电子特性物理实验论文[定稿]

第一篇：电子特性物理实验论文[定稿]

电子特性专题论文

大学物理实验

电子特性专题实验小结及感想 内容摘要：

电子特性专题包括三个实验：用密里根油滴仪测量电子电量，金属电子逸出功的测定以及电子在电场磁场中的运动及电子比荷的测定。实验1主要任务是观察并控制带电油滴在电场中的运动，测量油滴所带电量，测定电子的电荷值，并验证电荷的不连续性：实验2主要任务是测量阴极温度，测量电子发射电流，用理查逊直线法测量电子逸出功：实验3主要任务是观察调节电聚焦和磁聚焦，测量电子比荷，计算偏转灵敏度和偏转因数。本文主要讨论实验中遇到的问题及解决方法，及其感悟体会。关键词：

电子，逸出功，比荷，电聚焦，磁聚焦，偏转灵敏度，偏转因数 专题背景：

电子于1987年由英国著名物理学家约翰汤姆逊发现，1909年开始美国物理学家密立根做了著名的油滴实验，测量了电子电荷、电子的质量，电子的荷质比，而且确定了电子电荷是电量的最小单位。

电子的质量很小，因此它有很大荷质比，其值是氢离子荷质1840倍，比其他元素的特别是重元素的荷质比就更大的多。荷质比大，电子束在电磁场中容易被聚焦、偏转和加速。利用这些性能可以执行各种复杂的任务，制成性能优越的各种电子数器件和设备。

本专题从识别电子的基本属性，即测定电子的电荷入手，然后进一步研究电子的发射，电子在电场和磁场中的运动情况，从而对电子的特性有一个整体的认识。

实验一：用密立根油滴仪测量电子电量：

通过本次实验我们要观察并控制带电油滴在电磁场中的运动，测量油滴所

带电量，测定电子电荷量并验证电荷的不连续性。

实验过程：

（1）仪器调节

（2）油滴观察与运动控制

（3）正式测量

实验注意事项：

（1）每次计时后，及时控制油滴不要丢失，眼睛离开显微镜时一定使油

滴静止，油滴升级运动时必须不停地注视以免油滴跑得太高或太低，以致逃出视野甚至消失。若停止观察时间过长，则应把油滴稳定在电源上部，不可停止观察太久。

（2）油滴选定之后应及时关闭电极进油口，再开始正式测量。

（3）适当延长观察平衡状态的时间。

（4）每一次测量都要记录平衡电压值。

通过实验得到以下结果：

e=1.62×10^(-19)C,相对误差1.25%，并验证了电荷的不连续性。实验二:金属电子逸出功的测定：

这次实验我们需要测量阴极温度，测量热电子发射电流，用理查逊直线法测量电子逸出功。

实验过程：

（1）连接电路，预热十分钟。

（2）理想二极管灯丝电流从0.50-0.80A之间变化，根据灯丝电流与温度

关系对照表选择电流进行测量。

（3）测量不同电压下的阳极电流。

理查逊直线法：对理查逊—杜西曼公式两边同除以T2再取对数即测lg(I/T2)与1/T成线性关系，求出直线的斜率即可求出电子的逸出电位二不必再测

量A和S。

实验结果：

计算出电子逸出功为4.79ev，相对误差5.5%

实验三：电子在电磁场中的运动及电子比荷的测定

实验过程：

（1）观察调节显示亮度

（2）观察调节电聚焦

（3）观察调节磁聚焦

（4）测量电子比荷

（5）测量偏转灵敏度和偏转因数

实验结果：经计算得电子比荷为1.21×10^11C/Kg，x方向偏转灵敏度0.10cm/V,偏转因数9.93V/cm，y方向偏转灵敏度0.08V/cm，偏转因数

6.45V/cm.实验小结及感想：

电子特性专题实验中的每个实验都有着严格的操作步骤，要求学生要细心耐心地做完每个实验。同时各个实验又有所侧重，比如“用密立根油滴仪测量电子电量”实验，就特别重视操作，如果操作不熟练，实验现象就出不来；“金属电子逸出功的测定”实验虽然操作比较简单，但数据处理比较繁琐，要有耐心。“电子在电磁场中的运动及电子比荷的测定”实验，操作难度和数据处理难度介于前面两个实验之间。这样每个实验都比较均衡。老师说这三个实验中有两个已经获得过诺贝尔奖，今天我们重温这些著名的实验，不仅应该了解实验所用的基本方法，更要借鉴与学习科学家的实验思想，精湛的实验设计和严谨的科学作风，从而更好地提高我们的实验素质和能力。

