聲速測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文
時(shí)間:2023-04-10 12:03:05
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篇1
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 大學(xué)生 影響
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是相對獨(dú)立的一門課程,也是我們理工科學(xué)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(dòng)手又要求動(dòng)腦,而且每次實(shí)驗(yàn)課的課前預(yù)習(xí)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告任務(wù)繁重,卻又有其獨(dú)特魅力吸引著我們熱愛做實(shí)驗(yàn)。我們知道物理知識(shí)已經(jīng)滲透進(jìn)各學(xué)科,物理的發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn)。我們工科學(xué)生不僅通過實(shí)驗(yàn)課了解必要的物理知識(shí),更通過物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐讓我們了解了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和鍛煉了我們的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本能力,同時(shí)也促進(jìn)了我們對物理知識(shí)的理解。本人的實(shí)驗(yàn)課經(jīng)歷了兩個(gè)學(xué)期從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)性試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)要求不斷提高中個(gè)人實(shí)驗(yàn)?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(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的理念談?wù)勗撜n程對大學(xué)生的影響。
1.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)有吸引力
一般的大學(xué)課程我們要不要學(xué),一個(gè)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(xué)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(gè)導(dǎo)致什么呢?學(xué)生容易不重視課堂效率,上課睡覺,看手機(jī)或做其他事情。特別是手機(jī)的強(qiáng)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(xué)質(zhì)量,但多少有了讓學(xué)生多了怠課的選擇。相對來講大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂方式吸引力要大許多,理由之一是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)每次課堂任務(wù)明確,按時(shí)完成需要學(xué)生課堂的專注,對教師來講規(guī)范課堂紀(jì)律也是容易的多。每次課堂我們首先擔(dān)心的是今天能否在正常的時(shí)間完成任務(wù)。再者,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手動(dòng)腦,也是吸引我們的原因。每個(gè)實(shí)驗(yàn)有著不同之處,有的有些微妙的調(diào)節(jié),比如我們剛學(xué)習(xí)了一個(gè)光拍法測量光速的實(shí)驗(yàn),理論上的光程和相位能夠理解,但在實(shí)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(shí)驗(yàn)中費(fèi)盡力氣。又比如在拉伸法測金屬絲的楊氏模量的實(shí)驗(yàn),通過光杠桿法測量微小長度變化時(shí),在望遠(yuǎn)鏡中找到像時(shí)是多少的興奮!同學(xué)們的認(rèn)真是真真的被實(shí)驗(yàn)吸引著。
2.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提高了學(xué)生們解決問題的能力
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(jì)算量大,有些直接計(jì)算麻煩,實(shí)驗(yàn)老師也許會(huì)給些建議給我們,但具體計(jì)算還得自己操作。在這個(gè)過程中我看到了很多同學(xué)采用了他們剛學(xué)的學(xué)科知識(shí)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(shí)也是對我們的學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用和進(jìn)一步學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)中我們還有遇到各種問題,比如光程如何測量更加準(zhǔn)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(xué)每個(gè)實(shí)驗(yàn)都是在面對和解決問題中完成實(shí)驗(yàn)的。比如在使用分光計(jì)測量三棱鏡的頂角時(shí)同學(xué)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(shí)驗(yàn)后期有同學(xué)提出現(xiàn)在望遠(yuǎn)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(xué)物理實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力
每個(gè)實(shí)驗(yàn)有明確的任務(wù),如何完成以及實(shí)驗(yàn)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(xué)們面對每個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)都要涉及到的。而每位同學(xué)的儀器是單獨(dú)的,獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)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(shí)記錄數(shù)據(jù)籠統(tǒng)的方式。而我們班上的一位同學(xué)提出異議,因?yàn)楦魅说牧憧潭葲]對齊的程度不一樣,在讀數(shù)時(shí)的如老師的方式會(huì)有錯(cuò)誤,他證明了自己的方法更有效。由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求對實(shí)驗(yàn)的誤差進(jìn)行定量分析,在實(shí)驗(yàn)過程中我們必定得找到引起誤差的因素,再在這個(gè)基礎(chǔ)上獲得數(shù)據(jù)。比如在測定氣體的熱導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)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(gè)是我們在實(shí)驗(yàn)中思考的。還有我們物理實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)儀器雖然有限,但同一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏龅膶?shí)驗(yàn)或測量的數(shù)據(jù)有多個(gè),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(gè)可以在試驗(yàn)中感受到為什么測量固體折射率不合適。
