實驗報告的寫法及注意事項

「普通物理實驗二」課程大綱

Syllabus of General Physics Laboratory II

課程編號(Course No.)：09720PHYS1010XX, XX = 09, 10

國立清華大學物理系97學年度第二學期

1. 課程網站(Website)：http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab/

參考網站：物理演示實驗：http://140.114.80.32/schoolpad/front/bin/cglist.phtml?Category=5

B. 授課教師和助教聯絡方式(Contact ways of Instructors and Teaching Assistants)

1. 授課教師(Instructors)：物理系戴明鳳教授 (Prof. Ming-Fong Tai, Dept. of Physics)

辦公室電話(office phone #)：03-57-42276 (物理館416室)

實驗室電話 (Lab. phone #)：03-57-42523 (物理館114室)

行動電話 (cellular phone #)：0920-964-622

電子郵件 (E-mail address) ：mftai@phys.nthu.edu.tw

2. 實驗助教(Teaching assistants)：

     物理系和理學士雙學程班：課程編號09610PHYS101009和09610PHYS101016班

1. 課程說明：

   本課程除透過實驗驗證普通物理課程中所學習到的各種物理定律和物理現象外，並訓練學生熟悉實驗的測量方法和操作技術，並學習如何解決實驗時所遭遇的各種困難及實驗數據分析的能力。

   上學期主要著重在基本度量、運動學、力學、熱力學和力學波動等古典物理學領域的基本物理實驗，下學期則在電學、磁學、電磁學、基本電子儀表之工作原理、電路學和光學等基礎物理實驗的學習。同時藉由實驗的實作，培養學生對實驗研究應有的嚴謹態度和好奇好學的精神，使同學能夠熟用各種基本量測工具、相關儀器及器材。此外，在課程中亦安排一些無法讓全部學生同時實作的物理演示實驗和物理演示觀摩影片，以強化課程的內涵和提升學生的學習興趣。有機會亦將安排校外資深物理學者到校進行專題演講，以增廣學生的見聞，並吸取他校師生普物實驗的經驗。亦可能安排一次校外參訪教學，如參訪國立台灣科學教育館、國立天文館、台中國立科學博物館或高雄科工館等等相關科學教育館。

2. 課程目的：
1. 驗證並了解基本物理定律和現象。
2. 熟悉各種基本量測工具、儀器及器材，並培養愛護儀器及正確使用儀器的方法和態度。
3. 強化實驗的基本技能。
4. 學習實驗數據擷取、處理與分析的能力，加強使用工程計算機及電腦數據分析軟體之應用能力，如學習熟用Microsoft Office的Excel 試算軟體 。
5. 訓練撰寫實驗報告和簡報的能力，特別是書面文字的撰寫、圖表和簡報製作的技巧，並培育上台簡報的技巧和能力。學習熟用MS word 文書處理軟體 和MS powder point簡報軟體。
6. 加強學生對物理定理的深入瞭解、歷史發展和技術演變的過程及在日常生活上的應用原理和操作。
7. 訓練學生發掘問題、解決問題和思考分析，並強化創造力的啟發與靈活運用。
8. 培養學生面對科學實驗與研究應有的好奇心和嚴謹態度，與重視團隊合作的實驗精神和態度。

三、實驗單元：

上學期共有七個與運動學、力學、熱力學和力學波動有關的典型物理實驗單元及三個相關的物理演示實驗與實驗影片觀摩。下學期則有九個與電磁、光電與量子物理學有關的常規實驗和另三個相關的演示實驗。目錄如下所列：

下學期：

1. 電場--電力線測量(Electric Field-Measurement of Electric Force Lines)
2. 安培計、伏特計與歐姆計(Ammeter, Voltmeter and Ohmmeter)
3. 電流天平(Current Balance)
4. 演示D：電學與電子學篇演示實驗暨影片觀摩(Demonstration A: Electrics and Electronics)
5. 電子受靜電力與磁力作用的偏折現象(Deflection of Electron applied by an Electrostatic Force and Magnetic Forces)
6. 示波器操作與其應用(Operation of Oscilloscope and its application)
7. 各種感測元件之工作原理與測量(Operation Principles and Measurements of Various Sensors )
8. 演示實驗E：電磁學與能源篇(Demonstration E: Electromagnetics and Energy Power)
9. RC 和 RLC 振盪電路(RC and RLC Oscillation Circuits)
10. 光的折射、偏振、干涉與繞射(Reflection, Polarization, Interference and Diffraction of Light)
11. 氣體光譜和浦郎克常數(Spectra of Gas and Planck’s Constant)
12. 演示F：光學、光電與近代物理學篇演示實驗與影片觀摩(Demonstration F: Optics, Optoelectronics and Modern Physics)

四、課程進度

上課方式採實驗講解、統一實作的典型實驗、自由探索演示實驗和影片觀摩等四種方式，每一班級的課程進度由普物實驗課程小組統一規劃，97學年度下學期的實驗輪班表一：「普物實驗課程進度輪班表」。 


五、指定用書、參考資料和補充資料

(1) 典型物理實驗：

1. 中文教材：「普通物理實驗」，黃勝良、吳秀錦主編，國立清華大學出版社出版，93年9月版。請自行到校內書店購買，或詢問普物實驗室的技術人員。

2. 實驗講解簡報和參考資料見普物實驗網站：http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab

