实验一霍尔效应及其应用

1.列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率。及迁移率u的计算公式，并注明单位。

霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。

2.如己知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？

以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。

3.本实验为什么要用3个换向开关？

为了在测量时消除一?些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。

1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？

若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B 和雷尔器件平面的夹角。

2.若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来

误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。实验二声速的测量

1.如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？

答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或品体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗I I显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。山数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。

2.压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？

答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环山多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场, 这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交变电场，材料会发生机械形变，这被称为逆压电效应。声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应，空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变，从而产生电场，把声信号转变成了电信号。

1.为什么接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值？

答：两超声换能器间的合成波可?近似看成是驻波。其驻波方程为

第一章 原子结构和键合（4学时）

了解物质由原子组成，而组成材料的各元素的原子结构和原子间的键合是决定材料性能的重要因素。

(一)、原子结构； (二)、原子间的键合； (三)、高分子链。

§2 原子间的键合 (一)、金属键 (二)、离子键 (三)、共价键 (四)、范德华力 (五)、氢键

第二章 固体结构(8学时)

固态原子按其原子（或分子）聚集的状态，可划分为晶体与非晶体两大类。晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列；而非晶体中的原子则是 无规则排列的。材料的性能与材料各元素的原子结构和键合密切相关，也与固态材料中原子或分子在空间的分布排列和运动规律以及原子集合体的形貌特征密切相 关。

(一)、晶体的空间点阵 1．空间点阵概念 2．晶胞

4．晶体结构与空间点阵的关系

(二)、晶向指数和晶面指数 1．阵点坐标 2．晶向指数 3．晶面指数 4．六方晶系指数 5．晶带 6．晶面间距

(一)、面心立方晶体结构的晶体学特征(fcc) (二)、体心立方晶体结构的晶体学特征(bcc) (三)、密排六方晶体结构的晶体学特征(hcp)

(一)、固溶体 1．置换固溶体 2．间隙固溶体 3．有序固溶体

(二)、中间相 1．正常价化合物 2．电子化合物

3．原子尺寸因素化合物

(ⅰ)间隙相和间隙化合物

(一)、金刚石结构 (二)、SiO2结构 (三)、VA、VIA族亚金属结构

(一)、晶胞结构 (二)、晶态结构模型 (三)、聚合物结晶形态

第三章 晶体缺陷(12学时)

实际晶体常存在各种偏离理想结构的区域晶体缺陷。根据晶体缺陷分布的几何特征可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。了解晶体缺陷有利于分析研 究结构敏感性能的变化规律和相变、扩散、塑性变形、再结晶以及氧化、烧结等现象，对探索材料晶体中的奥秘和推动材料科学的发展起着重要作用。

(一)、空位与间隙原子 (二)、电缺陷的运动 (三)、点缺陷的平衡浓度

(一)、位错概念的引入 (二)、位错的基本结构

1．刃型位错 2．螺型位错 3．混合位错 4．位错密度 5．柏矢矢量 (三)、位错的运动

1．位错的滑移 2．位错的攀移 3．位错的交滑移 (四)、位错的弹性性质

1．位错的应力场 2．位错的应变能 3．位错的线张力 4．作用在位错上的力

5．平行位错之间的作用力 (五)、实际晶体中的位错 1．堆垛层错 2．不全位错 3．位错反应与扩展位错 4．汤普森四面体

(一)、晶界 二)、孪晶界 三)、相界 (四)、外表面

第四章 固体中原子及分子的运动(14 学时)

固体中物质的迁移属动力学范畴。固体中按照原子的键合情况可分为金属(金属键)、陶瓷(离子键)和高分子(共价键)三类材料。不同的键合情 况导致固体中原子的运动方式不同。本章主要了解上述三类材料中原子的运动规律及影响因素，并为将来学习材料动力学打下基础。因此，本章的主要内容包括：扩 散方程的推导及求解，扩散的热力学分析及原子机制，影响扩散的因素及反应扩散，离子晶体与金属晶体在扩散方面的异同和高分子材料中分子的运动规律等。

(一)、菲克第一定律 (二)、菲克第二定律 (三)、扩散方程的解

1. 误差函数解 2. 格林函数解(衰减薄膜源) (四)、置换型固溶体中的扩散 (五)、扩散系数与浓度相关时的求解

§2 扩散的热力学分析

§3 扩散的原子理论 (一)、扩散机制

1. 交换机制 2. 间隙机制 3. 空位机制 4. 晶界扩散及表面扩散 (二)、原子跳跃和扩散系数

1. 原子跳跃频率 2. 扩散系数 3. 无规行走与扩散距离 4. 扩散激活能

§4 影响扩散的因素（简介）

(一)、温度 (二)、固溶体类型 (三)、晶体结构 (四)、晶体缺陷 (五)、化学成分 (六)、应力的作用

§6 离子晶体中的扩散

§7 高分子的分子运动

(一)、分子链运动的起因及其柔顺性

(二)、分子的运动方式及其结构影响因素

1. 主链结构 2. 取代基的特性 3. 链的长度 (三)、高分子不同力学状态的分子运动解说 1.线型非晶态高分子的三种力学状态 2. 体型非晶态高分子的力学状态

3.结晶高分子的力学状态

第五章 材料的形变与再结晶(14学时)

分析研究材料在外力作用下的塑性变形过程、机理、组织结构与性能的影响规律以及变形材料在加热过程中产生回复再结晶现象，不仅对正确选择控制材料的加工工艺、保证产品质量是十分必要的，而且对合理使用材料、研制和发展新材料也是很重要的。

§1 材料受力情况下的力学行为

§2 弹性变形与粘弹性

§3 单晶体的塑性变形 (一)、滑移

1．滑移带与滑移线 2．滑移系 3．滑移的临界分切应力

4．滑移时晶体的转动 5．多系滑移 6．滑移的位错机制 (二)、孪生

1．孪生的切变过程 2．孪生的位错机制 (三)、扭折

§4 多晶体的塑性变形

(一)、多晶体变形的特点 (二)、晶粒取向的影响 (三)、晶界的影响 (四)、屈服现象

§5 变形后的组织与性能

(一)、显微组织的变化 (二)、亚结构的变化 (三)、性能的变化

(四)、加工硬化 (五)、变形织构 (六)、残余应力

(一)、固溶体的塑性变形 (二)、多相合金的塑性变形

§7 变形晶体加热时的变化

(一)、显微组织的变化 (二)、性能的变化

(一)、微观结构的变化 (二)、回复动力学

(一)、形核长大 (二)、再结晶动力学 (三)、再结晶后的晶粒尺寸

(四)、影响再结晶的主要因素

§10 再结晶后晶粒的长大

(一)、晶粒的正常长大 (二)、晶粒的异常长大-二次再结晶

§11 动态回复与动态再结晶

(一)、动态回复 (二)、动态再结晶

第六章 单组元相图及纯晶体的凝固(8学时) 单元系的凝固是研究相变的基础，应用热力学理论探讨单元系的凝固机理，包括形、生长特征是本章的重点内容。在此基础上了解铸锭的宏观组织以及对比高分子晶体与金属晶体的凝固特征异同点亦为本章需掌握的内容。

