物理學(xué)物理實驗中心物理實驗員實習(xí)報告一、摘要2023年6月5日至8月22日，我在物理學(xué)物理實驗中心擔(dān)任物理實驗員實習(xí)生。核心工作成果包括協(xié)助完成12組量子力學(xué)中塞曼效應(yīng)的實驗裝置調(diào)試，累計操作激光干涉儀78次，確保實驗數(shù)據(jù)重復(fù)性誤差低于3%；參與3項原子物理實驗的方案設(shè)計，通過改進光路配置使光譜分辨率提升至0.5納米。專業(yè)技能應(yīng)用體現(xiàn)為熟練掌握LabVIEW編程進行數(shù)據(jù)采集分析，利用MATLAB擬合實驗曲線獲得粒子散射截面系數(shù)0.82±0.07。提煉出的可復(fù)用方法論為通過迭代優(yōu)化實驗參數(shù)建立誤差傳遞模型，該模型被用于后續(xù)4組冷原子實驗中，系統(tǒng)誤差降低19%。二、實習(xí)內(nèi)容及過程2023年6月5日到8月22日，我在物理學(xué)物理實驗中心當(dāng)物理實驗員。實習(xí)目的就是把課堂上學(xué)到的量子力學(xué)和原子物理知識用到實際實驗里，熟悉實驗室的工作流程，尤其是精密儀器的操作和數(shù)據(jù)處理。單位是做前沿物理實驗研究的地方，有塞曼效應(yīng)、原子干涉這些項目，設(shè)備挺全的，比如激光干涉儀、光譜儀，還有專門的恒溫恒濕箱控制環(huán)境。實習(xí)內(nèi)容主要是協(xié)助老師做實驗準(zhǔn)備和調(diào)試。具體有12組塞曼效應(yīng)實驗，每次要調(diào)激光功率、磁場梯度，確保分裂譜線清晰。記得7月10號那組實驗，初始狀態(tài)下分裂峰重疊嚴(yán)重，數(shù)據(jù)完全沒法用。后來跟老師反復(fù)試了三次，把激光波長調(diào)到632.8納米，磁場梯度從2特斯拉米逆增至4特斯拉米，最后峰間距達到了0.8納米，數(shù)據(jù)重復(fù)性誤差才降到3%以下。這讓我明白實驗參數(shù)優(yōu)化不是瞎調(diào)，得有物理模型支撐。還參與了3個原子物理實驗方案設(shè)計，比如用冷原子做布洛赫球軌跡測量，我負(fù)責(zé)設(shè)計光路，用MATLAB模擬發(fā)現(xiàn)，增加偏振梯度能提高信號信噪比約25%。遇到的困難有兩次。一次是6月底調(diào)試量子干涉儀，相干時間老不穩(wěn)定，差幾秒就散相了。后來查文獻，發(fā)現(xiàn)環(huán)境振動是主因，跟實驗室申請加了隔振墊，相干時間穩(wěn)定在15秒以上。另一次是8月初處理光譜數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)噪聲太大，老師給的常規(guī)濾波方法效果不明顯。我自己研究了小波變換，用DB5小波包去噪，信噪比提升了0.8分貝，關(guān)鍵峰強度恢復(fù)到92%。實習(xí)成果就是產(chǎn)出了12組高質(zhì)量塞曼效應(yīng)數(shù)據(jù)，還有3份實驗方案報告。收獲是學(xué)會了實驗誤差傳遞分析，以前覺得理論推導(dǎo)挺好，實際操作才知道環(huán)境溫濕度、振動這些都會影響結(jié)果。技能上從只會用示波器，到現(xiàn)在能獨立編程LabVIEW采集數(shù)據(jù)，用Python做數(shù)據(jù)擬合。思維上轉(zhuǎn)變挺大，以前覺得實驗就是按步驟操作，現(xiàn)在明白每個參數(shù)調(diào)整背后都有物理意義，比如塞曼效應(yīng)里能級分裂的大小直接關(guān)聯(lián)g因子測量。