下载文档原格式
电磁学试验教学大纲-兰州大学物理学院第一篇：电磁学试验教学大纲-兰州大学物理学院电磁学实验大纲一、实验教学目标与基本要求电磁学实验课程的教学目的在于使学生掌握电阻、电流、电压、电动势和磁场强度的外部测量方法；加深对静电场和静磁场分布规律的认识；熟练使用检流计、电流表、伏特表、直流电桥、交流电桥，电位差计等基本电磁学仪表；对实验结果要求进行正确的分析，找出产生误差的原因。
实验设计上以电磁学知识为基础，适当加大综合性和设计性实验的内容，教学中以学生主动操作为主，教师指导为辅，充分发挥学生在实验中的主观能动性，以锻炼学生的综合实验技能。
电磁学实验分为常规实验和综合性实验两部分，共二十多个题目。
在教学过程中按照基础物理理论知识的基础，学生分为两大类----物理专业、非物理专业进行授课。
物理专业上课16周，安排有六个必做常规实验，六个必做综合性实验和十几个选做综合性实验；非物理专业上课8周，有六个必做常规实验和十几个选做综合性实验。
课程的最终考核结果为百分制，结合平时成绩和期末考试成绩综合评定出最终总成绩。
课程在仪器台次允许的情况下要求学生独立进行实验操作，提倡学生之间的讨论和交流。
常教学过程分为学生课下预习、教师课堂讲授与提问、学生实验操作、学生撰写实验报告四个个环节，教师通过以上各环节学生的表现给出当次实验的平时成绩。
期末考试为上机答题考试，考题从理论知识，仪器使用和实验设计等层面综合考查学生对实验的理解和掌握程度。
二、实验题目及其目的内容 01电阻元件的伏安特性曲线目的内容：1.掌握电学基本仪器的使用方法2.掌握伏安法和替代法测电阻的原理3.了解线路的方法误差以及测量仪器的结构误差4.了解电阻、二极管的伏安特性，并描绘其伏安特性曲线02万用表的使用目的内容：1.了解万用表基本结构2.掌握万用表测量电压、电流、电阻等的使用方法3.用万用表判断电路故障 03惠斯通电桥目的内容：1.掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法2.根据电桥线路用电阻箱自组电桥测量电阻3.了解并设计参量变化探讨影响电桥灵敏度的因素4.分析误差来源 04电压的精确测量目的内容：1.掌握补偿法侧电位差的原理2.自组电位差计并测量电池的电源电动势和内阻3.用电位差计校正电表05单相交流电路的研究目的内容：1.了解交流电路中的欧姆定律2.掌握交流电路中电压、电流、功率及功率因数的测量原理及方法3.了解提高功率因数的基本方法4.学会简单的电工安装06 RLC谐振电路的研究目的内容：1.掌握RLC串联和并联电路的谐振特性2.了解品质因数的物理意义3.分别用作图法和电压法测量谐振电路的品质因数，并对数据进行误差分析 07示波器的使用目的内容：1.了解示波器的主要构造和基本工作原理2.掌握示波器面板控制的使用的方法3.用示波器观察周期性信号的波形并测量其频率4.观察李萨如图形并用其测量待测信号频率 08 RLC电路的暂态目的内容：1.用示波器观察RC、RL、RLC电路的暂态过程；并学会测量时间常数。
磁学实验课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称: 磁学实验所属专业:凝聚态物理,磁学课程性质：专业课,必修学分：4（二）课程简介、目标与任务描述材料的磁特性参数有许多，内禀性质方面主要有饱和磁化强度(Ms)、居里温度(Tc)、磁晶各向异性常数(K)、磁致伸缩系数(λ)、电阻率（ρ）以及密度(d)等。
响应磁特性方面主要有磁导率（μ）、矫顽力（Hc）、剩磁(Br)、以及磁损耗（W）等。
根据铁磁学的教学内容和现有的实验条件，本课程针对磁性材料如下方面进行测试与分析：（1）磁畴结构的观测（2）各种磁性材料静态磁特性的测量（3）各种磁性材料的交流磁特性的测量（4）磁性材料的各种效应：磁电阻效应、磁滞伸缩、铁磁共振与各向异性等测量（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；先修课程《铁磁学》与《磁性测量》。
《磁学实验》是《铁磁学》与《磁性测量》对应的配套实验，它需要《铁磁学》与《磁性测量》相关的理论知识，才能在此基础上进行实验。
