第1章 绪论

1.1 物理实验课的目的与任务

物理学是一门实验科学，任何物理现象、物理概念、物理定律都是建立在实验基础之上的。随着科学技术的进步，当今物理实验综合了科学技术的成就，发展形成了自身的科学体系，成为系统性较强的独立学科——实验物理学。物理实验在物理学这座宏伟的科学大厦中占有十分重要的地位和作用，物理学的发展历史表明，物理学的发展是在实验和理论两方面相互推动和密切结合下进行的。

人们要揭示宇宙的奥妙，探索物质的存在形式、运动规律及相互作用，首先要进行的就是物理实验。牛顿创立万有引力定律，并不是从一次苹果落地而悟出的道理，而是通过无数次观测实验和研究，并在总结大量前人研究成果的基础上所得出的结论。伽利略在著名的比萨斜塔上所做的自由落体实验否定了亚里士多德的“落体的速度与重量成正比”的错误结论，得出了在同地点，不同的物体具有相同的重力加速度这一科学论断。我们周围的空间不仅有上述引力相互作用的引力场，而且还存在着电磁相互作用的电磁场，我们日常所熟悉的光就是波长在一定范围内的电磁场。

大学物理实验课与大学物理理论课一起构成了高等学校工科学生必修的基础物理学知识统一的整体。理论课主要注重对物理概念、物理规律的讨论和学习，训练学生的理论思维方法；实验课则主要以实际动手实验为教学手段，对学生进行全面而系统的实验方法和实验技能训练。它们具有同等重要的地位，具有深刻的内在联系。

2008年国家教育部颁布的《理工科大学物理实验课教学基本要求》，明确了本课程的教学任务是：使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解科学实验的主要过程和基本方法，为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。其具体任务是：

（1）通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解。

（2）培养和提高学生的科学实验能力。包括：

① 能够通过阅读实验教材或资料，做好实验前的准备。

② 能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。

③ 能够运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断。

④ 能够正确记录和处理实验数据，绘制曲线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。

⑤ 能够完成简单的具有设计性内容的实验。

（3）培养和提高学生科学实验的作风和素养。

主要是理论联系实际、实事求是的工作作风，一丝不苟、严肃认真的工作态度，积极主动的探索精神，遵守纪律、团结协作、爱护公共财物的优良品德。比如，伦琴在研究阴极射线的时候，偶然观察到阴极射线管附近的荧光板发光，正是他实事求是、一丝不苟、严肃认真的工作作风，才使他认识到了X射线的存在；开普勒（Kapler）在其老师第谷大量的天文观测资料（700多颗星体）的基础上，经过近二十多年的不懈研究、分析计算，才总结出了行星三大定律。在近现代物理学研究中，如果一位物理学工作者没有高度的合作精神，他是很难取得成就的。