物理学教学实验室
- 物理专业实验教学平台
位于西教学楼1号楼的二、三楼，拥有4间实验室，分别是202、206、207、208、209室。实验室内设有传输线模拟器、基本NIM插件的使用模拟器、数字化多道性能测试实验系统、闪烁体荧光时间特性的观测与分析仪、长塑料闪烁体计数器、μ粒子寿命测量仪、BF3正比计数管、β-γ符合法测量放射源的绝对强度仪、电流电离室、单光子探测仪、离子阱、超低场核磁共振实验系统、电子顺磁共振技术系统、原子分子轨道电子密度分布测量实验系统共计14种、42套设备，总价值约为2200万。这些设备涵盖粒子物理与原子核物理、等离子体物理和光学等物理学方向。主要用于开设理学院本科生的《物理学专业实验（上）》、《物理学专业实验（下）》课程。
物理学专业实验旨在加深学生对粒子物理与核物理、等离子体物理、光学等理论课程中有关物理概念的理解，直观感受和认识物理概念的产生、形成和发展过程；巩固和加强有关数据处理，误差分析等方面的训练，熟悉掌握大科学装置功能模块化仪器的实验原理、操作规程、测量评估与数据分析的能力。
核仪器插件(Nuclear Instrumentation Module, NIM)标准，是最早制订的核电子仪器标准。它是美国原子能委员会核仪器插件标准委员会于1964年制订的。1974年，国际电工委员会(IEC)TC-45技术委员会把NIM标准作为核电子仪器的国际标准予以推荐。1975年中国核电子仪器的研制和生产单位已开始采用这一标准。
符合测量技术在核物理实验各领域中有着广泛的应用，在核反应的研究中，可以用来确定反应物的能量和角分布；在核衰变测量中可以用来研究核衰变机制、级联辐射之间的角关联，短寿命放射性核素的半衰期等；在早期用于宇宙射线的研究，按一定方向放置的几个计数管的符合测量，可以测量宇宙线在各个方向上的强度分布角分布和观察簇射现象。通过本实验可以学习符合测量的基本方法并用符合法测定放射源的绝对活度。
由塑料闪烁体配合光电倍增管构成μ子探测器。较低能量μ子在闪烁体中停下并衰变，衰变产生的电子则继续与闪烁体发生作用使闪烁体分子激发，闪烁体中被激发的分子在极短的时间内（ns量级）退激发并发射荧光。荧光经过光电倍增管转换成电信号。停止在闪烁体中的μ子信号就是粒子的“到达”探测器的信号，而μ子衰变产生的电子信号，称为“衰变”信号。由于微观粒子（包括μ子）的衰变具有一定的统计性，因此实验上对μ子的寿命测量，实际是通过测量到达-衰变信号的时间差的分布，进而计算得到μ子平均寿命。
塑料闪烁体是有机闪烁体，可测量α、β、γ及快中子、宇宙射线等。塑料闪烁体的发光衰减时间短（10-8~10-10s），配合时间性能好的光电倍増管，经常用于快时间、高强度、快符合、反符合和高能粒子的测量实验中。塑料闪烁计数器的结构简单，时间性能好，多用于大型探测器的触发器或飞行时间谱仪的时间基点，现已广泛应用于粒子物理和高能重离子核物理实验，是原子核与粒子物理实验常用的探测器之一。
闪烁体的作用是将通过闪烁体的粒子（α、β、γ以及μ子、介子等）沉积的能量转换成闪烁荧光光子。荧光光子检测器包括各种光敏检测器，最常用的是光电倍增管。光电倍增管的作用是将闪烁体输出的荧光光子转换成光电子，并对原初光电子进行倍增，最后在光电倍增管的阳极输出回路上形成一个与输入的荧光脉冲相对应的电流脉冲。此脉冲信号的幅度正比于入射射线损失的能量，脉冲信号的后沿表示电子激发退激发光，不同闪烁体晶体衰减程度不同。
电子顺磁共振 (Electron Paramagnetic Resonance， EPR) 波谱技术是一种研究含有未成对电子物质的结构、 动力学以及空间分布的谱学方法， 是唯一能够直接检测和研究含有未成对电子顺磁性物质的波谱学技术。EPR 能够提供原位和无损的电子自旋、 轨道和原子核等微观尺度的信息。当含有未成对电子的物质置于静磁场中时， 如果对样品施加一定频率的电磁波信号， 会观测到物质对电磁波能量的发射或者吸收。 通过对电磁波信号的变化规律进行分析， 可以简析出电子以及其周围环境的特性， 从而可以进行物质结构的分析以及其他应用。
核磁共振（nuclear magnetic resonance, NMR）是由于电磁波的频率和原子核在磁场下的进动频率共振，所发生的吸收和放出对应频率电磁辐射的物理现象。核磁共振方法能测量分子的波谱学数据，反映原子周围的化学环境及其在分子内的空间位置，进而能够准确、无损地获取物质的组成和结构信息。进一步地，核磁共振可通过磁场的空间编码实现成像，获得物体内部结构和功能信息。