3. 英文教材：請自行從普物實驗室網站：http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab下載。

(2) 物理演示實驗與影片觀摩：

1. 演示實驗的解說簡報、簡易使用說明書和參考資料請見普物實驗網站

2. 網站相關資料：本校物理系物理演示網站：

• http://140.114.80.32/schoolpad/front/bin/cglist.phtml?Category=5
• 自行上網查詢

3. 物理演示百科DVD影片：共25片，正本收存於物理中心圖書館，拷貝版存於普物實驗室

六、教學方式

    上課方式採實驗課堂講解、統一的典型實驗、自由探索演示實驗和影片觀摩等四種方式，以及適時地安排校外學者來校進行演示教學演講或校外觀摩活動：

1. 課堂講解：講解實驗原理及實驗進行的方法、步驟和注意事項。
2. 典型物理實驗：主要實驗目的和內容為驗證普物課堂上所學的物理定律和現象，實驗過程採兩人一組，共用一套實驗器材，每一實驗共備有30套設備。實驗時，按實驗課本中的實驗步驟進行一系列有系統的數據測量，實驗後每位同學自行根據所測得的實驗數據進行數據分析和物理原理的比較與驗證分析。部份修課人數超過60人的班級，將會有部份同學是三人一組。
3. 物理演示實驗與影片觀摩：同學不分組，演示實驗室中將擺置多種不同的物理演示教具，大部份的教具僅一套，故請小心使用，避免破壞，以免後來學習的同學無法使用。學生抵達實驗室後，先由講師或助教對每一物理演示展品作一簡單扼要的講解，然後才讓學生自由探索每一展示教具工作原理和設計時所使用的物理原理。並要求學生回去後，針對每一演示教具自行查詢相關資料，探索較具的工作詳細原理，並撰寫探索報告，此演示報告的評分視為一般的實驗報告。
4. 物理演示百科DVD影片的演示實驗觀摩：請講師和助教適當的安插於該實驗課程中進行，亦可安排於實驗講解課中進行。亦可安排學生自行觀看後，製作簡報，上台報告
5. 專題演講：有機會亦會安排校外資深物理實驗學者來校進行演示教學專題演講，介紹各種物理實驗和演示教具，以增廣學生的見聞，並吸取他校師生普物實驗的經驗。
6. 校外教學：亦可能安排一次校外參訪教學，如參訪國立台灣科學教育館、國立天文館、台中國立科學博物館(或高雄科工館)等等相關科學教育館。

七、課堂講解方式和內容：

1. 除由授課教師作實驗之重點講解及補充資料的講解外，並由每3-4組同學各負責一個實驗的細部講解，以簡報方式進行。
2. 課堂講解中部份時間觀賞相關之物理影片，並由教師補充說明影片的內容。
3. 進行與物理有關的演示實驗和講解。
8. 實驗操作：
1. 實驗操作時，原則上採兩人一組，分組進行實驗。修課人數超過60人的班級，會有部份同學是三人一組。
2. 實驗時，同學必須自備實驗記錄紙和掌上型計算機，以利實驗時記錄實驗數據用；並強烈建議每次實驗應備有數位相機或數位攝影機，以利實驗裝置和圖形的存取。
3. 每位學生需自己撰寫，並繳交自己的實驗預報、結報和各式報告。
4. 實驗開始前，同學需先繳交實驗預習報告及前一次實驗的結報。
5. 任課教師和助教得以根據預習報告和講解課時的授課內容進行隨堂小考。
6. 實驗結束前，學生務必完成數據的初步處理(先以掌上計算機處理)及初步作圖(先繪於方格紙上)，經任課教師或助教檢查無誤後，並請助教於數據資料上簽名後，才算完成實驗，方可離開實驗室。
7. 實驗所得數據需經電腦的EXCEL或相關數據分析及作圖軟體處理、分析和作圖。
8. 期末將以操作考及筆試評核學生的實驗學習成果。
9. 成績計算

由任課教師和助教於學期末依下列各項成績而定。

1. 實驗報告成績：含實驗預報和結報，以及演示實驗探索報告和演示實驗影片觀摩報告，一學期共十份報告。實驗報告成績至少佔學期成績的60%。
2. 平時的實驗精神和態度
3. 筆試成績：如預習考、隋堂考、期中考、期末考等各種筆試。
4. 實驗操作考成績
5. 其他：期末需繳交本學期所有實驗報告之電子檔和書面裝訂本，需含封面、校外教學或參觀活動之報告等等。

十、上課規定

1. 請準時到堂上課和實驗，並簽到(不可代簽)。
2. 繳交實驗預報及上次實驗的結報，結報請隔週即繳交。即使隔週為講解課，亦得繳交前一週的實驗結報，不接受遲交之報告。
3. 實驗課時請務必攜帶自己的實驗講義和計算機。
4. 實驗流程：老師和助教先講解實驗大綱和注意事項 ? 同學開始做實驗 ? 整理數據 ? 實驗數據檢查。
5. 請教師和助教檢查數據：實驗數據未經教師和助教認核簽名前，請不要先收儀器。
6. 收拾儀器、整理實驗桌，清除垃圾後，請值日組同學檢查，始可簽退，並離開實驗室。
7. 實驗室內禁止帶入食物及飲食，若需飲食，請至實驗室外享用。