参考文献：

1.《大学物理实验》北京交通大学编

2北京交通大学大学物理实验教务系统网络资源

第二篇：电子特性实验总结报告

电子特性实验总结报告

经过三周的实验,自己进行了一系列的预习实践最终完成了三个电子特性实验。通过对《用密立根油滴仪测量电子电量》 《金属电子逸出功的测定》 《电子在电场磁场中的运动及电子比荷的测定》实验的学习和操作，我对电子特性及其研究方法有了一定的认识。并且得到了一些关于物理实验的经验和总结。

摘要：从 1687 年牛顿发表《自然哲学的数学原理》，使得物理学成为一门精密的科学。作为实 验科学，物理学理论的建立无不依赖实验结果的总结或实验结果的检验。而在这其中，电子物 理又是未来发展的主导方向，实验又是其中必不可少的环节。通过对《用密立根油滴仪测量电 子电量》 《金属电子逸出功的测定》 《电子在电场磁场中的运动及电子比荷的测定》的学习和操 作，我们对电子特性及其研究方法得到了一定的认识。

关键词：电子，物理，实验，应用，方法

电子信息产业直接反映一个国家或地区的现代化程度和水平，是衡量一个国家综合国力和国际竞争力的重要标志，也是当今世界竞争最激烈、发展最迅速的基础性和战略性产业，能够成为世界电子信息产业强国也是我国21世纪发展的重大战略目标。

目前，集成电路产业、信息光电子器件产业和信息显示器件产业已成为信息技术领域的 三大支柱产业，极大地推动了国家经济的发展和社会文明的进步，今后还将以迅猛的速度向 前发展。在国家中长期科学和技术发展规划中，“新一代电子元器件及关键技术”列为我国制造业发展科技问题研究专题的16项优先主题之一，22－45nm 极大规模集成电路专用设备及关键技术列为我国制造业发展科技问题研究专题的6个重大专项之一，这些均与物理电子学学科紧密相关。信息光 电子器件产业和信息显示器件产业的发展，在很大程度上得益于物理电子学所提供的科学与 技术成果以及大批专业技术人才的支持。

从我国的需求来说，电子信息技术在我国经济、社会发展中占有极其重要的战略地位。我国的物质资源相对匮乏，重视电子信息资源的生产、利用和保护将显得尤其重要。所以大 力发展电子信息科学技术，可以为我国社会和经济改革的发展提供良好的环境，为推动传统 产业改造和在新军事变革中增加国防实力，使我国在未来国际竞争中处于较为有利的地位，使我们的国力实现跨越式的发展。在军用特种电子材料与器件、定向能武器、军用特种光电 子器件（红外传感与成像器件、微光夜视器件、军用平板显示器件、紫外探测器件等）等领域，电子和光子材料与器件的研究仍然占据有十分重要的地位，是我国国防现代化装备 的基础。集中优势力量解决国防现代化装备中急需的关键性基础材料与器件，对加强和提升 我国国防现代化水平具有十分重要的现实意义和战略意义。

物理学首先是一门实验科学，没有物理实验，就没有物理学的昨天、今天和明天。实验 是物理学理论的基础和源泉，也是物理学发展的动力，在物理学的发展中，实验起了决定性 的作用。

物理学概念的确立，物理学规律的发现，物理学理论的建立都有赖于实验，并受实验的 检验； 物理学中常常发生一些用不同的理论解释同一个问题的争论，实验往往会给某种理论 以有力的支持，只有实验才能对某种理论的正确性做出终审判决； 物理实验常常成为修正错 误的依据；物理实验往往成为发展理论的新起点；物理实验可以使假说成为科学的定论；实验可以纠正理论权威的某些不正确论断，导致新物理效应的发现； 粒子物理学的研究必须在 实验室里进行。

物理实验不仅促进了物理学自身的发展，而且在其它科学领域也有着重要的应用。在 生物学中，用物理实验的方法；在环境地理学中，用风洞这种模拟物理实验；在物理实验测 量中发展起来的技术方法，为研究地球和海洋内部结构提供了重要手段； 材料科学的研究也 离不开物理实验。

