近代物理實驗

前言

　　在編寫1995年由復(fù)旦大學(xué)出版社出版的《近代物理實驗》教材（下面簡稱第一版教材）過程中，編者在借鑒國內(nèi)外的成功經(jīng)驗基礎(chǔ)上，結(jié)合我校從1956年初建立中級物理實驗室（即現(xiàn)在的近代物理實驗室的前身）以來的教學(xué)實踐，特別是20世紀(jì)60年代、80年代和1993年開始的幾次教學(xué)改革中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，并在編排上做了一些新的嘗試。因此，具有一些自身的特點，但在內(nèi)容的廣度和教學(xué)模式等方面仍存在一些局限性?！　檫m應(yīng)面向21世紀(jì)的新要求，根據(jù)國內(nèi)外近代物理實驗教學(xué)的新發(fā)展，結(jié)合近些年來第一版教材的使用情況，以高等教育出版社來我系組稿為契機(jī)，促成了編者對第一版教材進(jìn)行修訂。修訂的原則是保持特點和改進(jìn)不足。也就是說，一方面保持第一版教材的指導(dǎo)思想、特點和風(fēng)格，要求學(xué)生按“模擬科研實驗”的特點做實驗。另一方面，在教學(xué)模式和開拓實驗內(nèi)容兩個方面做了較大的改進(jìn)。首先，全面總結(jié)了我校在物理實驗教學(xué)中曾經(jīng)采用過的各種教學(xué)模式：1954年開始實行預(yù)習(xí)報告制度，即經(jīng)教師提問通過后學(xué)生才能正式做實驗，到了1963年又試行抓兩頭帶中間（兩頭指預(yù)習(xí)報告和實驗報告，中間指做好實驗），繼而在20世紀(jì)80年代實行口頭報告制度，學(xué)生報告實驗結(jié)果，師生面對面共同探討。而在第二版下篇新增加的實驗中增加了學(xué)生在預(yù)習(xí)、實驗及口頭報告階段所需思考的實驗提問，使得上面的各種教學(xué)模式能取得更好的教學(xué)效果。其次，新增加了十個實驗，內(nèi)容不僅涉及核物理、激光和超導(dǎo)等領(lǐng)域，而且還引入表面物理和超品格量子阱等領(lǐng)域的新發(fā)展，具有一定的新穎性。同時在下篇的這些新實驗中不再有“點面結(jié)合”的問題，全部是“點實驗”，即不再有二、三個實驗方案，全部改為科研實驗方案，大膽嘗試要求學(xué)生逐步按“科研實驗”的特點做實驗，這一改進(jìn)是第一版教材中要求按“模擬科研實驗”做實驗的繼續(xù)和發(fā)展。為便于各類學(xué)生使用，第二版教材按層次不同被分為上篇和下篇兩部分，上篇為原有的八個實驗，屬于基礎(chǔ)部分；下篇包括新增添的十個實驗，是提高部分。這兩部分構(gòu)成一個有機(jī)的整體，既相互銜接又相輔相成?！　≡诘诙娼滩某霭嬷H，時刻想到把我們帶進(jìn)物理實驗教學(xué)領(lǐng)域并隨時給予具體和耐心指導(dǎo)的兩位老師，江仁壽教授和王福山教授，第二版得以完成與他們以前的指導(dǎo)和培養(yǎng)是分不開的。

內(nèi)容概要

　　《近代物理實驗》是一部專業(yè)的物理學(xué)實驗教材，它是在總結(jié)復(fù)旦大學(xué)物理系“近代物理實驗”教學(xué)改革的實踐并參考國內(nèi)外實驗教材的基礎(chǔ)上編寫的。全書共有十八個實驗，分上篇和下篇?！督锢韺嶒灐纷⒅嘏囵B(yǎng)學(xué)生用實驗方法研究物理現(xiàn)象的能力和良好的實驗素質(zhì)，并在實驗技能方面獲得必要的訓(xùn)練?！督锢韺嶒灐房勺鳛槔砉た拼髮W(xué)物理實驗教材，也可作為實驗參考書。