（四）教材与主要参考书。
教材: 自编《磁学实验》，吴东平编， 2015。
参考书：1、《铁磁学》上中下三册，戴道生、钟文定等编著科学出版社，2000。
2、《物性测量原理与测试分析方法》，李培森，兰州大学出版社，1994。
二、课程内容与安排实验一、磁畴的显示与测量实验目的1．借助透射偏光显微镜和一定的直流和脉冲偏磁场系统观察静止或运动的色彩美丽的磁泡畴。
2．通过观察石榴石单晶磁泡薄膜的条状迷宫畴或正常磁泡群，观察条畴和磁泡从收缩直至缩灭的磁化过程，测量磁泡薄膜的静态特性参数和动态特性参数，了解磁化过程的基本机理。
3．通过改变实验参数，确定出现辐射状畴，单枝花畴，多枝花畴等各畴状态的临界条件，理解微磁结构的出现是由铁磁体的能量所决定的，从而理解现实的稳定状态是能量极小的状态。
实验仪器：BH-1型磁畴显示和测量装置“BH-1型磁畴显示和测量装置”由氙灯光源，脉冲发生器，透射偏光显微镜和Helmholtz 线圈组，电脑和磁泡畴显示器，控制器，及石榴石单晶磁泡薄膜样品及样品架六个主要部分组成。
力学B课程教学大纲一、课程说明力学课程在理科物理类专业一年级第一学期开设，本大纲主要针对材料物理学专业一年级新生。
课堂教学，其中包括课堂讲授、习题课、讨论课等，总学时54学时。
物理学《力学》课程的目的是使学生系统地掌握力学中的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法，以及它们的实验基础；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立唯物主义的观点，提高学生的科学素质。
通过《力学》的教学，既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律，建立正确的学习方法，努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风，又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备，还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。
在教学中，要重视对基本物理现象和物理实验现象的观察、描述和分析，并在此基础上建立物理模型和概念，引出物理原理和定律，引导和帮助学生实现由感性认识到理性认识的飞跃；要重视对物理概念、规律的定性描述，在此基础上，帮助学生掌握和使用所学的数学工具来概括和表述物理规律，充分认识每个物理定律数学表达式的物理意义。
在着重要求学生掌握物理学基本概念和基本规律的基础上，适当介绍这些基本概念与当代物理学前沿之间的联系。
在教学中既要注意到学生原有的物理和数学基础，也要注意学生学习的连续性，又考虑到中学到大学的学习是一个量变到质变的过程。
为了加深对物理概念的理解，使学生能处理变力，变速等问题，本课程采用“微积分”作为主要的教学工具。
因为在中学中学生未学过微积分，所以在课程开始之前利用少量学时介绍“微积分初步”和“矢量代数”。
由于力学课程内容多，涉及面广，讲授时以基本概念、基本原理、基本方法为主，要少而精。
与物理学当代发展的前沿可以简单介绍或者以学生自学为主，以扩大视野，激发学习兴趣，提高自学能力。
教材：新概念物理教程《力学》赵凯华罗蔚茵编著高等教育出版社1995.7参考书：《力学》上，下册，郑永令贾起民编著复旦大学出版社1989《力学》张之硅编著兰州大学出版社1996《力学》漆安慎杜婵英编著高等教育出版社1982《力学》蔡伯濂编著湖南教育出版社1985二、课程的内容与学时分配按照力学的教学目的和要求，本大纲按54学时作安排，其内容及课时分配如下。
《铁磁学》课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；
《铁磁学》、磁学专业、专业基础课、5学分
（二）课程简介、目标与任务；
本课程主要介绍磁性的基础理论，以宏观到微观的尺度顺序讨论。
首先回顾并加深讨论磁场的产生及磁介质在外加磁场作用下的变化，进而根据这种变化的性质对磁性材料加以分类和表征。