物理实验在应用学科迅速推广应用的例子也是数不胜数的，物理实验方法已经渗透到生 产技术乃至人类生活的一切领域。

物理实验不仅为物理学、一切自然科学和工程技术领域提供着硬件支持，而且向人类智慧提出了最深刻的挑战。

物理实验的卓越构思，不是一般意义上的技能和技巧，她是一种智慧、一种文化，是人 类创造性思维的宝贵财富。没有物理实验就没有物理学，就没有今天的人类文明。物理学在 今后的自身发展及推动自然科学、工程技术乃至人类文明的大步前进中，仍将不断经受着物 理实验激动人心的检验和挑战。

今天，人类社会已经进入了知识经济的崭新时代，培养智能型、创造型的高素质人才是 当今世界面临的共同课题。作为培养高级工程技术人才和研究人才的高等学校，不仅要使学 生具备比较深广的理论知识，而且要使学生具有从事科学实验的较强的能力。物理实验是学 生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后系统学习科学实验 知识和技能的开端，也是后续实验课程的基础。它在学生深入观察现象，建立合理的实验模型，定量研究变化规律，分析、判断实验结果的可信度，激发学生的想象力、创造力，培养和提高学生开展科学研究工作的素质和能力方面，具有重要的奠基作用。

物理实验课程所覆盖的知识面和包含的信息量，以及能够使学生完成的基本训练内容，是其它课程的实验环节难以比拟的。物理实验课程将为学生今后的学习、深造和工作奠定坚实的基础。物理实验对精神和物质的融合，物理实验的哲学思维、文化内涵和智慧光芒，将使学生终生受益。

作为一门独立的基础课程，大学物理实验具有独特的教学内容、教学方法、教学目的和课程任务。大学物理实验课程对学生能力和素质的培养不仅包含通常意义上的实验技能和操作技能，也包含实验过程中发现问题和解决问题的能力、综合分析能力、创造性思维能力、总结表达能力，还包含实验者的科学态度、求是精神、坚忍不拔的意志、追求真理的勇气及爱护实验仪器、节省实验材料的良好品德和科学习惯。这是其他课程不能完成，理论思维能力不能替代的。作为对学生系统地进行科学实验能力训练的开端和基础，大学物理实验课程的目的和任务是：

1．学习和掌握物理实验的基本知识

通过对物理实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习和掌握物理实验的基本知识、基本方法、基本技术；懂得如何运用实验方法去研究物理现象和规律，加深对物理学原理的理解；熟悉常用实验仪器的基本原理、结构性能、使用方法；学习物理实验中独特而巧妙的思维方法。

2．培养与提高我们学生的科学实验能力

（1）自学能力——能够自行阅读实验教材和参考资料，正确理解实验内容和实验原理，作好实验前的准备；对实验中出现的基本问题，能够通过查阅资料而得到解决。

（2）动手能力——能够借助实验教材或仪器说明书，正确地使用仪器和进行各种基本 操作；培养一定的动手操作能力，能够解决实验中的一般性技术问题，排除实验中的简单故 障；在一定的仪器设备条件下，通过努力，得出尽可能好的实验结果。

（3）观察能力——能够通过自身的感觉器官和它们的延伸物——实验仪器，捕捉实验 过程所呈现的各种现象，发觉实验现象的各种特征，通过对现象的观察和比较，获得全面的、本质的实验信息。

（4）分析能力——能够运用物理学理论和实验原理对实验现象和实验结果进行初步分 析、判断和解释；对各种因素可能引起的误差进行初步估计，对结果进行初步评价。

（5）表达能力——能够正确记录和处理实验数据，设计表格，绘制图线，描述实验现象，说明实验结果，撰写合格的实验报告。

（6）设计能力——对于简单问题，能够从研究对象或课题要求出发，查阅资料；依据 基本原理，设计实验方法，确定实验参数，选配实验仪器，拟定实验程序，合理地、有效地 安排测量方案和实验步骤。

3．培养与提高学生的科学实验素质

在物理实验课的学习和训练中，要培养学生实事求是、理论联系实际的科学作风，严肃 认真、一丝不苟、不怕困难、艰苦努力的科学态度，不断探索、大胆质疑、勇于创新的科学 精神，以及遵守纪律、团结协作、节约资源、爱护公物的优良品德。

物理实验课程将通过以上密切相关的三个方面，使学生不仅能在实验室里对自然界的基 本规律进行考察，同时又有机会吸取现代科学的最新营养，从而受到从实验能力、人文素质 到科学方法论的最全面的基本训练。

