聲速的測量實驗報告

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇聲速的測量實驗報告，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞：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習和課后撰寫實驗報告任務繁重，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滲透進各學科，物理的發展離不開實驗。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。本人的實驗課經歷了兩個學期從基礎實驗到設計性試驗，實驗要求不斷提高中個人實驗能力也在成長。本文將結合自己的感受針對目前提高學生科學素養的理念談談該課程對大學生的影響。

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也與課程如何考核有關。普遍來講大學課程的考核與每節課的效率關系不大，也就是這節課聽懂沒有與考核關聯不大。這個導致什么呢？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讓課堂充滿競爭，雖然老師采取多種做法提高課堂教學質量，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明確，按時完成需要學生課堂的專注，對教師來講規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。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，有的有些微妙的調節，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節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據。在處理數據過程中有些數據多計算量大，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據，比如使用Excel或C語言編程來處理數據。在數據處理中我們不但提高處理數據的能力同時也是對我們的學科知識的應用和進一步學習。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；我的讀數如何更加穩定，這樣的條件是否能夠記錄數據等等，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節成像原理簡單但雙面鏡正反面成像的調節很難完成，實驗后期有同學提出現在望遠鏡外觀察成像再具體調節大大提高了調節效率。

3.大學物理實驗激發了學生發現問題的能力

每個實驗有明確的任務，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，數據如何處理，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，有比較就有發現。比如，在顯微鏡的讀數問題上，我們的老師給了我們關于顯微鏡在沒有完全零刻度對齊的問題時記錄數據籠統的方式。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，再在這個基礎上獲得數據。比如在測定氣體的熱導率實驗中我們發現鎢絲的阻值不同對結果的影響較大，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，但同一個實驗能做的實驗或測量的數據有多個，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.大學物理實驗培養我們良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風

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據必須事實求是。合理的實驗數據不僅體現在我們的實驗對實驗教師來講是可預測的還在于我們最終計算的是否有合理的結果。比如我們做的一個常規實驗：氣體熱導率的測量，使用外推截距法獲得的數據稍有差別將對最終的熱導率的求解影響是非常大的。而外推法的實驗數據來自我們的實驗，合理的記錄數據這時顯得尤為重要。當然在實驗過程中也曾有許多同學想自己篡改數據蒙混過關，但最終有著“偷雞不成蝕把米”的感受。比如也是在氣體熱導率的實驗中不小心錯過記錄真空時電壓和電流數據了，由于不想重新來一遍實驗，就自己造數字，結果回去后發現這個造數字工作量也很大，不合理的數據一不小心就壞了整個所有數據。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。有同學急于結束實驗任意選擇了油滴，結果數據根本沒法處理，因為誤差過大。還有在牛頓環實驗中顯微鏡朝一個方向移動，中間如果錯過一組數據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補回而不是重新實驗結果可想而知。實驗中老師言傳身教的嚴謹的科學作風，我們在這個課上切身感受到。在實驗中大到規范的實驗過程，小到不確定度的有效數字位數，都是有嚴格規定的。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心里認識到做物理實驗就得認真規范的實驗操作，科學的記錄數據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學基礎。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，理論的發展離不開物理實驗。我們在實驗過程中驗證或者重復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。在牛頓環實驗中減小或增大光程差牛頓環向內縮進或向外擴長，我們在實驗中有著非常深刻的體會。至于他們間的關系就能更好的理解清楚。關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系。至于駐波的特點在聲速的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字有關，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文明發展的基礎和動力，歷史上每一次的物理理論的進步都帶給人類物質文明的巨大飛躍。比如電磁場理論的建立開創了人類的無線電時代以及由量子力學引起的微電子產業為人類生活帶來了空前的改變。人們在享受這些物質文明的過程中能不能理解這些科技和物理學的關系？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用。比如聲速的測量采用了聲波發射器和信號接收器將聲信號電信號的相互轉換；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業應用的基礎。物理學與社會的發展息息相關這并不是曾經的事情，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計等能力。在實驗過程中我們的耐心和規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容為例總結的，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有所抱怨，但實驗中的示范和監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范中我們的收獲應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。物理是充滿魅力的，實驗是其基礎。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：科技是理論的應用，物理與社會的發展密不可分。物理不僅因為實驗而精彩，更因其理論的應用改變著我們的生活而生機無限。

參考文獻：

[1]竺江峰，魯曉東，夏雪琴. 大學物理實驗教程[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[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.