§1 单元系相变的热力学及相平衡

(一)、相平衡条件和相律 (二)、单元系相图

(一)、液态结构 (二)、晶体凝固的热力学条件 (三)、形核

(ⅰ) 晶核形成时的能量变化和临界晶核 (ⅱ) 形核率

2. 非均匀形核 (四)、晶体长大

1. 液-固体界面的构造 2. 晶体长大方式和生长速率

(ⅰ) 连续长大 (ⅱ) 二维形核 (ⅲ)籍螺型位错生长

(五)、结晶动力学及凝固组织 1. 结晶动力学 2. 晶体长大方式和生长速率

(ⅰ)在正的温度梯度下的情况 (ⅱ)在负的温度梯度下的情况

3. 凝固后的晶粒大小控制 (简介) (ⅰ)增加过冷度 (ⅱ)形核剂的作用 (ⅲ) 振动促进形核

(六)、高分子的结晶特征 1. 相似性

(ⅰ)晶粒尺寸与过冷度的关系 (ⅱ)结晶分形核与长大两个过程

(ⅲ)非均匀形核所需过冷度小 (ⅳ)结晶动力学符合Avrami方程

(ⅰ)高分子晶体结晶的不完全性(ⅱ)熔融过程的升温现象

第七章 二元系相图及合金的凝固(16学时)

在多组元材料中，二元系是最基本，也是研究最为透彻的体系。掌握二元系材料的相图及凝固原理是将来理解材料成分-制备工艺-组织结构-性能的关键。因此，本章的重点在于学习通过相图分析材料的平衡组织，以及非平衡凝固时材料内部成分和结构的演化规律。

§1 相图的表示和实验测定方法

§2 相图的热力学基础

(一)、固溶体的自由能-成分曲线 (二)、多相平衡的公切线原理 (三)、混合物的自由能和杠杆法则 (四)、从自由能-成分曲线推测相图

(五)、二元相图的几何规律

(一)、匀晶相图和固溶体凝固

1. 匀晶相图 2. 固溶体的平衡凝固 3. 固溶体的非平衡凝固

(二)、共晶相图及其合金凝固 1. 共晶相图

2. 共晶合金的平衡凝固及其组织

(ⅰ)亚共晶合金 (ⅱ)共晶合金 (ⅲ)过共晶合金 3. 共晶合金的非平衡凝固

(ⅰ) 伪共晶 (ⅱ) 非平衡共晶组织 (三)、包晶相图及其合金凝固

1. 包晶相图 2. 包晶合金的凝固及其平衡组织 3. 包晶合金的非平衡凝固

(四)、溶混间隙相图与调幅分解 (五)、其他类型的二元相图 (简介) (六)、复杂二元相图的分析方法

(七)、根据相图推测合金的性能 (简介) (八)、二元相图实例分析（自学）

§4 二元合金的凝固理论

(一)、固溶体的凝固理论

1. 正常凝固 2. 区域熔炼(自学) 3. 表征液体混合程度的有效分配系数ke 4. 合金凝固中的成分过冷

(ⅰ)成分过冷的概念 (ⅱ)产生成分过冷的临界条件

(ⅲ)成分过冷对晶体生长形态的影响 (二)、共晶凝固理论

1. 共晶组织分类(简介) 2. 层片状和棒状共晶形成的条件及机制

3. 层片生长动力学 4. 共晶界面稳定性 (三)、合金铸锭的组织与缺陷 (简介) §5 高分子合金概述

(一)、高发分子合金的相容性 (二)、高分子-高分子体系的相图及测定方法

(三)、高分子合金的制备方法

1. 物理共混 2. 化学共混 (四)、高分子合金的形态结构

1. 单相连续结构 2. 两相连续结构 (五)、高分子合金性能与组元的一般关系 (六)、高分子合金主要类型(简介)

第八章 三元相图(8学时) 三元相图已较二元相图复杂许多，但通过寻找三元相图的基本规律可掌握复杂相图的分析方法。故本章在二元相图的基础上理解三元相图，主要掌握三元相图的基本特点，并会分析简单三元相图的投影图和截面图。

(一)、三元相图成分表示方法

1. 等边成分三角形 2. 等边成分三角形中的特殊线 3. 成分的其他表示方法(自学) (二)、三元相图的空间模型

(三)、三元相图的截面图和投影图

1. 水平截面 2. 垂直截面 3. 三元相图的投影图

(四)、三元相图中的杠杆定律及重心定律

1. 直线法则 2. 杠杆定律 3. 重心定律 4. 背向法则

§2 固态互不溶解的三元共晶相图

1. 相图的空间模型 2. 截面图 3. 投影图 4.相区接触法则

§3 固态有限互溶的三元共晶相图

§4---§9(自学，不作考试范围) 第九章 材料的亚稳态(3学时，简介)

在重点掌握前面各章内容的基础上，本章主要分两个部分，其一为母相处于亚稳状态的材料，包括纳米材料、准晶态和非晶等材料的主要特点，以开阔学生的视野；其二为经固态相变获得的亚稳态材料，总结固态相变的一些特征，为今后学习《材料加工原理》做预备。

(一)、纳米晶材料的结构 (二)、纳米晶材料的性能 (三)、纳米晶材料的形成

(一)、准晶的结构 (二)、准晶的形成 (三)、准晶的性能

(一)、非晶态的形成 (二)、非晶态的结构 (三)、非晶合金的性能

(四)、高分子的玻璃化转变

§4 固态相变形成的亚稳相

(一)、固溶体脱溶分解产物

1. 脱溶转变 2. 脱溶过程的亚稳相 3. 脱溶分解对性能的影响

1. 马氏体转变晶体学 2. 马氏体转变动力学 3. 热弹性马氏体 (三)、贝氏体转变

1. 钢中贝氏体转变特征 2. 贝氏体转变机制

根据学校教学及设施的情况，推荐实施综合实验。

从材料的冶炼、凝固、变形加工、制备金相样品及根据相图进行组织分析的综合实验。使学生能了解和掌握金相分析的最基本技能和暗室技术，进一步巩固和加深理解书本知识，了解材料内部的微观结构和形成机理及对性能的影响等等。

1、 金相显微镜原理、结构和使用

3、 金相显微摄影和暗室技术

4、 浇注和凝固条件对铸锭（件）组织的影响

5、 二元合金显微组织分析

7、 铸铁金相组织分析

8、 固体金属中的扩散

9、 三元合金显微组织分析

10、塑性变形和再结 晶

11、气孔率、吸水率及体积密度测定

12、高分子结晶形态的偏光显微镜观察

固体材料从性能角度大体可分成两类：结构材料和功能材料。结构材料是以其强度和塑性为主要应用指标，而功能材料是以其某一特殊功能特性，如电性能、 热性能、磁性能或光性能等为主要应用指标。功能材料的性能与结构材料不同，取决于原子中的电子结构和电子的运动（旋转、散射、激发和跃迁等）。本章对材料 功能特性的物理基础进行了复习，注重论述了功能材料的电、热、磁和光行为的表述、起因和影响因素。