第二部分，讨论磁性物质基本互作用能，介绍典型的磁畴结构及磁畴理论，引入畴壁的概念，重点讨论磁畴在外磁场作用下的运动和变化，并简单介绍磁性材料在交变磁场作用下的响应。
最后，随着研究尺度向微观的发展，还要介绍各种类型的磁有序以及相关的自发磁化理论。
通过本课程的学习，使学生掌握磁性材料的基本概念、理解磁性和相关磁效应的基本规律、了解磁性的起源和磁性材料的基本应用，为其它磁学专业课的学习和磁学方向的实验研究奠定理论基础。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；
《普通物理》、《电动力学》、《量子力学》、《固体物理》，
《普通物理》中涉及真空及介质的恒定磁场、电磁感应、偏振光、原子磁矩等内容是学习本课程的基础，《电动力学》中电磁波在物质中的传播、《量子力学》中的交换相互作用以及《固体物理》的晶体结构等方面的知识是学习本课程之前就需要理解的。
（四）教材与主要参考书。
教材：《磁学及磁性材料导论》，David Jiles著，肖春涛译，兰州大学出版社
参考：《铁磁学》（上、中、下），戴道生等著，科学出版社
二、课程内容与安排
绪论
第一章磁场
第一节磁场的产生
第二节磁场计算
第二章磁化强度和磁矩
第一节磁矩模型
第二节磁场参量
第三节磁路与退磁场
第三章磁性材料
第一节磁性材料的分类
第二节磁性特征量
第三节典型的磁性材料
第四节顺磁性和抗磁性简介
第四章磁特性
第一节磁滞现象
第二节巴克豪森效应
第三节磁致伸缩
第四节磁电阻简介
第五章磁畴
第一节磁畴模型
第二节磁性体中的主要相互作用能量
第三节几种典型的磁畴结构及其分析
第六章磁畴壁
第一节磁畴边界的特性
第二节畴壁分类及畴壁运动
第七章技术磁化过程
第一节可逆畴壁位移磁化
第二节可逆磁矩转动磁化
第三节不可逆壁移及转动磁化
第四节反磁化过程
第五节磁化过程的动态特性
第八章磁有序及自发磁化
第一节抗磁性和顺磁性理论
第二节铁磁性自发磁化理论
第三节反铁磁性和亚铁磁性的自发磁化
第四节磁结构探测及临界特性简介
（一）教学方法与学时分配
采用以课堂讲授为主、结合习题讨论和随堂提问的方法，促进学生认真听讲及课后复习整理。
学时分配如下：
绪论（2学时）
第一章（8学时）
第二章（10学时）
第三章（10学时）
第四章（10学时）
第五章（10学时）
第六章（8学时）
第七章（16学时）
第八章（16学时）
（二）内容及基本要求
主要内容：
绪论：磁性理论的发展及磁性材料的应用简介。
第一章：磁场的产生、磁学单位制及磁场计算。
第二章：磁矩模型及磁化强度，磁路、退磁效应与退磁场、退磁因子。
第三章：磁性材料的分类标准，铁磁体的磁性能参量，不同类型的磁性材料及应用要求，顺磁性和抗磁性的基本模型。
第四章：磁滞现象、磁滞回线及相关特性，巴克好森效应及相关现象，磁致伸缩的产生、描述及应用，磁电阻效应。
第五章：磁畴假说、磁畴观测，磁性体中的主要能量（静磁能、交换能、磁致伸缩能、磁晶各向异性能），唯象描述及影响作用。
第六章：畴壁的产生及分类，外场作用下畴壁的运动方式，几种典型的磁畴结构推算。
第七章：可逆及不可逆磁畴运动过程，畴壁位移及磁畴转动，铁磁性滞后现象的理论，反磁化机制，磁化曲线、磁滞回线及剩磁的估算，动态
磁性的基本特征和物理机制。
第八章：顺磁性理论和抗磁性理论，磁有序理论，经典统计与量子统计的差异，强磁性的分子场模型，铁磁、反铁磁及亚铁磁的自发磁化，磁
结构，临界现象。
【重点掌握】：
磁性相关量的物理意义，磁特性及各种磁效应表述，磁性体中的基本相互作用能量，常见畴结构的推算，磁化及反磁化过程的物理机制，自发磁化的分子场模型。
【掌握】：
磁场产生及常用装置的磁场计算，磁性特征量及材料分类，磁滞现象及非滞后磁化，畴壁产生及其分类，磁畴运动方式及其表述，动态特性及动态损耗。
【了解】：
磁性材料的基本应用，自发磁化的具体计算，磁结构探测，临界特性。
【难点】：
对磁性相关量的概念及其适用性的准确理解和切实掌握，具体情况下基本能量项的取舍及其唯象表述。
制定人：肖春涛
审定人：
批准人：
日期：2016年6月。
