实验一、《135照相胶片密度的测定》实验设计方案
实验课题及任务：
《135照相胶片密度的测定》实验课题任务是，给定一张135照相胶片（如条状约150.0×35.00×0.125㎜3、质量m 约1g 左右）样品，测量出该胶片的密度。
学生根据自己所学知识，设计出《135照相胶片密度的测定》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；写出实验内容和步骤。）然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求：
（1）、写出该实验的实验原理，推导出密度与各测量物理量的计算公式。
（2）、选择实验测量仪器要符合精度要求，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，确定相应物理量的测量仪器。
（3）、设计的实验步骤要具有可操作性。
（4）、测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。
（5）、测量胶片长度和宽度时应该注意的事项及实际测量的方法。
（6）、测量135胶片圆角矩形齿孔时，如果计算的是矩形面积，要注意圆角的修正。
（7）、实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 测量仪器和被测物体及提示：
（1）、钢尺：20cm/0.1cm 或30cm/0.05cm 任选，但必须大于胶片的长度和满足测量值相对误差的要求。
（2）、游标卡尺：125mm/0.02mm 。实验前应检查游标卡尺的零点，允许误差在0.1mm 以内。
（3）、千分尺：25mm/0.01mm 。
（4）、读数显微镜：50mm/0.01mm 。
（5）、光源：钠灯、汞灯或一般的白炽灯任选。
（6）、物理天平：600g/0.05g 或分析天平：200g/0.001g 任选；（因胶片质量约1g ，因此量程无需太大。）
（7）、照相胶片：一般的曝光废胶卷即可。（将胶卷裁切成5～10张长度相同的胶片，长度在15～20cm 之间，以保证读数的有效数字为4位。可选单张或多张进行测量，由学生自己选择。裁切时注意不要破坏齿孔的完整。使用前先将胶片压平整，注意不要有折痕）。
实验所用公式及物理量符号提示：
（1）、密度V
m =
ρ，m 为单张胶片的质量，V 为单张胶片的体积。 （2）、体积h nS ab V )(-=，a 为胶片的长度，b 为胶片的宽度，n 为单张胶片上齿孔的数目，S 为齿孔的面积，h 为单张胶片的厚度。
（3）、?+=xy S ，x 为齿孔的长度，y 为齿孔的宽度，修正量为： 222mm 137.04-=+-=?r r π。
评分标准（10分）
（1）正确的写出实验原理和计算公式，2分；
（2）正确的选用仪器和测量方法，1分；
（3）写出实验内容及步骤，1分；
（4）钢尺的使用，0.5分；
（5）游标卡尺的使用，0.5分；
（6）千分尺的使用，0.5分；
（7）读数显微镜的调节使用，1分；
（8）天平的调零和使用，1分；
（9）写出完整的实验报告，2.5分；（其中实验数据处理，1分、实验结果，0.5分，整体结构，1分）
有关测量提示：
（1）、在进行长度测量时：使用钢尺，为了测量准确，通常不用钢尺的端边作为起点；使用千分尺，读数必须要扣除零读数。
（2）、用读数显微镜测量长度：先调节目镜和十字准线的间距，使十字准线像最清楚；然后再调节目镜镜筒与待测物体的距离，使十字准线像和待测物体的像都清楚。
（3）、使用分析天平时：要调底盘水平和横梁平衡，注意游码的使用方法，不要用手直接拿砝码，注意防风。
学时分配：实验验收， 3学时，在实验室内完成；教师指导（开放实验室）和开题报告2学时；
注：该实验不需高深理论和烦琐的运算，也不需要特殊的方式方法和自己设计实验装置，该实验是基本知识、基础理论、基本测量仪器的综合性应用。
实验三、《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》
实验
实验课题及任务：
《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验课题任务是，用小型棱镜摄谱仪测量激光的波长。
提示：在实验室现有的条件下，用小型棱镜摄谱仪来测量激光光谱主谱线的波长，有两种方法。
（1）、读谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的读谱方法。
（2）、摄谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的摄谱方法。
学生根据自己所学知识，设计出《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。）然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求与提示：
（1）、采用读谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的读谱法基本上是相同的，不同的是如何将已知光源和待测光源的光，同时照射到摄谱仪的狭缝上（这
是该实验的关键），再通过读谱仪进行测量，测量方法和《光谱的拍摄与测量》相同。
（2）、采用摄谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的摄谱法基本相同，但问题的是如何将已知光谱和待测光谱的光强调配好，因为激光的光强比汞灯和钠灯都强得多，拍摄时的曝光时间要掌握准确，否则排出的底片洗出冲洗后效果不好，甚至失败。这样就需要设计好各次曝光时间、显影时间、定影时间，显影、定影药液的选择与配置，测量谱线距离时要用读数显微镜测量等。
（3）、该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。
（4）、选择实验仪器，小型棱镜摄谱仪、光源（汞灯、钠灯、激光器）、读数显微镜、聚光镜、光谱干板及冲洗设备。
（5）、设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
（6）、实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验所用公式及物理量符号提示：
参阅《大学物理实验补充讲义》，实验MP-2《光谱的拍摄与测量》一文。
评分标准（10分）
（1）、正确的写出实验原理和计算公式，2分；
（2）、设计出仪器可行设置，2分；
（3）、做好实验前的准备，1分；
（4）、写出实验内容及步骤，2分；；
（5）、制作实验器材和实验室条件的合理应用，1分；
（6）、写出完整的实验报告，2分；（其中实验数据处理，1分、实验结果，0.5分，整体结构，0.5分）
思考问题：
（1）如何使用哈特曼光阑？
（2）狭缝调节在什么范围内较合适？
（3）装底片应该在什么条件下安装？
（4）如何降低激光的光强？
（5）测量光谱底片时要注意什么？
学时分配：实验验收， 3学时，在实验室内完成；教师指导（开放实验室）和开题报告2学时；
参考文献：
教学参考书。
实验五、《CD-R 光盘轨道密度的测定》实验
实验课题及任务：
《CD-R 光盘轨道密度的测定》实验课题任务是，测量一张CD-R 光盘的轨道密度。 方法提示：
一、平面反射光栅衍射法
（1）、用一张废旧的CD-R 光盘制作一个平面反射光栅，规格尺寸约为10×20mm 2，固定在光栅座上，根据光栅衍射原理，利用分光仪和光源（如汞灯、钠灯或激光器任选），参照《用透射光栅测定光波波长》实验，设计出实验方案。
（2）用一张废旧的CD-R 光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅（制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可），根据光源的已知光谱（如激光器光源），利用平面反射光栅反射光的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，设计出实验方案（此法不用分光仪测量）。