能 带理论是目前研究固体中电子运动的一个主要理论基础。对于单个原子，电子处在不同的分立能级上。但当大量的原子构成晶体后，各个原子的能级因电子云的重叠 而形成能带。量子力学理论表明，由 N 个原子组成的固体，每个能带含有 N 个分裂的能级，而每个能级可以容纳具有相反自旋方向的两个电子，也就是每个能带最多可容纳 2N 个电子。在这些能带之间存在一些电子不具有的能量区域，称为禁带（或带隙）。

基 于费米－狄拉克分布函数可知，在绝对零度时，凡能量（ E ）小于费米能（ E F ）的所有能态，全部为电子所占据（称为满态），并且电子由最低能量开始逐一填满 E F 以下的各个能级，而 E F 则是绝对温度下自由电子的最高能级；当 E>E F 的各个能态均不出现电子，为空能态（或空态）。当温度高于绝对零度时，有少量能态与费米能接近的电子可以吸收热能而跃迁到能量较高的能态，此时高于费米能 的原有空能级也有一部分被电子占据。

基于电导率（或与之成反比的电阻率），固体材料可以分为金属、半导体和绝缘体三类。

对 于大部分材料而言，电流来自于自由电子的运动，它们在外电场作用下而被加速运动。这些自由电子的数目取决于材料的电子能带结构。金属、半导体和绝缘体具有 不同的电子能带结构。从一个能带的满态所激发到费米能以上的空态的电子称为自由电子。在金属中，激发自由电子所需的能量较小，因此在金属中可产生大量的自 由电子。而对于半导体和绝缘体，激发自由电子所需的能量较大，因此半导体和绝缘体具有较低的自由电子浓度和较小的电导率。 被外电场作用的自由电子会被晶体点阵中的杂质所散射。电子迁移率的大小表征了这些散射事件频率的大小。在许多材料中，电导率是正比于自由电子的温度和电子迁移率的乘积。

对于金属材料，电阻率随温度、杂质浓度、塑性变形的提高而增加。每一项对总电阻率的贡献是它们的加和。

半 导体可以是某些元素（如 Si 和 Ge ），也可以是共价键化合物。在这些材料中，除了自由电子外，空穴（想象的正电荷粒子）也参加了传导过程。基于电行为，半导体可以分为本征半导体和非本征半 导体。对于本征电行为，电子和空穴浓度是相等的；对于非本征半导体，电行为是由杂质所支配的。非本征半导体可以是 N 型，也可以是 P 型，它们分别取决于是电子还是空穴成为电导主导者。施主杂质导致额外电子的产生，而复主杂质导致额外空穴的产生。半导体材料的电导率尤其敏感于杂质类型、 浓度和温度。甚至某些极少含量杂质的加入都会显著增加电导率。而且，随温度的提高，本征电导率和非本征电导率都呈现指数型的增加。

介电材料就是电性方面的绝缘体，在外电场下易产生极化。这种极化现象说明了介电材料增加电容器电荷容量的能力。极化起因于原子或分子偶极沿外电场方向的调整。

热 吸收、热膨胀和热传导是三种重要的热现象。热容是一种表示材料从外部环境吸收热的能力，它表示每升高 1K 温度所需的能量。热容可以用摩尔热容表示，也可以用比热容表示。被许多固体材料吸收的大部分能量是来自于原子振动能量，而其他能量吸收机制（例如，增加自 由电子的动能）通常是不重要的。 对于许多晶体固体，在 0 ° K 温度附近，定容热容随温度的三次方变化，当超过德拜温度后，定容热容与温度无关，近似等于 3R （ R 是气体常数）。 固体材料加热时膨胀，冷却时收缩。长度的变化分数是正比于温度的变化，比例系数就称为热膨胀系数。热膨胀反映出平均原子间距的增加，这是势能随原子间距呈非对称变化的结果。原子键能越大，热膨胀系数越小。

热能从材料的高温度区传递到低温度区就被称为热传导。对于稳态热传导，热通量是正比于沿热流方向的温度梯度。比例系数就是热传导率。

对于固体材料，热的传递通过自由电子和点阵振动波（声子）得以实现的。相对纯的金属，其高热传导率是源于大量的自由电子。相反，陶瓷和高分子材料是差的热导体，其原因是自由电子浓度低，而声子传导是主导机制。

物体由温度变化产生的热应力可能导致材料开裂或不希望的塑性变形。热应力的两个主要起源是残余热膨胀（或收缩）和在加热（或冷却）过程中建立起来的温度梯度。

由快速温度变化引起的热应力可能导致材料的开裂，这种现象称为热冲击。由于陶瓷材料很脆，它们尤其对热冲击很敏感。热冲击抗力反比于弹性模量和热膨胀系数。

材料的宏观磁性是外磁场和组分原子磁偶极交互作用的结果。单个电子具有轨道和自旋磁距。在每个原子中，某些电子对的轨道磁距和自旋磁距相互抵消，对于一个原子的净磁距就是每个电子的磁距加和。

抗 磁性来自于外磁场下电子轨道运动的变化，由此激发的磁距量极其小，而且磁距方向与外磁场相反。所有材料都具有抗磁性。顺磁性材料具有永久的原子偶极磁距， 这些磁偶极无交互作用，在外场作用下它们原处于任意位向将沿外方向调整，由于磁化率小，而且只有在外场的情况才存在。因此，抗磁性和顺磁性材料被认为是非 磁性材料。 大的，永久性磁化可以在铁磁性金属（ Fe ， Co ， Ni ）中建立起来。在铁磁性材料中，耦合交互作用使相邻原子的自旋磁距调整为相同方向，甚至可在无外场时发生。

相 邻阳离子自旋磁距反平行的情况在某些离子材料中被发现，在这些材料中的自旋磁距完全抵消称为反铁磁性。如果自旋磁距部分的抵消，永久的磁化就可能存在，这 种磁性称为铁氧化磁性。对于立方磁性陶瓷，净自旋磁距来自于八面体的二价离子（例如 Fe 2+ ），它们的自旋磁距互相调整为一致方向。 随着温度的提高，所增加的热振动倾向于消弱在铁磁性和铁氧体材料中的偶极间的耦合力。因此，饱和磁化强度随温度提高至居里温度（ Tc ）而逐渐消失。在居里温度，饱和磁化强度几乎掉至为零。在 Tc 温度之上，这些材料就呈现顺磁性。

在 居里温度以下，铁磁性或铁氧体材料是由磁畴构成，而在每一个小体积区域内所有磁偶极矩都被调整为同方向，磁化是饱和的。磁性材料总的磁化强度就是所有磁畴 的磁化矢量之和。在外磁场的作用下，有利方向（磁距与外场方向接近）的畴将消耗不利位向的畴而长大。这个过程随外场的增大而连续进行，直至宏观试样变成为 一个单畴。当这个畴的磁距方向与外场方向一致时，就获得饱和磁化强度。随外磁场的增加或减小，畴结构随畴壁运功而改变。磁滞和永久性磁化来自于这畴壁运动 的阻力。