第2篇

關鍵詞：物理實驗；美國大學；教學模式

一、教學理念

美國大學十分重視教育觀念的更新，教師的物理實驗教學方法很活。這與美國教育中鼓勵冒尖、創新、標新立異是分不開的。教師主要是提出問題、啟發思路和引導爭論，絕不“抱”著學生走。物理實驗的目的不只是教學生使用各種儀器設備，也不僅是讓學生學會一些實驗的方法與手段，而是讓學生在實驗中既動手又動腦，通過實踐真正掌握物理規律的真諦，學會用實驗方法去檢驗理論。美國大學為學生開設實驗課的目的十分明確。在斯坦福大學，DouglasD，Osheroff教授特意在黑板上寫下“GOAL：Learn how to do Physics，not specifictechnique，”意思是說要通過物理實驗使學生懂得如何去研究物理問題，而不是只局限在知識的傳授和技能的訓練范圍內。這給了我們很大的啟示，我們應該更加充分地認識到物理實驗教學的作用和性質，在實驗教學中樹立更高的目標。在我國部分高校的物理實驗教學中，其實驗儀器往往由實驗室技術人員提前備好，實驗時由學生被動地按照規定好的步驟與方法進行，然后計算結果。學生往往進行的是美國人稱之為“COOK”實驗，即像照著菜單煮飯一樣，學生按照老師安排好的程序和結構進行實驗，為了使實驗具有精確性，學生不能過于隨意，不能有創造性。可見，我們對于學生獨立探索的訓練有欠缺，學生只是簡單模仿，真正自己動腦動手較少，這樣的教學理念與方法不利于學生創新性思維能力的培養。

二、教學模式

美國學生的實驗動手意識和能力普遍較強。物理實驗課的教學過程大體上分為三個階段：第一是基礎訓練階段，學生主要進行基本實驗技能、基礎實驗方法和基本實驗儀器使用的學習和訓練，該階段主要由助教和工程技術人員來指導；第二是教師指導性階段，主要由教師指導學生利用基礎階段已掌握的基本知識和技能，學習和掌握一些高一層次的物理思想、物理模型、物理方法和物理實驗。教師的任務是引導和啟發學生通過具體的物理實驗來學會如何剖析實驗問題、如何制定最佳實驗方案，并給學生留下了很多啟發性和能夠開闊視野的思路和問題：第三是學生的設計性實驗階段。學生需要獨立進行實驗方案的設計、實驗儀器的選配、實驗結果的分析和對實驗問題的進一步研究。有些實驗專題可以是個人獨立完成或是由幾個學生組成小組來完成的，整個實驗階段學生是主角。

我國高校的物理教學已經初步建立起從易到難、從簡單到綜合、從注重傳授知識到注重創新能力培養，循序漸進、逐級提高的物理實驗三級教學課程體系。一級實驗為基本物理量的測量和基本儀器的使用，主要為預備性、基礎性實驗。二級實驗為實驗測量方法和常用物理量的測量，主要內容為提高性實驗。三級實驗為實驗技術和實驗規律的學習，主要內容為綜合性、設計性實驗。盡管在體系建立方面我國高校已經初現規模，但教師在指導過程中仍然過分重視實驗認知性結果的正確性，常常忽略學生的過程性體驗，而這正是美國高校實驗教學所推崇的。我們要善于將這些所謂的“正確方法”用“為什么”、“怎么做”、“做什么”等進行設問，從中創設實驗方法的問題情景，啟發探究欲望。甚至教師可以有意識地在教學過程中設置問題、制造錯誤，讓學生在師生共同探索過程中培養和發展自己的個性和創新能力。

三、教學內容

針對一、二年級學生的實驗內容，美國大學實驗項目比國內綜合性大學的普通物理實驗要少。哈佛大學將這部分實驗中的一些實驗項目作為學生的家庭作業，帶回家去完成。他們發給學生一個實驗箱，里面裝有各類工具及一些簡單實驗部件，如萬用電表、電阻、電感、電容、米尺、激光筆等，還有一張附有實驗指導資料的CD盤，學生可在家中完成一些簡單實驗。針對三、四年級學生的實驗內容，每個學校各有特色，這與學校的科研方向密切相關。如麻省理工學院的高級實驗課程中的實驗項目，一個實驗學生要做2～3周，每周6小時。對于這些較復雜的實驗，實驗報告要求也很嚴格。斯坦福大學三年級學生做的光學實驗，要求學生按的格式寫實驗報告。這部分的實驗內容比國內高校的近代物理實驗內容要深，有很多反映學科前沿的實驗。美國高校物理實驗選修內容十分豐富，類型變化較多，涉及面較寬，為學生提供了許多可選擇的學習機會。學生可根據專業需要和個人興趣來選修物理實驗。在美國，學校與教師都十分重視把最新的實驗方法、測試技術和儀器設備引進實驗教學之中，讓學生及時地了解、接觸和掌握新事物，并從低年級就開始接觸到先進設備和技術，使學生體會到科技的進步和競爭。同時，為學生后續課程的學習及訓練奠定了較高的起點和寬厚的基礎。實驗內容除了基本的力、光、電實驗外，還有與專業相關的基礎實驗，例如：霍耳效應：麥克爾遜干涉儀；塞曼效應：光電效應；偏振光；衍射光柵；氣體中的聲速：帶電耦合裝置；介電常數：粘滯度測量；串聯和并聯諧振電路：Meade望遠鏡的組裝和使用；類星體的發現；人造變星的光度測定；利用Starlink軟件的CCD圖像數字壓縮技術：利用Starlink包對簡單光譜進行分析等。這些設計實驗使我們強烈感受到了科技發展跳動的脈搏。在麻省理工學院的“量子信息處理”實驗， 斯坦福大學的“超流”實驗，哥倫比亞大學的“混沌實驗”、“鑷子”實驗和UCLA的一系列核物理實驗對比之下，我們真正根據自己的特點來設計新實驗的還比較少，因而各校的實驗內容大同小異，缺乏特色，不夠新穎。這些內容可以啟示我們要進一步推進大學物理實驗的近物化和科研化進程。