二、平面透射光栅衍射法
（1）、用一张废旧的CD-R 光盘制作一个平面透射光栅，规格尺寸约为10×20mm 2，固定在光栅座上，根据透射光栅衍射原理，利用分光仪和光源（如汞灯、钠灯或激光器任选），参照《用透射光栅测定光波波长》实验，设计出实验方案。
（2）用一张废旧的CD-R 光盘利用拨膜遮盖的方法制作λD (hghg)'
6
8一个D 平面透射光栅（制作时不用剪切光盘），根据光源的已知光谱（如激光器光源），利用平面透射光栅的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，设计出实验方案（此法不用分光仪测量）。
学生根据自己所学知识，设计出《CD-R 光盘轨道密度的测定》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。）然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求：
（1）、选择上述所列方法之一（也可以另选它法），自制一个与实验设计相应的光栅，通过在实验室观察光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量（即待测量的物理量）有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。（注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观察实验现象，通过实验现象的观察，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才能写出实验原理。）
（2）、该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。
（3）、选择实验仪器，CD-R 光盘自备、米尺（10m/0.005m 、3m/0.001m 、30cm/0.1cm ）、光源（汞灯、钠灯、激光器）、分光计、光屏自制、也可以自制辅助器件等。
（4）、设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
（5）、测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。
（6）、实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 实验仪器的选择及提示：
（1）、光栅：选分光计作为测量仪器的实验设计，要制作一个规格尺寸约为10×20mm 2的平面（反射、透射）光栅，固定在光栅座上，以备使用。选用衍射光屏方法的实验，用一张废旧的CD-R 光盘，稍加处理制作一个平面（反射、透射）光栅（制作时不用剪切光盘，但需要想办法固定，方便使用）。
（2）、米尺：10m/0.005m 、3m/0.001m 、30cm/0.1cm 任选。
（3）、光源：钠灯、汞灯、激光器，任选。
（4）、分光计实验室提供。
（5）、可以自制实验器材，如条型光屏，自带胶带和光屏用纸，也可以借助现有实验室的条件。
实验所用公式及物理量符号提示：
（1）、光栅方程: λ?k d =?sin (k =0、±1、±2、±3、……)
式中b a d +=（其中a 为光栅缝宽，b 为相邻缝间不透明部分的宽度）为相邻狹缝之间的距离，称为光栅常数，λ为光波波长，k 为衍射光谱线的级次。
（2）、用x 表示谱线到0级谱线的距离，用y 表示光栅到0级谱线的垂直距离。
评分标准（10分）
（1）、通过观察实验现象，找出实验规律，画出光路图，1.5分；
（2）、正确的写出实验原理和计算公式，2分；
（3）、正确的选用仪器和测量方法，1分；
（4）、写出实验内容及步骤，2分；
（5）、制作实验器材和实验室条件的合理应用，1分；
（6）、写出完整的实验报告，2.5分；（其中实验数据处理，1分、实验结果，0.5分，整体结构，1分）
思考问题：
（1）、光栅与光屏之间的距离多远比较合适？
（2）、激光光源照射反射光栅的角度在什么范围内较合适？
（3）、改变光源和光栅的距离是否对衍射花样有影响？
（4）、如何确定0级谱线的位置？
（5）、光栅与光屏的距离测量，该实验应采用单次测量还是多次测量？单次测量能否满足测量精度的要求？
学时分配：实验验收， 3学时，在实验室内完成；教师指导（开放实验室）和开题报告2学时；
参考文献：
参阅各实验书籍中的夫琅和菲衍射原理及光栅衍射原理。
《创造性物理演示实验》 宣桂鑫 江兴方 编著 华东师范大学出版社 实验五十三 CD 光栅 。
《基础物理实验》 沈元华 陆申龙 主编 高等教育出版社 实验3-14《利用钢尺测量激光的波长》。
实验六、《用钢板尺测量激光的波长》实验课题的提出和依据
光是一种电磁波，光在真空中的波长不同，性质也不同．如波长小于390nm的光波叫紫外光，它有杀菌作用；波长大于770nm的光波叫红外光，它能传递热量．波长在390nm至770nm之间的光波是人眼可见的，叫可见光，不同波长有不同的颜色：如波长为390～446nm的光是紫色的，波长为620～770nm的光是红色的，橙、黄、绿、蓝各色依次排列其间，都由其波长决定，而与其强度、方向等因素无关．由此可见，光的波长是决定光波性质的最重要的参数之一．那么，怎样才能测出光的波长呢?可见光在真空中(或空气中)的波长只有万分之几毫米，这么短的长度又怎么用毫米刻度尺去测量呢?
本实验用最小分度为0.5 mm的普通钢尺“量”出只有0.000 6 mm左右的波长，而且看到了反射角不等于入射角的“奇怪”现象．它说明，反射定律只是在一定条件下才成立的，如果反射面上刻有许多很细而且等间距的刻痕，就可使不同波长的光反射到不同的方向去，这就是现代高科技中常用的光学元件——“光栅”的雏形．光栅是一种比棱镜更好的分光器件。如果利用光栅的衍射原理就不难用普通的钢尺测量出激光的波长。
实验课题及任务：
《用钢板尺测量激光的波长》实验课题任务是，利用光的波动性，用一把钢板尺，通过用激光照射钢板尺的带有刻度的一面而反射到光屏上的衍射花样，根据激光的相干性和反射光的干涉原理，经过分析，找出规律，测量出激光的波长。
学生根据自己所学知识，设计出《用钢板尺测量激光的波长》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。）然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
实验原理提示：
众所周知，用一把普通的钢
尺，可以方便地测量出一本练习
簿的长度和宽度，而要测量它的
厚度就有些困难了，因为钢尺上
两相邻刻线的间距是0.5 mm或l
mm，而一般练习簿的厚度也不过
l mm左右，所以很难测准．现在
要用这把钢尺去测量只有万分之
几毫米的光的波长，这看来似乎
是不可能的。
如果实验利用光的波动性质，用一把普通的钢尺就能够巧妙地把这么短的波长测出来．它的测量原理如图3—52所示：
让一束激光照到钢尺的端部，其中一部分激光从钢图3—52激光在钢尺上的衍射尺上方直接照到观察屏上的－S 。点，其余激光从钢尺表面反射到屏上．在屏上除了与－S 。对称的S 。点有反射亮斑外，还可看到一系列亮斑S 。、S 1、S 2、S 3……S n.。这是因为，尺上是有刻痕的(刻痕的间距是d =0.5 mm)，光在两刻痕间的许多光滑面上反射，这些反射光如果相位相同(即波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇)，则它们会相互叠加而加强，形成亮斑，否则会相互抵消而减弱．由图3—53可知，从光源某一点A 发出而在相邻光滑面B 、B ’反射的光，到达屏上C 点时所经过的路程差(称为光程差)为：
△=ABC －
AB /C =BD /一DB /=d (cos α一cos β )