4.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)我們良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)每次課的目的明確,其始終貫穿著實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)求是。合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不僅體現(xiàn)在我們的實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)教師來講是可預(yù)測的還在于我們最終計(jì)算的是否有合理的結(jié)果。比如我們做的一個(gè)常規(guī)實(shí)驗(yàn):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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自我們的實(shí)驗(yàn),合理的記錄數(shù)據(jù)這時(shí)顯得尤為重要。當(dāng)然在實(shí)驗(yàn)過程中也曾有許多同學(xué)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(shí)驗(yàn)中不小心錯(cuò)過記錄真空時(shí)電壓和電流數(shù)據(jù)了,由于不想重新來一遍實(shí)驗(yàn),就自己造數(shù)字,結(jié)果回去后發(fā)現(xiàn)這個(gè)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(gè)所有數(shù)據(jù)。還有密立根油滴儀測油滴電荷的實(shí)驗(yàn)中,選擇合適的油滴非常重要,在實(shí)驗(yàn)中這個(gè)工作需要足夠的耐心。有同學(xué)急于結(jié)束實(shí)驗(yàn)任意選擇了油滴,結(jié)果數(shù)據(jù)根本沒法處理,因?yàn)檎`差過大。還有在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中顯微鏡朝一個(gè)方向移動(dòng),中間如果錯(cuò)過一組數(shù)據(jù)考慮到回程差的問題就得重新來一遍實(shí)驗(yàn),很多同學(xué)試著想回轉(zhuǎn)補(bǔ)回而不是重新實(shí)驗(yàn)結(jié)果可想而知。實(shí)驗(yàn)中老師言傳身教的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),我們在這個(gè)課上切身感受到。在實(shí)驗(yàn)中大到規(guī)范的實(shí)驗(yàn)過程,小到不確定度的有效數(shù)字位數(shù),都是有嚴(yán)格規(guī)定的。我們從中也體會(huì)到只有遵從這個(gè)原則才能做好實(shí)驗(yàn)。兩學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課程下來我們從實(shí)驗(yàn)表面的有趣被吸引到內(nèi)心里認(rèn)識(shí)到做物理實(shí)驗(yàn)就得認(rèn)真規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作,科學(xué)的記錄數(shù)據(jù)和撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
5.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)加深了我們對物理知識(shí)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(jì)算,需要我們有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。還有一個(gè)重要的原因:抽象難以理解。物理實(shí)驗(yàn)是物理理論的基礎(chǔ),理論的發(fā)展離不開物理實(shí)驗(yàn)。我們在實(shí)驗(yàn)過程中驗(yàn)證或者重復(fù)著前人的實(shí)驗(yàn)中不僅僅體會(huì)到物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn),更在實(shí)驗(yàn)中具體體會(huì)到各種物理知識(shí)。抽象的物理知識(shí)在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)有了具體體會(huì)。在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中減小或增大光程差牛頓環(huán)向內(nèi)縮進(jìn)或向外擴(kuò)長,我們在實(shí)驗(yàn)中有著非常深刻的體會(huì)。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(shí)驗(yàn)中我們更好的體會(huì)了光程和相位的聯(lián)系。至于駐波的特點(diǎn)在聲速的測量中我們有著明確的認(rèn)識(shí)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)有著實(shí)驗(yàn)原理,而這些原理具體在我們實(shí)驗(yàn)中所扮演的角色與那些數(shù)字有關(guān),這是我們每個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中我們有了很具體的認(rèn)識(shí)。
6.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)讓我們體會(huì)到了物理學(xué)對人類生活的影響
物理學(xué)歷來是人類物質(zhì)文明發(fā)展的基礎(chǔ)和動(dòng)力,歷史上每一次的物理理論的進(jìn)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(shí)代以及由量子力學(xué)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(xué)的關(guān)系?我們不能認(rèn)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(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證著前人的實(shí)驗(yàn)也是對客觀世界的認(rèn)識(shí),同時(shí)在解決各種問題的過程也是物理知識(shí)的應(yīng)用。比如聲速的測量采用了聲波發(fā)射器和信號(hào)接收器將聲信號(hào)電信號(hào)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(dá)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(hào)轉(zhuǎn)換成直觀的圖像儀器。我們從實(shí)驗(yàn)中更加體會(huì)今天的理論是明天的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。物理學(xué)與社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān)這并不是曾經(jīng)的事情,而是一直會(huì)影響著我們的生活。而且將會(huì)以更快的速度對我們社會(huì)的文明帶來影響。
7.結(jié)束語
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)其科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,鍛煉了我們的實(shí)驗(yàn)技能,提高了我們觀察分析及設(shè)計(jì)等能力。在實(shí)驗(yàn)過程中我們的耐心和規(guī)范得到了鍛煉和考驗(yàn)。在這里的所列舉的對我們大學(xué)生的影響可能不能都涵蓋到,每點(diǎn)也是以我們的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為例總結(jié)的,但無可否認(rèn)這是一門帶來不一樣體驗(yàn)的課程。也許有許多同學(xué)在實(shí)驗(yàn)課時(shí)因?yàn)榉敝氐娜蝿?wù)有所抱怨,但實(shí)驗(yàn)中的示范和監(jiān)督讓我們學(xué)會(huì)高標(biāo)準(zhǔn)的對待該課程。實(shí)驗(yàn)和報(bào)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(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)打下了好的基礎(chǔ)。物理是充滿魅力的,實(shí)驗(yàn)是其基礎(chǔ)。理論的學(xué)習(xí)讓我們因其深?yuàn)W感到有些無力,但實(shí)驗(yàn)的趣味吸引著我們,讓我們對物理有了重新的認(rèn)識(shí):科技是理論的應(yīng)用,物理與社會(huì)的發(fā)展密不可分。物理不僅因?yàn)閷?shí)驗(yàn)而精彩,更因其理論的應(yīng)用改變著我們的生活而生機(jī)無限。
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