物理实验是在教师和教材的指导下，由学生独立进行的课程。为达到物理实验课程的 目的，完成物理实验课程的任务，必须充分发挥学生的主动精神，调动学生的学习积极性，自觉地、创造性地获得知识和技能。为此，应当高度重视物理实验课程具有的自身特殊性的 三个基本教学环节，即课前预习、实验过程和实验报告。

1．课前预习

课前预习是做好实验的关键。

一次实验课的时间有限，从熟悉仪器到测出数据，任务繁重。若课前不明确实验的目的、要求、原理和方法，不知道要测量哪些物理量、用什么仪器和怎样测量，不明确实验的思路和基本过程，不了解哪些地方是本次实验的重点应当特别注意，到上课时就不可能做好实验。可以肯定地说，实验能否顺利进行，能否获得预期的结果，在很大程度上取决于预习是否充分。因此，每次做实验之前必须预习，必须认真预习。

预习时主要阅读实验教材，必要时还需参考其它资料，以求基本掌握实验的整体概况，明确实验目的，弄懂实验原理，了解实验内容，知道实验步骤。对实验中使用的仪器和装置，要阅读教材中有关仪器部分，了解使用方法和注意事项。当然，如果有条件的话，在实验室 预习，才是最科学、最合理的方式。总之，要通过课前预习和思考，在脑海中形成一个初步 的实验方案，并在此基础上写出预习报告。预习报告的内容包括实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容和步骤以及数据记录和处理表格。表格的设计要清晰、明确、简 洁、规范。预习思考题有助于学生对实验原理的理解和对实验方法的掌握，在预习报告中也 应对其做出回答。

2．实验过程

实验过程是实验课的中心环节。在动手实验之前，要先认识和清点所用仪器、装置和器具，了解其主要功能、量程、级 别、操作方法和注意事项，不要急于测量。

实验时，要有目的、有计划地进行操作。

首先是布置、安装（或接线）和调试仪器。仪器的布局要合理，以方便操作和读数，特别要考虑到实验者和仪器的安全。合理选择仪器量程，严格遵守使用说明和操作规程，细致、耐心把仪器调整到最佳工作状态。在电磁学实验中，接线完毕后，学生应自己作一次检查，再请指导教师复查，确认正确无误后才能接通电源。

调试完毕后即可开始实验。起初可作探索性试验操作，粗略地观察一下实验过程，若无 异常现象，便可正式进行实验。如有异常现象，应立即切断电源，认真分析，仔细排查，并 向指导教师反映。待找出原因，排除异常后再开始进行实验。

测量时要把原始数据整齐地记录在预习时已经准备好的数据处理表格中，注意数据的有效数字和单位。不要用铅笔记录，也不要先草记在另外的纸上再誊写在数据表格中，这样容 易出错，况且这已经不再是第一手的“原始记录”了。如果记录的数据有错误，可用一条斜线 轻轻划掉，把正确的原始数据写在其旁，但不得涂改数据。要永远记住，原始数据是实验的 最珍贵资料。

经过这一次的物理实验我更进一步的锻炼了我的实践能力，这将为我以后的工作和学习积累的宝贵的经验和财富。

2011 年11月25日

参考资料：

《大学物理实验》 北京交通大学出版社 成正维 牛原 主编

第三篇：物理实验论文（推荐）

物理实验论文

两个学期的物理实验告终了，本人十分受益。虽然过程很坎坷，实验报告很繁琐，但是回头一想，那种过程真是十分的美妙，可以感受到在我们先前的伟大科学家们探索真理的过程和对追求真理的严谨态度，令人崇敬。

学理的人都知道，大学物理实验是高等院校理工专业的基础课程，目的在于培养学生掌握实验的基本理论，方法和基本操作的技巧；培养学生严谨的思维能力，创新和探索精神，特别是与现在科学技术发展相适应的能力；巩固和加深对课堂知识的理解。这对于我们将来处身社会从事实际工作有很重要的作用。

对于参与实验的我们，不得不分享我们进行实验的基本过程。首先，养成课前预习的良好习惯，能使实验事半功倍，赶上吃饭时间。实验时，为了在规定的时间内快速高效地完成实验，需要认真地预习，才能在课堂上更好地学习，收获更多，掌握更多。实验前，老师提前通知我们将要做的实验课题，然后我们自行预习，弄清所进行实验的总体过程，实验目的，实验原理，以及将使用的实验仪器。重要的是要认真阅读实验仪器的工作原理，性能，正确操作步骤，特别要注意那些可能对实验器材造成损伤的事项。然后认真做好预习报告，包括目的，原理，仪器，操作步骤，数据表格，思考题等。预习思考题是加深实验内容或对关键问题的理解，有助于提高实验质量。