(1)
若△恰好等于零或等于波
长λ的整数倍，则这些反射光的
相位就相同，屏上C 点就会出
现亮斑．显然，在αβ=处，△
=0，这就是在S 。处的亮斑．在
S 1、S 2、S 3、S 4、……处，必有：
△=λ，△
=2λ，△=3λ，△=4λ……．
因此，由(1)式可知：
d (cos α一cos β1 ) =λ (2)
d (cos α一cos β2 ) =2λ (3)
d (cos α一cos β3 )=3λ (4)
d (cos α一cos β4 ) =4λ (5)
其中d =0.5 mm 是已知的，因此，只要测出α和1β、2β、3β、4β……就可从以上各式
算出波长λ的值．实验中，使尺与屏垂直，则：
tan β=h/L (6)
其中，L 是尺端到屏的距离，h 是各亮斑到O 点的距离，而O 点位于S 。点和一S 。点的中心．量出各亮斑间的距离即可求得各β值，而对应于亮斑S 。的β就是α。
设计要求：
（1）、写出该实验的实验原理，推导出波长λ的计算公式。确定待测的物理量。
（2）、选择实验测量仪器要符合精度要求，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，确定相应物理量的测量仪器。
（3）、写出实验内容及步骤。设计的实验步骤要具有可操作性（写出测量时实验装
置的摆放及其位置角度、应该注意的事项及实际测量的方法等）。
（4）、设计出实验测量原始数据的表格。
（5）、实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
测量仪器的选择及提示：
小型半导体激光器一支，普通钢尺一把，卷尺一把，胶带纸若干，纸若干，垫高物等。
评分标准（10分）
（1）、正确的写出实验原理和计算公式，2分；
（2）、正确的选用仪器和测量方法，1分；
（3）、写出实验内容及步骤，2分；
（4）、实验仪器的整体设置合理，2分；
（5）、原始数据表格，0.5分；
（6）、写出完整的实验报告，2.5分；（其中实验数据处理，1分、实验结果，0.5分，整体结构，1分）
设计性实验方案 课程名称细胞生物学 题目名称 DNA的原位显示 专业生物科学 学号 学生姓名 指导教师 时间 邯郸学院生命科学与工程学院
说明 一、实验设计的目的 实验设计是培养学生综合运用所学知识与技能，初步训练学生获得分析和解决实际问题的能力的实践性教学环节之一。通过实验设计培养学生运用所学知识设计课题的能力，为毕业论文的开展，以及今后从事生产、教学、科研等相关工作打下坚实基础。 二、实验设计的要求 1、以小组为单位，提出与专业、课程有关的课程设计题目。命题要求既有代表性，又有实际意义。 2、设计应包括以下几个部分构成： （1）研究的目的与意义。应说明此项研究在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济、生态与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。 （2）国内外同类研究的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述并提出自己对一些问题的看法。 （3）课题研究方案：包括研究内容、研究方法和技术路线。研究内容要重点突出；研究方法要具有科学性、先进性；技术路线有清晰。 （4）研究的预期结果和创新性。 3、格式要求 （1）表格内容，字号用小4号，中文字体用宋体，英文字体、数字用Times New Roman； （2）正文字数1500字以上。 4、内容要求 （1）立题依据充分（实验目的明确、意义定位准确，对拟解决的问题有合理预测，对国内外研究现状阐述全面）； （2）研究方案（包括实验的技术路线、实验的进程安排、具体操作过程、设立的实验指标和指标的检测手段）可操作性强； （3）实验结果的记录及分析方法可行性强； （4）对实验中可能发生的问题有正确预测并提出相应的解决方法； （5）经费预算合理； （6）附有5篇以上主要参考文献。 三、实验设计题目（自拟）
建筑环境学课后习题答案 第二章 1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？ 答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。 2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？ 答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。 3.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜？ 答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。
5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？ 答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装，虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收，另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的升高，从而不利于住区微气候的改善。 6.水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是多少？ 答：①由于城市地面覆盖物多，发热体多，加上密集的城市人口的生活和生产中产生大量的人为热，造成市中心的温度高于郊区温度，且室内各区的温度分布也不一样。如果绘制出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似，人们把这种气温分布的现象称为“热岛现象”。而水体和植被具有调节城市局部气候的作用，如净化空气、减少噪声，对城市“热岛现象”有一定的缓解作用。②机理：水体的比热大，温度较高时，气体潜热带走辐射热量，有效地降低温度，植被蒸腾作用较强，能有效带走部分热量，此外，植被的光合作用能吸收CO2，放出O2，杀菌并能吸收粉尘，有效地抑制了温室效应进而降低温度，也就有效地抑制了热岛效应。 第三章 1.室外空气综合温度是单独由气象参数决定的么？ 答：室外空气综合温度并不是由气象单独决定的，所谓室外
考前训练——设计性实验 1．小明在家中照镜子发现，离镜子远些的物体的像看起来较小，离镜子近些的物体的像看起来较大，由此他认为：物体在平面镜中所成的像的大小与物体到平面镜的距离有关,物体距离平面镜越远像越小,物体距离平面镜越近像越大。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明小刚的结论是不正确的。 （1）写出你选用的物品或实验器材； （2）简述实验过程及实验现象。（3分） 2. 夏天，将一罐可乐从冰箱中取出后放在桌面上，过一会儿可乐罐的外表面上会出现一些小水珠，李明认为这些小水珠是从可乐罐中渗出来的，请你自选器材，设计一个实验证明李明的观点是错误的。要求写出：（1）实验器材，（2）实验步骤和实验现象。（3分） （1）器材： （2）实验步骤和实验现象： 3. 设计一个实验探究影响蒸发快慢的因素? 4．学完滑动摩擦力与哪些因素有关的知识后，小东认为滑动摩擦力还与接触面的面积有关。小磊认为这个观点是错误的。水平桌面上有如下器材：长木板1块，安有拉环的废旧光盘1张，2N的钩码2个，A4白纸一张，测力计1个。请你用提供的器材设计实验证明小东的观点是错误的。（注：不得断裂光盘）（3 分）5．利用日常生活中装饮料的塑料空瓶，请你设计：做演示液体压强和大气压强存在及其性质的物理实验各一个。要求制作方法简便，并只加少量其它辅助器材。画图并写明制作方法、实验步骤。 6．