本书是参照教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理学类专业教学指导分委员会编制的《高等学校物理学本科指导性专业规范》规定的实验内容编写的。本书内容涉及原子核物理、X射线衍射物相分析、原子物理、激光与光学、微波技术、声学、磁共振、真空技术、凝聚态物理、应用技术、极端物理条件,共计11个单元,30个实验项目。本书重点在于阐述实验的物理思想和方法,注重培养学生的创新思维和实验动手能力,以期提高其科学素质。
近代物理实验是一门综合性较强的实验课程,具有多种理论、多种技术、多种学科交叉的特点,在高等学校理工科学生的培养过程中起到非常重要的作用。早在20世纪50年代,吉林大学物理学院(原物理系)就开设了近代物理实验课。在几代教师和实验技术人员的不懈努力下,课程取得了长足的发展,2001年被评为校级精品课程,2003年被评为吉林省精品课程,2008年被评为国家级精品课程,2014年被评为国家级精品资源共享课。在长期的教学改革实践的基础上,教学小组于1995年编写出版了《近代物理实验》(晏于模、王魁香主编),2007年编写出版了《新编近代物理实验》(王魁香、韩炜、杜晓波主编)。
为提升教学水平,我们对教学内容不断进行调整优化,尽可能将物理学最新的研究成果及时引进教学体系,同时在教学方法方面不断进行新的改革和尝试。在保证总学时不变的前提下,压缩基本实验数量,增设研究型专题实验,使学生逐步受到科学研究的基本训练,提高科研创新能力。为适应新的教学形式,我们对原《近代物理实验》教材重新进行了规划设计,将原教材内容分成基本实验和研究型实验两部分,分别编写了《近代物理实验》和《近代物理拓展实验》两本教材。《近代物理实验》主要包含了原教材中比较基本的、经典的和经过优化的实验,同时吸收了部分具有吉林大学物理学科研特色,更能反映现代科学技术水平,更有利于培养学生实践能力、创新能力的实验,如与高温高压极端物理条件相关的实验,实验项目共计30个,主要用于近代物理基本实验教学。《近代物理拓展实验》主要是与吉林大学物理学科研方向密切相关的研究型实验项目,用于研究型近代物理实验教学。
参加编写本书的人员有韩炜[2.0、2.1、9.3],杜晓波[7.0],陆景彬[1.0、1.3],李剑[1.1],马克岩[1.2],杨东[1.4],崔淬砺[3.1],付作岭[3.2],王磊[3.3、4.1],王刚[4.2、4.3],苏雪梅[4.4],孙昕[4.5],贺天民[5.1、10.2],吕伟国[5.2、6.1、6.2],纪媛[7.1、7.2],李永峰[8.2、8.3],付成伟[10.1],梁桁楠[5.0、7.3、9.1、9.2、8.1、11.0、11.2],李岩[11.1]。
本书是近十几年来曾经和正在承担近代物理实验教学任务的教师与实验技术人员的集体贡献,感谢各位老师、实验技术人员的辛勤劳动,也感谢历年来使用《近代物理实验》系列教材的师生和兄弟院校的同行为此书提出的宝贵意见。在编写过程中,曾参阅了兄弟院校近代物理实验教材和讲义,在此一并致谢。我们还要感谢吉林大学教务处领导和物理学院领导的大力支持和帮助。
由于学术水平所限,编写时间仓促,书中错误与不妥之处在所难免,敬希广大读者提出宝贵意见,以使它更臻完善。
编者
2016年12月
单元1 原子核物理
1.0 原子核物理基础知识
1.1 盖革-米勒计数器和核衰变的统计规律
1.2 NaI(T1)闪烁谱仪及γ能谱测量
1.3 相对论效应
1.4 特征X射线谱与吸收
单元2 X射线衍射技术
2.0 晶体结构的基础知识与X射线衍射
2.1 x射线衍射物相分析
单元3 原子与分子物理
3.1 塞曼效应
3.2 氢一氘光谱
3.3 钠原子光谱
单元4 激光与光学
4.1 光泵磁共振
4.2 光学非稳、混沌振荡和控制
4.3 晶体电光调制和光学双稳
4.4 拉曼光谱
4.5 法拉第效应
单元5 微波技术
5.0 微波基础知识
5.1 反射速调管的工作特性
5.2 微波的波导传输与检测
单元6 声学
6.1 固体介质声学参数的测量和波形频谱分析
6.2 声源定位及GPS模拟
单元7 磁共振技术
7.0 磁共振基础知识
7.1 核磁共振
7.2 电子顺磁共振
7.3 YlG单晶铁磁共振
单元8 真空技术
8.1 真空获得与测量
8.2 磁控溅射薄膜制备
8.3 气体放电中等离子体的研究
单元9 凝聚态物理
9.1 振动样品磁强计
9.2 介电与软磁特性测量
9.3 纳米材料制备与表征
单元10 应用技术
10.1 传感器原理和应用
10.2 扫描电子显微镜及x射线能谱仪
单元11 极端条件物理
11.0 高压科学基础知识
11.1 金刚石对顶砧(DAC)实验技术
11.2 红宝石法测量水的相变压力
参考文献