書籍目錄

上 篇數(shù)據(jù)處理實驗一 弗蘭克一赫茲實驗實驗二 冉紹爾一湯森效應(yīng)實驗三 磁偏轉(zhuǎn)小型質(zhì)譜儀實驗四 氫光譜與類氫光譜實驗五 塞曼效應(yīng)實驗六 電子自旋共振實驗七 核磁共振實驗八 NaI(T1)單晶γ能譜儀下 篇實驗九 激光拉曼光譜實驗十 吸收光譜和激光熒光光譜實驗十一 原子力顯微鏡實驗十二 導(dǎo)納譜測量半導(dǎo)體量子阱中的量子限制效應(yīng)實驗十三 超導(dǎo)、約瑟夫森效應(yīng)與超導(dǎo)量子干涉器實驗十四 脈沖核磁共振實驗十五 光電子譜實驗十六 重帶電輕導(dǎo)與物質(zhì)的相互作用實驗十七 盧瑟福背散射分析實驗十八 質(zhì)子激發(fā)X射線能譜分析附錄一 真空技帶附錄二 微波技帶附錄三 光電倍增管附錄四 個人計算機(jī)用多功能接口卡附錄五 IEEE一488接口附表一 常用物理常數(shù)表附表二 核磁參數(shù)附表三 數(shù)據(jù)處理用表附表四 典型氣怖激光器在可見區(qū)的一些激光線附表五 氬離子激光器的主要等離子線附表六 電子的結(jié)合能/eV附表七 原子靈敏度因子附表八 核素特征X射線表

章節(jié)摘錄

　　19世紀(jì)的兩位偉大的物理學(xué)家——實驗物理學(xué)家法拉第和理論物理學(xué)家麥克斯韋——奠定了經(jīng)典電磁理論的基礎(chǔ)，法拉第除了研究電機(jī)原理、電磁感應(yīng)及電解定律之外，還研究了電、磁場對光的影響。法拉第在發(fā)現(xiàn)了磁場能改變偏振光的偏振面的取向（法拉第效應(yīng)）之后，繼而研究磁場對譜線的影響，但沒有成功，1896年，荷蘭著名的實驗物理學(xué)家塞曼在洛倫茲學(xué)說的影響下，使用比法拉第實驗中更強的磁場，研究磁場對譜線的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鈉雙線D1和D2都有增寬的現(xiàn)象.后來使用分辨率高的半徑為10ft（英尺，lft＝O.3048m）的羅蘭光柵光譜儀觀察鈉火焰發(fā)出的光譜線，發(fā)現(xiàn)每一條變寬的D線實際上都是由幾條單獨的譜線組成，這一現(xiàn)象稱為塞曼效應(yīng)，由于研究這個效應(yīng)，塞曼和洛倫茲在1902年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎，它與1845年的法拉第效應(yīng)和1875年的克爾效應(yīng)一樣，是當(dāng)時實驗物理學(xué)家的重要成就之一，有力地支持了光的電磁理論，使我們對物質(zhì)的光譜、原子和分子的結(jié)構(gòu)有了更多的了解，同時，塞曼效應(yīng)與施特恩一格拉赫實驗及堿金屬光譜中的雙線一樣，有力地證明了電子自旋假設(shè)是正確的，能級的分裂是由于電子的軌道磁矩與自旋磁矩相互作用的結(jié)果。　　在這一實驗中，學(xué)生可以觀察到低壓汞燈的譜線在磁場中的塞曼分裂譜線，并可測定它們的裂距和偏振態(tài).從譜線的塞曼裂距可確定原子能級的J值及相應(yīng)的g值.如果原子遵從LS耦合，則可由g值判斷該能級的L值和s值。

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