在做探究大气压强存在的实验时，小英将酒精棉点燃放入瓶中，将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口。发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去。因此，小英认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小青不同意这个观点，她认为瓶中空气受热后，有部分空气跑到瓶外，瓶中空气稀薄，对鸡蛋的托力变小，鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。请你用小英的实验器材，做实验证明，小英的观点是正确的。 7．在图3所示的电路中，A、B、C、D为四个接线柱，闭合开关后灯不亮，已经确定是由于灯泡开路或短路引起的。在不允许拆开电路的情况下，请你先后用一个电压表、一个电流表、一根导线三种不同工具分别对故障进行判断，把方法和判断结果填入下表中（每种工具各填写一种方法）。 8.现给你一电池组、开关二只、电压表一只、电流表一只、滑动变阻器一只、小灯泡一只、导线若干，从上述器材中选择适当器材，你可以完成哪些初中物理学过的电学实验？请至少写出五个实验的名称。 第35题图
南京工程学院车辆工程系 关于综合性、设计性实验的说明 1、关于实验类型的说明： a. 演示性实验指为便于学生对客观事物的认识，以直观演示的形式，使学生了解其事物的形态结构和相互关系、变化过程及其规律的教学过程。 b. 验证性实验：以加深学生对所学知识的理解，掌握实验方法与技能为目的，验证课堂所讲某一原理、理论或结论，以学生为具体实验操作主体，通过现象衍变观察、数据记录、计算、分析直至得出被验证的原理、理论或结论的实验过程。 c. 综合性实验：是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。 d. 设计性实验：是指给定实验目的、要求和实验条件，由教师给定实验目标，学生自行设计实验方案并加以实现的实验。 2、综合性、设计性实验的界定 综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程 知识的实验。是学生在具有一定知识和技能的基础上，运用某一门课程或多门课程的知识、技能和方法进行综合训练的一种复合型实验。根据定义，综合性实验内容应满足下列条件之一：①涉及本课程多个章节的知识点；②涉及多门课程的多个知识点；③多项实验内容的综合。 设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。设计性实验一般是指导教师给出题目，由学生运用已掌握的基本知识、基本原理和实验技能，提出实验的具体方案、拟定实验
步骤、选定仪器设备、独立完成操作、编程、记录实验数据、绘制图表、分析实验结果等。 3、对综合性、综合性实验进行论证 论证专家组组长由院长或主管实验教学的副院长担任，成员不少于3人。应聘请该领域或与该领域相关的具有副高级以上职称的专家担任论证组成员。应有综合性、设计性实验教学大纲、综合性、设计性实验指导书；专家组根据实验目的、实施设想、所利用的知识以及实验条件要求等，进行实验属性判定和可行性论证。 对论证符合综合性或设计性实验要求的实验项目的教学过程要进行监 督和检查，对学生的实验报告、实验记录和结果等要进行抽查，确保实验内容符合综合性、设计性实验教学要求。对不符合综合性、设计性实验要求的实验项目，直接转为验证性实验。 4、综合性、设计性实验内容的确定及大纲编写 在确定综合性、设计性实验的实验内容时应充分考虑课程教学大纲的要求和课程特点。指导教师可选择一些灵活性比较大，完成思路比较多，学生有发挥余地的内容作为综合性、设计性实验的实验内容，且难度不宜太大，操作不宜太复杂。 在制订综合性、设计性实验大纲时除了一般实验大纲规定的内容外，应说明该实验为综合性或设计性实验的特性及要求。 综合性、设计性实验的实验学时一般在3-6学时，计划学时内不能完成的可在实验室的开放时间内完成。 5、综合性、设计性实验指导书编写
1. 是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温度改变导致空气温度改变？ 答：大气中的气体分子在吸收和放射辐射能时具有选择性，它对太阳辐射几乎是透明体，直接接受太阳辐射的增温是非常微弱。主要靠吸收地面的长波辐射而升温。而地面温度的变化取决于太阳辐射和对大气的长波辐射。因此，地面与空气的热量交换是气温升降的直接原因，地面温度决定了空气温度。 2. 晴朗的夏夜，气温25℃，有效天空温度能达到多少？ 如果没有大气层，有效天空温度应该是多少？ 答：有效天空温度的计算公式为： 4 144])70.030.0)(026.032.0(9.0[o d d sky T S e T T +--= 查空气水蒸气表，可知：t =25℃时，e d =31.67mbar 查表2-2，T d =32.2+273.15=305.35 K ，另外，T 0=25+273.15=298.15 K ∴ 计算得：T sky ＝100×(74.2－9.4S)1/4 如果没有大气层，可以认为S ＝1，则计算求得：T sky ＝283.7 K 3. 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或
结霜？ 答：由于晴朗夜空的天空有效温度低，树叶表面与天空进行长波辐射，使得叶片表面温度低于空气的露点温度，所以出现结露或结霜现象。 4. 水体和植被对热岛现象起什么作用，机理是什么？ 答：水体和植被在一定程度上可缓解热岛效应，一方面植被覆盖地面，可减少地面吸收的热量，另一方面，水体和植被的蒸发量加大，带走了城市空间的一部分热量，这些都有利于城市空气温度的降低。水体蓄热能力大，有利于降低日间热岛强度。 5..室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？ 答：室外空气综合温度的计算公式为：out L out air z Q aI t t αα-+= 由公式可以看出，室外空气综合温度不是单独由气象参数决定的，还与围护结构外表面的吸收率有关。 6. 透过玻璃窗的太阳辐射中是否只有可见光，没有红外线和紫外线。
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 实验设计方案怎么写 实验设计方案怎么写 首先要知道实验目的，然后找到适合的实验方法，再根据实验方法设计实验步 骤（如果是现成的方法更好），根据步骤归纳总结所需要的仪器试剂等，最后 按照实验目的，实验原理，实验方法，仪器试剂，实验步骤，数据处理这几部 分进行总结即可。 开放实验室管理系统设计方案怎么写 在学校实验室的管理中，发现了一些问题，其中如：在统筹安排各班级上实验 课的时间需要人工实现，而且经常会出现同时有多个班级要使用实验室的冲突，并且调课后没有及时通知老师和班级同学。为了方便实验室的管理，我们提出 利用网络来管理实验室的上机情况。以学校的网络实验室为背景，开发一个开 放实验室管理系统设计方案......... 六. 实验室管理信息系统??功能描述：??实验室的使用情况、查看实验信息、增加实验项目、增加实验材料。实验室的管理员通过本系统可以清楚的掌握实 验室当时的使用情况；同时管理员还可以通过系统的操作界面清楚地了解其中 任何一个实验室的试验信息（例如：实验项目的个数、预约的实验时间、实验 项目的名字、所需要的实验器材、实验人数等）；当外界人员需要申请在某一 实验室做项目时，管理员可以通过查看实验室的使用情况而合理的给申请者安 排做实验的时间；为了方便增加实验项目输入实验信息，在系统中备份一些实 验常用的实验器材，但是每个实验对器材的要求是不一样的，在系统中我们可 以任意的加进实验所需器材，为了提高管理效率系统将器材分为大型中型和小 型三类 学校下周让交一份自己设计的实验方案！基本要求??a、实验题目。（如测量某一物理量）??b、写出实验的理论依据及实验公式的推导过程。??c、根据实验 要求合理选择所需仪器。??d、实验步骤、注意事项。??e、对结果进行分析， 得出结论。??当然不是自己做的也差不多，推荐些网址也行。 实验目的：验证上端开口盛水容器底部小孔出水速度v与小孔离液面高度h之 间的关系??实验器材：底部侧面钻有小孔的大容器、米尺、软木塞、铅直器。??实验步骤：??1．用软木塞封闭小孔；??2．将容器置于一定高度H处，并向其 中加深度为h的水，??3．拔开软木塞让水流流动一小段时间后再封闭小