对于软磁材料，在磁化过程中畴壁运动是很容易的。因此，它们具有小的磁滞回线和较低的磁滞能量损失。对于磁性材料，畴壁运动就困难得多，这导致了大的磁滞回线和大的磁滞能损失。

固体材料的光学行为是材料中原子、离子和 / 或电子与可见光电磁辐射交互作用的结果。可能交互作用的现象包括入射光的折射、反射、吸收和透射。 金属呈现不透明，其原因是在它很薄的外表层内产生光辐射吸收和再发射。吸收的发生是通过电子从占据能态激发到费米层级以上的未占据能态。再发射的发生是通过电子从高能态到低能态的跃迁。金属能感觉到的颜色是由反射光的光谱成分所决定的。

非金属材料可以本征上透明的或不透明的。对于带隙能小于 1.8eV 的材料所有可见光均可通过价带到导带的电子跃迁而被吸收，因此，这些材料是不透明的。无色透明的非金属材料的带隙能大于 3.1eV 。

在透明材料中光辐射将经历折射，即它的速度减慢并且光束在界面处弯折。折射率就是真空中的光速和介质中光速之比。折射现象是由原子或离子的电子极化所产生的。

当光通过一个透明介质到另一个具有不同折射率的透明介质时，其中部分光将在界面处被反射。反射的程度取决于两种介质的折射率以及入射的角度。 某些光吸收甚至发生在透明材料中，其原因是电子极化和电子跃迁到位于带隙中的杂质电子态。这些材料由于可见光范围的选择性吸收而呈现颜色。 重点与难点

（ 1 ）在 N 个原子组成的固体中，每个能带会有分裂的能级数和容纳的电子数。 （ 2 ）在费米能级上下能量态电子在绝对零度和高于绝对零度的分布特征。 （ 3 ）证明两个欧姆定律表达式的等价性。

（ 4 ）导体、半导体和绝缘体的电子能带结构的特征，并讨论它们电导率差异的原因。

（ 5 ）金属电阻产生的原因及其影响因素。

（ 6 ）本征半导体和非本征半导体电行为的起因和差异。

（ 7 ）说明在电容器板内插入介电材料能提高电容电荷储存量的机制。 （ 8 ）在德拜温度以上或以下定容热容随温度的变化规律。 （ 9 ）从势能与原子间距的关系解释热膨胀现象。 （ 10 ）热传导的两种机制。 （ 11 ）热应力产生的原因。

（ 12 ）影响材料热冲击抗力的因素，有效提高陶瓷材料热冲击抗力的途径。 （ 13 ）抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性的起因。

（ 14 ）磁性材料在外磁场作用下磁化强度达到饱和过程中磁畴的变化规律。 （ 15 ）软磁材料和硬磁材料的磁滞回线的基本特征。 （ 16 ）解释金属对可见光的电磁辐射是不透明的原因。

（ 17 ）为什么具有带隙能量大于 3.1eV 的非金属材料是无色透明的。 （ 18 ）简述什么因素决定了金属和透明非金属的特征颜色

上海交通大学研究生（非数学专业）数学基础课程

开课学院（系）和学科：理学院 数学系 计算数学教研室 课程编码：

学时/学分：54学时/3学分

预修课程：线性代数，高等数学，程序设计语言

课程主干内容: 数值代数，数值逼近，非线性方程数值解，常微分方程数值解。 适应专业学科：全校的机、电、材、管理、生命和物理、力学诸大学科类，以及人文学科需要的专业。 8. 教材/教学参考书：

二． 课程的性质和任务

本课程属于数值计算课程的基础部分。数值计算课程是非数学类研究生数学公共基础课程，该组课程列入计算数学系列，目前按照“分级”的原则，设置《计算方法》（基础部分）、《微分方程数值方法》(扩展部分) 和《高等计算方法》（提高部分）三门课程。

本课程讨论用计算机求解数学问题的几类基本的数值方法及其相关的数学理论。计算机是对近代科学研究、工程技术和人类社会生活影响最深远的高新技术之一，它对科学技术最深刻的改变，莫过于使科学计算平行于理论分析和实验研究，成为人类探索未知和进行大型工程设计的第三种方法和手段。 计算机的飞速发展正把计算的方法的创新、改进、提高推向人类科技活动的前沿。人类现代计算能力的巨大更取决于计算方法的效率。因此，学习和掌握计算方法的基本理论，包括算法设计和误差分析，对于将来从事科学研究和工程技术工作的工科研究生来说是必不可少的。科学计算能力是现代科技和管理人才不可或缺的基本素养之一。

通过本课程的学习，要求学生了解这些数值计算问题的来源，理解求解它们的数学思想和理论根据，数值方法的构造原理及适用范围，掌握相应计算方法及其计算步骤，各种常用的数值计算公式、数值方法的构造原理及适用范围，能够分析计算中产生误差的原因，能采取减少误差的措施；能够解释计算结果的意义，根据计算结果作合理的预测，为今后用计算机去有效地解决实际问题打下基础。

本课程包括数值计算的最基本内容：数值代数，数值逼近，方程数值解，常微分方程数值解。

1 三． 课程的教学内容和基本要求

教学内容分为八部分，对不同的内容提出不同的教学要求

（* 号者为选学部分，视学生接受程度而定）

内容：计算方法的研究目的、特点与基本要求，误差及误差分析等基本概念

要求：了解计算方法在解决实际问题中所处的位置及本课程的内容、研究对象、学习方法、发展简况，理解计算方法中的误差、误差运算及分析、近似计算中应注意的问题、算法的数值稳定性、收敛性与收敛速度等基本概念。

2．2．1 多项式插值的问题

2．2．2 分段线性插值

2．4 曲线的最小二乘拟合

2．5 最佳平方逼近与正交多项式

*2．6 最佳一致逼近

要求：掌握基本插值法的构造和计算，掌握这些插值函数的余项表达形式、适用范围以及各自特点，了解分段插值及样条插值的特点。理解三次样条函数插值的算法设计。掌握由离散点求曲线拟合的方法，懂得运用最小二乘原理概念以及法方程组进行拟合。掌握正交多项式的概念、基本性质和正交化方法。会使用Legendre多项式。在此基础上了解最佳平方逼近与正交多项式的关系。

3．4．4 Gauss形积分公式的特点

要求：掌握常用数值积分法的原理与公式，掌握变步长及Richardson加速技术，在理解代数精度概念的基础上掌握Gauss 求积公式及其构造、特点。

4．2．1 泰勒级数法

4．2．3 二阶Rung-Kuta法及其计算公式的推导。

4．2．4 四阶Rung-Kuta法 4．3 单步法的收敛性和稳定性 4．4 线性多步法

4．5 方程组与高阶方程的数值解法

要求：理解解常微分方程初值问题的三种构造手段(Taylor级数法、数值积分法和数值微分法)，会用以上所述方法解常微分方程初值问题，并能对格式作局部截断误差估计。理解单步法的收敛性和稳定性问题的提法和结论。