其次，上课时，要认真听老师的预习指导和讲解，记下老师所讲的重点内容，避免实验是犯太多错误，影响实验时的情绪和探索真理的激情。实验时，提倡自己动手操作仪器探索，这能培养独立思考和解决问题的能力，而若太多人参与，就会存在依赖性，使得能力特别强的学生独占鳌头，让原本跃跃欲试的其他同学目睹实验过程，从而失去实验兴趣，得过且过，随随便便应付了是，违背实验室的宗旨。

在这两个学期中，我们完成了大学物理实验（上）和大学物理实验（下）的一些实验，但不是所有实验，因为毕竟实验的内容要与所学的专业沾边。例如，我们信息学院的学生就要求对示波器，数字万用表等与电和信号相关的仪器都要十分熟悉。在做第一个实验时，我们充满了好奇和忧虑。由于时间匆促，我没能认真做好预习，就随便在实验指导书中随便择其一二抄下去，老师一看就知道是抄的，并不是预习之后，根据自己理解写出来的，结果严格要求我在一旁重新预习。由于我们第一个做的实验就是半导体二极管伏安特性的研究，指导书上面有好多以前没接触过的内容，例如什么是PN结，PN结怎样形成，PN结有什么特性等等。一边听着老师的讲解一边有要看着指导书里面的内容，吃了不少苦头，云里雾里的，然后又不清楚这些跟这次实验有什么联系。。。

课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则，要将仪器放置在合理的位置，以方便使用和确保安全。常需要操纵或调节的器件，应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多，首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上，然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作，所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态，在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块，否则容易造成测量数据的分散性，影响实验质量，并且容易在成实验仪器的损坏。在的过程中，经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符，首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确，不正确的及时进行改正，若自己不能解决，应及时请老师来指导，切不可敷衍过关，草草了事。读数时，切忌操之过急，应耐心反复观察，尤其是对一些精度比较高的仪器，读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的纪录，首先应在预习报告上设计好记录数据的表格，数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。方便自己可以随

时将数据按顺序填入表中，也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格，将数据随便的记录在一张纸上，结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误，尤其是数据比较多的时候，比如在做《扭摆测量物体转动惯量》实验时，由于实验前未提前设计好表格，数据记录得很随便，很乱，处理时很困难。后来汲取了教训，在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格，在实验记录时和处理数据时轻松了不少。实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。预习思考题，是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题，在实验前认真地思考并回答这些问题，有助于提高实验质量。

在实验操作完成后，应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下，实验数据处理得恰当与否，会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有：

1.平均值法：算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下，对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样，用多次测量的算术平均值作为测量结果，是真实值的最好近似。

2.列表法：实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图象法的基础。

列表时应注意：①表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。

3.作图法：选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。

描绘图像的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数（即有效数字的末位）相对应。

4.逐差法：选取至少4组数据进行逐项作差，求取平均值的精度更高。通常情况下，这种处理方法比平均值法要精确，更有说服力。

撰写实验报告和进行问题讨论等也是大学物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼，实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释，实验中所遇到的问题以及解决方法，实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果，验证跟理论值是否相符，误差的大小，最终得出的结论，对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。

这次的物理实验对我们来说受益匪浅，包括现在正在开始做的电路分析基础实验，也是得益于物理实验这门课的锻炼，才不会手忙脚乱，无从下手。半导体二极管伏安特性的研究，霍尔磁应法测量磁场，示波器原理和使用，拉伸法测量杨氏模量等等看似很复杂很难上手的实验，现在再让我做一遍，一定手到擒来，精益求精地做得更完美。只可惜，实验结果已经印在我脑海里了，就像一篇知道结局的小说，看了也没意思一般。

最后，对于实验室，我想提出几点建议。

1、应该跟上时代的步伐，实验仪器需要定时更新和维修，才能更准确地获得实验结果，这样才能获得更准确的实验结果，让学生更好地听懂实验步骤。

2、这两年学校扩招学生，学校教学资源很紧凑，学校占地面积本来就少，实验室的实验器材根本不够用，学校应该适当增加，而不是把经费大量耗在网球场的数量上。

总之，大学物理实验让我收获颇丰，同时也让我发现了自身的不足。在实验课上学到的，我将运用到其他中去，在今后的学习和工作中不断提高，克服那些不应成为学习、获取知识的障碍，在无私的学习和奉献中实现自己人生的价值。

