第1章 緒論

1.1 物理實驗課的目的與任務

物理學是一門實驗科學，任何物理現象、物理概念、物理定律都是建立在實驗基礎之上的。隨著科學技術的進步，當今物理實驗綜合了科學技術的成就，發展形成了自身的科學體系，成為系統性較強的獨立學科——實驗物理學。物理實驗在物理學這座宏偉的科學大廈中占有十分重要的地位和作用，物理學的發展歷史表明，物理學的發展是在實驗和理論兩方面相互推動和密切結合下進行的。

人們要揭示宇宙的奧妙，探索物質的存在形式、運動規律及相互作用，首先要進行的就是物理實驗。牛頓創立萬有引力定律，并不是從一次蘋果落地而悟出的道理，而是通過無數次觀測實驗和研究，并在總結大量前人研究成果的基礎上所得出的結論。伽利略在著名的比薩斜塔上所做的自由落體實驗否定了亞里士多德的“落體的速度與重量成正比”的錯誤結論，得出了在同地點，不同的物體具有相同的重力加速度這一科學論斷。我們周圍的空間不僅有上述引力相互作用的引力場，而且還存在著電磁相互作用的電磁場，我們日常所熟悉的光就是波長在一定范圍內的電磁場。

大學物理實驗課與大學物理理論課一起構成了高等學校工科學生必修的基礎物理學知識統一的整體。理論課主要注重對物理概念、物理規律的討論和學習，訓練學生的理論思維方法；實驗課則主要以實際動手實驗為教學手段，對學生進行全面而系統的實驗方法和實驗技能訓練。它們具有同等重要的地位，具有深刻的內在聯系。

2008年國家教育部頒布的《理工科大學物理實驗課教學基本要求》，明確了本課程的教學任務是：使學生在中學物理實驗的基礎上，按照循序漸進的原則，學習物理實驗知識和方法，得到實驗技能的訓練，從而初步了解科學實驗的主要過程和基本方法，為今后的學習和工作奠定良好的實驗基礎。其具體任務是：

（1）通過對實驗現象的觀察、分析和對物理量的測量，學習物理實驗知識，加深對物理學原理的理解。

（2）培養和提高學生的科學實驗能力。包括：

① 能夠通過閱讀實驗教材或資料，做好實驗前的準備。

② 能夠借助教材或儀器說明書正確使用常用儀器。

③ 能夠運用物理學理論對實驗現象進行初步的分析判斷。

④ 能夠正確記錄和處理實驗數據，繪制曲線，說明實驗結果，撰寫合格的實驗報告。

⑤ 能夠完成簡單的具有設計性內容的實驗。

（3）培養和提高學生科學實驗的作風和素養。

主要是理論聯系實際、實事求是的工作作風，一絲不茍、嚴肅認真的工作態度，積極主動的探索精神，遵守紀律、團結協作、愛護公共財物的優良品德。比如，倫琴在研究陰極射線的時候，偶然觀察到陰極射線管附近的熒光板發光，正是他實事求是、一絲不茍、嚴肅認真的工作作風，才使他認識到了X射線的存在；開普勒（Kapler）在其老師第谷大量的天文觀測資料（700多顆星體）的基礎上，經過近二十多年的不懈研究、分析計算，才總結出了行星三大定律。在近現代物理學研究中，如果一位物理學工作者沒有高度的合作精神，他是很難取得成就的。