大学物理设计性实验报告 实验项目名称：万用表设计与组装实验仪 姓名：李双阳学号：131409138 专业：数学与应用数学班级：1314091 指导教师：＿王朝勇王新练 上课时间：2010 年12 月 6 日
一、实验设计方案 实验名称：万能表的设计与组装试验仪 实验时间：2010年12月6日 小组合作： 是 小组成员：孙超群 1. 实验目的：掌握数字万用表的工作原理、组成和特性。 2. 掌握数字万用表的校准和使用。 3. 掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接；学会设计制作、使用多量程数字万用表 2、实验地点及仪器、设备和材料： 万用表设计与组装实验仪、标准数字万用表。 3、实验思路（实验原理、数据处理方法及实验步骤等）： 1． 直流电压测量电路 在数字电压表头前面加一级分压电路（分压电阻），可以扩展直流电压测量的量程。 数字万用表的直流电压档分压电路如图一所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到准确的分压效果。 例如：其中200 V 档的分压比为： 001.010*********==+++++M K R R R R R R R 其余各档的分压比分别为： 档位 200mV 2V 20V 200V 2000V 分压比 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 图一 实用分压器电路 实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的，如先确定 M R R R R R R 1054321=++++=总 再计算200V 档的电阻：K R R R 10001.021==+总，依次可计算出3R 、4R 、5R 等各档的分压电阻值。换量程时，多刀量程转换开关可以根据档位调整小数点的位置，使用者可方便地直读出测量结果。 尽管上述最高量程档的理论量程是2000V ，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑，规定最高电压量限为1000V 或750V 。
综合设计性物理实验指导书黑龙江大学普通物理实验室
目录绪论 实验1 几何光学设计性实验 实验2 LED特性测量 实验3 超声多普勒效应的研究和应用 实验4 热辐射与红外扫描成像实验 实验5 多方案测量食盐密度 实验6 多种方法测量液体表面张力系数 实验7 用Multisim软件仿真电路 实验8 霍尔效应实验误差来源的分析与消除 实验9 自组惠斯通电桥单检流计条件下自身内阻测定实验10 用迈克尔逊干涉仪测透明介质折射率 实验11 光电效应和普朗克常数的测定液体电导率测量实验12 光电池输出特性研究实验 实验13 非接触法测量液体电导率
绪论 一．综合设计性实验的学习过程 完成一个综合设计性实验要经过以下三个过程： 1．选题及拟定实验方案 实验题目一般是由实验室提供，学生也可以自带题目，学生可根据自己的兴趣爱好自由选择题目。选定实验题目之后，学生首先要了解实验目的、任务及要求，查阅有关文献资料（资料来源主要有教材、学术期刊等），查阅途径有：到图书馆借阅、网络查询等。学生根据相关的文献资料，写出该题目的研究综述，拟定实验方案。在这个阶段，学生应在实验原理、测量方法、测量手段等方面要有所创新；检查实验方案中物理思想是否正确、方案是否合理、是否可行、同时要考虑实验室能否提供实验所需的仪器用具、同时还要考虑实验的安全性等，并与指导教师反复讨论，使其完善。实验方案应包括：实验原理、实验示意图、实验所用的仪器材料、实验操作步骤等。 2．实施实验方案、完成实验 学生根据拟定的实验方案，选择测量仪器、确定测量步骤、选择最佳的测量条件，并在实验过程中不断地完善。在这个阶段，学生要认真分析实验过程中出现的问题，积极解决困难，要于教师、同学进行交流与讨论。在这种学习的过程中，学生要学习用实验解决问题的方法，并且学会合作与交流，对实验或科研的一般过程有一个新的认识；其次要充分调动主动学习的积极性，善于思考问题，培养勤于创新的学习习惯，提高综合运用知识的能力。 3．分析实验结果、总结实验报告 实验结束需要分析总结的内容有：（1）对实验结果进行讨论，进行误差分析；（2）讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法；（3）写出完整的实验报告（4）总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。实验结束后的总结非常重要，是对整个实验的一个重新认识过程，在这个过程中可以锻炼学生分析问题、归纳和总结问题的能力，同时也提高了文字表达能力。 在完成综合性、设计性实验的整个过程中处处渗透着学生是学习的主体，学生是积极主动地探究问题，这是一种利于提高学生解决问题的能力，提高学生的综合素质的教学过程。 在综合设计性实验教学过程中学生与教师是在平等的基础上进行探讨、讨论问题，不要产生对教师的依赖。有些问题对教师是已知的，但对学生是未知的，这时教师应积极诱导学生找到解决问题的方法、鼓励学生克服困难，并在引导的过程中帮助学生建立科学的思维方式和研究问题的方法。有些问题对教师也是一个未知的问题，这时教师应与学生共同思考共同解决问题。 二．实验报告书写要求 实验报告应包括：1实验目的；2实验仪器及用具；3实验原理；4实验步骤；5测量原始数据；6数据处理过程及实验结果；7分析、总结实验结果，讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法，总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。 三．实验成绩评定办法 教师根据学生查阅文献、实验方案设计、实际操作、实验记录、实验报告总结等方面综合评定学生的成绩。 （1）查询资料、拟定实验方案：占成绩的20%。在这方面主要考察学生独立查找资料，并根据实验原理设计一个合理、可行的实验方案。 （2）实施实验方案、完成实验内容：占成绩的30%。考察学生独立动手能力，综合运用知识解决实际问题的能力。 （3）分析结果、总结报告：占成绩的20%。主要考察学生对数据处理方面的知识运用情况，分析问题的能力，语言表达能力。 （4）科学探究、创新意识方面：占成绩的20%。考察学生是否具有创新意识，善于发现问题并能解决问题。 （5）实验态度、合作精神：占成绩的10%。考察学生是否积极主动地做实验，是否具有科学、
普通物理实验设计性实验方案 实验题目：简单显微镜的设计 班级：物理学2011级（2）班 学号：2011433175 姓名：唐洁 指导教师：陈广萍 凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月