第四篇：物理实验论文

“每一个时代的理论思维，都是一种历史产物，在不同的时代具有非常不同的形式，并因而具有不同的内容”。随着新课程改革的推广，培养学生的能力，特别是学生的创新能力，越来越引起教育工作者的高度重视。教学过程由原来的教师教什么，学生学什么，逐渐向自主、合作、探究的学习过程转变，也就是说教学过程应该而且必须成为在教师的组织引导下，学生通过自主、合作、探究知识，发展潜能，形成科学的世界观、人生观和价值观的过程。因此各门学科应该重视学科思想和方法的渗透，如果一个人具备了相应的学科思想，获得了学科研究的方法，就会具备创新的能力和终身学习的动力。物理学究其发展而言，与数学、哲学、化学、艺术等有着密切的联系，因而蕴含着丰富的学科思想和方法。

1、物理学中蕴含的哲学思想

物理学和哲学相互促进相互发展，物理学为哲学思想的建立提供了事实依据，哲学对物理学的发展具有指导作用。物理学的教学过程就是以观察和试验为基础，进行科学的分析和抽象，归纳得到规律性的认识，然后再把规律运用到实践中去，正是实践——理论——再实践的辩证唯物主义的认识论。

1.1、物理教学要使学生树立辩证的思想，学会“一分为二”的看问题。但是物理学毕竟与哲学不同，教学中不能刻意去追求，应该蕴辩证法于教学过程中。如在教学《导体和绝缘体》一节时，教师一开始可以创设情景设置如下疑问：能否用塑料做导线的芯？然后指导学生围绕这一问题进行实验，研究那些物体容易导电，那些物体不容易导电。从而学生把物体分成两类：导体和绝缘体。此时要提示学生课堂一开始提出的疑问，学生自然会明白塑料是绝缘体，不能做导线的芯。然后教师演示玻璃达到红炽状态导电的实验，得出绝缘体和导体没有绝对界限，条件改变了绝缘体就可以导电了，再问塑料能否做导线的芯？学生自然有了更深的认识。再介绍压电陶瓷、导电塑料等新型的导电材料。这样在潜移默化中渗透了辩证的思想，而且还能激发学生强烈热求知欲，有助于学生创新思维的培养。

1.2、“对立统一规律”是宇宙中的根本规律，也必然存在于许多物理过程中，因此在中学物理教学过程中要注重渗透这一观点。例如关于水的蒸发，其实质是水的液气两态的转变过程，既存在着水转变成水蒸气的过程，又同时存在着水蒸气转变成水的过程，如果前者占优势，则水转变为水蒸气，如果后者占优势，则水蒸气转变成为水。如果两种过程呈均衡之势，则系统中水和水蒸气共存，并且处于动态平衡之中。在再如作用力和反作用力，也体现着“对立统一规律”。如果学生具备了这一思想，就会正确认识力的作用是相互的。教学过程中如果只简单的讲授知识，而不去挖掘其蕴含的“对立统一规律”，就无法使学生领会到物理现象发展和变化的过程。忽略了过程只看结果，就违背了物理学的认知规律。

1.3、事物是普遍联系的这一哲学思想，推动了物理学的研究与发展，哲学的思想对物理学的研究起着指导作用。例如：冥王星的发现就是基于万有引力定律，定律认为力的作用是相互的，事物之间是普遍联系的，当科学家们观测到海王星的实际运行轨道与用万有引力定律计算出的轨道不符时，大胆推测了太阳系还存在着第九颗星星。再如：能量守恒定律的学习，空中匀速下降的降落伞，竖直下落的乒乓球，最后都静止在地面上，他们的机械能都消失了吗？基于事物是普遍联系的认识，才能知道能量可以相互转化的规律。

2、物理学中的等效思想

等效即效果相等，它是理解物理概念和规律，解决物理问题的重要方法。

2.1、运用等效法可以加强对物理概念和规律的理解。合力的概念是一个力的作用效果与几个力的作用效果相等，那么这个力就是这几个力的合力。这是最具代表性的等效，因此在教学时只要引导学生用等效的思想去理解合力及力的合成，就会收到意想不到的效果。从而对后面学习的浮力——等效于压力差，也就会迎刃而解了。另外，质点和刚体也是等效思想在物理学中的具体体现。可见等效在物理学中是非常重要的一种思想和方法。