美國大學的教學內容是通過自編教材實驗來體現的。內容中的實驗操作步驟被有意識地粗略化，但是留給學生許多結合實驗的思考題，目的是促使學生在實驗前、實驗中和實驗后進行思考與創造。實驗過程中有不清楚之處時，可以隨時查閱實驗室中儀器資料和實驗設備說明書等參考文獻。實驗教材基本是自編的講義，這與我國目前實驗教材大多采用正式出版的書籍大不相同。究其原因， 是因為他們的教學方法與教學內容年年都改，因而不必要也不可能用正式出版的書籍。他們追求的是新穎、現代、有特色， 而不追求完整、系統、規范化。這種教學思想與我們有較大的差異。許多學校都強調教材不應像烹調書那樣一步一步寫得很清楚， 讓學生按部就班去做， 這種培養操作工式的教學方法不利于人才的成長。我國傳統的物理實驗教學中，實驗內容陳舊，傳統、經典的實驗多，體現現代科學技術的實驗少；內容單一的實驗多，

設計性、綜合性的實驗少，且多為驗證性實驗。并且教材改革滯后于當今經濟發展和科技進步，諸如以信息技術、數控技術、遙感技術等高端科技已廣泛應用到各個領域而且進入家庭，但有些高校的物理實驗課程仍然開設黑白影像、電子管晶體管電路等。古老的傳統教育要培養能適應自主創新形式下的創新型人才，必須更新實驗內容，既要關注科技發展的前沿，又要考慮學生的專業實際，充實一些與現代生產聯系密切的實用性實驗，并且有一定比例的設計性和綜合實驗項目。即使學生開闊眼界，又能將物理理論與現代技術和生活融合起來，因此能充分調動學生的積極性和主動性，激發學生的自主創新精神。

四、現代化教學手段

計算機在美國高校物理實驗教學中使用十分廣泛。美國大學的近代物理實驗中幾乎100％都用計算機，而普通物理實驗中約1/3使用計算機。有的學校寫實驗報告、批閱報告也都用計算機。大學中有許多為教學服務的CAI軟件，質量很高，學生可以隨時通過校園網絡，提前進行實驗預習；學生在實驗學習中可以利用計算機進行實驗儀器設備的控制、數據采集和處理等工作。實驗報告也基本上是在計算機上完成的，并通過校園網絡傳遞給教師；利用計算機模擬，開發高新科技相關的物理實驗，進行仿真實驗教學，開闊學生的眼界：用CAI介紹和模擬更新的實驗方法、技能和實驗應用等。從美國高校中可以體會到計算機技術和網絡技術在教學中的普及和應用程度之高，已成為高等工程教育中不可缺少的重要工具。顯然，我國高校物理實驗的計算機使用比例遠遠偏低，這不能滿足學生適應今后在信息社會的工作要求。可喜的是我們在這方面已經做出了有益的嘗試，例如建立了仿真物理實驗室，通過計算機網絡把實驗設備、教學內容、教師指導和學生的操作有機地融合為一體，形成了一部活的、可操作的物理實驗教科書；將多媒體、CCD和錄像等手段引入實驗教學：建立物理實驗教學網站，實行網絡化教學。例如同濟大學物理CAI中心就是網絡和多媒體教學的結合產物，在實驗教學中，中心以網絡為載體，積極開發網絡資源，使得網絡這一現代化的教育資源在實驗室的管理、實驗室的開放式教學、學生學習的積極性提高和能力素質的培養等方面發揮了很好的作用。但計算機并非越多越好，因為許多基本的物理思想的掌握、物理現象的觀察、操作能力的培養以及基本的數據處理的思路與能力等，都不能也不應由計算機來完全代替。美國各實驗室的計算機使用十分方便，但他們也認為只有用了計算機能加深對物理原理的理解、對實驗方法的掌握和對測量精度的提高時才用計算機，而讓學生實際動手去觀察真實的現象，學會基本的操作，仍然是十分必要的手段。

五、結語