一、基础研究试验
1. 物理性质测定试验
机械实验：通过弹簧力计、平衡等仪器测量物体的质量、密度和弹性模具，验证牛顿运动定律。例如，利用自由落体设备测量重力加速，结合光门技术准确记录运动时间。
电磁试验：利用示波器、电流计等设施研究电磁感应现象。典型试验如法拉第电磁感应定律验证，通过磁场中线圈的运动产生感应电流，定量分析磁通量变化与电势的关系。
光学实验：依托分光光度计、干涉仪等工具，探索光的传播规律。例如，双缝干涉实验可以直观地显示光波的叠加原理，而偏振光试验用于分析各种材料。
2. 化学性质研究试验
无机化学实验：关注元素周期表中的物质反应。例如，亮黄色碘化铅沉淀通过硝酸铅和碘化钾的复分解反应产生（PbI₂），即“金雨”试验，可直观演示沉淀溶解平衡原理。
有机化学实验：涉及有机物的合成和结构特征。以阿司匹林（乙酰水杨酸）的合成为例，通过薄色谱法控制水杨酸与乙酸酐的反应温度，监测反应过程。
物理化学实验：研究反应热学和动力学。例如，在碘钟反应中，过氧化氢、丙二酸和碘酸钾混合后，溶液在无色和蓝紫色之间周期性变化，揭示了化学冲击机制。
二、应用分析试验
1. 环境监测试验
水质监测：利用原子吸收光谱仪测量水中铅、砷等重金属含量，结合气相色谱法分析有机废气（如苯系物）。例如，上海通过检测饮用水的总硬度、硫酸盐等数据来评估水质安全。
空气污染分析：采用通用排气罩收集气体样品，通过非分散红外法确定二氧化硫浓度，为空气污染控制提供数据支持。
2. 食品安全试验
添加剂检查:用高效液相色谱法测定食物中的防腐剂(如苯甲酸)、色素（如胭脂红）的含量。例如，蛋白质含量是通过凯氏定氮法确定的，其原理是基于蛋白质含氮量稳定（约16%）。
农药残留分析：采用固相提取技术收集样品，结合质谱仪检测有机磷农药残留，确保农产品安全。
3. 材料科学实验
纳米材料特征：通过透射电子显微镜观察纳米颗粒的形状和尺寸分布，用X射线衍射器分析晶体结构。例如，四氧化三铁纳米颗粒可以在磁场中形成硬刺结构，反映液体磁控制的特点。
聚合物材料检测:利用差示扫描量热仪测量聚合物的玻璃转化温度，结合拉力试验机评价材料的力学性能。
三、教学与科普实验
1. 趣味演示实验
静电实验：摩擦带电塑料棒靠近水流，观察水流偏移现象，直观显示静电的吸引作用。
超导磁悬浮：液氮冷却钡铜氧超导材料后，其抗磁性引起磁悬浮现象，常用于演示磁悬浮列车的原理。
2. 经典验证试验
酸碱中和滴定：确定硫酸与氢氧化钠反应的终点，通过酚酞指示剂的颜色变化计算溶液浓度。
金属钠与水反应：钠在水中剧烈反应，产生氢气，不仅是碱金属的案例，也是实验室制氢的简单方法。
3. 创新实践实验
3D打印材料开发：结合溶液铸造法和热压成型技术，制备聚乳酸（PLA）基复合材料，通过机械性能测试提高配方。
提高太阳能电池效率：研究钙钛矿材料的光吸收特性，采用旋转涂层法制备薄膜，通过I-V曲线测试分析光电转换效率。
四、技术价值及未来方向
物理和化学实验室的实验内容涵盖了从基本原理验证到应用研究和开发的整个链。例如，通过检测试验（如pH值测定、过氧化值分析）来确保食品安全，并通过材料表征试验（如纳米颗粒生成、聚合物检测）来促进新材料的研发。未来，随着人工智能与自动化技术的融合，物理和化学实验将为高通量、智能方向的发展提供更强的支持，为解决能源、环境、健康等全球挑战提供更强的支持。