简单显微镜的设计 要求： 1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念； 2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法； 3. 学会测量显微镜的视觉放大率； 4. 简单显微镜的放大率为31.8； 5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ，即光学间隔为1 6.6cm 。 序 言 显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。因此，了解并 掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加 深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。 一、实验原理 （一）、光学仪器的视觉放大率 显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。显然，同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05～0.07mm 的两点。此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。当 微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而 需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。这是 助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为 w w tan tan / =Γ （1） 式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。 （二）、显微镜及其视觉放大率 最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较 长。它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜， 其焦距为e f 。将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处，物体通过 物镜成一放大的倒立实像//B A (其长度为2y )。此实像在目镜的焦点以内，经过目镜放
计算机与信息工程学院设计性实验报告 一、 实验目的 1．掌握线性时不变系统的两种描述形式—传递函数描述法、零极点增益描述法。 2．掌握两种描述形式之间的转换。 3．掌握连续和离散系统频率响应的求解 二、 实验仪器或设备 装MATLAB 软件的计算机一台。 三、 实验内容 1. 生成20个点的单位脉冲信号、单位阶跃信号，并记录下函数命令和波形。 2. 生成占空比为30％的矩形波。 3. 将连续系统 4)(s )21)(s (s 3) 1)(s -(s 0.5H(s)++++=转化为传递函数模型的描述形式。 4. 将离散系统 4-3-2-1--2 -10.5z 0.9z -1.3z 1.6z -12z 5z 3H(z)++++=转化为传递函数和零极点增益模型的的描述形式。
四、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 1. 生成20个点的单位脉冲信号、单位阶跃信号，并记录下函数命令和波 形。 程序： clear,clc,close %清除变量空间变量，清除命令窗口命令,关闭图形窗口 t=-10:9; %取20个点 ft1=(t==0); %单位脉冲信号函数 ft2=(t>=0); %单位阶跃信号函数 subplot(1,2,1),stem(t,ft1,'m-o') %图像窗口1行2列的第1个子图绘制单位脉冲信号图形 title('20个点的单位脉冲信号'); %设置标题为“20个点的单位脉冲信号” subplot(1,2,2),stem(t,ft2) %图像窗口1行2列的第2个子图绘制单位阶跃信号图形 title('20个点的单位阶跃信号'); %设置标题为“20个点的单位阶跃信号” 2. 生成占空比为30％的矩形波。 程序： clear,clc,close %清除变量空间变量，清除命令窗口命令 x=0:0.001:0.6; %设置变量x的值范围 y=square(2*pi*10*x,30); %用square函数得到占空比为30％的矩形波 plot(x,y,'m'); %绘制矩形波的图像
课后习题答案第一章绪论 1．何为建筑环境学？建筑环境中有待解决的问题是什么？ 2．建筑环境学研究的内容及其研究方法为何？ 1．所谓建筑环境学就是指在建筑空间内，在满足使用功能的前提下，如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。根据使用功能的不同，从使用者的角度出发，研究室内的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果，并对此作出科学评价，为营造一个舒、健康的室内环境提供理论依据。有等解决问题是：①如何解决满足室内环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾；②如何解决“建筑病综合症”（Sick Building Syndrome –“SBS”）的问题。 2．研究的主要内容包括：建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境与气流环境，建筑声环境和光环境（即包含了建筑、传热、声、光、材料及生理学、心理学和生物学等多门学科的内容。基于建筑环境学内容的多样性，相对独立性和应用的广泛性，人们是从各个不同学科的角度对其内容进行研究，研究室内各种微气候环境所形成的机理及其与人的生活环境、工作环境等相互间的关系。 第二章建筑外环境 1．与建筑密切相关的气候因素有哪些？ 2．何为“平均太阳时”、“世界时”和“北京时”。 3．地球与太阳的相对位置可用哪些参数来表示，影响相对位置变化的主要因素是什么，为什么太阳离地球最远时而最热，离地球最近时却是寒冷天气。 4．到达地面的太阳辐射能量是由哪些部分组成，辐射能量的强弱与哪些因素有关。 5．我国民用住宅建筑的最低日照标准是什么，日照时间与建筑物配置和外型有何关系。6．日照与人体健康有何关系。 7．室外地表气温的升降主要取决于什么，影响的主要因素是什么？ 8．何为“日较差”和“年较差”，我国各地的“日较差”“年较差”遵循什么规律。 9．何为“霜洞”，何为“有效天空温度”；影响“有效天空温度的主要因素是什么”？10．相对湿度的日变化受哪些因素的影响，其变化规律如何，为何相对湿度的日变化在黎明前后最大，而午后却最小。 11．风可分为哪两大类，并解释其定义，我国气象部门是如何测定当地的风向与风速的，风玫瑰图的含意是什么？ 12．城市气候环境变暖且高于周边郊区农村的主要原因是什么？为什么在城市密集区易形成热岛现象。 13．我国建筑热工设计中为什么要按分区进行设计，是如何分区，分成几个什么区域。1．与太阳的光辐射，气温、湿度，风和降水等因素有关。 2．以太阳通过某地区的子午线时为正午12点来计算一天的时间为平均太阳时；以本初子午线处的平均太阳时作为世界标准时（世界时）；以东经120℃的平均太阳时为中国标准（称为北京时间）。 3．相对位置可用纬度，太阳赤纬d，时角h，太阳高度角和方位角A表示，其中前三个参数、d、h是直接影响和A的因素，因为是表明观察点所在位置，d表明季节（日期）的变化；h是表明时间的变化。当太阳离地球最远时，太阳光是垂直于直射地面的，具有很高的辐射强度，所以最热而形成了夏至，当太阳距地球最近时，太阳光是斜射地球表面的，其辐射强度很弱，因此最寒冷导致了冬至。 4．一部分为太阳直接照射到地面（即直射辐射）；另一部分是经过大气层散射后到达地面成
北京四中 化学实验方案设计的基本要求 化学实验过程由准备阶段、实施阶段和结果处理阶段组成。在实验的准备阶段，设计一个周密的实验方案是保证实验实施成功的关键。实验方案的主要内容包括：1.实验名称；2.实验目的；3.实验原理；4.实验用品（仪器、药品及规格）；5.实验步骤（包括实验仪器装配和操作）；6.实验现象记录及结果处理；7.问题讨论。 一个实验目的的达到，往往有多个可以选择的方案，但我们总是选择最优的实验方案。实验方案的选择要遵循以下原则：1.科学性；2.安全性；3.可行性；4.简约性。 一、科学性 1．实验原理的科学性。例如检验SO2中是否含有CO2，如果把气体直接通入澄清的石灰水检验，由于SO2也会使石灰水变浑浊，因此无法判断气体中是否含有CO2。正确的实验方案的图示如图： 以上实验中，如果在品红溶液不褪色的情况下，澄清的石灰水变浑浊，可以判断气体中含有CO2，否则没有CO2。 2．操作程序和方法的科学性。请看下列除杂方法： （1）用点燃法除去CO2中混有的少量CO；