5．1．1 逐步搜索法及其特点、适用问题

5．1．2 二分法及其特点、适用问题 5．2 迭代法

5．2．1 迭代法的基本原理

5．2．2 迭代法的收敛与收敛速度 5．3 Newton法与割线法。

要求：掌握常用的方程求根基本方法，理解这些方法的构造特点及适用范围、对迭代法能进行收敛性、收敛速度分析，理解Newton法的特性。

6．2．2 追赶法、平方根法、LDL等

6．3 向量与矩阵的范数

要求：掌握解线性方程组的Gauss 消元法、列主元法、LU分解方法，理解这些方法的构造过程和特点以及适用的线性方程组。了解解特殊线性方程组的追赶法、平方根法、LDL解法。在掌握向量范数和矩阵范数的基础上了解算法的误差分析及病态方程组概念。

7．2 迭代法的收敛性

要求：掌握解线性方程组的基本迭代法：Jacobi迭代法，Gauss-Seidel迭代法，理解这些方 3 法的构造过程和特点以及适用的线性方程组。掌握算法收敛准则及常用判别条件。

矩阵特征值与特征向量的计算

8．1 求矩阵特征值与特征向量的一般原理 8．2 幂法 8．3 QR分解

8．3．1 初等反射阵

要求：了解求矩阵特征值与特征向量的一般原理，掌握矩阵的QR分解，在此基础上了解幂法和QR算法的原理和基本算法。掌握用Householder变换把矩阵相似约化为上Hessenberg阵的算法。

四．实验（上机）内容和基本要求

本课程无实验和上机的教学安排，但要求学生结合本专业的特点和所研究的课题，选择部分主要算法自己上机实现。 要求学生熟悉至少一门数学软件平台（Mathematica/ Matlab/Maple）和至少一种编程语言。教学实验就是编程解决实际问题。至少做有求解足够规模的问题的大作业3-4次，使学生理解如何提出问题和解决问题，以提高分析问题和解决问题的能力。

五．对学生能力培养的要求

本课程以课堂讲授为主，着重讲授算法建立的数学背景、原理和基本线索，教学过程中应该注重方法、概念的理解，注重思维方式培养。每章在介绍各种数值方法正确使用的同时，还要从各种算法的理论分析中了解算法的适应范围且能对一些算法做误差分析，能应用所讲的各种算法在计算机上解决不同的实际问题，使学生建立起自觉使用所学数值方法到本专业中的意识。教师在教学过程中，根据学生的领悟情况，尽量将部分推导演绎过程引导学生自己完成，调动学生动手的欲望，提高授课的质量和效率。

尽管本课程的重点放在运用算法解决问题上，但是仍然鼓励和希望学有余力的同学，对于问题建立模型、算法的性态分析和算法实际运行性质的分析，有实质性的研究和提高。

本课程考核的形式以笔试为主，并计入大作业和平时练习的成绩。

起草者：贺力平，宋宝瑞 起草时间：2003.5

修改者：曾进，周国标 修改时间：2004.7 审阅者：黄建国

第二次修改者：宋宝瑞 第二次修改时间：

导语：工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域，是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科，工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中，是解决工程实际问题的重要基础。以下是工程力学基础课件的内容，希望你们喜欢！

力学包括静力学，动力学，运动学三部分，静力学主要研究物体在力系作用下的平衡规律，静力学主要讨论以下问题：

2.力系的等效.与简化；

3. 力系的平衡问题。

第1讲§ 1 － 1静力学的基本概念 §1-2静力学公理

1 、使学生对静力学基本概念有清晰的理解，并掌握静力学公理及应用范围。

2、会利用静力学静力学公理解决实际问题。

1、力、刚体、平衡等概念；

2、正确理解静力学公理。

一、 静力学的基本概念

1）力的定义：力是物体间的相互作用，这种作用使物体运动状态或形状发生改变。 （举例理解相互作用）

○ 1外效应（运动效应）：使物体的运动状态发生变化。（举例）

○ 2内效应（变形效应）：使物体的形状发生变化。（举例）

3）力的三要素：大小、方向、作用点。 力是定位矢量

○2符号：字母＋箭头 如：F??

1）定义：作用在物体上的一组力。（举例）

○ 1按力的的作用线现在空间分布的形式：

A汇交力系 b平行力系 c一般力系

○ 2按力的的作用线是否在同一平面内

A等效力系 ——两个不同力系，对同一物体产生相同的外效应，则称之

B合力——若一个力与一个力系等效，则这个力称为合力

1）定义：在力的作用下保持其大小和形状不发生变化。

2）理解：刚体为一力学模型。

1）平衡——物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动．

2)平衡力系——作用在刚体上使物体处于平衡状态的力系。

3平衡条件——平衡力系应满足的条件。

作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且 作用在同一直线上。

使刚体平衡的充分必要条件

二力构件：在两个力作用下处于平衡的物体。

公理2 加减平衡力系原理

在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变厡力系对刚体的作用。

推理1 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线．

公理3 作用和反作用定律

作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上．

公理4 力的平行四边形法则

作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，如图所示F1+ F2= FR

推理2 三力平衡汇交定理

作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且 第三个力的作用线通过汇交点。平衡时3F必与12F共线则三力必汇交O 点，且共面．

【小结】： 本节重点介绍了力的概念、四个公理和二个推论；二力构件与三力构件，应掌握其判断方法；注意作用与反作用公理与二力平衡条件的区别。

1经济学上对某产品的需求意味着人们希望拥有市场上的该产品。×

2、设需求方程为Qd=a-bP，在一个以横轴代表需求量，纵轴代表价格的几何图形上，-b即为需求曲线的斜率。×

3影响需求变化的因素多于影响需求量变化的因素。√

4在其它条件不变时，相关产品的价格上升会促使某产品的供给增加。、×

(如果A与B是替代品,A的价格上升会促使B的供给增加; 但如果A与B是互补品,则A的价格上升会促使B的供给减少) 5如以横轴代表需求量Q，纵轴代表价格P，则dP/dQ是需求曲线上任一点的切线的斜率。√