离子阱最早可追溯到上世纪五十年代，Wolfgang Paul和Hans Dehmelt等人分别设计了出利用磁场或交变电场使带电颗粒处于动态平衡的装置，这就是离子阱。离子阱分为二维离子阱、三维离子阱、轨道离子阱等，有着搭建简单、造价便宜、灵敏度高的优点，在真空获得技术、高精度高灵敏度量子测量、量子计算和量子模拟等方面有重要应用。
光信号经PMT转换成电信号，经放大器进行放大后，经甄别器进行幅度甄别。幅度符合甄别条件的，甄别器将输出一个逻辑信号，并输入给计数器进行计数。甄别器可以根据脉冲幅度的大小剔除噪声脉冲，把淹没在噪声信号中的光子信号筛选出来，实现光子计数。
电子与原子分子的弹性散射是物理学中最基本的微观粒子碰撞过程之一。在弹性碰撞过程中，入射电子受到靶的原子核或电子的库仑作用，运动轨迹会发生改变，但能量保持不变。
- 先进演示实验室
位于东区教学楼三栋六楼。实验室内设有8套仪器设备，总价值约为520万。这些设备涵盖了粒子物理与原子核物理、等离子体物理和光学、声学等物理学方向。主要用于开设理学院本科生的《先进演示实验》课程。《先进演示实验》旨在以演示为主、操作为辅，通过一系列与日常生活密切相关的有趣的物理现象，深入对相关物理学概念和知识的理解，直观感受和认识物理现象的发生、演化和机制。通过演示实验将抽象的物理概念具像化，激发学生的好奇心和求知欲，培养学生的学科兴趣和思维能力。
观测高能带电宇宙线粒子，展示宇宙射线缪子的径迹：
本探测器通过高压电场和惰性气体介质，将高能带电粒子的运动轨迹可视化。由间距约1厘米的导电板阵列构成，当宇宙射线缪子穿过时，数千伏电压使气体电离形成明亮的放电火花，同步产生类似微型闪电的声光现象。这种直观的粒子径迹展示方式，将微观世界的物理过程转化为可感知的视听信号，为初学者打开粒子物理的认知窗口。
看见我们周围的辐射：
我们无法直接感知宇宙中无处不在的各类辐射，它们既看不见也摸不着，而辐射探测器正是人类观测这些神秘射线的“眼睛”，是探索原子、原子核乃至更深层微观世界的关键工具。本次实验将揭示辐射如何被我们“看见”——当辐射粒子进入探测器的灵敏体积后，会与介质相互作用并沉积能量，探测器随即将这些能量转化为可识别的输出信号，最终通过信号放大与测量得到。
包括等离子体风车、等离子体音箱、疯狂的火焰、等离子体激励器和等离子体操作五个小实验。通过观摩几个有趣的演示实验，让学生了解大气压气体放电等离子体的前沿应用，理解气体放电的基本原理和等离子体的主要特性，掌握等离子发生器的基本结构和常见的放电模式。
本实验包含A、B两部分。
A. 无极灯放电及发光机制研究：以无极灯为研究对象，探究铁氧体增强电感耦合等离子体（FMICP）的高密度放电原理，帮助学生初步理解等离子体放电的调控方法，为深入掌握FMICP技术奠定基础。
B. 直流辉光放电观测：聚焦低压气体中的直流辉光放电现象，通过观测电压-电流曲线及等离子体空间分布，直观揭示低温等离子体的生成机制及特性，支撑弱电离等离子体应用与介质特性研究。
拉曼光谱凭借无损检测特性及快速分析、高重复性、微量样品需求与免前处理等优势，可精准解析物质化学结构、分子振动等关键信息，广泛应用于化学、材料、考古、环境科学及生物医学领域。本实验聚焦拉曼效应概念与光谱仪原理认知，通过便携设备实操掌握光谱处理技术，建立基于特征峰的快速物质识别能力。
吸声系数与表面阻抗是表征材料/表面对声波吸收与反射特性的核心声学参数。其精准测定为声学环境评估与噪声控制、声学工程设计与应用提供关键数据基础，直接指导材料选型及声学优化设计。本实验基于双/四传声器传输矩阵法，分别实现吸声系数与表面阻抗的高效测量。通过构建材料声学特性解析框架，掌握阻抗管测量技术及其传递函数法原理，最终形成声学材料性能评估体系，赋能精准声学调控。
声波压力场的测量是揭示声波动力学规律的核心技术手段，其数据成果为声学工程、环境评估、医学影像及地球物理探测等跨学科领域提供关键支撑。本实验通过声场生成-传播全流程解析，指导学生掌握声压传感原理，习得多维度声场表征方法，构建基于空间声压分布的数据分析体系，系统提升声场动力学认知与应用能力。
实验系统由发生器、测振仪、数据采集及控制系统构成。通过驱动器激发固体材料振动，利用测振仪获取空间时域信号解析振动分布特征。本实验旨在揭示弹性波生成-传播动力学机制与振动图案形成规律，掌握激光测振技术方法，为材料振动特性表征、结构健康监测及工程优化设计提供关键技术支撑，对材料科学与工程安全领域具有重要应用价值。