（2）用加入乙醇、浓硫酸加热的方法除去乙酸乙酯中的少量乙酸。 如果单从化学原理方面去看，以上两个实验方案是没有问题的，因此许多同学在实验设计上对于这种思路也是乐此不疲，其实这些实验方案是根本无法实施的。方案（1）正确的方法是： 方案（2）正确的实验方法是用饱和Na2CO3溶液洗涤后进行分液操作。 二、安全性 为了杜绝人身伤害和避免实验仪器的损坏，保障实验的顺利进行，安全工作必须做好。实验安全主要包括下列几个方面： 1．防漏气——实验前检查装置的气密性。 2．防爆炸——检验气体的纯度，有可燃性气体的实验，应将装置系统中的空气排净后再进行点燃和加热的操作。例如用H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点燃酒精灯加热金属氧化物。 3．防倒吸——溶解度很大的气体吸收要加防倒吸装置，对有加热要求的综合实验，在与液体接触的部位前，最好设置“安全瓶”等装置以防止倒吸，实验结束时要注意酒精灯熄灭及导管的处理顺序。
药理学综合设计性实验 实验一氯丙嗪的降温作用（设计性实验，4学时） 实验简介：本实验使学生掌握实验设计的基础理论和方法（包括动物选择、实验分组、对照原则、处理因素的标准化等多方面知识），并通过观察氯丙嗪的降温作用，掌握其降温特点，联系临床应用。 实验辅导：至少双人辅导 【实验目的】掌握实验设计的基础理论，通过观察氯丙嗪的降温作用，掌握其降温特点，联系临床应用。 【实验器材】小鼠、注射器、体温计、冰箱、氯丙嗪等。 【实验过程】 一、首先介绍实验设计的基础理论 （一）实验设计是科学研究计划中关于研究方法与步骤的一项内容，是实验研究所涉及的各项基本问题的合理安排。严密合理的实验设计是顺利进行研究工作的保证，同时也能最大限度地减少实验误差以获得精确可靠的实验结论，甚至可以使研究工作事半功倍。 药理学实验设计的三大要素，即处理因素、实验对象与实验效应。 1.处理因素 (1)处理因素实验中根据研究目的确定的由实验者人为施加给受试对象的因素称为处理因素，如药物、某种手术等。 一次实验涉及的因素不宜过多，否则会使分组增多，受试对象的例数增多，在实际工作中难以控制。但处理因素过少，又难以提高实验的广度和深度。 (2)明确非处理因素：非处理因素虽然不是我们的研究因素，但其中有些因素可能会影响实验结果，产生混杂效应，所以这些非处理因素又称混杂因素。设计时明确了这些非处理因素，才能设法消除它们的干扰作用。 (3)处理因素的标准化：处理因素在整个实验过程中应做到标准化，即保持不变，否则会影响实验结果的评价。如实验设计中处理因素是药物时，则药物的剂型、给药途径、质量(成分、出厂批号等)必须保持不变。 2.实验对象 实验对象的选择十分重要，对实验结果有着极为重要的影响。药理学实验主要实验对象包括整体动物(正常动物、麻醉动物和病理模型)、离体器官、组织及细胞等。 3.实验效应 实验效应是指受试对象在处理因素作用后呈现的反应或受到的影响，其具体表现形式是指标。这些指标包括计数指标(或定性指标)和计量指标(或定量指标)等。指标的选定需符合特异性、客观性、重复性、灵敏性、精确性、可行性等原则。 (二)药理学实验设计的基本原则 为了提高研究效率，控制误差和偏倚，药理学实验设计同其它科学研究一样必须遵循三大基本原则，即对照、随机和重复原则。 1.对照原则 对照是比较的前提。在生物学实验中存在许多影响因素，为消除无关因素对实验结果的
实验方案的设计与评价 一、实验方案的设计 （一）、一个相对完整的化学实验方案一般应包括的内容有：实验名称、实验目的、实验原理、实验用品和实验步骤、实验现象记录，及结果处理、问题和讨论等。 （二）、实验方案设计的基本要求 1、科学性 （1）、当制备具有还原性的物质时，不能用强氧化性酸，如： ①、制氢气不能用HNO3、浓H2SO4，宜用稀H2SO4等。另外，宜用 粗锌（利用原电池原 理加快反应速率），不宜用纯锌（反应速率慢）。 ②、同理，制H2S、HBr、HI等气体时，皆不宜用浓H2SO4。前者宜 用稀盐酸，后两者宜 用浓磷酸。 FeS + 2HCl = FeCl2+ H2S↑H3PO4+ NaBr NaH2PO4+ HBr↑（制HI用NaI） （2）、与反应进行、停滞有关的问题 用CaCO3制CO2，不宜用H2SO4。生成的微溶物CaSO4会覆盖在CaCO3表面，阻止反应进 一步进行。 （3）、MnO2和浓盐酸在加热条件下反应，制备的Cl2中含HCl气体和水蒸气较多；若用 KMnO4代替MnO2进行反应，由于反应不需加热，使制得的Cl2中含HCl气体和水蒸气极 少。 （4）、酸性废气可用碱石灰或强碱溶液吸收，不用石灰水，因为Ca（OH）2属于微溶物质，石灰水中Ca（OH）2的含量少。 （5）、检查多个连续装置的气密性，一般不用手悟法，因为手掌热量有限。 （6）、用排水法测量气体体积时，一定要注意装置内外压强应相同。
（7）、实验室制备Al（OH）3的反应原理有两个：由Al3+制Al（OH）3，需加氨水；由AlO2-制Al（OH）3，需通CO2气体。 （8）、装置顺序中，应先除杂后干燥。如实验室制取Cl2的装置中，应先用饱和食盐水除去HCl气体，后用浓H2SO4吸收水蒸气。 2、可行性 （1）、在制备Fe（OH）2时，宜将NaOH溶液煮沸，以除去NaOH溶液中溶解的O2；其次在新制的FeSO4溶液中加一层苯，可以隔离空气中的O2，防止生成的Fe（OH）2被氧化。 （2）、实验室一般不宜采用高压、低压和低温（低于0℃）等条件。 （3）、在急用时：宜将浓氨水滴入碱石灰中制取NH3，不宜用NH4Cl与Ca（OH）2反应制取NH3；又如，宜将浓HCl滴入固体KMnO4中制备Cl2；还有将H2O2滴入MnO2中制O2，或将H2O滴入固体Na2O2中制备O2等。 （4）、收集气体的方法可因气体性质和所提供的装置而异。 （5）、尾气处理时可采用多种防倒吸的装置。 3、安全性 实验设计应尽量避免使用有毒的药品和一些有危险性的实验操作，当必须使用时，应注意 有毒药品的回收处理，要牢记操作中应注意的事项，以防造成环境污染和人身伤害。 （1）、制备可燃性气体，在点燃前务必认真验纯，以防爆炸！ （2）、易溶于水的气体，用溶液吸收时应使用防倒吸装置。 （3）、对强氧化剂（如KClO3等）及它与强还原剂的混合物，千万不能随意研磨，以防止 发生剧烈的氧化还原反应，引起人身伤害等事故。 （4）、有毒气体的制备或性质实验均应在通风橱或密闭系统中进行，尾气一般采用吸收或燃 烧的处理方法。 （5）、混合或稀释时，应将密度大的液体缓慢加到密度小的液体中，以防液体飞溅。如浓硫 酸的稀释等。 （6）、用Cu制CuSO4，可先将Cu在空气中灼烧成CuO，再加稀
综合与设计性实验讲义 目录 模块一 实验一茶叶中提取咖啡因（综合性化学实验） (1) 实验二黄连中小檗碱的提取和鉴定（设计性化学实验） (5) 实验三烟叶中烟碱的提取与定性分析测定（综合性化学实验） (6) 实验四玉米须中黄酮和多糖的提取、鉴别与含量测定（设计性化学实验）··10 模块二 实验五高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量（设计性化学实验） (12) 实验六维生素C药片中抗坏血酸含量的测定（综合性化学实验） (13) 实验七葡萄糖酸锌的制备和分析（综合性化学实验） (15) 模块三 实验八 1，2，4-三唑的制备（设计性化学实验） (18) 实验九聚乙烯醛缩甲醛胶水的制备（综合性化学实验） (19) 实验十香豆素-3-羧酸的制备 (20) 实验十一三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备、性质和组成分析（设计性化学实验）。22实验十二固体酒精的制备及燃烧热的测定（综合性化学实验） (24) 说明：本实验课程要求学生从三个模块（见附表）中选出四个实验题目，即从模块一、模块二中各择一个实验题目，从模块三中选择二个。四个实验题目中设计性实验不得少于一个。设计性实验要提供设计方案，列举可行的方案。实验前要交给指导老师批阅。 例如：模块一中选择烟叶中烟碱的提取与定性分析测定（综合性化学实验），模块二中选择高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量（设计性化学实验）， 模块三中选择聚乙烯醛缩甲醛胶水的制备（综合性化学实验），环保颜料氧化铁黄的制备定（综合性化学实验）