2.2、等效的方法可以将复杂的问题简单化。在电学中就可以用等效电阻将复杂的混联电路简化。例如下图:已知R1=8Ω R2=2Ω R3=2Ω

R4=4Ω；求总电阻。

我们就可以用等效的想法求出最后R=4Ω。

再如，下面这道物理竞赛试题：在一个半径为R，密度为ρ的均匀的薄铁片上，挖去一个半径为r的圆，并且小圆与大圆相内切，请找出剩余部分的中心的位置。此题看上去无从着手，但是用等效的方法，就可以做到化繁为简。

我们可以连接两个圆的连心线，一定经过公切点A，并交大圆于P。

那么如果以大圆的圆心O2作为支点，就可以把此题等效为

杠杆的平衡问题。如果设剩余部分的质量为M，重心在C处。

小圆部分质量为M1，重心必然在圆心O1处。则有

M1gO1O2 = MgO2C

问题迎刃而解。

3、观察和实验是研究物理学的基本方法

物理学是一门以实验为基础的学科。观察和实验是获得

感性材料，探索物理规律，认识物理世界的基本手段，也是检验物理理论真理性的唯一标准。

3.1、观察，主要是指人们对于物理现象在自然发生的条件下或者有目的的实验下，进行考察分析的一种方法。伽利略在观察教堂里的挂灯，随风摆动的等时性而发明了钟摆；牛顿因为观察自由落体，而发现了万有引力；居里夫人锲而不舍的观察实验，而发现了镭的放射性。观察不应该是无目的的，而应该是有意识的、长久的、借助仪器和工具进行的。观察中还应该排除干扰，发现现象后面的本质的规律。

3.2、观察有了收获就应该用实验去验证。实验就是借助科学仪器和设备，甚至自己制造仪器，设法控制或者模拟物理现象或者过程，在有利的条件下研究物理规律的方法。而物理实验中最常用的思维和研究方法就是控制变量法。所谓控制变量法就是在研究一个因素与多个变量之间的关系时，有意控制其中一些变量固定不变，研究其中一个变量与因素的关系，例如在研究影响电阻大小的因素时，电阻与导体的材料、粗细、和长度有关，如果我们研究电阻与材料的关系，就可以有意识的控制导线的粗细和长度。即可以取相同粗细、同样长度的铜线和镍铬合金线来进行实验。如果学生掌握了这种基本的方法，对于提高实验操作能力，有很大的帮助和促进作用。

另外，观察和实验还应该注重培养学生严谨的科学态度和科学精神，使之实事求是。因此实验是应该让学生养成尊重实验事实、尊重科学的习惯。教师要告诉学生每一个物理规律的发现都不是一帆风顺的，科学家们不知道做了多少次实验，品尝过多少次失败。失败乃成功之母。学生养成了良好的实验习惯和一丝不苟的工作作风，也许会在将来的某一次实验中因为不放过一个不同的数据而有重大的发现呐！

诚然，物理学中还蕴涵着很多学科思想。每一种学科思想都对应着一种方法，只有在教与学的过程中渗透这些思想和方法，对学生进行潜移默化的教育作用，就能收到意想不到的效果。学生具备了这些思想和方法，才真正学会学习。他们会用这些方法指导自己的学习，进行科学研究。

江泽民同志说过：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”，渗透学科思想和方法是当今素质教育的要求，是教育理念的转变，是时代的呼唤！

第五篇：物理实验论文

关于中学物理实验的改进

褚双甜

08221051 经过一学期的中学物理实验课的学习，我对实验室中的中教法实验有了一些改进的想法，也尝试着对中学的其他实验进行了研究并对部分实验进行了改进。这些让我对中学物理实验的教学有了更深层次的理解。

一、对实验室中的中教法实验的几点改进想法。1．测量单摆周期实验的改进

本实验主要误差来源是测量单摆的周期。由于人的反应时间对摆球的起、止位置判断上存在误差，使测量结果不够精确，教材中采取多次测量取平均值的办法虽然使误差减小，但是又出现了一个问题：由于要测量多个周期所用的时间，实验时间变长了，单摆可能变成了椭圆锥摆，而实验中又很难判断它是否变为椭圆锥摆了，将会给实验结果带来一定的误差。在不改变教材中实验原理及实验过程的前提下稍加改变使实验误差减小并能很容易判断单摆是否做椭圆锥摆。具体做法如下： 1.1实验原理