實習(xí)單位管理上有點問題，比如耗材申領(lǐng)流程太繁瑣，有時候?qū)嶒灱庇弥鴸|西得等半天。培訓(xùn)機制也不夠完善，新來的師兄師姐都是靠我手把手教的，要是有個標(biāo)準(zhǔn)化操作手冊就好了。崗位匹配度方面，我挺喜歡動手操作，但有時候覺得理論支持這塊能發(fā)揮更多，比如實驗方案設(shè)計時，要是能結(jié)合更多理論計算會更好。建議可以搞個在線共享的實驗記錄系統(tǒng)，現(xiàn)在都是紙質(zhì)版，容易丟。耗材管理上可以按實驗項目批量申領(lǐng)，省得每次只領(lǐng)一點點。三、總結(jié)與體會這8周在物理學(xué)物理實驗中心的實習(xí)，感覺挺充實的。實習(xí)價值閉環(huán)體現(xiàn)在，我當(dāng)初去的時候想學(xué)點實際操作經(jīng)驗，現(xiàn)在確實把量子力學(xué)和原子物理里的不少知識點用上了。比如塞曼效應(yīng)實驗里，通過反復(fù)調(diào)試激光功率和磁場梯度，最終把分裂峰間距穩(wěn)定在了0.8納米，數(shù)據(jù)誤差低于3%，這比單純看書理解的要深刻得多。參與的那3個原子物理實驗方案設(shè)計，雖然只是輔助，但接觸到光路優(yōu)化、信號處理這些實際流程，感覺自己離真正的科研更近了一步。對我職業(yè)規(guī)劃的影響挺大的。以前覺得做物理研究就是搞理論或者寫論文，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)實驗環(huán)節(jié)同樣重要，甚至更考驗綜合能力。實驗中心那種嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的氛圍，還有遇到問題時候大家一起討論解決的過程，都讓我開始認(rèn)真思考自己未來的方向。如果真想走實驗物理這條路，接下來打算深化學(xué)習(xí)信號處理和數(shù)據(jù)分析這些技能，可能考慮報個相關(guān)方向的在線課程，或者試試考個實驗物理相關(guān)的資格證，把實習(xí)里用到的MATLAB和LabVIEW用得更熟練。看著實驗中心那些先進的設(shè)備，像冷原子系統(tǒng)、高精度干涉儀，感覺這個領(lǐng)域發(fā)展挺快的。比如今年剛引進的某種新型探測器，效率比之前提高了近一倍，這背后肯定有材料科學(xué)、精密儀器這些交叉學(xué)科的支撐。行業(yè)趨勢上，我覺得未來物理實驗和計算機、人工智能結(jié)合會越來越緊密，數(shù)據(jù)處理和分析能力會成為核心競爭力。這次實習(xí)讓我意識到，光有物理知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還得不斷學(xué)習(xí)新工具、新方法，才能跟上節(jié)奏。心態(tài)轉(zhuǎn)變還是挺明顯的。實習(xí)前覺得做實驗就是按部就班，出了問題找老師就行。但實際操作中，有時候一個微小的參數(shù)變動就會導(dǎo)致結(jié)果大不一樣，這時候就得自己多試幾次，還得考慮怎么盡量減少誤差。記得有一次調(diào)試量子干涉儀，相干時間不穩(wěn)定，試了好幾種方法都不行，急得不行，最后還是去請教老師，才知道是環(huán)境振動在作祟。這次經(jīng)歷讓我抗壓能力提升不少，也明白了做研究得有耐心，還得有責(zé)任心，畢竟實驗的每一個細(xì)節(jié)都可能影響最終結(jié)果。這種從學(xué)生到半個職場人的感覺，挺復(fù)雜的，但更多的是責(zé)任感和成就感。四、致謝感謝物理學(xué)物理實驗中心提供這次實習(xí)機會，讓我能把理論知識與實踐結(jié)合。特別感謝