个原则才能做好实验。两学期的实验课程下来我们从实验表面的有趣被吸引到内心里认识到做物理实验就得认真规范的实验操作，科学的记录数据和撰写合格的实验报告。

5.大学物理实验加深了我们对物理知识的理解

我们都可能有着同样的感受：物理是有趣的但是也是很难的。这样的感受原因不仅在于其离不开计算，需要我们有一定的数学基础。还有一个重要的原因：抽象难以理解。物理实验是物理理论的基础，理论的发展离不开物理实验。我们在实验过程中验证或者重复着前人的实验中不仅仅体会到物理实验的科学和严谨，更在实验中具体体会到各种物理知识。抽象的物理知识在实验中被具体化了，我们可以更好的理解这些概念和规律。比如油滴电荷的量子性以及所带电量，我们通过实验有了具体体会。在牛顿环实验中减小或增大光程差牛顿环向内缩进或向外扩长，我们在实验中有着非常深刻的体会。至于他们间的关系就能更好的理解清楚。关于为什么我们可以使用光速测定仪测液体的折射率，实验中我们更好的体会了光程和相位的联系。至于驻波的特点在声速的测量中我们有着明确的认识。每个实验有着实验原理，而这些原理具体在我们实验中所扮演的角色与那些数字有关，这是我们每个实验要明了的。比如杨氏模量是表征什么的物理量，与哪些因素有关如何测量等等。实验中我们有了很具体的认识。

6.大学物理实验让我们体会到了物理学对人类生活的影响

物理学历来是人类物质文明发展的基础和动力，历史上每一次的物理理论的进步都带给人类物质文明的巨大飞跃。比如电磁场理论的建立开创了人类的无线电时代以及由量子力学引起的微电子产业为人类生活带来了空前的改变。人们在享受这些物质文明的过程中能不能理解这些科技和物理学的关系？我们不能认为物理只是理论上的，它的存在改变着人类的物质文明和精神文明。我们每次的物理实验中验证着前人的实验也是对客观世界的认识，同时在解决各种问题的过程也是物理知识的应用。比如声速的测量采用了声波发射器和信号接收器将声信号电信号的相互转换；光速的测量采用了声光移频器获得具有较小频差的两束光达到目的。示波器是利用狭窄的高速电子束打到荧光屏上将电信号转换成直观的图像仪器。我们从实验中更加体会今天的理论是明天的产业应用的基础。物理学与社会的发展息息相关这并不是曾经的事情，而是一直会影响着我们的生活。而且将会以更快的速度对我们社会的文明带来影响。

7.结束语

大学物理实验其科学的实验方法，锻炼了我们的实验技能，提高了我们观察分析及设计等能力。在实验过程中我们的耐心和规范得到了锻炼和考验。在这里的所列举的对我们大学生的影响可能不能都涵盖到，每点也是以我们的实验内容为例总结的，但无可否认这是一门带来不一样体验的课程。也许有许多同学在实验课时因为繁重的任务有所抱怨，但实验中的示范和监督让我们学会高标准的对待该课程。实验和报告争取做到规范中我们的收获应该是其他课程不可替代的。这门课为我们理工科学生进一步的学习打下了好的基础。物理是充满魅力的，实验是其基础。理论的学习让我们因其深奥感到有些无力，但实验的趣味吸引着我们，让我们对物理有了重新的认识：科技是理论的应用，物理与社会的发展密不可分。物理不仅因为实验而精彩，更因其理论的应用改变着我们的生活而生机无限。

参考文献：

[1]竺江峰，鲁晓东，夏雪琴. 大学物理实验教程[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

[2]盛正卯，叶高翔.物理学与人类文明[M].杭州：浙江大学出版社，2000.