6若产品一定幅度（百分比）的价格下降会导致该产品同等幅度（百分比）的销售量增长，则生产该产品的厂商的收益不变。×

7需求交叉弹性系数必定为负值，但理论分析上一般取其绝对值。× 8某产品的替代品越多，该产品的需求价格弹性就越小。× 9某商品价格下降，其互补产品的需求会上升。√

10一般而言，供给弹性大的产品，其需求弹性较小。×

11需求增加和供给减少必会导致产品的均衡产量减少，但对产品价格的影响是不确定的。×

1、下列哪一项不会导致苹果的需求曲线向右移动？D

C．对苹果营养价值的广泛宣传

2、下列哪一项会导致某冰箱生产厂家的产品供给曲线右移？C

B．冰箱生产的原材料价格上涨

C．该厂家的生产规模扩大

D．全行业的产品库存增加

3、如果某商品富有需求价格弹性，则该商品价格上升会使C

D．销售收益的变动不确定

4、建筑工人工资提高将使A

A．新房子供给曲线左移并使房子价格上升

B．新房子供给曲线右移并使房子价格下降

C．新房子需求曲线左移并使房子价格下降

D．新房子需求曲线右移并使房子价格上升

5、两种商品中,若当其中一种的价格变化时，这两种商品的购买量同时增加或减少，则二者的需求交叉弹性系数为A

6、下列哪一项会导致汽车的均衡价格下降？B

A．汽车消费税降低B．公路建设滞后

7、汽油价格上升和汽车生产成本下降会使汽车的B

A．均衡价格上升、均衡产量提高

B．均衡价格下降、均衡产量不确定

C．均衡价格上升、均衡产量不确定

D．均衡产量提高、均衡价格不确定 8.下列哪一项不会导致高等教育的需求曲线B 右移？

1从消费者均衡理论中可引申出的结论是，为使消费所获得的总效用最大化，消费的产品必须多样化。√

2.任何一种商品的价格变化都会同时产生替代效应与收入效应√

3效用完全取决于消费品的客观物质属性,与消费者的主观感受无关.× 4.预算线在平面几何图上的位置取决于消费者的收入和有关商品的价格.√ 5.收入效应并不意味着消费者的效用水平发生了变化.× 1．消费者剩余意味着B A．消费者得到了实际货币利益

B．消费者支付的货币额比他愿支付的数额小 C．消费者获得的效用超出他原本预期的效用

D．消费者购买的商品的数量比他原本打算购买的多 2．无差异曲线上任一点斜率的绝对值代表了D A．消费者为了提高效用而获得另一些商品时愿意放弃的某一种商品的数量 B．消费者花在各种商品上的货币总值 C．两种商品的价格比率

D．在确保消费者效用不变的情况下，一种商品与另一种商品的交换比率 3．消费者均衡意味着. C A．消费者花费的货币额最小

B．消费者购买了其希望购买的全部商品

C．消费者在既定收入条件下购买了给其提供最大效用的商品组合 D．消费者在既定收入条件下购买的各种商品都分别是市价最低的

4. 预算线以同横轴（代表X商品量）的交点为轴心，按顺时针方向运行，说明C

5、设某消费者仅消费X、Y两种商品，其价格分别为8角、2元，已知达到消费者均衡时消费的X为5件，第5件提供的边际效用为28单位，则这时消费的最后一单位Y提供的边际效用为C28/0.8=MX/2

D. 25 6设PE、PF分别表示商品E、F的价格，M表示消 费者收入。下列哪一需求函数表示E与F属于互 补商品关系并且E属于奢侈品？D

7.哪一表述是错误的？C

A. 有些正常品甚至奢侈品可能会演变为低档品。

B. 有些低档品也可能会成为正常品。

C.尽管人们的收入水平逐年提高,但某年的商品房交 易量却明显萎缩,对商品房的购买锐减,房价下降。 这说明住房属于低档品。

D.同种商品在某些区域或群体中属于正常品，在 另一些区域或群体中又可能属于低档品。

1. 边际产出下降必定带来平均产出 下降。× 2．拥有规模经济的厂商不一定拥有范围经济，拥有范围经济的厂商也不一定拥有规模经济。√

3．一般而言，厂商的隐性成本总是大于该厂商的显性成本×

4. 在LAC曲线最低点的右边，LAC曲线必相切于各SAC曲线最低点的右边。 √ 5．MC曲线必与AC曲线的某一点相切×

6．AVC曲线的最低点总是位于AC曲线最低点的左下方。√

7.处于边际劳动生产力递减阶段的某一短期生产函数可以由Q=3L2–5L+10的形式来表示。 ×(因为MP=6L–5, dMP/dL=6＞0 8.规模不经济指的是企业规模太小。× 1．总产量曲线达到最高点时C

A．平均产量曲线仍在上升

B．边际产量曲线与平均产量曲线相交

C．边际产量曲线与横轴相交

D．边际产量曲线在横轴以下 2．下列说法中，错误的一种说法是D

A. 只要总产量减少，边际产量必为负数

B．边际产量减少，总产量不一定减少

C．平均产量最高时与边际产量相等

D．边际产量减少，平均产量也一定减少 3．等成本线平行外移是因为、A A．厂商追加了投资 B．厂商的生产成本增加 C．产量提高

D．生产要素的价格上升

4．规模收益递增一定意味着A A．产量提高但平均成本下降 B．产量提高但边际成本下降 C．产量减少但平均成本下降 D．平均成本与边际成本下降

5．下列说法中，错误的一种说法是D

A．AC曲线最低点处于AVC曲线最低点的右上方 B．MC曲线上升时，AC曲线可能也在下降 C．MC曲线下降时，AC曲线肯定也在下降 D．AC曲线上升时，MC曲线可能在下降 6．会计账目一般无法反映D

A. 显性成本；B、可变成本； C、沉没成本；D、机会成本。

7.被用来自己开厂的自有资本的利息属于D

D. B和C 9.哪一项属于短期成本函数？.

A、劳动人数和固定设备

B、厂房规模和原材料数量

C、机器数量和厂房规模

11. 下列哪一项明显地说明了机会成本的重要性?. D

A. 不是一番寒彻骨,哪得梅花扑鼻香

B. 不患寡而患不均,不患贫而患不安

C. 书山有路勤为径,学海无涯苦作舟

D. 过了这个村,就没有这个店

1、在企业明知开工生产就必会亏损的情况下，企业的理性决策便是停产。×

2、在完全竞争市场上，只要某生产者的产品售价稍微高于市场通行价格，其产品就不可能卖出去。√

3.三级价格歧视的定价参考依据是不同分市场的不同的需求价格弹性。√ 4.同一幢商品房的不同楼层的价格不一样,这不属于价格歧视√ 5.不管在完全竞争市场还是完全垄断市场,厂商的产品需求曲线同时同时也是厂商的平均收益(AR)曲线. √

6.完全垄断市场上,厂商的需求曲线的斜率为其边际收益曲线斜率的2倍。√ 7.垄断竞争厂商的需求曲线可能切于LAC曲线的最低点。×

8.垄断竞争厂商长期均衡点上，长期平均成本曲线处于上升阶段× 1．寡头垄断市场上的产品是C

C．同质的或异质的D．以上都不对

2．下列哪一种市场中的厂商的需求曲线最陡峭？B A．完全竞争B．完全垄断 C．垄断竞争D．寡头垄断

3．下列哪一种市场最能促进技术进步？C A．完全竞争B．完全垄断 C．垄断竞争D．寡头垄断 4.卡特尔的功能一般不包括A

D. 分配产量 5.下列哪一说法是错误的?D

寡头垄断市场与垄断竞争市场之间有时并没有清晰 的界限,从而在现实经济社会中,有的行业似乎属于 寡头垄断市场,又似乎属于垄断竞争市场. B.

