《材料物理实验》课程实验教学大纲
课程编号： | B1703071S | 课程名称： | 材料物理实验 |
课内总学时： | 32 | 实验学时学时： | 32 |
实验类别：□通识基础 □学科基础 █专业基础 □专业
一、实验课程目的和任务
性质：“材料物理实验”是材料物理专业的一门重要的专业基础必修课，该课程是对材料物理专业学生进行材料的物理性能测试和物理方法制备材料基本训练的一门独立设设置必修课程。
目的和任务：本课程要求学生学习并掌握与现代物理前沿课题密切相关的实验内容，熟悉科研工作的一般方法与思想。通过一些功能材料制备与结构性能的测量，了解材料基本制备手段，了解材料制备过程对材料微观结构与形貌的影响，掌握材料的部分物理性能的基本测试方法。通过本课程教学，使学生熟悉科研工作的一般方法与研究思想，培养良好的科研素质和习惯以及严谨的科学作风。
二、实验内容、学时分配及基本要求
序号 | 实验项目名称 | 学时 | 实验内容及要求 | 开出 组数 | 每组人数 | 实验 类型 | 选 做 | 必 做 | 备注 |
1 | 光电效应测定普朗克常数 | 4 | 内容：测量光电流与光强及截止电压的关系；测量截止电压与光的频率的关系。 要求：了解光电效应的基本规律，验证爱因斯坦光电效应方程；掌握用光电效应法测定普朗克常数。 | 4 | 2 | 综合 | √ | 参见附录1 | |
2 | 密立根油滴实验测定电子电荷 | 4 | 内容：用电视显微测量读取数据；测定基本电荷的大小。 要求：学会使用密立根油滴仪测定电子电荷e，并验证电荷的不连续性；学会了解CCD图像传感器的原理与应用；学会电视显微测量方法。 | 4 | 2 | 验证 | √ | ||
3 | 电介质介电常数的测量 | 4 | 内容：用电桥法测定固体介质介电常数；统计法测定介电常数空气介电常数。 要求：掌握固体相对介电常数的测量原理和方法；掌握空气介电常数的测量原理和方法。 | 4 | 2 | 验证 | |||
4 | 功能材料铁磁性质的测量 | 4 | 内容：测量软磁和硬磁的“矫顽力”和“剩磁”；显示磁滞回线和基本磁化曲线。 要求：学会用示波器测量铁磁物质的磁滞回线和基本磁化曲线；掌握铁磁物质的磁化过程，了解“矫顽力”和“剩磁”等概念。 | 4 | 2 | 验证 | √ | ||
5 | 溶胶凝胶法制备固溶体材料 | 8 | 内容：学习溶胶凝胶法制备固溶体材料的原理和方法。 要求：按所制材料的化学配比称取药品，配制先驱液，通过溶胶凝胶法制备固溶体材料，了解该方法原理。 | 1 | 4 | 验证 | √ | ||
6 | 水热法制备纳米功能材料 | 8 | 内容：水热法制备纳米功能材料，通过调节参数控制纳米材料的形貌。 要求：学会水热法制备纳米功能材料的基本思路和方法。掌握水热法的基本流程。学会和了解水热法各种控制参量，并通过参量的控制来控制材料的形貌。 | 1 | 4 | 验证 | √ | ||
7 | 利用迈克尔逊干涉仪测透明介质厚度 | 4 | 内容：调节迈克尔逊干涉仪，观察白光干涉现象。 要求：学会一种测量透明薄片厚度或折射率的方法；进一步了解光的干涉现象及其形成条件；学会调节光路的方法。 | 4 | 2 | 验证 | √ | ||
8 | 利用等厚干涉测定液体的折射率 | 4 | 内容：观察牛顿环的等厚干涉现象，掌握测定液体的折射率的原理和方法。 要求：学会调节读数显微镜，掌握等厚干涉测定液体的折射率的原理和方法。 | 4 | 2 | 验证 | √ |
三、考核及实验报告
（一）考核
本课程为独立设课、独立考核。根据实验纪律、实验预习、实验操作和实验报告综合评定。实验成绩为：优秀、良好、中等、及格、不及格。具体比例实验纪律、态度和预习（10%），平时实验报告成绩（50%），平时实验操作成绩（40%）。
（二）实验报告
实验报告的内容：实验报告内容包括原始数据记录表（有教师签名）、实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验步骤、实验数据表格与数据处理、实验结果与讨论和教师批改成绩及日期等。实验报告以文本形式递交。
实验报告的要求：实验报告要求书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。
四、主要仪器设备
光电效应实验仪、密立根油滴仪、介电常数测试仪、迈克尔逊干涉仪、磁滞回线实验仪、读数显微镜、磁力搅拌器、管式炉、水热釜、烘箱。
五、参考书
[1] 霍剑青，《大学物理实验》（1－4册），北京：高等教育出版社，2001、2002
[2] 吴思诚、王祖铨，《近代物理实验》，北京：高等教育出版社，2005
[3] 黄昆，韩汝琦《固体物理学》，，高等教育出版社，2000年
[4] 钟维烈，《铁电体物理学》，科学出版社，2000年
[5] 方俊鑫，殷之文，《电介质物理学》，科学出版社，2000年
[6] 杨邦朝，王文生，《薄膜物理与技术》，电子科技大学出版社，2000年
[7] 李树棠，《晶体X射线衍射学基础》，冶金工业出版社，1990年
[8] 张克从，张东惠，《晶体生长科学与技术》，科学出版社，1997年
执笔人：毛巍威 审核人：李兴鳌 实验院长：
编写完成时间： | 2016/10/9 |
附录1：
《光电效应测定普朗克常数》综合性实验大纲
一、实验目的
1.了解光电效应的基本规律，验证爱因斯坦光电效应方程。
2.掌握用光电效应法测定普朗克常数的实验方法。
3.通过光电效应实验，加深对光的量子性的理解。
二、实验内容
测量光电流与光强及截止电压的关系；测量截止电压与光的频率的关系。
三、实验要求
了解光电效应的基本规律，验证爱因斯坦光电效应方程；掌握用光电效应法测定普朗克常数
四、实验报告
有原始数据，实验名称、实验目的、实验所需仪器、实验原理、实验步骤、实验数据处理等。
五、思考题
1.反向电流是怎样形成的？它对截止电压的测量有何影响？
2.由截止电压与入射光频率的关系，能否确定出阴极材料的逸出功？
3.实验中存在哪些可能的误差来源？实验中是如何解决这些问题的？