第2篇

关键词：物理实验；美国大学；教学模式

一、教学理念

美国大学十分重视教育观念的更新，教师的物理实验教学方法很活。这与美国教育中鼓励冒尖、创新、标新立异是分不开的。教师主要是提出问题、启发思路和引导争论，绝不“抱”着学生走。物理实验的目的不只是教学生使用各种仪器设备，也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段，而是让学生在实验中既动手又动脑，通过实践真正掌握物理规律的真谛，学会用实验方法去检验理论。美国大学为学生开设实验课的目的十分明确。在斯坦福大学，DouglasD，Osheroff教授特意在黑板上写下“GOAL：Learn how to do Physics，not specifictechnique，”意思是说要通过物理实验使学生懂得如何去研究物理问题，而不是只局限在知识的传授和技能的训练范围内。这给了我们很大的启示，我们应该更加充分地认识到物理实验教学的作用和性质，在实验教学中树立更高的目标。在我国部分高校的物理实验教学中，其实验仪器往往由实验室技术人员提前备好，实验时由学生被动地按照规定好的步骤与方法进行，然后计算结果。学生往往进行的是美国人称之为“COOK”实验，即像照着菜单煮饭一样，学生按照老师安排好的程序和结构进行实验，为了使实验具有精确性，学生不能过于随意，不能有创造性。可见，我们对于学生独立探索的训练有欠缺，学生只是简单模仿，真正自己动脑动手较少，这样的教学理念与方法不利于学生创新性思维能力的培养。

二、教学模式

美国学生的实验动手意识和能力普遍较强。物理实验课的教学过程大体上分为三个阶段：第一是基础训练阶段，学生主要进行基本实验技能、基础实验方法和基本实验仪器使用的学习和训练，该阶段主要由助教和工程技术人员来指导；第二是教师指导性阶段，主要由教师指导学生利用基础阶段已掌握的基本知识和技能，学习和掌握一些高一层次的物理思想、物理模型、物理方法和物理实验。教师的任务是引导和启发学生通过具体的物理实验来学会如何剖析实验问题、如何制定最佳实验方案，并给学生留下了很多启发性和能够开阔视野的思路和问题：第三是学生的设计性实验阶段。学生需要独立进行实验方案的设计、实验仪器的选配、实验结果的分析和对实验问题的进一步研究。有些实验专题可以是个人独立完成或是由几个学生组成小组来完成的，整个实验阶段学生是主角。

我国高校的物理教学已经初步建立起从易到难、从简单到综合、从注重传授知识到注重创新能力培养，循序渐进、逐级提高的物理实验三级教学课程体系。一级实验为基本物理量的测量和基本仪器的使用，主要为预备性、基础性实验。二级实验为实验测量方法和常用物理量的测量，主要内容为提高性实验。三级实验为实验技术和实验规律的学习，主要内容为综合性、设计性实验。尽管在体系建立方面我国高校已经初现规模，但教师在指导过程中仍然过分重视实验认知性结果的正确性，常常忽略学生的过程性体验，而这正是美国高校实验教学所推崇的。我们要善于将这些所谓的“正确方法”用“为什么”、“怎么做”、“做什么”等进行设问，从中创设实验方法的问题情景，启发探究欲望。甚至教师可以有意识地在教学过程中设置问题、制造错误，让学生在师生共同探索过程中培养和发展自己的个性和创新能力。

三、教学内容

针对一、二年级学生的实验内容，美国大学实验项目比国内综合性大学的普通物理实验要少。哈佛大学将这部分实验中的一些实验项目作为学生的家庭作业，带回家去完成。他们发给学生一个实验箱，里面装有各类工具及一些简单实验部件，如万用电表、电阻、电感、电容、米尺、激光笔等，还有一张附有实验指导资料的CD盘，学生可在家中完成一些简单实验。针对三、四年级学生的实验内容，每个学校各有特色，这与学校的科研方向密切相关。如麻省理工学院的高级实验课程中的实验项目，一个实验学生要做2～3周，每周6小时。对于这些较复杂的实验，实验报告要求也很严格。斯坦福大学三年级学生做的光学实验，要求学生按的格式写实验报告。这部分的实验内容比国内高校的近代物理实验内容要深，有很多反映学科前沿的实验。美国高校物理实验选修内容十分丰富，类型变化较多，涉及面较宽，为学生提供了许多可选择的学习机会。学生可根据专业需要和个人兴趣来选修物理实验。在美国，学校与教师都十分重视把最新的实验方法、测试技术和仪器设备引进实验教学之中，让学生及时地了解、接触和掌握新事物，并从低年级就开始接触到先进设备和技术，使学生体会到科技的进步和竞争。同时，为学生后续课程的学习及训练奠定了较高的起点和宽厚的基础。实验内容除了基本的力、光、电实验外，还有与专业相关的基础实验，例如：霍耳效应：麦克尔逊干涉仪；塞曼效应：光电效应；偏振光；衍射光栅；气体中的声速：带电耦合装置；介电常数：粘滞度测量；串联和并联谐振电路：Meade望远镜的组装和使用；类星体的发现；人造变星的光度测定；利用Starlink软件的CCD图像数字压缩技术：利用Starlink包对简单光谱进行分析等。这些设计实验使我们强烈感受到了科技发展跳动的脉搏。在麻省理工学院的“量子信息处理”实验， 斯坦福大学的“超流”实验，哥伦比亚大学的“混沌实验”、“镊子”实验和UCLA的一系列核物理实验对比之下，我们真正根据自己的特点来设计新实验的还比较少，因而各校的实验内容大同小异，缺乏特色，不够新颖。这些内容可以启示我们要进一步推进大学物理实验的近物化和科研化进程。