垄断竞争市场有可能发展成为寡头垄断市场. C. 完全垄断市场有可能发展成为寡头垄断市场. D. 寡头垄断市场发展成为完全垄断市场的可能性则是 不存在的. 6.哪一判断是不准确的?B

A. 目前我国各大城市的出租车运营市场既 可归于垄断竞争市场也似乎可归于寡头 垄断市场

B. 目前我国的石油及成品油市场既可归于 寡头垄断市场也似乎可归于垄断竞争市 场

C. 目前我国各大城市的地铁运营市场属于 完全垄断市场

D.目前我国的电话机市场属于垄断竞争市 场

7.下列哪一说法是不对的?. C

A. 每一位当红歌星都有较稳定的粉丝群,因 而歌星市场具有垄断竞争市场“产品 ” 差别性的特征

B. 许多大学虽然都能提供本科毕业文凭, 但这些文凭并不符合完全竞争市场“产 品”同质性的假设

C. 房地产开发需要巨额资金,因此房地产 市场不可能属于垄断竞争市场

D. 不同家庭和单位使用的电可以被认为是 同质的,但电力供应市场不可能属于完 全竞争市场

8.一般而言，只要产品价格高于以下哪种成本时厂商仍会进行生产经营？B

A．平均成本B．平均可变成本

C．边际成本D．平均固定成本

9.一般而言，关于自然垄断的正确说法是.

A. 随产量的增加，厂商的AC和MC几乎一直不变

B. 随产量的增加，厂商的AC不变但MC可以下降

C. 随产量的增加，厂商的AC下降但MC可以不变

D. 随产量的增加，厂商的AC下降但MC可以上升

10. MOTOROLA－T720型手机某年春季的单价是3500元，该年秋季的单价是2800元，这属于D

D.常规的市价变动 11.何种产品市场属于典型的垄断竞争市场？B

12.垄断竞争市场上,厂商就长期而言不能获得正常利润,乃在于.

A. 厂商生产的产品之间有一定差别 B. 厂商花费的广告费用太高 C. 厂商的行业进出比较容易

D. 厂商倾向于采用非价格竞争手段

1.经济学上的生产要素包括劳动、资本、土地和企业家才能等，这里的土地不包括海洋，但包括山脉。×

2.要素供给曲线的斜率是厂商的边际要素成本曲线斜率的两倍，但两者的截距相等。× 3.根据后弯的劳动供给曲线，提高工资并非总能刺激劳动供给的增加。√ 4.寻租并非都是通过非法手段实现的。√

5.经济学上的土地市场包括了所谓的房地产市场, 房地产市场并不完全等同于土地市场.√

1、下述错误的表述是D

A、完全竞争条件下，要素价格不可能长期高于要素的边际生产收益

B、劳动时间不变时的工资收入提高必定意味着工资率上升了

C、劳动者得到的工资等收入常高于其作为要素所有者得到的经济租金

D、工资率降低的收入效应是减少劳动供给 2. MRP可以表示为：DTR/DL 3.哪一说法是错误的?D

A. 土地的所谓级差是会变化的.

B. 城市土地的级差和农业用地的级差的涵义是不 一样的.

C. 地租的变化是推动土地资源合理配置的重要手 段.

D. 土地资源的有限性决定了政府尤其不能干预土 地市场.

4、下述何种行为是典型的寻租？C

A. 男下属向女上司求爱

B. 两家企业在商务谈判前的互赠礼品

C. 旅游景点的饭店投资者要求管理部门禁止在该景点开设新饭店

D. 市容管理人员借故对某单位的不合理罚款 5.哪一说法基本上是正确的?. C

A. 现代企业中,利润是企业经营管理者的报酬. B. 劳动力市场上不会有自己雇用自己的现象.

C. 长期满足于低工资的职员,一般而言,其在生产 经营中的贡献度不会高.

D. MRP是针对要素所有者而言,MFC则是针对 要素需求者而言.

1、企业在任一期的存货投资可能为正值, 也可能为负值√

2、国债和企业债券的利息收入都不应计入GDP。×

3、一个经济体同一期限内的GNP不一定大于GDP。√

4、由于实际GDP等于名义GDP除以GDP缩减指数，因而一国的名义GDP肯定大于同期的实际GDP×

5. GDP缩减指数选用的样本商品范围比CPI的样本商品范围更广。√

6.一国净出口的变化会影响到该国GNP水平的变化,但不会影响到该国GDP水平的变化× 7.GDP指标不能反映的某些经济活动对于经济社会的发展和人类生活也有很重要的意义.√

1、设某国的代表性商品为甲、乙、丙三种，1995年它们的价格分别为

5、10美元，2005年分别为

10、30美元，它们在消费支出额中所占的比重分别为30％、20％和50％，1995年作为基年的价格指数为100，则2005年的CPI为B

2、下列哪一项目应计入GDP（D）

3.如果某经济体2005年的名义GDP为300亿，经计算得到的该年实际GDP为200亿，基年的GDP缩减指数为100，那么2005年的GDP缩减指数为（B）

1、目前在我国，客户存入证券公司的保证金列入广义货币M2的范围√

2、从利率变动的实际效应来看，由于各种原因，目前我国居民货币需求对利率变动的敏感度一般比美国要高。×

3、货币需求对利率变动的敏感程度提高，会使LM曲线变得更陡峭。× 4. I＝e–dr中的d为投资对于利率变动的影响系数× 5.一项投资有收益,并不能说明该投资一定是值得的.√

6.一个国家的金融市场越发达,该国民众的货币的投机需求就会越小.√ 7.如果社会平均价格水平发生变化, 则LM曲线的斜率也会变化. ×

1、IS曲线与LM曲线在平面图上将空间分为上、下、左、右四个区域，左边区域中D

2、边际储蓄倾向提高会使IS曲线A

3、IS曲线是哪二个变量的组合关系的轨迹？D

4、货币供给减少会使LM曲线B

5、一般将货币的投机需求视作下列哪一变量的函数？A

课程代码： 适用层次： 本科 （理工科）

总学时：56 学分：3.5

本课程学习物理实验的基本知识、基本原理、熟悉常用仪器的性能与使用方法，掌握基本的测量技术及实验方法。培养学生的科学实验能力：

（1）通过阅读教材和资料，做好实验前的准备——自学能力；

（2）借助实验教材或仪器使用说明书正确使用仪器——动手能力；

（3）能够运用物理学理论对实验现象进行初步分析判断——分析能力；

（4）学会正确纪录和处理实验数据，撰写合格的实验报告——表达能力；

（5）能够完成简单的具有设计性内容的实验——设计能力。

（6）培养与提高学生的科学素养——实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神。

物理实验是对学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修课程。是培养和提高学生科学素质和能力的重要基础课。它是学生进入大学后，受到系统的实验技能训练的开端，是后继课程实验的基础。本课程选择、汇集了一批有一定物理深度、采用现代测试技术，能培养学生实验能力与素质的实验项目和一批自主、自选实验项目及一批综合性、设计性物理实验项目。为了启发学生对物理学科的爱好和对科学实验的兴趣，本课程鼓励学生把学习专业与兴趣结合，自主、自选一部分实验项目，进一步拓宽实验的范畴和加大实验的深度；参加综合性、设计性实验项目，在综合知识、自主设计实验平台、分析实验现象、分析数据、研究实际问题等各方面得到更大的锻炼。