利用白炽灯照到摆球上，则摆球在地面上就形成影子，白炽灯泡在摆球平衡位置斜上方大约10 cm 处，摆球平衡位置距离地面大约50 cm 处，通过观察地面影子往复运动的时间是单摆的周期，而通过几何知识知道影子的振幅要比摆球的振幅大得多（如图1），即使同样的反应时间，误差要比原来小得多。若在小球影子的轨迹上画出一条直线，就很容易判断摆球是否做了椭圆锥摆，即当小球的运动偏离所画的直线，在地面上的轨迹形成椭圆。则说明小球受到空气或其他影响不再做单摆运动，而做圆锥摆运动了。1.2 实验器材

铁架台 2 个，60W 白炽灯泡 1 个（含灯座、导线等），摆球，摆线等。1.3 实验装置及过程

图1

①一米左右的摆线穿过摆球固定在铁架台上，连结好导线的灯泡固定在另一铁架台上。并且把它们放在桌面边缘，使摆球和灯泡伸出桌面（如图 2）。

②打开白炽灯泡，观察摆球在地面上影子的平衡位置，并用粉笔在地面上标记出来。

间相同的情况下, 位移 S 和加速度a 成正比, 比较小车的位移S 就可以比较它们的加速度a, 分析数据得出, 两辆小车所受拉力之比为 2∶1, 两辆小车的加速度之比也为 2∶1。

改变两只砝码的质量比为 3∶1, 重做实验, 可得出两辆小车的位移之比为 3∶1。即两辆小车所受拉力之比为 3∶1, 它们的加速度之比也为 3∶1。这表明, 在小车质量不变的情况下, 小车的加速度a与所受的拉力F成正比。②研究小车的加速度与小车质量的关系。

还用前面的装置, 这次两辆小车系质量相同的砝码, 在其中一辆小车上放砝码, 使两辆小车质量比为 2∶1, 让两辆小车从斜面同时自由上下滑, 多次实验, 让两辆小车同时达到斜面底端, 记下两辆小车发生的位移, 可以得出, 两辆小车位移之比约为 1∶2, 1根据公式Sat2可知, 在时间相同的情况下,位移 S 和加速度a成正比, 比较小车的2位移 S 就可以比较它们的加速度a, 分析数据得出, 两辆小车所受拉力相同时, 它们的质量比为 2∶1 时, 两辆小车的加速度之比为 1∶2。

改变两辆小车质量比为 3∶1, 重做实验, 由实验数据可得出,它们的位移之比为 1∶3, 这表明, 在拉力不变的情况下, 小车的加速度a与小车的质量m成反比。

2.2双车法改进后优点:

①易于操作, 本实验避免了用夹子来控制小车的运动。②主题突出, 实验现象明显, 演示效果好, 容易引起学生的兴趣, 可做到师生互动(让一些学生上讲台自己动手做,找位移的关系)。③教师操作轻松、方便、省时省力。

2.3注意事项

①本实验中平衡摩擦力比较费时间, 但决不能省略。②本实验在改变小车质量时, 没有再次平衡摩擦力, 主要是为了节省时间, 但这样误差较大。③可在小车的前端和橡胶垫各钉一个图钉, 这样小车与橡胶垫相碰时能发出声音, 便于观察两辆小车是否同时到达。④同时放小车是本实验成功的关键, 两只手要配合好

二、对中学教材中光的折射实验的改进

中学物理教材光学部分都出现过这样一个实验:把一枚硬币放在一个不透明的杯子底，使眼睛或正投的摄像头从杯口刚好看不见硬币。然后向杯中倒入水，便看到了硬币。在实际操作中有这样一些不足之处：①向杯中倒水时硬币容易移位。②只能单向操作，不能使硬币从无到有，从有到无。③课堂上演示时，水可能不慎洒在操作台上。为此，我做了些改进，克服这些不足 1.制作步骤

①取一不透明容器(我们用的是塑料暖瓶盖，其他容器也可以，但壁要薄一些)，在其侧壁底部打一孔，利用接线香蕉头插孔插入，用螺母固定(露在外面的部分稍长一些)，螺母周围用 502胶水粘牢，以防漏水。如图 1a。②在容器底部粘一塑料防水图片。如图 1b。③取一空矿泉水瓶，取下瓶盖，在瓶盖上打两个孔，用接线香蕉头插孔固定。如图 1c。