模块一 实验一茶叶中的咖啡因的提取及其红外光谱的测定 A 茶叶中的咖啡因的提取 一、实验目的 （1）通过从茶叶中提取咖啡因学习固-液萃取的原理及方法。 （2）掌握索氏提取器的原理及作用。 （3）掌握升华原理及操作。 二、实验原理 茶叶中含有多种黄嘌呤衍生物的生物碱，其主要成分为含量约占1%～5%的咖啡因（Caffeine，又名咖啡碱），并含有少量茶碱和可可豆碱，以及11%～12%的丹宁酸（又称鞣酸），还有约0.6%的色素、纤维素和蛋白质等。 咖啡因的化学名为1，3，7-三甲基－2，6-二氧嘌呤，其结构为： O N H3C N O CH3N N CH3 N N H N N 纯咖啡因为白色针状结晶体，无臭，味苦，置于空气中有风化性。易溶于水、乙醇、氯仿、丙酮、微溶于石油醚，难溶于苯和乙醚，它是弱碱性物质，水溶液对石蕊试纸呈中性反应。咖啡因在100℃时失去结晶水并开始升华，120℃升华显著，178℃时很快升华。无水咖啡因的熔点为238℃。咖啡因具有刺激心脏，兴奋大脑神经和利尿等作用，因此可单独作为有关药物的配方。咖啡因可由人工合成法或提取法获得。本实验采用索氏提取法从茶叶中提取咖啡因。利用咖啡因易溶于乙醇，易升华等特点，以95%乙醇作溶剂，通过索氏提取器（或回流）进行连续抽提，然后浓缩、焙炒而得粗制咖啡因，在通过升华提取得到纯的咖啡因。 三、实验装置 1．索氏提取器：见图2－17。 2．回流提取装置：在无索氏提取器的情况下，可采用回流冷凝装置（图 3-13）。但一般回流冷凝装置所用溶剂量较大，且提取效果较索氏提取器差。
设计性实验报告 实验名称：苯妥英钠的制备与分析 姓名：闫洁 班级： 学号：39 日期：2015.11.2
设计性实验报告 一、实验目的 1．学习安息香缩合反应的原理和应用维生素B1及氰化钠为催化剂进行反应的实验方法。 2．学习有害气体的排出方法。 3.学习二苯羟乙酸重排反应机理。 4.掌握用硝酸氧化的实验方法。 二、实验方案一 1、实验原理 1.安息香缩合反应（安息香的制备） 2.氧化反应（二苯乙二酮的制备） 3.二苯羟乙酸重排及缩合反应（苯妥英的制备） 4.成盐反应（苯妥英钠的制备） 2、实验仪器与药品 仪器：烧杯（500 ml 250 ml ）量筒、锥形瓶、三颈瓶、抽滤瓶、球形冷凝管、干燥管、水浴锅、布氏漏斗、温度计、玻璃棒、抽滤器、 药品：苯甲醛、盐酸硫胺、氢氧化钠、无水乙醇、硝酸、浓盐酸 CHO VitB 1or NaCN O H HNO 3 O O O O H O O 1.H 2NCO NH 2/NaO H 2.HCl N H O O H 5C 6H 5C 6N H N H N O O Na H 5C 6H 5C 6 N H O OH H 5C 6 H 5C 6N O H 2NaOH
4、实验装置图 5、实验步骤 （一）安息香的制备（盐酸硫胺催化） 1.原料规格及用量配比 名称规格用量摩尔数摩尔比 苯甲醛CP d 1.050 bp179.9℃20 ml0.2 盐酸硫胺原料药 3.5 g 氢氧化钠CP10 ml 2. 操作 在100 ml三口瓶中加入3.5 g盐酸硫胺(Vit.B1)和8 ml水，溶解后加入95％乙醇30 ml。搅拌下滴加2 mol/L NaOH溶液10 m1。再取新蒸苯甲醛20 ml，加入上述反应瓶中。水浴加热至70℃左右反应1.5 h。冷却，抽滤，用少量冷水洗涤。干燥后得粗品。测定熔点，计算收率。mp 136—l37℃ 注：也可采用室温放置的方法制备安息香，即将上述原料依次加入到100 ml三角瓶中，室温放置有结晶析出，抽滤，用冷水洗涤。于燥后得粗品。测定熔点，计算收率。 (二)二苯乙二酮（联苯甲酰）的制备 1.主要原料规格及用量比 名称规格用量摩尔数摩尔比 安息香自制8.5 g0.04 1 硝酸(65%-68%) CP d 1.40 bp122℃25 ml0.379.25 2.操作 取8.5 g粗制的安息香和25 ml硝酸(65％-68％)置于100 ml圆底烧瓶中，安装冷凝器和气体连续吸收装置，低压加热并搅拌，逐渐升高温度，直至二氧化氮逸去(约1.5—2 h)。反应完毕，在搅拌下趁热将反应液倒入盛有150 ml冷水的烧杯中，充分搅拌，直至油状物呈黄色固体全部析出。抽滤，结晶用水充分洗涤至中性，干燥，得粗品。用四氯化碳重结晶(1:2),也可用乙醇重结晶(1:25)，mp．94—96℃。 （三）苯妥英的制备
课后习题答案 第二章 1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？ 答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。 2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？ 答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。 3. 晴朗的夏夜，气温25℃，有效天空温度能达到多少？如果没有大气层，有效天空温度应该是多少？ 答：根据书中有效天空温度估算式（2-23）有效天空温度与近地面气温和空气的发射率有关，空气发射率又与露点温度有关，露点温度又与气温和相对湿度（或含湿量）有关，假定在晴 朗的夏夜，气温为25℃，相对湿度在30％-70％之间，则t dp ＝6℃-19℃，有效天空温度t sky ＝7℃-14℃。在某些极端条件下，t sky 可以达到0℃以下。 如果没有大气层，有效天空温度应该为0 K。 4.为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？ 答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。 5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？ 答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装，虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收，另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的开高，从而不利于住区微气候的改善。 6.水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是多少？ 答：①由于城市地面覆盖物多，发热体多，加上密集的城市人口的生活和生产中产生大量的人为热，造成市中心的温度高于郊区温度，且室内各区的温度分布也不一样。如果绘制出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似，人们把这种气温分布的现象称为“热岛现象”。而水体和植被具有调节城市局部气候的作用，如净化空气、减少噪声，对城市“热岛现象”有一定的缓解作用。②机理：水体的比热大，温度较高时，气体潜热带走辐射热量，有效地降低温度，植被蒸腾作用较强，能有效带走部分热量，此外，植被的光合作用能吸收CO2，放出O2，杀菌并能吸收粉尘，有效地抑制了温室效应进而降低温度，也就有效地抑制了热岛效应。