三、实验内容及教学要求

1.了解本课程在工程教育中的地位、任务和作用。

2.了解本课程的基本要求、安排和实验室规则。

3.理解几种实验数据的处理方法，认识正确处理数据的重要性。

4.掌握不确定度的基础知识：（1）测量和误差；（2）不确定度的概念和计算；（3）测量值的有效数字和运算法则；（4）实验数据的处理方法。

实验一: 转动惯量的测定

1．了解刚体的转动惯量随其质量，质量分布及转轴不同而改变的情况。

2．理解通用电脑计量器测量时间的方法。

3．掌握用恒力矩转动法测定刚体转动惯量的原理和方法。

1.测量几种不同形状刚体的转动惯量。

实验二: 霍耳位置传感器的定标和杨氏模量的测定

1．了解不同长度值的测量方法。

2．理解霍尔效应产生的机制。

3．掌握霍耳位置传感器的原理，学会新型传感器的定标。

1.弯曲法测金属黄铜的杨氏模量。

2.在测黄铜杨氏模量同时对霍耳位置传感器定标，求得其灵敏度。

3.用霍耳位置传感器测铁的杨氏模量。

实验三: 示波器的原理及使用

1．了解示波管的结构。

2．理解示波器的波形显示原理、时间和电压测量原理。

3．掌握示波器的扫描应用和 方式应用。

1.示波器的调节，观察扫描及正弦波形。

2.观察利萨如图形并测频率。

实验四: 超声波传播速度的测量

1．了解超声波在测距、定位、测液体流速、测材料弹性模量、测气体温度瞬间变化等方面的实际应用。

2．理解压电效应及其功能器件。

3．掌握驻波共振法和相位比较法测量超声波在空气中传播速度的原理和方法。

1.用驻波共振法测量超声波在空气中的传播速度。

2.用相位比较法测量超声波在空气中的传播速度。

1．了解测量显微镜的结构和使用。

2．理解等厚干涉理论及其应用。

3．掌握用牛顿环测量球面曲率半径的原理和方法。

测定一块透镜的曲率半径。

实验六: 分光计的调节与使用

1．了解分光计的结构。

2．理解光栅衍射理论。

3．掌握分光计的调节原理和方法。

2.观察汞光的衍射光谱。

1．了解RLC串联电路的稳态特性。

2．理解在交流电流中的电阻、电容、电感元件的电压和相位变化。

3．掌握电路谐振时电压、相位特点。

1.测定串联谐振曲线。

2.测定串联电路的相频特性。

实验八: 金属线膨胀系数的测量

1．了解测量金属线膨胀系数的一种方法。

2．理解物质“热胀冷缩”的特性在工程结构的设计中，在机械和仪器的制造中，在材料的加工（如焊接）中的重要影响。

3．掌握千分表的使用。

1.测量铜管的线膨胀系数。

2.测量铝管的线膨胀系数。

实验九: 冷却法测量金属的比热容

1．了解冷却法测定金属比热容的方法。

2．理解冷却曲线与冷却速率的关系。

3．掌握热电偶数字显示测温技术。

实验十:弦振动共振波形及波的传播速度测量

1．了解波在弦上的传播及驻波形成的条件。

3．掌握弦振动时波的传播速度的测量方法。

1.测量不同弦长和不同张力时的共振频率。

2.测量弦线的线密度。

3.测量弦振动时波的传播速度。

实验十一: 用拉脱法测定液体表面张力系数

1．了解 型液体的表面张力系数测定仪的基本结构。

2．理解拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研究。

3．掌握用标准砝码对测量仪进行定标的方法。

1.用标准砝码对测量仪进行定标。

2.测量水的表面张力系数。

实验十二: 非平衡直流电桥

1．了解直流单臂电桥(惠斯登电桥)测量电阻的基本原理和操作方法。

2．理解恒温加热实验装置原理。

3．掌握非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法。

1.用惠斯登电桥测量电阻。

 2.配用FQJ非平衡电桥加热装置测量铜电阻。

实验十三: 铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线

1．了解用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线的原理方法。

2．理解铁磁材料的主要物理量：矫顽力、剩磁和磁导率。

3．掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念。

1.观察2种样品在 交流信号下的磁滞回线图形。。

2.测量2种样品磁化曲线和动态磁滞回线。

实验十四: 用霍耳效应测量磁场

1．了解霍耳效应的机理。

2．理解附加电压产生的原因及其消除方法。

3．掌握霍耳效应测量磁场的原理。

1.直流磁场情况下的霍耳效应与霍耳元件的灵敏度测量。

2.交流霍耳电流测磁场。

实验十五: 迈克尔逊干涉仪的调整和使用

1．了解迈克尔逊干涉仪的原理。

2．理解定域干涉和非定域干涉。

3．掌握迈克尔逊干涉仪的调节方法。

1.调节观察非定域干涉条纹。

2.测定He-Ne激光的波长。

3.调节观察定域干涉条纹

实验十六: 夫兰克-赫兹实验

1．了解夫兰克-赫兹实验的设计思想。

2．理解波尔的原子能级结构理论。

3．掌握夫兰克-赫兹实验的基本实验方法。

1.摸索实验条件，定性观察I_p- 变化情况。

2.测定氩原子的第一激发电位。

实验十七: 光偏振现象的观察和测量

1．了解偏振光的产生方法和各种玻片的作用原理。

2．理解光的偏振基本规律。

3．掌握“起偏”和“检偏”方法。

1.使用偏光议观察“起偏”和“检偏”。

实验十八: 光电效应和普朗克常数的测定

1．了解光电效应的规律。

3．掌握ZKY-GD-4智能光电效应实验仪的使用方法。

1.测光电管的伏安特性曲线。

2.测量红限频率和普朗克常数。

实验十九: 晶体的电光效应

1．了解利用电光调制模拟音频光通信的一种实验方法。

2．理解电光调制的原理和实验方法。

3．掌握电光调制的调试技能。

1.观察锥光干涉图样。

实验二十: 双光栅测量微弱振动位移量实验

1．了解利用光的多普勒频移形成光拍的原理并用于测量光拍的拍频。

2．理解光的多普勒频移物理特性。

3．掌握精确测量微弱振动位移的一种方法。

3.测出外力驱动音叉时的谐振曲线。

实验二十一: 电学设计实验

1．了解测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法。

2．理解将表头（扩大量程）改装成电流表、电压表的原理和方法。

3．掌握基本电路设计方法。

1.电路元件伏安特性的测绘。

3.R、C元件参数的测定。

以表格方式说明各实验项目的学时分配，表格如下：

五、执行大纲的几点说明

1、先修课程：高等数学、大学物理

2、后继课程：模拟电子技术、物理光学、应用光学、传感器技术

3、选用教材：《大学物理实验》熊永红等科学出版社

[1] 《物理实验》《近代物理实验》清华大学、北京大学、复旦大学、中科大、天津大学等

[2] 《物理实验教程》陆廷济等同济大学出版社

执笔人：许明耀 审稿人：孙运周