美国大学的教学内容是通过自编教材实验来体现的。内容中的实验操作步骤被有意识地粗略化，但是留给学生许多结合实验的思考题，目的是促使学生在实验前、实验中和实验后进行思考与创造。实验过程中有不清楚之处时，可以随时查阅实验室中仪器资料和实验设备说明书等参考文献。实验教材基本是自编的讲义，这与我国目前实验教材大多采用正式出版的书籍大不相同。究其原因， 是因为他们的教学方法与教学内容年年都改，因而不必要也不可能用正式出版的书籍。他们追求的是新颖、现代、有特色， 而不追求完整、系统、规范化。这种教学思想与我们有较大的差异。许多学校都强调教材不应像烹调书那样一步一步写得很清楚， 让学生按部就班去做， 这种培养操作工式的教学方法不利于人才的成长。我国传统的物理实验教学中，实验内容陈旧，传统、经典的实验多，体现现代科学技术的实验少；内容单一的实验多，

设计性、综合性的实验少，且多为验证性实验。并且教材改革滞后于当今经济发展和科技进步，诸如以信息技术、数控技术、遥感技术等高端科技已广泛应用到各个领域而且进入家庭，但有些高校的物理实验课程仍然开设黑白影像、电子管晶体管电路等。古老的传统教育要培养能适应自主创新形式下的创新型人才，必须更新实验内容，既要关注科技发展的前沿，又要考虑学生的专业实际，充实一些与现代生产联系密切的实用性实验，并且有一定比例的设计性和综合实验项目。即使学生开阔眼界，又能将物理理论与现代技术和生活融合起来，因此能充分调动学生的积极性和主动性，激发学生的自主创新精神。

四、现代化教学手段

计算机在美国高校物理实验教学中使用十分广泛。美国大学的近代物理实验中几乎100％都用计算机，而普通物理实验中约1/3使用计算机。有的学校写实验报告、批阅报告也都用计算机。大学中有许多为教学服务的CAI软件，质量很高，学生可以随时通过校园网络，提前进行实验预习；学生在实验学习中可以利用计算机进行实验仪器设备的控制、数据采集和处理等工作。实验报告也基本上是在计算机上完成的，并通过校园网络传递给教师；利用计算机模拟，开发高新科技相关的物理实验，进行仿真实验教学，开阔学生的眼界：用CAI介绍和模拟更新的实验方法、技能和实验应用等。从美国高校中可以体会到计算机技术和网络技术在教学中的普及和应用程度之高，已成为高等工程教育中不可缺少的重要工具。显然，我国高校物理实验的计算机使用比例远远偏低，这不能满足学生适应今后在信息社会的工作要求。可喜的是我们在这方面已经做出了有益的尝试，例如建立了仿真物理实验室，通过计算机网络把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书；将多媒体、CCD和录像等手段引入实验教学：建立物理实验教学网站，实行网络化教学。例如同济大学物理CAI中心就是网络和多媒体教学的结合产物，在实验教学中，中心以网络为载体，积极开发网络资源，使得网络这一现代化的教育资源在实验室的管理、实验室的开放式教学、学生学习的积极性提高和能力素质的培养等方面发挥了很好的作用。但计算机并非越多越好，因为许多基本的物理思想的掌握、物理现象的观察、操作能力的培养以及基本的数据处理的思路与能力等，都不能也不应由计算机来完全代替。美国各实验室的计算机使用十分方便，但他们也认为只有用了计算机能加深对物理原理的理解、对实验方法的掌握和对测量精度的提高时才用计算机，而让学生实际动手去观察真实的现象，学会基本的操作，仍然是十分必要的手段。

五、结语